基于移动增强现实技术的图书馆体验服务探讨

梁　娅

(第三军医大学图书馆　重庆　400038)



基于移动增强现实技术的图书馆体验服务探讨

梁娅

(第三军医大学图书馆重庆400038)

摘要：随着移动通信技术的不断进步，增强现实(Augmented Reality，AR)技术扩展了更多的应用领域，图书馆可利用移动AR技术改变信息传递和展现的形式，使读者享受到更加直观和丰富的阅读体验。在概述移动AR技术的基础上，介绍该技术在图书馆的应用现状。结合体验式服务的特点，提出移动AR技术应用于图书馆，可提供基于资源联合的“文化旅行”服务，实现人机交互的书评推荐，开展馆内互动游戏以及创新用户阅读体验等。

关键词：增强现实技术；图书馆；体验服务

随着计算机图形图像技术和空间定位技术的发展，以及部分移动终端上全球定位系统、重力加速计和电子罗盘等功能模块的实现，将AR技术加持到移动终端的设想已成为现实。移动AR技术具有自由移动的特性，使用也更加方便。开展体验式读者活动是图书馆工作的重要组成部分，它能使读者真正置身于图书馆的服务之中。在满足技术条件的前提下，将移动AR技术应用到图书馆中能够加强读者对馆内资源的直观理解，丰富读者的阅读体验，这对图书馆提供优质服务具有十分重要的意义。

1移动AR技术概述

世界上第一套AR系统是Ivan Sutherland在1968年开发出来的，同时也是第一套虚拟现实系统。由于软硬件等条件的限制，直到1997年，第一套移动AR系统才诞生，它由哥伦比亚大学史蒂夫·菲娜(Steve Feiner)等人开发，名为“Mobile Augmented Reality System”，用于导航。目前对于AR有两种通用的定义。一是北卡大学的罗纳德·舆(Ronald Azuma)于1997年提出的，他认为AR包括三个方面的内容：虚实结合，实时交互和三维立体[1]。另一定义是1994年保罗·米尔格拉姆(Paul Milgram)和岸野文郎(Fumio Kishino)提出的“现实—虚拟连续系统(Milgram’s Reality-Virtuality Continuum)”。他们将真实环境和虚拟环境分别作为连续系统的两端，位于它们中间的被称为“混合实境(Mixed Reality)”。其中靠近真实环境的是增强现实(Augmented Reality)，靠近虚拟环境的则是扩增虚境(Augmented Virtuality)[2]。简而言之，AR是一种结合虚拟化技术来观察世界的方式，它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间，同时存在。AR技术能为我们提供现实中无法直接获知的信息，这种信息实际上又让每个人眼中的世界更加多样。AR技术在移动终端的应用被称为移动AR技术。

AR的应用是一种虚实结合的应用，它借助于计算机图形和可视化技术，产生现实环境中不存在的虚拟现象，并通过传感技术将虚拟对象准确放在真实环境中，借助显示设备将虚拟现象与真实环境融为一体。基于这样一个背景，增强现实硬件平台的组成包括：计算机系统、动作捕捉跟踪与传感系统、视频输入转换系统、视频显示系统和人机交互系统。除此以外，移动AR还需要无线网络技术和数据存储与访问技术的支持。将无线通信技术运用到移动AR系统可以实现信息的交互，促进用户之间的交流。数据存储与访问技术可以提供个人漫游实地环境的相关信息，增强用户对现实环境的了解。这两种技术与移动AR系统的结合大大扩展了其应用范围。按流程来看，移动AR系统可分为图像扫描、图像识别、图像处理、虚实融合显示四个部分，将摄像头扫描到的图像与系统中存储的图像数据进行对比，根据一定的相似度来判断是否匹配，从而进行图像合成计算的处理，然后生成虚拟场景，最终叠加到现实场景中去。

