虛擬現實技術在高校圖書館信息服務中的應用

吳博

（吉林建筑科技學院 吉林省長春市 130114）

1 引言

近年來，虛擬現實技術發展迅速，能夠高效地與許多專業融合。虛擬現實技術利用計算機軟硬件技術、傳感技術、機器人技術、人工智能和行為心理學來模擬和反饋用戶的視覺、聽覺和觸覺等感官功能。高校圖書館讀者可以戴上3D眼鏡、數據手套等專用傳感設備，通過身體和自然語言進行實時互動，從而在三維空間中無約束地觀察事物，讓用戶仿佛置身于現場。隨著虛擬現實技術的飛速發展，高校圖書館的日常業務中虛擬現實技術已經成為一種較為常見的輔助手段。國內許多高校圖書館也嘗試利用虛擬現實技術拓展圖書館服務領域，虛擬現實技術已經成為高校圖書館開展新應用的必要手段之一[1]。

2 虛擬現實技術概念

虛擬現實技術（Visual Reality，VR）是基于計算機圖形學開發的模擬應用技術。它是一種人機界面，可以在人與計算機生成的虛擬環境之間自然交互。用戶可以使用它來創建和感受虛擬世界。它集成了各種科學技術，例如計算機圖形技術、多媒體技術、網絡技術、人機交互技術、傳感器技術、立體顯示技術和模擬技術。用戶可以使用設備與虛擬現實進行交互。虛擬現實技術具有侵入性、交互性、構想性等特點，它使用計算機生成的三維圖像，通過用戶的視覺，觸覺，聽覺，氣味和味道等浸入，使用戶感到置身于虛擬世界之中。在虛擬世界中，用戶能通過傳感設備與虛擬世界中的對象進行交互[2]。例如，當人們用手觸摸和抓住虛擬世界中的對象時，他們必須能夠獲得與現實世界中同樣的感覺。當用戶沉浸在虛擬環境中時，可以學習或了解一些現有的或未知的信息。

3 虛擬現實技術在高校圖書館的應用現狀

3.1 虛擬現實技術在國外高校圖書館的應用現狀

美國哈弗大學圖書館、英國牛津大學圖書館等許多國外學術性圖書館都在嘗試和開發虛擬現實技術應用服務。日本東京大學圖書館在虛擬現實技術的應用方面取得了許多成就，圖書館研學空間負責人表示，虛擬現實技術離不開計算機科學和設計領域，在醫療衛生和智能建造等領域具有很高的實用價值。從國外高校圖書館中VR 技術的應用狀況來看，虛擬現實的應用仍處于起步階段。主要的應用方法是非沉浸式和半沉浸式。它的主要功能是補充和完善高校圖書館的傳統服務功能，而沒有完全利用虛擬現實技術的優勢。桌面虛擬現實技術、虛擬圖書館漫游和環境模擬技術等一些虛擬現實技術的應用相對較粗糙，漫游方法相對有限。能真實反映虛擬現實技術主要特點的沉浸式VR 系統中的大多數虛擬現實設備都處于開發和試驗的早期階段[3]。未來基于虛擬現實技術的設備研發技術將進一步成熟，過去價格很高的設備費用將進一步降低，這為在大學圖書館中普及沉浸式虛擬現實技術提供了機會。

3.2 虛擬現實技術在國內高校圖書館的應用現狀

虛擬現實技術在我國圖書館的初次應用是數字圖書館“虛擬現實系統”，這是中國國家圖書館于2008年推出的中國第一個交互式虛擬數字圖書館系統。緊跟其后，國內各大圖書館開始研發如何將圖書館的數字化與虛擬現實技術相結合。陸續推出了虛擬現實應用服務，例如上海圖書館的“VR 圖書館服務平臺”和南京大學圖書館的“3D 虛擬智能圖書館系統”。從那以后，國內眾多圖書館開始探究如何能更好的將虛擬現實技術應用于圖書館的日常服務中，例如廈門圖書館的虛擬現實服務站和溫州圖書館的漫游之旅[4]。如今，中國還有許多使用虛擬現實技術創建虛擬校園的大學，例如復旦大學和北京大學等，一些大學也已經建立了VR 實驗室，例如華中科技大學VR 實驗室推出了虛擬仿真教學、三維全景漫游展示和高危行業的VR 教育培訓等。北京大學圖書館就推出了三維全景服務，將北京大學圖書館的內外環境各種場景展示給讀者。浙江大學圖書館在原有的三百六十度3D 校園全景基礎上又推出了基于虛擬現實技術的VR 三維漫游。

