虚拟现实技术在图书馆中的应用前景分析*

王文韬谢阳群李 力（. 武汉大学信息管理学院 武汉 43007；. 淮北师范大学 安徽淮北 35000）

虚拟现实技术在图书馆中的应用前景分析*

王文韬1谢阳群2李 力1
（1. 武汉大学信息管理学院 武汉 430072；2. 淮北师范大学 安徽淮北 235000）

虚拟现实作为一种新型技术近年来正受到越来越多的关注。文章对虚拟现实技术进行了简单介绍，并根据其技术特点，结合图书馆资源建设和服务业务的具体情况，分析了未来虚拟现实技术在图书馆中的应用前景和方向：构建虚拟现实图书馆，立体展示馆藏资源；建设新型数据库资源，发展虚拟教学；发展智慧图书馆，优化信息与用户服务。在此基础上指出图书馆应用虚拟现实技术可能存在的问题并就解决这些问题进行了初步探讨。

虚拟现实技术 图书馆 应用 对策

〔引用本文格式〕王文韬, 谢阳群, 李力.虚拟现实技术在图书馆中的应用前景分析［J］.图书馆，2016（5）：10-14, 20

1　引言

随着科学技术的发展，越来越多的技术被应用到图书馆中，如数据库技术、二维码技术、射频（RF）技术、Wi-fi技术及虚拟现实技术等，这些技术中有些在图书馆中的应用已较为成熟，如数据库技术和Wi-fi技术，有些技术在图书馆中应用则尚处于探索阶段，虚拟现实技术就是其中之一。虚拟现实技术作为以仿真、计算机图形、传感和多媒体技术等多种技术的集合体，其在图书馆中的应用有哪些可能，除了潜在的应用优势外，又会面临怎样的问题，这些都是虚拟现实技术在图书馆应用前景中必须要思考的问题。凡事豫则立，不豫则废，本文通过对虚拟现实技术在图书馆中的应用前景进行分析，探讨了这些应用可能存在的问题并提出相关对策。

2　虚拟现实技术

虚拟现实也称虚拟环境［1］，人造现实［2］等。虚拟现实技术一般包括仿真、交互、人造、沉浸、认知、远程呈现和网络通讯等。虚拟现实技术被视作“下一代计算平台”，其目的是创造一个虚拟环境，让用户能够沉浸其中并与虚拟世界发生交互，通过特殊的设备进行环境仿真尽可能的让用户在虚拟环境中得到真实的体验和反馈［3］。随着虚拟现实热的出现，一些媒体和虚拟现实从业者将2016年视为虚拟现实的“元年”。尚且不论这样的判断是否准确，但从国外虚拟现实相关研究文献看，虚拟现实技术正在快速发展和应用，如在医疗［4］、游戏娱乐［5］、教育［6］、军事［7］及产品设计［8］等多个领域。同时也出现了一些虚拟现实技术设备如立体眼镜、头盔显示器（手持式、镜带式）、六度三维鼠标、数据手套、遥控器、计算机视觉等。

受国外虚拟现实研究热的影响，近年来，国内虚拟现实研究也逐渐兴起。目前，国内从事虚拟现实研发的团体也越来越多，如经纬度科技、蚁视科技、眼界和大相科技等。一些初级的虚拟现实技术已经得到具体的应用，如2010虚拟上海网上世博展馆，逼真地呈现了世博园的三维场景，来访者通过简单操作，如拖动鼠标和键盘的上下左右键移动就可参观世博园区的全貌，此外还可通过全景、平视、俯视和夜景等多视角做到足不出户观看世博会，海宝全程导览和讲解则为来访者提供了全新的视听享受。此外，武汉大学的虚拟校园，通过三维视觉体验，让用户有身临其境的感受，这些都是虚拟现实技术在现实生活中的创新应用。

