混合現實技術在圖書館的應用研究

（上海大學圖書情報檔案系 上海 200444）

目前，混合現實技術還處于發展階段，在圖書館的實際應用比較少，國內僅有一家由啟迪數字天下打造的混合現實數字圖書館，這座圖書館的墻壁上噴涂了各種書籍，佩戴上混合現實技術的設備之后，當讀者凝視墻上的圖案便可以打開相應書籍。僅是這簡單的應用就已經極大地震撼了大眾，因此混合現實技術在圖書館中的應用是不容小覷的。

1 相關概念解析

1.1 混合現實技術與虛擬現實技術

混合現實（Mixed Reality，簡稱MR）技術是通過計算機圖形技術和可視化技術產生現實環境中不存在的虛擬對象，并通過傳感技術將虛擬對象疊加到真實環境中，真實的環境和虛擬的對象實時地顯示在同一個畫面或空間，用戶利用顯示設備，便可以看到一個感官效果真實的新環境[1]。

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）技術主要是利用電腦模擬產生一個虛擬的三維空間，給使用者提供關于視覺、聽覺、觸覺等感官的虛擬環境輸入，讓使用者如同身臨其境，可以實時、立體地觀察周圍空間內的事物[2]。

二者之間最大的區別就在于虛擬現實技術為用戶提供的是一個完全由計算機所創造出來的虛擬世界，其中不存在任何的現實信息，這樣一種完全虛幻的世界會使得用戶產生不真實感；而混合現實技術則是將虛擬世界與現實世界融合在一起，在現實世界中疊加一些所需的虛擬信息，或是將現實信息添加到計算機所創造的虛擬世界里，這樣一種“虛中有實，實中有虛”的環境能給使用者帶來更好的體驗。

1.2 混合現實技術與增強現實技術

增強現實（Augmented Reality，簡稱AR）技術是通過計算機系統實現對現實世界的增強感知技術，是將計算機構建的虛擬物體、場景或系統提示信息疊加到真實場景中，從而實現對現實的增強[3]。

相較于虛擬現實技術而言，混合現實技術與增強現實技術更為接近，甚至于單從定義上來看，二者近乎相同。但是從技術層面上來說，混合現實技術就像是增強現實技術的升級版，二者之間最大的差異在于在增強現實技術中，虛擬信息是作為現實信息的輔助存在的，即依靠強大的現實信息作為主體，將虛擬信息簡單疊加，形成一個以現實信息為基礎的新世界。但在混合現實技術之下，我們所要追求的是現實信息與虛擬信息的完美融合，也就是說虛擬信息不一定作為輔助存在，也可以是主體，甚至于有時候可以反虛擬化，即擺脫現實畫面的束縛對影像進行刪減更改，人眼看到的將是經過計算機渲染后新的“現實畫面”，用一句形象的比喻就是實時PS現實。因此，混合現實技術能給用戶帶來更多的體驗。

1.3 混合現實技術、虛擬現實技術、增強現實技術三者之間的關系

Milgram等提出“真實—虛擬連續統一體”的概念，首次闡明了混合現實技術、增強現實技術、虛擬現實技術三者之間的關系。他們將真實—虛擬連續統一體看作是一個一維坐標空間，如圖1所示，這個坐標空間的整個橫軸即為真實—虛擬連續閉集空間，位于橫軸左端的為純真實環境，位于橫軸右端的為純虛擬環境。混合現實技術是在橫軸上除去左右端點外的其余部分，增強現實技術是現實信息和虛擬信息簡單疊加，位于更接近真實環境的一部分連續空間，而虛擬現實技術是虛擬信息單獨存在，位于更接近虛擬環境的一部分連續空間，同時它們也是混合現實技術開集中的一部分連續空間[4]。筆者認為，可以用一個簡單的公式來總結三者之間的關系，即混合現實技術=虛擬現實技術+增強現實技術=真實世界+虛擬世界+數字化信息。

圖1 混合現實技術、虛擬現實技術、增強現實技術三者關系圖

綜上所述，筆者認為混合現實技術是未來的發展趨勢，甚至于可能會完全取代虛擬現實技術和增強現實技術，因此我們要逐漸重視混合現實技術在圖書館中的應用研究。

2 混合現實技術在圖書館中的應用前景

混合現實技術的出現使得傳統圖書館圍墻有機會被徹底打破，圖書館將成為知識共享空間與體驗中心。從圖書館的角度來說，各項服務實施有了技術實現的全新途徑，內與外的概念將逐漸模糊，圖書館從一個內斂的實體走向一個發散的存在；從用戶的角度來說，人與人之間將不受時空的限制，達到前所未有的聯接互動。因此，混合現實技術在圖書館中具有廣泛的應用前景。

