數字圖書館沉浸式閱讀項目建設探討

宮蛟飛 宮雅琦

收稿日期：2023-12-01

作者簡介：宮蛟飛（1989—? ），國家圖書館工程師；宮雅琦（1998—? ），德國海德堡大學計算機系2022級碩士研究生。

摘? 要：文章探討了沉浸式閱讀的特點，闡述了沉浸式閱讀在國內外圖書館的實踐，以國家圖書館數字圖書館體驗區“沉浸式閱讀體驗”項目為例，詳述了“沉浸式閱讀體驗”項目的設計與實現，對沉浸式閱讀的未來發展進行思考的同時提出了相應的合理化建議。

關鍵詞：沉浸式閱讀；數字圖書館；國家圖書館；智慧閱讀

中圖分類號：G250.7??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1003-1588（2024）01-0078-03

人工智能、大數據、虛擬現實、增強現實等新興技術推動了信息傳播方式的變革，出現了多樣化的閱讀介質與閱讀方式，人們的閱讀需求也隨之改變。隨著5G、云計算等技術的日漸成熟，智能閱讀更加契合大眾日益增長的閱讀需求，而沉浸式閱讀作為一種高效新穎的智能閱讀形式，越來越受廣大讀者歡迎。

1? 沉浸式閱讀的特點

1.1? 強人機交互性

交互性是指用戶通過虛擬現實設備與虛擬環境內的人或物體進行實時互動。強人機交互性依賴于蓬勃發展的沉浸式閱讀技術，其關鍵技術為依靠動態環境建模技術、系統集成技術、人機交互技術、立體顯示和傳感器技術、實時三維圖像生成技術等多種交叉技術形成的虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術。虛擬現實技術通過虛擬現實設備生成包容多種信息、具有多種感知的場景，讀者可通過使用VR眼鏡、頭盔、手柄等多種可穿戴設備觸發虛擬場景中的埋點，從而達到人機交互的目的［1］。

1.2? 促進讀者感官與認知的交互

日本著名平面設計大師、書籍設計家杉浦康平最早提出“書籍五感”的概念，認為書籍五感是設計思考的啟始。我國圖書設計大師呂敬人對“書籍五感”概念做出了進一步實踐和闡釋，他在《翻開——當代中國書籍設計》一書中提到，書籍設計可以融合視覺、觸覺、嗅覺、聽覺、味覺等五種感官體驗，五感的融合賦予書籍強大的生命力［2］。在沉浸式閱讀體驗過程中，讀者的“五感”被調動，通過“五感”得到的信號或信息能夠很快形成讀者大腦中的認知［3］。在認知的驅使下，讀者再次通過“五感”捕捉更多的信號或信息，這些信號或信息又再次強化讀者大腦中的認知，此時讀者會越來越沉浸于所處的虛擬環境當中。在人機交互的基礎上，讀者自身“五感”與認知產生交互，通過調動讀者感官提升認知體驗，循環往復、不斷強化，最終達到沉浸式閱讀的理想效果。

1.3? 提升知識吸收的深度和系統性

沉浸式閱讀基于先進的計算機技術、環境建模技術、仿真技術等多種虛擬現實技術，將視頻、音頻、圖像、文本等各類多媒體資源巧妙結合，使知識實體融入虛擬環境，有助于提升讀者的“五感”和認知體驗。例如，應用于科學、歷史、地理、藝術等專業領域時，沉浸式閱讀可通過多模態知識及其關聯幫助讀者快速了解某個專題的概念、關系、發展脈絡等，甚至可以動態重組文章和數據進行試驗推理；應用于圖書館、博物館等科普機構時，沉浸式閱讀既可實現實體空間和虛擬空間的融合，也可實現實體館藏資源與虛擬空間的融合，滿足智能時代背景下廣大讀者的個性化服務需求［4］。

2? 沉浸式閱讀在國內外圖書館的實踐

虛擬現實技術在國外起步較早，國外很多圖書館重視虛擬現實技術與數字圖書館技術的融合，開展了沉浸式閱讀項目探索。早在2011年，美國邁阿密大學圖書館的博·布林克曼團隊就利用ShelvAR技術，通過使用機器可讀的書脊標簽驅動虛擬現實書架閱讀系統［5］。比較經典的沉浸式閱讀技術應用案例還有三維虛擬社區Second Life平臺的應用，隨著該平臺系統的逐步完善，越來越多的圖書館鏈接進入平臺，借助虛擬現實技術打造虛擬圖書館，用戶通過鼠標、鍵盤等外接輸入設備就可在虛擬圖書館自由漫步。接入該平臺的圖書館不僅將館藏圖書、藝術展品進行三維數字化建設供用戶瀏覽，還將圖書館的建筑、書架等進行虛擬化還原，為用戶提供真實的沉浸式體驗，同時虛擬圖書館還能夠提供參考咨詢、信息檢索等個性化服務［6］。