3　在图书馆中的应用现状

早期的虚拟现实应用如单机游戏The Smis（模拟人生）和web 3D平台Second Life（第二人生）。Second Life作为虚拟现实在娱乐应用的代表，主要具有三大特点：一是将数据处理集中在服务器上，使客户端成为“浏览器”；二是自带脚本系统，支持用户二次开发;三是在3D 情景下支持2D网页显示。由此不难看出，Second Life中由于其开源的特性，用户可以在3D虚拟世界中建设任何建筑，包括图书馆［9］。但遗憾的是，目前在Second Life中，无论是建模贴图还是功能与服务，在数字化虚拟图书馆方面的建设还停留在一个初期的阶段［10］。随着虚拟现实技术的发展，其在图书馆中的应用也不断出现，如美国德克萨斯A&M大学的伊万斯图书馆（Sterling C. Evans Library）通过虚拟仿真技术，让用户可以利用导航、浏览、阅读、聆听和远程接入的方式漫游图书馆，优化用户体验［11］。

2008年9月，中国国家图书馆也正式推出了“虚拟现实系统”。用户可在中国国家图书馆中进入新馆漫步，通过安装quest3D player插件，利用上下左右键或（W/ S/A/D键）模拟人的行走方向，利用鼠标模拟抬头和低头、左转和右转，用户仿佛置身于现实的图书馆中，通过楼层选择操作用户可以在B-1至F4楼层之间随意走动，足不出户即可逛国图。世界各地的用户只要接入互联网就可以进入这个虚拟真实世界。国家图书馆推出的图书架位导航服务是在A-leph500系统中添加书架号字段，系统从Aleph表单中直接读取数据，并由此生成相应的图片，结合RFID技术的精确排架的功能，为图书架位精确定位服务提供保障［10］。中国高等教育数字图书馆的子项目“大学数字图书馆国际合作计划”，也应用了虚拟现实技术。安装其网站提供的系统程序平台组件，即可利用虚拟现实技术将其进行实时显示、限时绘制某些搜索到的信息和资源，并可以体验虚拟的检索室、阅览室［12］。

目前，虚拟现实技术在图书馆中的应用还停留在初级阶段，一些技术的应用如桌面虚拟现实技术、虚拟漫游、馆舍仿真等应用画质粗糙，漫游方式也较为局限。但随着虚拟现实研究的技术发展，研究团队越来越多，未来虚拟现实技术将会在图书馆中得到更深入、广泛的应用。

4　在图书馆中的应用前景分析

按照虚拟现实当事人的沉浸程度，虚拟现实技术在图书馆中的应用主要有两种形式：一是桌面式虚拟现实，这种方式的主要应用如，远程呈现和远程交互。远程呈现一般是通过计算机终端，利用电脑屏幕或是投影的方式创造虚拟环境，一般多为六自由度操作方式（利用键盘、鼠标和手柄等外界设备辅助个人在虚拟环境中的活动）。这种方式的优点是构建成本和技术实现难度较低，对用户计算机终端的硬件要求不高，但限于虚拟环境的画质和人机交互方式等，用户常不能完全沉浸在交互空间中，用户体验较差。远程交互则在此基础上融合了互联网通讯技术，多个用户可以同时进入一个虚拟环境，同时漫游该虚拟环境且彼此间可自由交互、共享信息，这种方式主要应用与跨地域的协同工作中。

另一种虚拟现实方式则是当事人沉浸在虚拟环境中，一般通过佩戴头盔显示设备、数据手套或其他穿戴或嵌入式设备等，通过声控、手势识别、动作捕捉、机械外骨骼输入、眼动、力反馈输入、操纵杆和相关连接设备等将用户的视觉、听觉、触觉甚至嗅觉等感官同时带入到虚拟环境中，因此当事人会有强烈的代入感，相对前一种方式，沉浸式虚拟现实也是未来虚拟现实技术在图书馆应用研究中的重要内容之一。

4.1构建虚拟现实图书馆，立体展示馆藏资源

虚拟现实图书馆顾名思义就是虚拟与现实的结合，是虚拟图书馆与传统图书馆各取所长的结合体，是建立在虚拟现实技术基础之上，通过三维建模构建出来的和真实图书馆环境一致的数字化3D场馆，在集成图书信息检索和虚拟阅读等功能后，可以形成一套完备的图书馆仿真系统［13］。通过利用OpenGL、Quest3D、Unity3D、Unreal Development Kit等工具，借助相关建筑图纸，严格按照等比例尺寸，绘制3D场景完成图书馆的虚物具化。

