5G+VR/AR技術驅動的圖書館虛擬閱讀空間構建研究

李 林

（福建農林大學圖書館，福建 福州 350002）

近年來，隨著網絡通信技術、信息技術的飛速發展，5G、VR/AR、3D 打印等科技“新勢力”也快速崛起。在這樣的背景下，公眾對圖書館服務的多元化需求日益增加，特別是對圖書館閱讀空間的智能化、個性化、趣味性需求更是與日俱增。面對新技術環境下用戶的各種新需求，各地圖書館借助新興技術以各種形式開展了個性化、多元化的新型閱讀空間的建設活動，吸引更多的民眾參與閱讀、樂于閱讀，達到提升廣大人民群眾文化素養的目的。筆者聚焦5G 與VR/AR 新技術，參考借鑒5G、VR/AR 技術在其他領域應用的成功案例與經驗，創新性地將5G 與VR/AR 技術引入到圖書館閱讀空間建設中，提出5G+VR/AR 技術驅動的圖書館虛擬閱讀空間構建思路，以期為當前圖書館閱讀空間的建設提供新思路和新途徑，從而推動圖書館閱讀服務工作的發展。

1 5G 與VR/AR 的概念及其在圖書館領域的應用

1.1 5G與VR/AR的概念

（1）5G 技術的概念。5G 即第五代移動通信技術（5th Generation Mobile Communication Technology，簡稱5G），該技術是在前4 代移動通信技術的基礎上發展起來的，具有高速率、低時延、連接靈活等特點的新一代移動通信技術，是物聯世界和智慧時代實現人、機、物互聯的核心技術支撐。按照國際電信聯盟（ITU）所給出的技術標準，5G技術目前具有三大類應用場景，分別是增強移動寬帶（eMBB）技術標準下的互聯網用戶的日常應用，超高可靠低時延通信（uRLLC）技術標準下的工業控制、遠程醫療、自動駕駛等對時延和可靠性具有非常高要求的行業應用，以及海量機器類通信（mMTC）技術標準下的智慧城市等相關領域所涉及的以傳感和數據采集為目標的應用場景[1]。

（2）VR/AR 的概念。VR（虛擬現實）以及AR（增強現實），都是實現虛擬和現實的相互結合，從理論上講，二者都是虛擬現實技術的一種。由于計算機仿真技術的不斷進步，早期的虛擬現實技術日益趨向可以實現聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺等感知系統的超強仿真系統演變即所謂的增強現實，以至于目前科技界和學術界以VR/AR 代指當前最新的虛擬現實技術。VR/AR 技術因具有沉浸性、交互性、多感知性、構想性、自主性等特征，越來越受到社會各行業和公眾的認可，用戶可以在虛擬現實世界中體驗到最真實的感受，有種身臨其境的感覺，從而沉浸到該環境中。通常可以從沉浸式體驗角度將VR/AR 技術劃分為人機非交互式體驗、個人虛擬環境交互式體驗及群體虛擬環境交互式體驗等幾類。隨著VR/AR 技術的不斷成熟，目前被廣泛地應用到教育、醫療、軍事、航空航天、工業設計、影視娛樂等不同行業[2]。

1.2 5G+VR/AR的技術特征

通過上述對5G 概念的闡釋，可以看出，假如1G 到4G 是面向個人的，那么5G 將拓展到面向產業互聯網和智慧城市服務[3]。因此，5G時代的內涵就是實現最廣泛的“5G+X”，其中的X 就代表不同行業的應用，例如“5G+智能家居”“5G+智慧交通”“5G+智慧旅游”等，從而全面實現資源共享、生態共生、互利共贏、融通發展的5G 開放型新生態體系。就技術特征而言，如圖1 所示，“5G+VR/AR”表現為將5G 作為接入方式，通過與人工智能、大數據、云計算、物聯網、移動互聯網等新興技術進行融合，助力虛擬現實在畫面質量、圖像處理、眼球捕捉、3D聲場、機器視覺等核心技術領域不斷取得突破，解決傳統虛擬現實被數據捕獲、數據傳輸及數據運算束縛的問題，提升虛擬現實服務的沉浸感和可靠性，從而為VR 在更廣泛領域的應用開辟了新天地，推動其與智慧城市、區域文旅、文化教育、智慧工廠等行業快速融合，為人們的生活、社會的生產、城市的治理帶來前所未有的改變。