為提升讀者的閱讀體驗，我國圖書館界也開展了很多創新性的沉浸式閱讀活動。例如，國家圖書館的數字圖書館體驗區推出了VR虛擬現實閱讀站，公眾在此不僅可以學習百科知識，還可現場感受“VR誦經典”“VR賀新春”等特色文化創意成果。國家圖書館不斷對數字圖書館體驗區的AR技術進行嘗試和拓展，如制作百家姓起源、中草藥生成過程等特色數字資源，讀者掃描AR書簽或明信片就可通過手機或AR閱讀機觀看數字資源。2021年6月，國家圖書館的數字圖書館體驗區上線“沉浸式閱讀體驗”項目，是5G時代新型閱讀和智慧圖書館建設的重要實踐，該項目借助全景視頻、VR等先進技術探索新閱讀形態，打造全景展廳、閱讀樹等沉浸式閱讀體驗項目，為讀者提供精彩紛呈的沉浸式閱讀體驗。

3? 國家圖書館數字圖書館體驗區“沉浸式閱讀體驗”項目設計與實現

在5G網絡環境下，知識傳播的形式更加多樣便捷，為更好滿足公眾多層次、多樣化的閱讀需求，公共圖書館紛紛探索更豐富的文化資源展示形態，使公眾能夠身臨其境般閱讀、享受優秀文化。國家圖書館也應用5G、云存儲、云計算、全景視頻、VR視頻等技術建立了多元復合型沉浸式閱讀知識空間，推出了“沉浸式閱讀體驗”項目，拓展閱讀空間，升級閱讀體驗，為數字閱讀注入新的動能。

3.1? 項目總體方案架構

“沉浸式閱讀體驗”項目的總體方案架構由三部分組成，分別是云端、管理與控制端、終端。具體而言，云端服務器的大容量存儲和快速計算能力能夠實現大量VR視頻、VR內容的云端存儲，進行虛擬圖書館館舍、書架等場景的計算建模，具有直播、點播視頻轉碼功能以及渲染調度管控功能，能夠為讀者展現高度逼真的虛擬圖書館場景、3D立體式閱讀素材等，使讀者獲得實時沉浸式閱讀體驗；管理與控制端是管理員進行前后臺管理的“操作間”，管理員可以通過服務器實現云端資源的增刪、渲染等工作，并可對云端及終端的各項參數進行管理與控制；終端全景展廳和閱讀樹為讀者提供全景視頻沉浸式閱讀體驗，讀者可通過操作VR眼鏡選取、播放視頻。

綜上，各端通過第五代通信技術相聯結實現了大容量、高速度、低時延的互聯互通、上行下傳，不僅保障了協同計算效率和實時渲染效果，使讀者感受流暢的視頻流和穩定的資源播放效果，同時還能借助5G的大帶寬優勢為今后接入更多沉浸式閱讀終端以及擴展更多功能打下基礎。

3.2? 全景展廳介紹

全景展廳以270度的全景視角為讀者呈現巨幕裸眼觀賞效果，可以播放“8K+360度”全景視頻內容，顯示現實場景的3D復刻，使讀者置身于三面超高清大屏環繞的全景空間，獲得沉浸感強、畫面真實的全維度互動閱讀體驗。全景展廳播放的內容既包括基于國家圖書館優秀館藏自建的超高清全景視頻，如《永樂大典》全景視頻、“甲骨文記憶”展覽全景視頻、“全景國圖”漫游視頻等，幫助讀者更好了解國家圖書館館藏資源和館舍情況，也包括對優秀傳統文化作品的全景刻畫視頻，如《韓熙載夜宴圖》《千里江山圖》《華山云海圖》等名畫的深度介紹全景視頻，積極向公眾傳播、推廣優秀傳統文化，還包括歷史、地理、科技等領域的科普視頻，如平遙古城等文物古跡介紹視頻、“共覽世界音樂之都”等城市印象視頻，以及依據《流浪地球》創作的優秀文學作品全景視頻等。此外，全景展廳還可作為背景墻為數字圖書館開展主題活動提供沉浸式體驗硬件支持，如：2023年科技周期間，國家圖書館在數字圖書館體驗區舉辦主題為“穿漢服、寫漢字、共賞AR”的互動體驗活動，為配合活動氛圍，在全景展廳滾動播出《天工開物：殺青》《天工開物：彰施》《華山云海圖》等沉浸式影片，使主題內容和活動場景深度融合，提升讀者沉浸式體驗感受。