这对于新入馆的用户具有重要指导作用，当新用户通过虚拟3D图书馆仿真系统浏览图书馆时，就像进入了真实的图书馆，通过类似游历的方式进行书目查找，用户可在虚拟图书馆各区域游览，使用虚拟检索、查询和阅读，以此取代图书馆实体资源不足或高峰值的资源占用导致的用户阅读障碍等。此外，图书馆作为社会信息资源存储和服务机构之一，其资源也处于不断更新状态，通过虚拟图书馆仿真系统，新老用户可以不入馆就可了解相应的信息，如图书资源更新情况等。用户在虚拟现实图书馆中可以快速简明地通过查看不同分类的图书，为用户节省了时间成本，也降低了图书馆实体资源的使用压力和损耗。

现有图书馆大多通过二维屏幕显示到馆人数、各区人数及自习室所剩空位等，通过虚拟现实技术进行3D场景实时监控，3D全境动态监管系统可将实时信息呈现给后台管理者，通过这些大数据的收集和分析，除了了解图书馆各层、各分馆的到馆人数，更可通过人员到馆路径分析等来规划图书馆设施摆放，各窗口及咨询服务窗口的开放数量和情况。

4.2建设新型数据库资源，发展虚拟教学

利用虚拟现实技术，图书馆应创新建设多元数据库资源，图书馆的虚拟现实资源建设，一般包括两个方面，一是馆藏资源虚拟数字化，如通过对馆藏资源数字立体化绘制，将物理载体进行虚拟模型构建，并适当加入文字、图片、视频和语音等，对用户漫游时浏览的相关信息资源提供相关的文本、视频或音频资料，通过Web3D与二维网页界面的结合提供立体知识系统。另一方面则是网络虚拟现实资源的馆藏化，主要指将网络上可访问的虚拟数字化信息资源进行搜集、通过统一的虚拟现实技术网络资源库检索接口，通过资源整合为图书馆用户所用。此外，公共图书馆及高校图书馆也应因地制宜，针对本机构现有的研究成果和特色资源针对性的搭建虚拟数据库并与图书馆的虚拟现实阅读系统兼容连接。

未来，图书馆特别是高校图书馆面对的几乎都是数字原住民，这些用户的信息行为具有鲜明的特点，如对信息检索反馈时间的“零等待”，擅长多任务信息处理等［14］。高校图书馆在面对具有这些特点的用户时，应提供相应的配套资源和服务。虚拟现实技术的应用恰好可应对数字原住民的多种要求，如通过虚拟现实技术将信息资源以动画或模拟仿真的形式呈现给数字原住民用户，让其在游戏过程中学到知识，优化用户体验［15］；通过虚拟复原和展示将用户带入某个历史事件或不同时期的名胜古迹，在虚拟漫游系统中穿越历史，回到过去了解不同时间的建筑、人物、景点等文化。特别是一些高校将校史馆与图书馆融为一体，通过对虚拟现实技术将与校史相关的文物古迹等通过逼真虚拟场景复原和再现历史场景展示给参观者。对于高校图书馆和公共图书馆来说，将有助于提升参观者对所属高校或所属区域的认同感和归属感。

虚拟现实课程资源数据库的构建，为不同类型的图书馆用户提供虚拟课程教学。如为医学类图书馆用户提供“虚拟解剖台”等虚拟解剖课程资源。由于一些高校解剖学的实验资源较为紧张，盲目让新生操作解剖实验可能会破坏实验对象，损坏标本、增大成本的同时也降低了学习效率。为此，图书馆可通过虚拟现实技术，让有需要的用户通过仿真系统进行解剖实验练习。国外已有些学者对虚拟现实技术在解剖学教育中的应用进行了研究［16］。如Grantcharov对虚拟解剖手术培训对被培训者影响的研究，通过实证研究发现，接受过虚拟手术仿真培训的医生在手术过程中的表现明显好于没有接受过虚拟手术仿真培训的医生［17］。那些天文学专业的学生仅仅通过验算、观察很难有具体的空间感受，通过虚拟现实技术，用户可以在搭建好的虚拟星空中漫游，对于不同天文现象通过虚拟现实的方式仿真，让用户有置身其中的感受。此外，通过虚拟现实技术开展模拟飞行课程，帮助飞行专业的学生克服“飞行恐惧”［18］。利用虚拟现实课程资源的辅助，让这些用户可以更深入的理解自己研究的领域。

