基于多网合一的漫游式虚拟图书馆设计

孔祥镔

辽宁锦州渤海大学信息科技与技术学院

基于多网合一的漫游式虚拟图书馆设计

孔祥镔

辽宁锦州渤海大学信息科技与技术学院

现代高校中图书资源紧缺，基于虚拟现实技术实现虚拟化的自主漫游式图书馆设计，能够有效地解决图书资源紧缺的问题，实现图书馆虚拟化，读者在虚拟图书馆中实现自主漫游式阅览，通过自主漫游式获得对文献的虚拟化阅读。“多网合一”使得读者不受环境的约束，让多网合一实现的虚拟图书资源进行有效地整合，读者通过多网合一的方式能轻松地享受虚拟化阅读。基于虚拟现实技术为现代图书馆带来的技术创新，它更能促进现代图书馆向自主漫游式的方向发展具有重要现实意义。

VR虚拟现实技术 多网合一 自主漫游式 三维图书馆

1 引言

虚拟现实技术（Virtual Reality：VR），实质上是实现人机交互的一种先进技术，可以实现一种构建虚拟环境中的计算机网络系统。“多网合一”使得读者不受环境的约束，在“多网合一”基础下，让多网和资源有效地整合，通过多网合一方式读者能轻松地享受电子书提供数字化文献资料。

所谓“多网合一”：多网指“宽带互联网，数字化电视网，下一代移动互联网”逐步演变过程，其实现的是多种技术和相似业务功能趋于一致的网络化服务。“多网合一”基于同一个网络线路实现网络互联、基础数据共享共建，能为用户提供多种多媒体服务方式，其中包括：语音、电视和服务。即把现有的下一代互联网络和数字化电视网络相互融合，形成统一虚拟化网络系统。使用TCP/IP网络协议，该数字化网络系统支持电子数据、期刊、会议、文献、视频和音频影像资料等，在内的全部业务，最终形成适应范围广、费用低、易维护的多媒体网络平台。

“多网合一”与虚拟现实技术有效的结合能够实现用户“多网合一”，以IP网络技术为支撑，将移动数据、视频网络信号、电子数据等以某种标准统一编码再进行数据传输和交换的过程，所有用户都能享受到“多网合一”功能。

现代高校图书馆管理中，由于图书馆资源紧缺，基于VR技术网络化图书馆能够解决图书馆资源紧缺的问题，其优点突破了以往的管理方式，虚拟现实技术使得用户交互和体验方面不断提升，更重要的是在技术方面有了质的提高，实现三维性的数字图书馆虚拟化，实现虚拟数字化图书馆自主漫游式，通过自主漫游式获得对文献的虚拟式阅读。

2 “多网合一”条件下的虚拟图书馆技术分析

2.1 “多网合一”条件下的优势

实现虚拟图书馆需要结合“多网合一”和虚拟现实技术，而这二者则是现代多媒体技术主要力量。“多网合一”优势更有利于国家建设新型虚拟图书馆需求，以满足人民群众不断增长的文化需求。其优势主要体现下面几点：

（1）实现“多网合一”使得编码的数据交互与应用通过唯一的“线路”进行传输。只要选择某个运营商即可实现接入多网的环境下。“多网合一”为用户提供更多的选择方案和更多应用服务方式，极大便利地获得数据、图像、视频等有效地多媒体数据服务方式。

（2）实现“多网合一”有效地实现低成本、高服务的愿景。“多网合一”为了极大地满足公共事业的需求、降低了虚拟化建设的服务成本，这便是低投入、高产出的多媒体虚拟化服务的网络平台。

（3）实现“多网合一”使得网络带宽和整体性能大步提升。“多网合一”打破了网络行业因垄断形成的恶性竞争状态，数据资源进行合理整合，高新科学技术得到充分发挥，网络带宽和性能大步提升。

（4）实现“多网合一”使得现实业务的功能增多，从而衍生出了更加多业务需求，有效地促进虚拟化发展与应用。

2.2 “多网合一”条件下的虚拟图书馆创新性发展

“多网合一”条件下实现漫游式虚拟图书馆作为虚拟化阅读的一种创新的数字图书馆，虚拟化图书馆的实现需要以多网合一为依托，是虚拟化图书馆的重要组成部分，创新性的突破有下面几点：

2.2.1 为图书发行创造新思路

“多网合一”打破了网络行业因垄断形成的恶性竞争状态，数据资源进行合理整合，高新科学技术得到充分发挥，网络带宽和性能大步提升，通过多网合一方式读者能轻松地享受电子书提供的数字化文献资料。

2.2.2 使得多媒体技术层面上的更新

“多网合一”条件下漫游式虚拟图书馆，在技术层面上进行创新，选择某个发展趋势较好、应用前景宽广的“多网合一”虚拟化平台的构架。该技术被广泛普及于工业设计、建筑工程、科研教育、医疗器械、军事等领域，虚拟现实技术利用虚拟现实技术利用图形图像学、仿真学、多媒体学、数据并行处理与管理、AI领域和传感技术，通过多种技术结合模拟人类的视觉、听觉、触觉等各种功能，构建一种人机交互的多维数据空间，使人类通过计算机能够模拟现实世界生成的虚拟环境，犹如一种亲临其景的感觉，这种以虚拟性、交互性、多维性为其基本特征。

2.2.3 使得人机交互操作上的革新

“多网合一”在人机对话操作系统上，这种革新是运用三维仿真效果的虚拟图书馆，通过计算机能够模拟现实世界生成的虚拟环境，突破了传统二维平面图书馆，使读者可以虚拟现实技术实现数字化图书馆的美好愿望。在虚拟化多维数据空间中，读者获取模拟图书文献资料，便于读者阅读。