3.3? 閱讀樹介紹

閱讀樹是國家圖書館搭載5G技術依托云架構體系打造的樹狀沉浸式閱讀架構，讀者可利用可穿戴設備觀看內置全景視頻內容。閱讀樹擁有8套設備體系，可同時為多位讀者提供沉浸式全景閱讀體驗，引入華為云與邊緣云相結合的技術架構將全景VR內容從云端分發至不同的體驗終端，降低網絡延遲帶來的體驗不適，保障VR視頻的流暢播放，同時讀者佩戴的VR眼鏡還可調節近視度數，全方位提升讀者的使用舒適度。閱讀樹為讀者提供的全景影片內容與全景展廳一致，讀者在體驗過程中既可通過觸控屏幕對影片進行選取和播放，也可將目光對準VR眼鏡中的內置光標，凝視3秒鐘完成相應操作，讓讀者真正沉浸式體驗科學技術發展帶來的閱讀樂趣。

4? 對沉浸式閱讀發展的思考

4.1? 加強VR視頻資源建設

沉浸式閱讀的最終目的是為了獲取知識，只有優質的VR視頻資源才能為讀者帶來知識的啟迪。公共圖書館既要利用自身資源優勢充分挖掘館藏特色優秀資源，制作質量上乘、具有豐富文化屬性的優質視頻資源，又要積極開展行業間的合作，使具有關聯屬性的資源互為補充，形成較為完整的深度資源體系，為開發制作內涵豐富的知識類視頻提供資源支撐。例如，國家圖書館積極開展與其他機構的合作，開拓資源挖掘途徑，打造資源共建共享新模式，2023年展出的古籍活化項目《古籍尋游記》就是依托交互技術、光場掃描技術等還原“古文獻四大發現”，即殷墟甲骨、居延漢簡、敦煌遺書、明清檔案，為讀者呈現首部重現古文獻四大發現的VR互動紀錄片。

4.2? 加強沉浸式閱讀技術研發和應用

公共圖書館既是沉浸式閱讀技術的使用者，也是沉浸式閱讀項目的開發者，應積極參與沉浸式閱讀技術的研發及應用，聯手科技研發公司、科研機構等深入探討沉浸式閱讀基礎技術以及能夠對沉浸式閱讀產生深刻影響的相關技術。近年來受到廣泛關注的“元宇宙”概念已經滲透到智慧圖書館的建設規劃當中，其中的擴展現實（XR）技術就是包含了增強現實技術（AR）、虛擬現實技術（VR）和混合現實技術（MR）等相關技術的沉浸式技術的總括性術語，未來智慧圖書館可以利用XR技術在虛擬世界當中模擬真實圖書館的業務場景，為大量在線用戶同時提供圖書館知識傳遞等互動服務以及沉浸式閱讀體驗［7］。例如，國家圖書館綜合運用大模型語義、AI語義泛化、人機交互工程、3D空間建模、毛發布料解構等技術開發超寫實數字人“圖靈靈”，打造智能型數字館員，為讀者提供多元化、沉浸式互動服務。

4.3? 提供個性化沉浸式閱讀體驗

圖書館行業正在向未來智慧圖書館進軍，應將個性化的服務有機嵌入沉浸式閱讀體驗當中［8］。公共圖書館要打破線上線下的空間局限，加快現實空間與虛擬空間的轉換，加大人工智能技術應用力度和范圍，要讓每一位讀者都參與其中，參與沉浸式閱讀資源的共建共享，共同打造圖書館新閱讀形態的元宇宙。公共圖書館要利用虛擬現實、增強現實、大數據、云計算等新興技術不懈探索新的閱讀形態，加強沉浸式閱讀視頻資源建設以及沉浸式閱讀技術的研發和應用，為讀者提供科技與知識相結合、能夠有效啟迪智慧的個性化沉浸式閱讀體驗。

參考文獻：

［1］［6］? 武童.圖書館虛擬現實技術應用研究［D］.鄭州：鄭州大學，2021.

［2］? 王芳.書籍五感對書籍設計的影響與推動［J］.今傳媒，2013（5）：99-100.

［3］? 肖亮.沉浸式閱讀體驗：兒童書籍《山海經》的設計與創作實踐［D］.武漢：湖北美術學院，2020.

［4］［5］? 李嬌，孫坦，鮮國建，等.智能時代圖書館空間功能及服務創新的研究與思考［J］.圖書情報工作，2022（1）：138-145.

［7］? 陳廣順.沉浸式體驗：圖書館走向元宇宙的突破點［J］.圖書與情報，2022（2）：127-133.

［8］? 王颯，朱波，張姝末，等.面向“沉浸式”閱讀的智慧圖書館個性化信息服務架構探析［J］.文化產業，2023（2）：88-90.

（編校：徐黎娟）