虚拟现实技术在高校图书馆信息服务中的应用

吴博

（吉林建筑科技学院 吉林省长春市 130114）

1 引言

近年来，虚拟现实技术发展迅速，能够高效地与许多专业融合。虚拟现实技术利用计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能和行为心理学来模拟和反馈用户的视觉、听觉和触觉等感官功能。高校图书馆读者可以戴上3D眼镜、数据手套等专用传感设备，通过身体和自然语言进行实时互动，从而在三维空间中无约束地观察事物，让用户仿佛置身于现场。随着虚拟现实技术的飞速发展，高校图书馆的日常业务中虚拟现实技术已经成为一种较为常见的辅助手段。国内许多高校图书馆也尝试利用虚拟现实技术拓展图书馆服务领域，虚拟现实技术已经成为高校图书馆开展新应用的必要手段之一[1]。

2 虚拟现实技术概念

虚拟现实技术（Visual Reality，VR）是基于计算机图形学开发的模拟应用技术。它是一种人机界面，可以在人与计算机生成的虚拟环境之间自然交互。用户可以使用它来创建和感受虚拟世界。它集成了各种科学技术，例如计算机图形技术、多媒体技术、网络技术、人机交互技术、传感器技术、立体显示技术和模拟技术。用户可以使用设备与虚拟现实进行交互。虚拟现实技术具有侵入性、交互性、构想性等特点，它使用计算机生成的三维图像，通过用户的视觉，触觉，听觉，气味和味道等浸入，使用户感到置身于虚拟世界之中。在虚拟世界中，用户能通过传感设备与虚拟世界中的对象进行交互[2]。例如，当人们用手触摸和抓住虚拟世界中的对象时，他们必须能够获得与现实世界中同样的感觉。当用户沉浸在虚拟环境中时，可以学习或了解一些现有的或未知的信息。

3 虚拟现实技术在高校图书馆的应用现状

3.1 虚拟现实技术在国外高校图书馆的应用现状

美国哈弗大学图书馆、英国牛津大学图书馆等许多国外学术性图书馆都在尝试和开发虚拟现实技术应用服务。日本东京大学图书馆在虚拟现实技术的应用方面取得了许多成就，图书馆研学空间负责人表示，虚拟现实技术离不开计算机科学和设计领域，在医疗卫生和智能建造等领域具有很高的实用价值。从国外高校图书馆中VR 技术的应用状况来看，虚拟现实的应用仍处于起步阶段。主要的应用方法是非沉浸式和半沉浸式。它的主要功能是补充和完善高校图书馆的传统服务功能，而没有完全利用虚拟现实技术的优势。桌面虚拟现实技术、虚拟图书馆漫游和环境模拟技术等一些虚拟现实技术的应用相对较粗糙，漫游方法相对有限。能真实反映虚拟现实技术主要特点的沉浸式VR 系统中的大多数虚拟现实设备都处于开发和试验的早期阶段[3]。未来基于虚拟现实技术的设备研发技术将进一步成熟，过去价格很高的设备费用将进一步降低，这为在大学图书馆中普及沉浸式虚拟现实技术提供了机会。

3.2 虚拟现实技术在国内高校图书馆的应用现状

虚拟现实技术在我国图书馆的初次应用是数字图书馆“虚拟现实系统”，这是中国国家图书馆于2008年推出的中国第一个交互式虚拟数字图书馆系统。紧跟其后，国内各大图书馆开始研发如何将图书馆的数字化与虚拟现实技术相结合。陆续推出了虚拟现实应用服务，例如上海图书馆的“VR 图书馆服务平台”和南京大学图书馆的“3D 虚拟智能图书馆系统”。从那以后，国内众多图书馆开始探究如何能更好的将虚拟现实技术应用于图书馆的日常服务中，例如厦门图书馆的虚拟现实服务站和温州图书馆的漫游之旅[4]。如今，中国还有许多使用虚拟现实技术创建虚拟校园的大学，例如复旦大学和北京大学等，一些大学也已经建立了VR 实验室，例如华中科技大学VR 实验室推出了虚拟仿真教学、三维全景漫游展示和高危行业的VR 教育培训等。北京大学图书馆就推出了三维全景服务，将北京大学图书馆的内外环境各种场景展示给读者。浙江大学图书馆在原有的三百六十度3D 校园全景基础上又推出了基于虚拟现实技术的VR 三维漫游。