3 “多网合一”条件下的虚拟图书馆设计

3.1 虚拟图书馆漫游式系统的总体架构

基于虚拟现实技术为现代图书馆带来的技术创新，自主漫游式虚拟图书馆将多种现代技术进行融合使用，基于“多网合一”和虚拟技术的优势，虚拟图书馆漫游式系统和客户端共同组成。构建三维性虚拟化为研究背景、以虚拟现实技术为主要支撑力量、以漫游式阅览方式的全新图书馆，适应了人们的文化和知识获取需求，在虚拟化多维数据空间中，读者获取模拟图书文献资料，便于阅览，该技术的应用领域具有重要意义和广阔的发展前景。

“多网合一”条件下自主漫游式虚拟现实技术实现数字图书馆的技术创新，它依托“多网合一”实现的互联网、电视网、移动互联网结合平台，运用虚拟现实技术构建与现实图书馆相似之处，让读者享受由“多网合一”和自主漫游式的虚拟化图书馆中，通过自主漫游获得对文献的虚拟式阅读。“多网合一”与“VR虚拟现实”都是数字化时代的虚拟产物。

“多网合一”条件下漫游式虚拟图书馆的总体架构，是由“多网合一”系统、自主漫游式图书馆系统和多个计算机终端共同组成。“多网合一”则与通信技术相关，漫游式图书馆系统则与数字显示技术有关。

3.2 自主漫游式虚拟图书馆的构建流程

构架的虚拟图书馆为核心网络平台，是基于虚拟现实建模语言VRML所实现的，基于3DS MAX建模与Internet相结合的网络平台。VRML是基于WWW协议实现的主流语言。其本质特征是面向网页和面向对象的三维语言。虚拟建模语言使用Shape节点构建模型，Shape节点是VRML中关键的节点，虚拟图书馆场景，包括：图书馆外观、材料和内部形状、周边环境等，这些基本由Shape节点生成。基于VRML实现场景能通过互联网进行传播，并允许多用户参与其中，便于更多的应用于实践中。

虚拟图书馆漫游式系统的构建流程如下，主要包含：虚拟体现实现图书馆的三维场景、构建漫游式虚拟图书馆系统。首先，以真实图书馆的实体模型为依据，根据图书馆的建筑结构、空间模型、材质等建造虚拟的模型，构成一个虚拟化图书馆场景模型。然后，设置漫游系统规模及其参数设置。

整个虚拟化图书馆的构建过程中，自主漫游式主要体现在三个部分：规划漫游规模、设定选择漫游的最佳路径、碰撞检测设计、三维视觉导航图设置等。对模型数据进行预处理操作、模型结构优化，创建虚拟化的空间模型，设置图书馆场景、生成建模应用程序、设定漫游方式和规模、最后实现对虚拟化图书馆模块进行漫游启动。

3.3 自主漫游式虚拟图书馆的建模

漫游式虚拟图书馆的建模，包括图书馆真实场景获取、周边数据采集、三维建模等三个部分组成。真实场景是为模型的建立提供依据和数据，常常以拍照的方式对图书馆实体数据信息获得，同时将图书馆建筑结构、材质颜色的CAD文件导入Cerator模块汇中生成。周边数据采集包括：建筑结构、建材规格尺度及其结构，对形成的图片三维模型进行修正和局部渲染。图书馆的建筑规格需要从CAD文件导入，建筑规格和纹理数据可以导入计算机软件系统中，并通过PS软件对三维模型进行修正，采集图书馆实体真实物件周边纹理数据和建材质感。如果建模过程中有特殊需要，获取建筑结构的特殊纹理，漫游式虚拟图书馆的三维建模以Creator Pro平台为建模工具，并以Vega Prime工具和警用地理信息系统地图对象组件为辅助。

虚拟图书馆的自主漫游系统的基本设计目标是：

（1）以第一视角为立足点，从不同角度出发对虚拟图书馆的场景进行观察；

（2）选择任意入口进入浏览区域进行观察；

（3）支持漫游式的图书阅览互动和浏览方式；

（4）具备碰撞检测功能。

虚拟图书馆的漫游系统的基本设计方案如下：

（1）设置漫游参数；

（2）规划漫游规模；

（3）设定选择漫游的最佳路径；

（4）碰撞检测设计；

（5）三维视觉导航图设置。

虚拟图书馆的漫游系统支持在线读者任意进入虚拟图书馆的楼层、阅览室、查询区域，从任意方向对自主虚拟漫游式虚拟图书馆中的数字化数据进行浏览阅读、系统功能的操作指南等，虚拟图书馆的漫游系统如在报刊亭中观看报纸，在图书馆的书架上查询期刊、会议、文献和图书资料，还可以类似于视听室中观看视频音频影像资料。

4 结论

尽管“多网合一”条件下漫游式虚拟图书馆的构建仍然存在很多问题，但每项技术创新都是正向的，创新才能解决问题，通过计算机的手段将虚拟现实技术融入到其他领域中，使得用户体验不断提升，在技术层次有了质的提高。VR为现代图书馆发展带来的技术创新，将多种技术融合使用，基于“多网合一”和虚拟技术的优势，以三维性的、自主漫游式、虚拟化为研究背景，以虚拟现实技术为主要支撑力量，以漫游式阅览方式的全新图书馆，适应了人们的文化和知识获取需求，该技术的应用具有重要意义和发展前景。

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