通过虚拟现实技术为图书馆用户提供虚拟课程教学正是我国教育由视听化教学转向信息化教学的现实表现［19］。虚拟课程的学习让用户在信息化（虚拟课程）环境下，通过“真实”视听的方式进行学习，通过虚实结合、双管齐下的方式无疑更有利于提高图书馆用户的学习效率和学习兴趣。

4.3发展智慧图书馆，优化信息与用户服务

智慧图书馆是以数字化、网络化、智能化的信息技术为基础，以互联、高效、便利为主要特征，以绿色发展和数字惠民为本质追求的现代图书馆［20］。从互联、高效和便利的角度来看虚拟现实技术作为智能图书馆的重要辅助工具在图书馆中还有很多应用可能。

4.3.1馆前培训

入馆培训对高校图书馆、公共图书馆等都非常重要，入馆培训有利于新用户快速了解图书馆的相关信息，如图书借阅、资料查询的流程，馆藏检索、学术搜索、电子图书馆、期刊和网络资源搜索的规则和技巧等。目前高校和公共图书馆等大多采取还是传统的课堂式教学，通过图书馆老师公开课的形式对新到馆或感兴趣的用户进行相关内容课程的教学和培训，这种方式的劣势主要表现为教学成本高，受众群体小，培训效果差。通过虚拟现实技术的帮助，利用虚拟场景让用户随意漫游，让其身临其境的对图书馆整体构造、馆藏分类、检索流程等进行体验，快速了解图书馆的馆藏分布情况和各分馆的位置和规章制度等，在“游戏”中学习，让用户更加高效的理解和接受。

4.3.2优化信息检索行为

用户到图书馆最常发生的信息行为就是信息检索，通过传统的终端检索得到具体的查询分类号，再到具体的地点进行查询，用户常常会在陷入某一分区查找中，有些时候用户想要查找的某本图书不在所咨询的馆中，而在其它分馆中。借助虚拟现实技术，用户可以足不出户地通过虚拟漫游的方式事先对自己所需要查找的资料进行检索，由于图书馆已通过3D建模，图书馆中的图书三维位置都收录到数据库中，读者在虚拟环境进行漫游得到相关图书信息，找到相应图书后还可通过在线图书馆相关信息和内容阅读来了解该书是否是自己想要找寻的图书，当然前提是虚拟仿真漫游系统中已提前录入图书的2D或3D相关信息。通过对用户信息资源检索行为的优化，不仅可以减少用户在图书馆中信息查找的时间、精力成本，还可提供用户在实体图书馆中查找的最优路径，为用户提供优质信息服务。

4.3.3智能咨询服务

由于用户在虚拟图书馆中遇到困难时通常需要即时回答，在目前的技术条件下，还很难开发出类似“虚拟图书馆馆员”的人性化人机交互，但通过利用现有的智能代理技术、模糊检索、中文分词技术等，并将这些技术应用到虚拟现实的设计中去，则可开发一个令人耳目一新的，更人性化的人机交互方式，如智能代理的设计采用虚拟现实技术开发，后台的检索等采用模糊检索和有效的分词技术。读者在检索数字资源数据的时候,面对的不再是冷冰冰的浏览器窗口，也不用选择检索入口是ISBN还是题名，用户所需要的只是向代理提供检索词即可，检索结果由代理以动画的方式反馈给读者，这样的服务方式和检索体验无疑更具有吸引力［21］。

此外，现在越来越多的图书馆配备了读者心理咨询室，为用户解决各种心理疑问。通常有心理障碍或疾病的读者大多不愿意接受真实的面对面交流，若将虚拟现实技术应用到心理治疗上，如对一些高校患有焦虑症的读者群体，可通过虚拟现实让其置身于一个平静的环境中，如湖边，身临其境的体验降低这部分读者群体的心理抵触情绪，增强该群体在咨询情景中的自我效能，为治疗师与患者间提供了更和谐的沟通环境。