目前，移动AR系统的应用主要分为位置感应和图像识别两大类[3]：前者利用GPS和电子罗盘等感应器定位所在位置，通过互联网将相关信息呈现在当前图像上，如Layar手机浏览器和Wikitude导航软件；后者通过对现实物体进行扫描和图像识别，分析数据后在实物上呈现相应信息，如Popcode软件。谷歌在2012年发布的Project Glass增强现实智能眼镜将位置感应和图像识别相结合，推出了日程管理、导航服务、好友互动、拍摄和分享照片等多种功能，方便用户以最简易的交互方式随时获取各种信息，完成各种任务。除了娱乐和旅游，移动AR技术还可广泛应用于工程设计、产品展示、医疗、军事、教育、古籍修复和数字化等领域。

2移动AR技术在图书馆中的应用现状

AR在中国尚处于起步阶段，国内图书馆也没有实际应用。国外图书馆虽然没有大规模的应用，但相应的项目已展开探索。

2.1国外图书馆的AR应用

美国加利福尼亚州圣荷西图书馆在2010年获得一笔赠款，建立了基于AR技术和图书馆历史馆藏中的原始资料制作的虚拟游览地图[4]。2011年夏天，德国巴伐利亚州立图书馆进入智能手机“增强现实”技术的创新领域[5]。大学图书馆则使用这种基于位置功能的AR技术来提升大学生们的校园体验。从2012年秋季学期开始，美国伊利诺伊大学厄本那香槟分校的本科图书馆与该大学的研究生院图书馆以及计算机科学系联合，开发了一个开源的移动AR应用程序，该项目包括开发书架识别软件和基于地理位置的移动设备的推荐服务[6]。美国北卡罗来纳州立大学创建了一个名为Wolfwalk的应用程序，其中来自图书馆档案的历史图像覆盖了校园内五十多个历史景点的移动AR数据库。美国俄勒冈州立大学图书馆也创造了一个类似的应用程序。澳大利亚詹姆斯库克大学商学院的几名研究人员开发了一个名为Libagent的项目，在图书馆管理系统中用于对信息的排序和检索[7]。

AR技术不仅可以让读者发现图书馆的更多资源，还能改变图书馆提供服务的方式。美国史丹森大学法学院的多莉荷马法律图书馆就利用一款名为Stiktu的AR社交应用来提升图书馆服务，并取得了良好的反响[8]。首先，用户将这个应用程序下载到自己的移动设备上，并创建一个免费的stiktu帐户。其次，将设备上的应用程序打开并扫描对象，如图片或一本书的书脊，甚至可以是三维的物体，如雕像或光柱。扫描后，用户可以选择对象扫描的区域，在设置好以后，用户可以在屏幕底部的标签中选择要添加到屏幕上的虚拟涂鸦类型。这个被扫描、标记，最终上传到stiktu的对象将与其上传的用户名进行关联。人们将之称为“stiktu创作”，它也可以链接到Twitter和facebook账户，从而使其作品可以在那些流行的社交媒体网站中传播。最重要的是，如果一个人有stiktu帐户，当他用程序扫描你的标记物时，他们会看到你留在标记物上的“虚拟涂鸦”。

2.2国内图书馆有关AR的研究现状

国内有关AR技术与图书馆的相关研究大致可分为应用前景研究、技术研究、理论研究和国外案例研究四类。图书馆AR技术应用前景方面，付跃安率先提出了AR技术在图书馆中的5种应用，即图书馆指引服务、图书定位、提升阅读体验、信息推送和促进馆藏资源的开发利用[9]。之后的研究也多从这五个方面进行探索，如王璞发表的《移动增强现实技术在图书馆中的应用研究》，李震、李艳诚的《图书馆应用移动增强现实技术(AR)探究》等。在技术研究方面，北京邮电大学的栾英博和杨强分别撰写了《智能图书馆中实景导航系统的研究与实现》和《基于增强现实的图书馆个性化服务系统的研究与实现》的硕士学位论文，两人均对各自系统的实现进行了详细的功能测试。在理论研究方面，王珊珊和方向明阐述了AR技术对图书馆服务各要素的推动及相互间的关系[10]。在国外案例研究方面，李晓娟、任思琪等对AR技术在国外高校图书馆的应用现状进行了分析，对其开发成本和评价效果进行了介绍[11]，刘奇扉对2013年美国图书馆新技术应用的5个案例进行了介绍[12]。