圖1 5G+VR/AR的技術特征

1.3 5G+VR/AR在圖書館領域的應用現狀

伴隨著“5G+VR/AR”技術在各個行業的不斷推廣與應用，近年來圖書館領域也開展了基于“5G+VR/AR”技術的各項應用研究，譬如，王維秋等提出了基于5G 技術的無感借閱、導航服務、智慧場館、云服務、信息推送、機器人服務、大數據服務及休閑娛樂8 個方面的應用[4]。黃輝對“5G+全息投影”技術進行研究，收集“5G+全息投影”技術在不同行業領域的成功應用案例，在傳統的閱讀推廣方法基礎上，構建了基于“5G+全息投影”的智慧閱讀推廣模式[5]。王秀琴等以文旅融合為背景，對“5G+VR/AR”技術在贛西圖書館文旅融合新模式中的應用進行了實踐探索[6]。此外，寧波圖書館結合VR 技術的優勢，在開展閱讀推廣活動中，通過用戶調查、主題篩選、自制VR、內容導讀、社會合作等方式提升活動質量，發揮了公共圖書館在VR 領域知識科普和內容導航的作用[7]。綜上，“5G+VR/AR”技術已經對智慧圖書館建設、圖書館閱讀推廣、圖書館文旅融合服務等各方面產生了重要的影響，促使圖書館各項服務進行變革，提升圖書館的服務效能。

2 當前圖書館閱讀空間建設面臨的問題與挑戰

2.1 空間資源緊缺

近年來，國家及社會各界非常重視圖書館的建設與發展，對于圖書館的資金支持力度不斷增加，圖書館的藏書量日益增多，導致當前圖書館所共同面臨的一個問題就是空間資源越來越緊張。相應的圖書館界積極推動空間改造，構建相應的智慧閱讀空間浪潮便是在這樣的背景下產生的。圖書館閱讀空間資源的日益不足，是當前圖書館閱讀空間建設面臨的一個首要問題。尤其為了推動閱讀活動深入開展，很多圖書館均與社會團隊和組織合作，并為其活動開展提供場館預約服務，由于社會各界對圖書館場地需求較大，而且圖書館自身場地資源有限，致使圖書館的閱讀場所每天使用的情況基本都處于飽和狀態，大部分讀者需求未能得到滿足，這在一定程度上限制了圖書館閱讀活動的廣泛開展。

2.2 讀者參與度較低

盡管我國互聯網的普及率非常高，但是目前大多數圖書館閱讀活動還是以線下的讀書會、沙龍、閱讀分享會等形式為主。線下閱讀活動可以給讀者營造面對面互動交流的閱讀環境，取得的閱讀效果整體較好。但是，組織開展線下的閱讀活動，需要讀者出席現場，時空成本較大，尤其是一線及省會等大城市，空間距離較遠，很多讀者到達現場往往需要數小時的通勤時間，以至于很多讀者現場參與的積極性受到影響，這種閱讀需求與參與意愿之間的矛盾，導致圖書館閱讀空間建設面臨社會需求量較大，但是讀者參與現場閱讀活動的積極性不高。

2.3 新興技術應用不足

5G技術、大數據、人工智能等新興技術是智慧圖書館建設的重要支撐，也是數字時代建設圖書館閱讀空間的重要手段。目前很多圖書館都在開展相應的智慧圖書館建設工作，其中也包括對圖書館智慧閱讀空間的建設。然而由于圖書館自身在技術基礎設置的局限，對新興技術的應用和布局不足，致使其在開展閱讀空間相應的智慧服務時還存在數據傳輸共享不暢通、智能服務承載能力有限等問題，這些問題的存在對圖書館閱讀空間效能的發揮起到了一定的限制作用，因此，加強新興技術的應用，提高圖書館閱讀空間的智慧化服務水平，通過技術創新來提高讀者參與的積極性，將是當前圖書館閱讀空間建設面臨的一項重要挑戰。