4.3.4缓解信息鸿沟，加快馆藏资源社会化利用

通过虚拟现实技术，用户可选择适合自身、个性化的信息资源，将图书馆远程推送服务由信息化向个性化和智能化转型，构建个人虚拟现实图书馆。根据用户在图书馆中查找信息时的搜索痕迹进行兴趣图谱构建，根据用户的兴趣图谱推送个性化、感兴趣的信息内容，如将名家讲座，精品课程通过虚拟现实技术呈现给用户，利用Web3D可以跨越时空的限制，使那些不能亲临现实图书馆内参观学习的用户能够享受同样的信息资源服务。

图书馆资源特别是高校图书馆资源，依然存在信息孤岛现象，许多社会人群不便可能也不具备一定的学习和理解能力。通过将图书馆中的虚拟现实资源利用智能远程服务的形式推送给用户，可有效解决图书馆信息孤岛问题。相对于传统纸质资源的学习，通过多维度和辅助信息提示的方式，让用户更容易理解虚拟现实技术中的信息内容，以此缩小社会不同区域、群体间的信息鸿沟。虚拟现实技术下的图书馆资源可进一步扩大图书馆的用户群，加快馆藏资源社会化利用进程。

5　存在的问题及对策

5.1软硬件技术和成本

由于虚拟现实设备的开发涉及到多种技术，如材料、仿真、计算机、光学、人体工学和软件等，需要多种技术的协同工作才能研究出较好的方案，在这方面国内从事相关行业或技术的人员与国际领先技术水平还有不少差距。如被脸书公司收购的Oculus Rift其作为头戴式显示器，包含着软件和硬件的一整套开发系统。国内的一些产品如经纬度科技研发的沉浸式虚拟现实眼睛Three Glasses还很难达到Oculus Rift DK2 （Development Kit 2）的水平。目前产生沉浸感的虚拟现实系统所需要的设备大都处于试验研发阶段，还未进行商业化大批量生产，因此设备价格普遍较高，极大限制了虚拟现实技术的推广应用［12］。既使开发出的新产品价格高昂导致应用成本也居高不下，如具有高清分辨率的头戴设备Oculus Rift DK2，该设备不仅采购成本较高，且在同一时间只能为一人佩戴和感受。

对于图书馆来说，目前大部分经费预算还支付在馆藏纸质和数字资源采购方面，较高的使用成本将成为虚拟现实技术在图书馆中应用和推广的主要障碍之一。对此，在未来可通过商业合作、商业赞助等方式促进虚拟现实技术或设备在图书馆中的应用，如通过虚拟现实技术或设备企业与图书馆合作，图书馆免费为虚拟现实技术或设备企业提供厂品展示和宣传服务，以此换取到馆用户免费体验虚拟现实技术或设备，这样一方面通过体验营销可以提高受众群体，图书馆方通过用户对虚拟现实技术或设备使用的观察和调研来决定是否采购或租赁相关虚拟现实技术或设备。其次，可研发具有同时多人在线和虚拟共享功能的虚拟现实设备和技术，降低使用成本，以此更快地推广和普及虚拟现实技术，实现其在图书馆中的应用。

5.2信息素养

信息素养（Information Literacy）一词最早由美国信息产业协会主席Zurkowski提出，他认为信息素养是指信息人具备的精通信息技术和技巧且可合理选择信息工具为其自身服务，并解决相关信息问题的能力［22］。Shapiro和Hughes认为信息素养应包含多个方面的内容，如工具素养（个人理解或使用现有信息技术工具的能力）、资源素养（了解信息资源的形式、格式、位置和访问方法，特别是在每天不断扩大的网络信息资源中）、科研素养（能够理解并将IT技术应用到工作中的能力）和新兴技术素养（能不断适应、理解、评价和利用信息技术不断涌现的创新，从而不受制于先进的工具或资源，能够利用新资源、新技术为自己做出有用抉择的能力）等［23］。

