可视化技术在图书馆中的应用*

2011-03-18赵丽华聂建国

图书馆学刊 2011年3期

赵丽华聂建国

（曲靖师范学院图书馆，云南曲靖 655011）

1 引言

早在古希腊时代，人们就使用曲线来表示函数与变量之间的关系，这是人类使用可视化的开端。美国把计算机应用于科学计算，并最早实现了计算结果的可视化。在20世纪50年代，有人把使用打印机、打印绘图仪和笔式绘图仪作为可视化的输出手段；60年代人们开始使用交互式图形显示器，如IBMDE图形终端，开始制作幻灯片和动画胶卷；70年代初开始使用电视监督显示系统，它以图形形式显示计算结果与测试数据，因此可以观察到计算过程中网络的变化情况；80年代，实现科学计算可视化的硬件大大加强，为可视化的发展提供了可能。

1987年2月，美国国家科学基金会在华盛顿召开了科学计算可视化的会议。会议认为：“将图形和图像技术应用于科学计算是一个全新的领域”，并指出“科学家们不仅需要分析由计算机得出的计算数据，而且需要了解在计算过程中数据的变化情况，而这些都需要借助于计算机图形学及图像处理技术”。可以说，科学计算可视化的发展推动了数据挖掘可视化的研究。

近年来，随着Internet的爆炸式出现，计算机的普及化以及数据仓库的发展，可视化技术有了长足的进步。信息可视化就是要处理这些信息的数据种类，以及它们在许多领域的相关分析任务，以发现信息中的模式、聚类、区别与联系、趋势等。[1]

由于可视化技术有着广阔的发展前景，因而探讨可视化技术在图书馆中的应用有着重要的现实意义。

2 可视化的概念、组成及特点

2.1 可视化的概念

可视化是把数据、信息和知识转化为可视的表现形式的过程。可视化技术为人类与计算机这两个最强大的信息处理系统之间提供了一个接口。使用有效的可视化界面，可以快速高效地与大量数据打交道，以发现其中隐藏的特征、关系、模式和趋势等。采用直观的图形方式将信息模式、数据的关联或趋势呈现给决策者，决策者可以通过可视化技术交互式地分析数据关系。可视化具有广泛而重要的影响，它可以引导出新的预见和更高效的决策。[2]D·A·Keim认为：数据挖掘可视化是指寻找和分析数据库，以找到潜在的有用信息的过程。更具体的定义为：数据挖掘可视化是一个过程，它是为了找到数据库的一个特定子集以辅助决策。

2.2 可视化的组成

可视化系统一般由以下几部分组成：

2.2.1 数据的管理与过滤

这是对大量数据进行管理的部件，一般采用数据库系统，也可以采用文件系统。它们中的数据需要进行过滤、加工，以便建立模型。

2.2.2 提取几何图元，建立一个模型

这是可视化系统的主要部分，由不同类型的数据构造成表面或体系模型，这一部件是构造、仿真、分析、提取模型的机制。

2.2.3 绘制

这是利用计算机图形学的成果，进行图像生成、消隐、光照效应及绘制的部件。

2.2.4 显示和演放

为了取得有效的显示效果，这一部分将提供图片组合、文本标准、着色、旋转、放大、存储等功能。[1]

2.3 可视化的特点

由于可视化技术自身的特点，它在图书馆服务中具有传统服务无可比拟的优势。

2.3.1 形象直观

数据可以用图像、曲线、二维图形、三维体和动画来显示，并可对其模式和相互关系进行可视化分析。

2.3.2 方便快捷

由于可视的特点，用户在使用信息时显得方便快捷，即使是文化程度不高的用户也可以理解，不容易产生歧义；也不会因为语言的关系而发生误会。

2.3.3 参与互动

用户可以方便地以交互的方式管理和开发数据，积极参与互动。

2.3.4 多维性

可以看到表示对象或事件数据的多个属性或变量，可以按数据每一维的值，将其分类、排序、组合和显示。[2]