4 虛擬現實技術在高校圖書館信息服務中的創新應用

4.1 多維信息資源建設

對于高校圖書館來說，信息資源的建設是其物質基礎和工作基礎。在高等教育中高校圖書館負責服務教學、科研和行政管理。其向讀者提供各類知識信息，讓讀者方便快捷的獲取文獻資料，這就需要高校圖書館在信息資源建設上加大力度。信息資源的收集，分類，歸納和采編是高校圖書館的最基礎服務。如果沒有信息資源的建設，圖書館的數字服務將變得“毫無用處”。3D 信息資源是VR技術與信息資源的整合。其將單調的二維平面數據轉換成一個虛擬時空域，使這些平面的數據組成為可以“看得見且有形”的虛擬立體環境。例如氣象數據，宇宙探索數據等，在集成了虛擬現實技術之后，這種環境與自然世界完全統一，可以生動直觀的比較數據。中國國家圖書館“虛擬現實閱讀站”系統的嘗試有效證實了3D 信息資源建設的應用可行性。讀者使用“虛擬現實閱讀站”的硬件設備時手指會帶來虛擬書本的相應反饋，抓取和翻頁與現實感受一致，仿佛置身于真實圖書館之中[5]。

4.2 數字信息資源建設

高校圖書館在其數字資源管理系統中利用虛擬現實技術將常規的紙質圖書，連續出版物等文獻資源整合進來，實現了圖書和其他紙質資源的信息和數字化。例如，以前紙質文檔只能由傳統圖書館中的一位讀者借閱，但是通過文獻資源數字化，數百名甚至數千名讀者可以同時借閱，大大提高了文獻資源的利用率，它還極大減少了紙質資源的損耗，并更好地保護了珍貴經典書籍。由虛擬現實技術形成的3D 圖書館數字信息資源系統，支持無紙化虛擬閱讀，并有效地增強了圖書館的文化輸出能力。同時，虛擬現實技術還在高校圖書館中數字資源的信息集成中發揮著重要作用，可以實現各個級別的信息檢索數據的復雜轉換，構建信息資源互聯，方便讀者檢索和查詢信息，提高服務效率，為讀者提供多樣化、層次化的信息資源[6]。

4.3 完善定制化信息服務功能

高校圖書館需要繼續完善其定制化服務能力，讓更多有個性化需求的讀者來利用圖書館資源。VR 技術不僅為讀者推送信息資源，而且還可以收集讀者的閱讀興趣、愛好等信息，精準的推送館藏信息資源。另外，高校圖書館可以利用VR 技術對讀者開展定題跟蹤服務，實現服務的虛擬化，通過互聯網組織和整合服務信息，將服務信息回饋給讀者，滿足讀者需求并增強圖書館的個性化服務，讓讀者體驗零距離服務[7]。比如，讀者可以使用手勢來模擬在圖書館中四處走動和看書的感覺，讀者處于這樣的環境之中可以極大的提高其專注力。此外，虛擬現實技術可以更加直觀的提取信息資源，信息使用的效率極大的提高。虛擬現實技術可用于在線課程教學，這種方法使可以在人機交互中發揮更大的作用。

4.4 沉浸式虛擬現實技術的應用

在虛擬教學實驗場景中，用戶與虛擬模擬環境進行交互，通過對事物的感知和認知，激發用戶的發散思維，在虛擬環境中獲得各種空間和邏輯信息，用戶完全沉浸在多維度信息空間中，并可以在虛擬環境中積極開展科研活動以獲得成果。學生在逼真的環境中可以提高學習興趣，充分發揮他們的想象力，并取得顯著的學習效果。虛擬的“現實”環境通常不僅是單個學科知識的運用，而且還涉及多種學科知識的應用和組合。因此，單個學科的虛擬教學無法滿足用戶需求，此時需要多學科的知識教學來應對所遇到的虛擬環境。高校圖書館的優勢在與整合跨學科教育資源，憑借豐富的電子信息資源和其他大學專業所沒有的完善的網絡系統，在高校中，實現跨學科的三維沉浸式虛擬教學。VR 教學項目的應用成果既要在本校各個學科之間交流，還要與其他高校的進行共享，以提升大學圖書館的持續開放服務水平[8]。