虚拟现实技术作为一种新型的技术应用到图书馆中必然会挑战用户的信息素养，这里的用户即包括到图书馆使用虚拟现实信息资源的用户，也包括图书馆内从事资源导航和参考咨询的工作人员。因此，图书馆工作人员必须具备理解和使用虚拟现实相关技术和设备的能力，除面临不同用户提出的涉及到各个学科各个领域的问题外，还会遇到一些特殊群体专业问题的咨询，因此，在图书馆从事资源导航和参考咨询的工作人员应具有丰富的综合知识和专业知识，能够熟悉虚拟漫游的资源访问和维护等。对于图书馆用户来说，通过图书馆工作人员的介绍和演示可以了解虚拟现实的访问和使用方法，也可通过虚拟现实设备的使用，在体验中不断适应、理解和利用虚拟现实设备和技术，做到不受制于新技术，提高掌握利用新技术的能力。

5.3立体眩晕症

在虚拟现实技术中，用户主要通过视觉、听觉和触觉等感觉器官沉浸在虚拟世界的活动中，当用户的部分器官感受到虚拟世界的移动和漫游时，实际的身体器官却没有发生位移，各个器官的错觉可能会导致用户出现立体眩晕的症状，这也是目前虚拟现实技术和设备普及遇到的另一个困难。很多用户接触使用虚拟现实技术和设备的时间都不能过长，过分逼真的虚拟现实环境导致的立体眩晕症反而降低了用户的实际体验感受。

因此，针对这部分群体，可通过由静到动，由缓到快的步骤，循序渐进的让用户使用虚拟现实技术。如在图书馆中可让用户先接触桌面虚拟现实技术，在自身控制的基础上漫游3D虚拟图书馆，当用户虚拟漫游找到感兴趣的资料时，则利用2D网页的形式向用户推送详细信息，避免用户长时间处于3D虚拟现实画面中。当用户身体各感官适应了虚拟现实技术和设备后，再进一步向其介绍其他形式的虚拟现实资源，如虚拟现实课程资源等。

6　结语

将虚拟现实技术应用到图书馆中将有利于图书馆在资源建设和服务业务上提供给用户更好的体验。目前出现的如4K电视或2K智能手机这些看似在当下有点硬件过剩的产品，一旦与虚拟现实相结合，将发挥巨大的潜能。如通过超高清分辨率的智能手机与虚拟现实眼罩相结合应用到图书馆中，用户可将图书馆数据库中的如文化古迹、人文历史资源进行逼真的浏览。虚拟环境在超高分辨率的智能手机端播放，无疑会带给用户更真实的感受，毕竟马赛克式的虚拟环境远代替不了现实体验。可以预见，虚拟现实技术作为时下新型的热门技术和话题，将其应用图书馆中的探索定将持续下去。

（来稿时间：2015年11月）

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Analyzing the Application of Virtual Reality in Libraries

Wang Wentao1Xie Yangqun2Li Li1
（ 1. School of Information Management of Wuhan University; 2. Huaibei Normal University ）

〕As a new technology, virtual reality （VR） has attracted widely attention. After the simple introduction of virtual reality and its technical characteristics, we put forward the future application prospects and directions of virtual reality technology in the library combined with the specific situation of the library resources construction and service business, such as building a library of virtual reality, displaying the resources of three-dimension; constructing new resource database, emphasizing the virtual teaching; developing the wisdom library, optimizing the information and services. Then, we point out the bottleneck of application of virtual reality technology in library, such as the software and hardware, the high cost of use, the lack of information literacy, a threedimensional vertigo problem. In this article, we have carried on the preliminary discussion to solve these problems.

〕Virtual reality Library Application Solutions

·公共文化服务研究·

G250

* 本文系国家自然科学基金“差错文化、归因倾向和差错报告：作用机制和情境因素”（项目编号：71273109）的研究成果。

王文韬（1986-），男，武汉大学信息管理学院2013级博士生，发表论文10篇，研究方向：信息分析与预测；谢阳群（1962-），男，博士，教授，研究方向：信息资源管理，发表论文80余篇；李力（1989-），女，武汉大学信息管理学院2014级博士研究生，研究方向：用户信息行为。