4 虚拟现实技术在高校图书馆信息服务中的创新应用

4.1 多维信息资源建设

对于高校图书馆来说，信息资源的建设是其物质基础和工作基础。在高等教育中高校图书馆负责服务教学、科研和行政管理。其向读者提供各类知识信息，让读者方便快捷的获取文献资料，这就需要高校图书馆在信息资源建设上加大力度。信息资源的收集，分类，归纳和采编是高校图书馆的最基础服务。如果没有信息资源的建设，图书馆的数字服务将变得“毫无用处”。3D 信息资源是VR技术与信息资源的整合。其将单调的二维平面数据转换成一个虚拟时空域，使这些平面的数据组成为可以“看得见且有形”的虚拟立体环境。例如气象数据，宇宙探索数据等，在集成了虚拟现实技术之后，这种环境与自然世界完全统一，可以生动直观的比较数据。中国国家图书馆“虚拟现实阅读站”系统的尝试有效证实了3D 信息资源建设的应用可行性。读者使用“虚拟现实阅读站”的硬件设备时手指会带来虚拟书本的相应反馈，抓取和翻页与现实感受一致，仿佛置身于真实图书馆之中[5]。

4.2 数字信息资源建设

高校图书馆在其数字资源管理系统中利用虚拟现实技术将常规的纸质图书，连续出版物等文献资源整合进来，实现了图书和其他纸质资源的信息和数字化。例如，以前纸质文档只能由传统图书馆中的一位读者借阅，但是通过文献资源数字化，数百名甚至数千名读者可以同时借阅，大大提高了文献资源的利用率，它还极大减少了纸质资源的损耗，并更好地保护了珍贵经典书籍。由虚拟现实技术形成的3D 图书馆数字信息资源系统，支持无纸化虚拟阅读，并有效地增强了图书馆的文化输出能力。同时，虚拟现实技术还在高校图书馆中数字资源的信息集成中发挥着重要作用，可以实现各个级别的信息检索数据的复杂转换，构建信息资源互联，方便读者检索和查询信息，提高服务效率，为读者提供多样化、层次化的信息资源[6]。

4.3 完善定制化信息服务功能

高校图书馆需要继续完善其定制化服务能力，让更多有个性化需求的读者来利用图书馆资源。VR 技术不仅为读者推送信息资源，而且还可以收集读者的阅读兴趣、爱好等信息，精准的推送馆藏信息资源。另外，高校图书馆可以利用VR 技术对读者开展定题跟踪服务，实现服务的虚拟化，通过互联网组织和整合服务信息，将服务信息回馈给读者，满足读者需求并增强图书馆的个性化服务，让读者体验零距离服务[7]。比如，读者可以使用手势来模拟在图书馆中四处走动和看书的感觉，读者处于这样的环境之中可以极大的提高其专注力。此外，虚拟现实技术可以更加直观的提取信息资源，信息使用的效率极大的提高。虚拟现实技术可用于在线课程教学，这种方法使可以在人机交互中发挥更大的作用。

4.4 沉浸式虚拟现实技术的应用

在虚拟教学实验场景中，用户与虚拟模拟环境进行交互，通过对事物的感知和认知，激发用户的发散思维，在虚拟环境中获得各种空间和逻辑信息，用户完全沉浸在多维度信息空间中，并可以在虚拟环境中积极开展科研活动以获得成果。学生在逼真的环境中可以提高学习兴趣，充分发挥他们的想象力，并取得显著的学习效果。虚拟的“现实”环境通常不仅是单个学科知识的运用，而且还涉及多种学科知识的应用和组合。因此，单个学科的虚拟教学无法满足用户需求，此时需要多学科的知识教学来应对所遇到的虚拟环境。高校图书馆的优势在与整合跨学科教育资源，凭借丰富的电子信息资源和其他大学专业所没有的完善的网络系统，在高校中，实现跨学科的三维沉浸式虚拟教学。VR 教学项目的应用成果既要在本校各个学科之间交流，还要与其他高校的进行共享，以提升大学图书馆的持续开放服务水平[8]。