3 在图书馆中的应用前景展望

可视化技术在图书馆服务中具有广阔的应用前景。图书馆可以应用可视化技术为读者提供更多的多媒体资源，加工“声、色”俱全的多媒体电子图书，建立系列视频课堂，提供多媒体数据库服务。读者应用多媒体服务体系，就可以更加随心所欲地在任何时间和任何地点，享受比传统的纯文字资源更加丰富多彩、更加有趣味性的数字资源。通过可视化服务，进一步体现了图书馆主动为读者服务的价值。[3]

可视化技术在图书馆服务中的应用前景，具体表现在以下几个方面：

3.1 利用信息可视化完善OPAC的交互界面

OPAC英文全称为“Online Public Access Catalogue”，即“在线公众书目访问系统”。这一旨在为图书馆员和用户提供全面集成的书目信息服务的软件系统，正前所未有地遭受着多方挑战：Google、百度等搜索引擎，及以亚马逊为代表的网上图书销售商的大力冲击；OPAC本身的局限。OPAC渐渐地被用户所漠视，原因是它不再是用户得到所需书目信息资源的最佳途径。信息用户对于资源的获取有多种途径，面对用户的多种选择，OPAC只是他们的选择之一。而就目前而言，OPAC却是图书馆资源向用户揭示的唯一途径。没有了OPAC，图书馆的所有资源就成了与世隔绝的孤岛。

而应用AquaBrowser Library可视化技术，是完善OPAC交互界面和改进OPAC功能的可选方案之一。AquaBrowserLibrary是荷兰Medialab Solutions公司提出的具有可视化分面搜索功能的新型OPAC系统。它是一个可视化的检索系统，它提供了处理用户检索式的可视化优化过程。它具有三大特点：可视化分面检索（visual faceted search）展示，检索结果相关性排序输出，根据检索结果提示限定信息。此外，它的创新之处还在于用户可以从其界面上看到整个检索式的构造过程及每个检索式所返回的检索结果的树状结构示意图，也可以根据前一次检索的结果来修改检索式。

有了可视化技术的支持，OPAC不仅能帮助用户在信息检索的过程中探索、过滤和发现隐藏在书目信息内部的知识体系和信息特征，而且还能提高用户检索行为的效率。通过视觉化的多维视图，不仅在语义层面来引导用户的决策，也可以从知识管理的角度去揭示数据、信息和知识的内在联系，使用户原本并不注意的信息查全率和查准率得到提高。采用可视化技术的OPAC可以整体反映检索过程，让信息检索过程透明，也可以为用户提供友好的人机对话和交流环境，使用户的认知能力自然地融入信息检索和信息浏览过程之中。这样的OPAC已经不再是一个简单意义上的图书馆书目查询系统，它理应成为用户进行数据挖掘、信息处理和知识管理的可视化工具。当然OPAC还可以赋予更多的功能，如自然语义检索、社会化标签等以可视化展示信息之间关系。采用信息可视化的OPAC可以提高图书馆资源信息检索的层次，丰富用户的体验，它也是下一代OPAC的发展方向之一。[4]

3.2 应用可视化技术进行远程用户教育

用户教育是图书馆常规工作的一部分。随着科技的进步和互联网的应用以及Web2.0技术的普及和发展，互联网的内容越来越丰富，用户利用信息的模式已经发生了重大变化。图书馆必须适应用户行为习惯的变化，以人为本，以更加开放的理念、更加丰富的资源、更加先进的技术手段进行用户教育，解决用户的实际问题，满足用户的特定需求。采用适应用户行为习惯的方式方法来进行用户教育，才能使用户教育达到事半功倍的效果。可视化技术拓展了远程教育的形式。