4.5 基于虛擬現實技術的閱讀推廣

隨著虛擬現實技術在教育領域快速發展，虛擬現實技術在高校圖書館閱讀推廣活動中的應用越來越廣泛[9]。在制作高質量的虛擬現實課程（線上和線下）時，圖書館與教學單位一起選擇和收集課程內容，例如文字，音頻，視頻，圖像等，在用戶和學習資源之間架起一座橋梁。用戶可以使用特定的虛擬現實課程設計，例如游戲設計和機械設計課程，以最大程度地提高交互性和沉浸感，從而改善閱讀體驗，提升閱讀興趣，促進高校圖書館全面開展閱讀推廣。

4.6 虛擬現實技術在信息化建設與整合服務中的應用

互聯網時代高校圖書館的信息化建設，利用最新計算機技術來發現、挖掘和組合館藏數字資源，為讀者提供快捷的信息資源服務。高校數字圖書館的核心是信息資源的建設與發展，它的優勢在于建設信息挖掘，信息提供，教學輔助和科研學習等方面。目前，高校圖書館的數字資源結構來看，提供給讀者的信息資源大部分都是文本信息，二維圖形和圖像，缺乏3D 信息資源。運用虛擬現實技術來提高大學圖書館的服務水平和質量的階段目標尚未實現。利用虛擬現實技術整合大學圖書館的信息資源，并對傳統信息資源進行數字化，以恢復紙質資源的原始外觀，用三維圖像形式呈現給讀者，并且可以實時與讀者互動，而不受時間和空間的限制。虛擬現實技術可對文獻周圍環境進行模擬3D 可視化。讀者可以使用可穿戴設備、模擬顯示設備和體感設備來實現多感官交互，從而獲得逼真的現實閱讀體驗。圖書館的藏書空間在節省的同時又增加了館藏資源數量。同時，對于圖書館員來說，通過虛擬現實環境了解館藏動態非常有用，這使得構建和管理信息資源變得更加容易[10]。教育部“China Academic Digital Associative Library”項目是虛擬現實技術在構建數字圖書館方面的經典案例，利用虛擬現實技術將傳統圖書文獻信息化，創建一個帶有引導功能的“資源庫”，為讀者提供音頻、外形、文本等資源的集合，搭建一個全新的研學平臺。在模擬的閱讀環境中，讀者可以通過將鼠標懸停在數字圖書上，虛擬出旋轉書本的實際動作和效果，來獲取數字資源信息。系統將數字資源信息提供給處于模擬環境中的讀者，閱讀效果逼真。大學圖書館基于虛擬現實技術虛擬化了珍本圖書，讀者可以在虛擬場景中進行閱覽，與珍本圖書零距離接觸。利用虛擬現實技術，解決了傳統圖書館中“收集”和“使用”珍本圖書之間的問題。運用虛擬現實技術，讀者可以積極參與圖書資源的建設中來，并且讀者可以在虛擬閱讀時對文獻進行評論、標記和交流。制定積極的激勵措施，鼓勵讀者共享知識和信息，添加評論，以便他們可以積極進行推薦資源。

5 結語

虛擬現實是在人工智能時代實現智能創造感知的一項關鍵技術，廣泛應用于在教育、商業和航天等許多領域，其已從受到質疑的階段過渡到快速發展的階段。虛擬現實技術的特性非常適合構建高校圖書館的特色服務。作為高校最全面的文獻中心和信息中心，圖書館承擔著多種責任，是人類文化傳承的需要。一直以來，圖書館通過服務創新和新技術的應用來提升服務水平，從發展過程來看，只要有新技術的誕生和應用，高校圖書館就會成為應用探索和創新實踐的先驅。高校圖書館應充分利用虛擬現實技術，提升信息化水平，為讀者提供高質量的特色信息服務。