3 5G+VR/AR 技術驅動的圖書館閱讀空間變革

3.1 技術賦能，打破傳統時空限制

如上所述，空間資源緊缺是當前圖書館閱讀空間建設面臨的重要問題，將5G+VR/AR 技術應用于圖書館閱讀空間的建設中，可以將傳統的圖書館館藏圖書、音視頻等實物資料轉化為虛擬的數字資源，這樣不僅可以減少實物對空間資源的需求，而且可以通過打造相應的“虛擬數字閱讀空間”，360°實景還原線下場景，打破傳統圖書館閱讀空間的時空限制，讓讀者漫步云端“逛”全景空間，“賞”全景圖書，從而將圖書館閱讀空間的建設從以“書”為中心，轉變成以“人”為中心，這樣讀者就不再受傳統圖書館閱讀空間資源不足的限制，隨時隨地對虛擬閱讀空間的資源進行訪問。例如，美國賓漢姆頓大學圖書館利用VR/AR 技術，開發了閱讀交互體驗系統，將古籍的原始手稿投影在空白書本上，讀者通過圖書館提供的相應終端設備就可以閱讀相應的古籍內容，這樣不僅可以同時滿足大量讀者的閱讀需求，同時也對古籍善本進行了有效保護，起到了一舉兩得的效果[8]。

3.2 優化服務，提升讀者閱讀興趣

5G+VR/AR 技術的應用對優化圖書館閱讀空間服務具有重要作用。利用5G+VR/AR 技術建設相應的虛擬閱讀空間，可以營造沉浸式的閱讀氛圍，通過情景帶入、互動交流來激發讀者的閱讀興趣。具體而言，虛擬閱讀空間不僅可以將實體的2D 出版物，尤其是繪本、漫畫等作品，升級為3D 全景視圖，從而將圖書館館藏的圖文、音視頻等資料變得更加生動立體，提升讀者的閱讀體驗，而且還可以通過線上的互動交流，打造與線下閱讀相同的閱讀場景，通過“云端”開展讀書會、沙龍、閱讀分享會等，調動讀者閱讀的積極性，增強閱讀活動的趣味性與互動性，達到提升讀者閱讀興趣的效果。

3.3 轉型升級，營造圖書館閱讀服務新業態

隨著5G+VR/AR 技術在圖書館領域的不斷廣泛應用，越來越多的圖書館閱讀服務業態將面臨轉型升級。這不僅將進一步改造圖書館閱讀空間中各類基礎設施，不斷推動著閱讀服務內容的升級迭代，同時也加速了整個閱讀服務系統的進化和完善，通過5G+VR/AR 與圖書館閱讀空間深度融合，更能催生出新的閱讀服務價值體系、業態模式。5G+VR/AR 技術驅動下圖書館閱讀空間的變革不僅僅局限于上述的打破圖書館閱讀空間時空限制的束縛，對讀者閱讀興趣的激發，還包括地方特色文化、文旅融合等閱讀服務新業態在圖書館虛擬閱讀空間中的體現，通過打造相應的“地方特色文化虛擬閱讀空間”，實現數字文旅融合，從而突破傳統圖書館閱讀空間對“書”的閱讀，實現對“文化”的傳承，拓展圖書館閱讀空間的功能。

4 5G+VR/AR 技術驅動的圖書館虛擬閱讀空間構建方案

5G+VR/AR 技術驅動的圖書館虛擬閱讀空間構建需要從技術模塊、智能服務平臺和虛擬閱讀場景3個維度實施，如圖2所示。5G網絡技術實現讀者與讀者、讀者與虛擬閱讀場景、智能服務平臺與虛擬閱讀場景間共聯互通，構建5G 與AR/VR 互聯融合的虛擬閱讀環境，基于AR/VR 結合可穿戴設備、虛擬現實眼鏡、增強現實設備打造虛擬閱讀場景，并融入智能技術為讀者提供多元化服務，使讀者在虛擬閱讀空間能充分感知，獲得良好的閱讀體驗。