用户教育如今不再局限于课堂教学，教学过程的情景可以利用可视化技术再现。通过泛在的智能终端设备和宽带接入，教师在课堂的讲授情景能够被自动地记录下来，同步发送到远程学习者的手中，远程学习者通过宽带连接和智能终端显示设备，将教师在课堂的讲课情况再现。在学习的过程中，教室里的学生可以同老师进行双向交流，也可以在同学之间进行多向交流，还可以通过泛在网络，即时同远程学习者交流。远程学习者通过泛在网络，也可以随时和教师与学生进行交流，而且交流情景可以通过网络与投影设备在大屏幕上显现出来。教师可以与教室的学生进行现场交流，还可以通过虚拟管理平台，选中远程学习者，让远程学习者来发表自己的看法和建议。同时，学习者和教师还可以通过泛在网络平台上的学习社群，共同就课程的内容进行讨论和交流。通过交流，可以将新获得的知识及时发表到共享空间，这样既丰富了课程的学习内容，也促进了知识的发现。

利用可视化技术再现教学内容，不但可以再现数字化信息，还可以再现实物。目前，数字化的信息仍然是信息检索课讲授的主要内容之一，这是因为几乎所有的人类知识与资源，都已经实现了数字化。只要你愿意，就可以检索到你想要的任何东西。另外，针对检索讲授的内容，如果涉及到一些平常我们看不到的实物，还可以通过泛在网络，利用可视化技术实现实物再现。因为泛在知识环境下，所有的物品都已经贴上了智能标签，它们的信息也已经进入到网络之中，在讲授的过程中，纯粹的描述性语言很难比实物更直观、更客观地再现情景了。

利用可视化技术建立将真实教学环境与数字化学习环境两者无缝整合的新的教学环境，以协助教师在真实学习情景中充分运用可视化学习环境的优势，提高学生在具体实践中探索、分析、解决问题的能力，并促成同行合作。

另外，还可以通过可视化技术，完整记录学生在真实学习环境中的学习历程、讨论及解决问题的过程，以帮助教师分析学生即时解决实际问题的能力，并规划学生的学习进度及真实环境学习活动。[5]

3.3 应用可视化技术采购图书

在图书馆传统的业务中，购书主要是以现采为主，网上采书为辅。但是，现采有许多弊端，比如：漏采现象严重，花费大，开支多，周转慢。有些图书馆为了达标，现采时只要查重发现没有的书全部购买，根本不考虑是否适用，这违背了图书馆文献按需、按价值采集的基本原则。而如果图书馆采访人员充分利用先进的可视化技术，广泛与用户进行交流，深入了解不同层次用户的个性化需求，有针对性地收集新书书目、教学参考书目、科研项目参考书目、用户推荐书目、馆藏补充书目等信息，构建书目信息源数据库，那么就可以克服上述弊端。利用可视化技术采购图书的优势，就在于它能够直观、清晰地选择书籍，而这样挑选出来的书籍定会更受读者欢迎。

3.4 应用可视化技术提高数字信息的数据像素比率

我们阅读传统的印刷书籍，可以通过翻页来获取更多的信息内容。由于图书的信息组织是线型的，因此，过多地翻页不会导致用户迷失方向。在数字环境下，我们阅读计算机显示屏上的信息，也可以通过超链接来“翻页”以获得更多的信息。但是，由于数字环境下的信息组织是非线型的，过多地“翻页”会导致用户迷失方向。为了减少“翻页”，用户希望同一屏幕上能够显示更多的信息，即屏幕上的每个像素都能够显示更多的数据信息。也就是说，显示屏上数字信息的数据像素比率越高，用户“翻页”的次数就越少。

利用可视化技术可以提高数字信息的数据像素比率，在同一屏幕上可以显示更多的数字信息，使用户在浏览信息的过程中尽可能地减少“翻页”次数。例如，目前数字图书馆经常使用的目录界面，在视觉上就不是非常有效的，用户为了看到目录中的所有项目不得不翻页。相比较来说，应用信息可视化技术设计的可视化界面对于用户的视觉和认知上更有效，一个目录界面在每个屏幕上只能显示少于20个数字对象，而一个可视化界面则能显示200甚至2000个数字对象。[6]