2.1 改善圖書館的亂架問題

目前，多數圖書館實施的是藏、借、閱一體化開放式借閱，讀者可以自行對書架上的圖書進行取閱。雖然圖書館已耗費巨大的人力物力來解決亂架問題，但亂架現象卻依然嚴重。混合現實技術的出現就能給圖書館解決亂架問題提供幫助。當讀者將取閱的書籍放回書架上時，混合現實技術的相關設備立即可對圖書當前的擺放位置進行掃描，而后將掃描到的位置與先前存放在其數據庫內的正確位置進行對比。若是發現其與正確擺放位置有所出入，即刻在讀者所持的混合現實技術相關設備上推送提示，提醒讀者書籍放置錯誤，并引導讀者將書籍擺放回正確的位置。這樣一來，不僅能使得圖書館亂架現象得到很好的解決，還能減輕圖書館管理人員的工作壓力，使其能夠有更多精力用來開展其他讀者服務。

2.2 優化現有館藏資源配置

目前，圖書館館藏資源配置工作主要包含兩點：一是空間配置。圖書的擺放位置會影響到讀者對于圖書的使用，因此圖書排架應盡量滿足讀者的使用需求。目前，大多數圖書館都是先按照預先設定好的方案進行排架，而后再根據讀者的實際使用反饋進行相應的調整。但是由于圖書館的館舍面積在不斷擴大，圖書在排架之后不容易進行大規模的調整。因此我們可以在進行圖書排架定位之前，先借助混合現實技術，將藏書排架工作在計算機所構建出的虛擬圖書館中完成并通過網絡開放給讀者。讀者們通過虛擬環境中的使用給予相應的建議。最后將這些建議進行匯總，并根據匯總情況進行調整，最終確定實際館藏的排架方案。由此可以使圖書館館藏分布更加貼近讀者的使用，更人性化，并且也節約了大量時間和人力。二是數量配置。讀者對于每種類型的書目需求量不同，有些種類的書目經常被借閱，而有些種類的書目卻一直無人問津。因此要對不同種類的書籍數量進行配置，實現供需耦合。我們可以借助借閱系統對書本的借閱情況進行“實時監控”，并通過混合現實技術將這些數據可視化。當圖書館管理人員使用相關設備對各類書籍進行掃描時，這些圖書的借閱數據就會直接顯現在上面，這樣一來，圖書館管理人員能夠較為直觀地看到各類書籍的借閱情況。除此之外，還可以借助一定的分析軟件，分析出每一類書籍的借閱趨勢。對于不同的趨勢用不同的顏色表示，譬如，用紅色表示借閱量在增加的書籍，藍色表示借閱量在下降的書籍，黃色表示借閱量基本持平的書籍。這樣就可以將這些變化趨勢可視化，讓圖書館管理人員較為清楚地知道各類圖書的借閱趨勢，有利于圖書館管理人員對書籍數目進行及時的調整。

2.3 打造個人專屬研習空間

由于圖書館大部分空間都用來存放實體書籍，用于研習空間的面積較小，因此目前多數圖書館的研習空間采取開放式，或是一個簡單的隔間。但這并不能完全阻隔外界的干擾，甚至于有些時候某些讀者不文明的行為會嚴重影響到其他讀者的學習。而使用混合現實技術則能夠在不改變現有占地面積的同時，讓讀者能夠獲得環境良好的專屬研習空間。除此之外，混合現實技術還可以為讀者營造一個良好的休息氛圍。當讀者學習疲憊時，可以將其調整為休息模式，混合現實技術的相關設備可以反虛擬化現實信息，將現實信息刪除，為讀者構建一個完全放松的環境。讓讀者能夠全身心地投入到由混合現實技術創造出來的環境中，有利于提高使用者的學習效率。

3 結語

混合現實技術的出現使得傳統圖書館圍墻有機會被徹底打破，圖書館將成為知識共享空間與體驗中心。目前混合現實技術在圖書館的實際應用中也存在著一些問題。一是缺乏操作相關設備的工作人員；二是混合現實技術現處于發展階段，因此其需要不斷地進行更新，但其更新成本較為昂貴。隨著科學技術的不斷發展， 硬件設備會不斷地更新，可以窺見未來混合現實技術在數字圖書館中的應用會越來越成熟。