圖2 5G+VR/AR技術驅動的圖書館虛擬閱讀空間構建體系框架

4.1 技術模塊

技術模塊需要應用到5G 技術、大數據技術、AR/VR 技術、日志挖掘技術。5G 網絡為圖書館虛擬閱讀空間提供底層網絡支持，并與智能服務平臺、可穿戴設備、虛擬現實設備、增強現實設備、傳感器設備實現穩定的數據共享、數據聯通，保障各個層面數據傳輸的穩定。大數據技術嫁接到智能服務平臺，依靠算法工具、Hadoop 集群架構實現對讀者信息、虛擬閱讀空間情景信息、圖書館數字資源的采集與挖掘，精準分析用戶需求，為用戶提供智能服務。日志挖掘技術會對讀者瀏覽網站的日志記錄進行深度挖掘，精準勾勒出讀者畫像，并對讀者興趣習慣、行為偏好有效標注，反饋出用戶的個性化特征，為VR/AR 設備構建出滿足用戶個性化需求的虛擬閱讀場景提供參考與指導[7]。VR/AR 技術借助可穿戴設備、虛擬現實眼鏡等根據讀者的個性化需求塑造虛擬閱讀場景，保障每個虛擬閱讀場景能帶給讀者良好的沉浸式閱讀體驗。

4.2 智能服務平臺

智能服務平臺是圖書館虛擬閱讀空間的神經中樞。一方面，智能服務平臺依靠分布在圖書館各處的智能傳感器設備實現對讀者行為動態、空間場景信息的采集分析，對讀者的閱讀需求精準定位；另一方面，智能服務平臺根據讀者的個性化閱讀需求為讀者量身打造虛擬閱讀解決方案，通過智能匹配虛擬閱讀資源、智能生成虛擬閱讀場景、智慧感知讀者閱讀狀態、智慧分析讀者閱讀障礙，為讀者在虛擬閱讀過程中提供智慧答疑、智能導航、信息檢索、文獻查詢、科技查新、數據共享等服務，保障讀者在虛擬閱讀過程中良好的閱讀服務體驗[8]。

4.3 虛擬閱讀場景

5G+VR/AR 技術驅動下的圖書館虛擬閱讀空間構建需要基于讀者不同的個性化閱讀偏好塑造不同的虛擬閱讀場景，既要對讀者的個性化需求智能感知、精準對接，應用過程也要使讀者能夠可接受、可共享，能夠完全沉浸。一方面，圖書館借助5G 網絡、VR/AR 設備打造共享化的虛擬閱讀場景，使讀者可隨時隨地借助智能手機、可穿戴設備進行沉浸式虛擬閱讀；另一方面，圖書館通過評估虛擬閱讀場景與讀者個性化閱讀需求間的匹配度衡量虛擬閱讀空間的服務效果，根據讀者不斷遷移的行為偏好和閱讀習慣對虛擬閱讀服務方案不斷調整與優化，并對虛擬閱讀場景的服務內容、場景布局、場景元素不斷優化與重構，使虛擬閱讀場景服務能與讀者的興趣習慣變化同步適應，保證圖書館的虛擬閱讀服務具有良好的用戶滿意度。

5 結語

5G+VR/AR 技術作為人工智能時代新的技術實踐體系，為圖書館閱讀空間構建提供了全新的視野，它區別于圖書館傳統的閱讀共享空間，打破時空壁壘，以讀者為中心，通過運用新一代5G 技術、VR/AR 技術、大數據算法、智能工具為讀者搭建智能服務平臺、虛擬閱讀場景，能在有效激發讀者的閱讀興趣的前提下，滿足讀者的沉浸式閱讀需求。在5G+VR/AR 技術驅動下，圖書館的閱讀服務方式、服務內容和服務模式得以革新和優化，這對改善當前圖書館閱讀空間建設面臨的問題具有重要意義。因此，將5G+VR/AR 技術應用到圖書館閱讀空間建設中將成為未來圖書館的發展趨勢。