3.5 应用可视化技术进行可视化管理

可视化管理（Visual Management），又译作目视管理，还可以称之为“看得见的管理”。它是指借助IT系统，利用形象直观的视觉信息来组织现场生产活动，让管理者有效掌握企业信息，实现管理上的透明化与可视化，达到提高劳动生产率的一种管理方式。它是以视觉信号为基本手段，以公开化为基本原则，尽可能地将管理者的要求和意图让大家都看得见，借以推动自主管理、自我控制。可视化管理形象直观，有利于提高工作效率；可视化管理的效果可以渗透到企业人力资源、供应链、客户管理等各个环节，它能让企业的流程更加直观，使其内部的信息实现可视化，并能得到有效传达，从而实现管理的透明化，便于现场人员互相监督，发挥激励作用。

图书馆通常的管理透明度不高。如果使用可视化技术进行管理，就可以及早发现问题、解决问题，增加管理的透明度，增强管理的科学性和公平性，提高工作的效率和读者的满意度。但推行可视化管理，要防止搞形式主义，一定要从图书馆实际出发，有重点、有计划、有步骤地展开，要做到统一、简约、鲜明、实用、严格。统一，即可视化管理要实行标准化，消除五花八门的杂乱现象。简约，即视觉显示信号应简单易懂，一目了然。鲜明，即视觉显示信号要清晰，位置适宜，大家都能看得见、看得清。实用，即不摆花架子，讲究实效。严格，即所有人员都必须严格遵守和执行有关规定，有错必纠，赏罚分明。[7]

3.6 应用可视化技术进行参考咨询

参考咨询服务（Reference Service），简称“参考咨询”或“咨询”，是由图书馆或信息专家以专业方式，尽可能多地、快速地向用户提供所需要的信息和帮助。参考咨询的本质在于咨询馆员参与用户的交互，寻求用户在利用图书馆过程中所产生问题的解决方案。

可视化技术为参考咨询馆员和用户提供了一个实时的、虚拟的“面对面”环境，它的优势是让咨询馆员与读者之间的沟通更具亲和力，可以从空间上缩短交流者之间的距离，使交流更加便利、更加畅通。它可以扩大图书馆的服务范围，即使相隔很远，也能够提供声音和画面，使交流更加直观、生动，能准确传达使用者的意图。比如，人们常说的视频会议就是主要通过网络会议技术实现用户与参考馆员间的远程实时交互和面对面的参考咨询服务。如俄亥俄大学图书馆的Video IM Reference，除了提供AOL InstantMessenger、Yahoo！Messenger、MSN Messenger3种IM咨询方式以外，还使用Skype系统实现了“Skype a Librarian”，即视频即时讯息咨询方式进行咨询提问和解答。视频交流方式能够更清晰地表达人们的意图，更加符合人们的交流习惯，随着可视化技术的不断发展，功能的不断完善，相信越来越多的用户会选择视频会议咨询、网上会议咨询等作为首选的咨询方式。[4]

再比如，iTunes得克萨斯A＆M图书馆就拥有自己的频道，其特色是能提供书籍、文章、数据库和电子期刊的下载，用户可以在频道中看到利用虚拟现实技术制作的图书馆之旅的短片。在iTunes还可以找到亚利桑那州立大学图书馆的视频播客系列，其中包括如何找书、如何利用图书馆做学问的3～5分钟的视频。[8]

3．7 应用可视化技术为特殊读者服务

聋哑读者由于身体的原因，不能接受传统图书馆的服务，但可视化技术的发展为聋哑读者利用图书馆提供了机会和可能。一般来说，大多数聋哑读者的视力是良好的或比一般人的视力还要好。图书馆可以充分利用可视化技术直观、形象、生动的特点为他们服务，以扩充图书馆的服务空间，拓宽图书馆的服务对象，扩大图书馆的影响范围，提高图书馆的利用率，真正实现“图书馆面前，人人平等”的理念。