4.5 基于虚拟现实技术的阅读推广

随着虚拟现实技术在教育领域快速发展，虚拟现实技术在高校图书馆阅读推广活动中的应用越来越广泛[9]。在制作高质量的虚拟现实课程（线上和线下）时，图书馆与教学单位一起选择和收集课程内容，例如文字，音频，视频，图像等，在用户和学习资源之间架起一座桥梁。用户可以使用特定的虚拟现实课程设计，例如游戏设计和机械设计课程，以最大程度地提高交互性和沉浸感，从而改善阅读体验，提升阅读兴趣，促进高校图书馆全面开展阅读推广。

4.6 虚拟现实技术在信息化建设与整合服务中的应用

互联网时代高校图书馆的信息化建设，利用最新计算机技术来发现、挖掘和组合馆藏数字资源，为读者提供快捷的信息资源服务。高校数字图书馆的核心是信息资源的建设与发展，它的优势在于建设信息挖掘，信息提供，教学辅助和科研学习等方面。目前，高校图书馆的数字资源结构来看，提供给读者的信息资源大部分都是文本信息，二维图形和图像，缺乏3D 信息资源。运用虚拟现实技术来提高大学图书馆的服务水平和质量的阶段目标尚未实现。利用虚拟现实技术整合大学图书馆的信息资源，并对传统信息资源进行数字化，以恢复纸质资源的原始外观，用三维图像形式呈现给读者，并且可以实时与读者互动，而不受时间和空间的限制。虚拟现实技术可对文献周围环境进行模拟3D 可视化。读者可以使用可穿戴设备、模拟显示设备和体感设备来实现多感官交互，从而获得逼真的现实阅读体验。图书馆的藏书空间在节省的同时又增加了馆藏资源数量。同时，对于图书馆员来说，通过虚拟现实环境了解馆藏动态非常有用，这使得构建和管理信息资源变得更加容易[10]。教育部“China Academic Digital Associative Library”项目是虚拟现实技术在构建数字图书馆方面的经典案例，利用虚拟现实技术将传统图书文献信息化，创建一个带有引导功能的“资源库”，为读者提供音频、外形、文本等资源的集合，搭建一个全新的研学平台。在模拟的阅读环境中，读者可以通过将鼠标悬停在数字图书上，虚拟出旋转书本的实际动作和效果，来获取数字资源信息。系统将数字资源信息提供给处于模拟环境中的读者，阅读效果逼真。大学图书馆基于虚拟现实技术虚拟化了珍本图书，读者可以在虚拟场景中进行阅览，与珍本图书零距离接触。利用虚拟现实技术，解决了传统图书馆中“收集”和“使用”珍本图书之间的问题。运用虚拟现实技术，读者可以积极参与图书资源的建设中来，并且读者可以在虚拟阅读时对文献进行评论、标记和交流。制定积极的激励措施，鼓励读者共享知识和信息，添加评论，以便他们可以积极进行推荐资源。

5 结语

虚拟现实是在人工智能时代实现智能创造感知的一项关键技术，广泛应用于在教育、商业和航天等许多领域，其已从受到质疑的阶段过渡到快速发展的阶段。虚拟现实技术的特性非常适合构建高校图书馆的特色服务。作为高校最全面的文献中心和信息中心，图书馆承担着多种责任，是人类文化传承的需要。一直以来，图书馆通过服务创新和新技术的应用来提升服务水平，从发展过程来看，只要有新技术的诞生和应用，高校图书馆就会成为应用探索和创新实践的先驱。高校图书馆应充分利用虚拟现实技术，提升信息化水平，为读者提供高质量的特色信息服务。