综上所述，目前国内关于AR技术与图书馆的研究相对较少，且主要集中在应用方面，多从图书馆自身能够开展的应用角度进行探究。本文以用户体验为切入点，结合体验式服务的特点，提出移动AR技术在图书馆体验服务中的四种具体业务应用，以期为我国图书馆应用AR技术创新服务提供可借鉴的建议。

3移动AR技术在图书馆体验服务中的应用

在心理学领域，体验被定义为一种情绪。在商业领域，体验是一种经济手段。在图书馆领域，体验是一种服务创新模式。图书馆工作中的体验是指读者在接受图书馆服务过程中，对服务所产生的一种情感或情绪上的感受。图书馆利用移动AR技术开展体验式服务，可创新信息传递的方式，促进用户间隐性知识的交流，增强用户的真实感受，提高用户参与的积极性，使用户享受图书馆服务的过程。

3.1提供基于资源联合的“文化旅行”服务

所谓文化旅行，就是将图书馆看作是一个独特的景点，读者通过对图书馆本身历史和馆藏特色的了解，感受图书馆作为文化机构所特有的底蕴。移动AR技术下的图书馆资源是相互连通的，通过每一个接入点，联结各地的图书馆、博物馆和档案馆，随着时间的推移，这种联合将覆盖更多的领域。这些联合利用的资源为“文化旅行”服务的开展提供了强大的内容保障。读者通过手持移动终端扫描图书馆建筑或馆内实物，图书馆从过去到现在搜集的图像资料信息、图书馆的历史和现在的故事等珍贵的资源都将通过移动AR呈现。再如，出于保护古籍的考虑，图书馆收藏的珍本善本一般是不对外提供借阅的，而AR技术可以突破原稿保护的限制，在原稿周围显示数字图片、文本、在线学习及相关资料等，读者还可以对虚拟信息进行翻页浏览，如同手握实体书本。这样的文化旅行方式整合了数字资源与实体资源并达到最优配置，提升了展览服务的效果，必将对读者的感官产生巨大冲击。

3.2实现人机交互的书评推荐

移动AR技术与书本的交互应用可丰富书本内容的呈现。书评推荐是为了让更多的读者发现图书，引导读者培养良好的阅读习惯。传统的图书推荐中，图书馆是主导者，读者通过访问图书馆网站获取图书相关信息，但这种单向输出和被动接受的方式对读者来说缺少了互动性，很多时候读者并不能得到自己想要的图书信息。而移动AR技术则能很好解决这一问题。以上文的Stiktu社交应用为例，读者在阅读完一本书后，通过该软件添加阅读体验，对图书进行简单评论或推荐，这些信息将存储在AR数据库中。当另一位读者扫描该书时就会看到之前的评论，进而对图书有一个大致了解，随着评论或推荐的增加，图书的内涵变得更加丰富，通过这种隐性知识的交流，读者对图书将产生更多创造性的理解。这或许比图书馆单方面的评论更加客观和全面。

3.3开展馆内互动游戏

图书馆服务游戏化就是在用户的图书馆服务体验中增加游戏因素，其目的在于利用游戏中的积分和等级奖励体系来鼓励用户使用图书馆。以上述的多莉荷马法律图书馆为例，该图书馆设计了一款虚拟的寻宝游戏，读者利用移动AR技术来完成对宝藏的探索，那些对图书馆资源十分熟悉的读者通常都能获得胜利。笔者也由此引发了一些思考，借鉴国外图书馆的经验，我们也可以利用移动AR技术来实现图书馆与读者的互动。这种寻宝游戏是以图书馆员为主导，先在图书馆建筑内选择不同的迷点，利用AR技术进行标记，可以是一个字或者是图像拼图的一小部分，将标记点列出表格，然后组织读者再利用移动终端上的AR应用软件去寻找和扫描迷点，与表格信息进行对应，将之拼凑到一起。最终得出完整语句或拼图者获胜，其将获得图书馆给予的“最佳探寻者”称号和奖励。

3.4创新用户阅读体验

AR图书借助于三维显示技术、交互技术、多种传感技术、计算机视觉技术以及多媒体技术，把虚拟对象与真实环境相互补充、叠加，增强了用户对真实环境的理解。图书馆中的AR图书都是经过技术处理的，表面上同一般图书没有差别，但在移动终端的显示下就会出现与众不同的特点，流动的河流，立体的建筑，会说话的人物造型，将抽象转变成具象，让枯燥的知识变得生动而有趣，这就是AR图书的魅力。而史地类和理工科图书在AR技术下将会有更好的展示效果，AR图书不仅能挑起读者的猎奇心，展示图书馆的前沿科技，还能够提升读者的阅读体验，从而达到促进读者学习的辅助教学作用。

4结语

虽然AR技术的应用还处于起步阶段，存在着成本高、缺少企业级AR终端等不足，但其带来的益处已经不言而喻，它扩展了手机的实用性，受到了学生和公众的极大欢迎。AR的出现也为社交网络提供了很多的创新机遇，这也是图书馆的机遇，因为它建立在学生和公众的好奇心之上，有别于传统意义上的信息传递，这种交互方式所带来的更多是个人的体验和感悟。随着技术的不断发展，移动设备将使互联网的信息和通信电源不再受到时间或空间的限制。面对技术创新与变革，图书馆应该迎头赶上，理性地、有选择性地结合自身特点为读者提供高质量的服务。

参考文献

[1]Ronald T. Azuma. A Survey of Augmented Reality[EB/OL].[2015-11-15].http://www.cs.unc.edu/azuma/ARpresence.pdf.

[2]Paul M, Fumio K. A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays [J].IEICE Transactions on Information Systems,1994,(12).

[3]Tamara R. Meredith. Using Augmented Reality Tools to Enhance Children’s Library Services[J].Tech Know Learn,2015,(20):71-77.

[4]Lisa Carlucci Thomas.Gone Mobile? (Mobile Libraries Survey 2010) [EB/OL].[2015-11-15].http://www.libraryjournal.com/lj/ljinprintcurrentissue/886987-403/gone_mobile_mobile_libraries_survey.html.csp.

[5]Klaus Ceynowa.Mobile Applications, Augmented Reality, Gesture-Based Computing and more Innovative Information Services for the Internet of the Future: the Case of the Bavarian State Library[EB/OL].http://www.chinalibs.net/ArticleInfo.aspx?id=235461.

[6]University of Illinois at Urbana-Champaign.University of Illinois codes Augmented Reality App[J].Library Journal,2012,(10):18.

[7]Adrian Shatte, Jason Holdsworth, Ickjai Lee.Context-Aware Mobile Augmented Reality for Library Management[J].Lecture Notes in Computer Science,2013,(8291):150-157.

[8]Elizabeth Barnes, Robert M.Brammer. Bringing Augmented Reality to the Academic Law Library[J].AALL Spectrum,2013,(2):13-31.

[9]付跃安.移动增强现实(AR)技术在图书馆中应用前景分析[J].中国图书馆学报,2013,39,59(3):34-39.

[10]王姗姗,方向明.增强现实技术对图书馆的意义和作用[J].图书情报工作,2015,59(3):90-94.

[11]李晓娟,任思琪,黄国彬.国外高校图书馆应用增强现实技术的案例研究[J].图书情报工作,2015,59(11):73-81.

[12]刘奇扉.新技术助力美国图书馆创新服务——2013年美国图书馆新技术应用案例介绍[J].情报探索,2014,(7):114-116,120.

(收稿日期：2015-12-02责任编辑：刘丽斌)

中图分类号：G250.76

文献标识码：A