基于多網合一的漫游式虛擬圖書館設計

孔祥鑌

遼寧錦州渤海大學信息科技與技術學院

基于多網合一的漫游式虛擬圖書館設計

孔祥鑌

遼寧錦州渤海大學信息科技與技術學院

現代高校中圖書資源緊缺，基于虛擬現實技術實現虛擬化的自主漫游式圖書館設計，能夠有效地解決圖書資源緊缺的問題，實現圖書館虛擬化，讀者在虛擬圖書館中實現自主漫游式閱覽，通過自主漫游式獲得對文獻的虛擬化閱讀?！岸嗑W合一”使得讀者不受環(huán)境的約束，讓多網合一實現的虛擬圖書資源進行有效地整合，讀者通過多網合一的方式能輕松地享受虛擬化閱讀?；谔摂M現實技術為現代圖書館帶來的技術創(chuàng)新，它更能促進現代圖書館向自主漫游式的方向發(fā)展具有重要現實意義。

VR虛擬現實技術 多網合一 自主漫游式 三維圖書館

1 引言

虛擬現實技術（Virtual Reality：VR），實質上是實現人機交互的一種先進技術，可以實現一種構建虛擬環(huán)境中的計算機網絡系統?！岸嗑W合一”使得讀者不受環(huán)境的約束，在“多網合一”基礎下，讓多網和資源有效地整合，通過多網合一方式讀者能輕松地享受電子書提供數字化文獻資料。

所謂“多網合一”：多網指“寬帶互聯網，數字化電視網，下一代移動互聯網”逐步演變過程，其實現的是多種技術和相似業(yè)務功能趨于一致的網絡化服務。“多網合一”基于同一個網絡線路實現網絡互聯、基礎數據共享共建，能為用戶提供多種多媒體服務方式，其中包括：語音、電視和服務。即把現有的下一代互聯網絡和數字化電視網絡相互融合，形成統一虛擬化網絡系統。使用TCP/IP網絡協議，該數字化網絡系統支持電子數據、期刊、會議、文獻、視頻和音頻影像資料等，在內的全部業(yè)務，最終形成適應范圍廣、費用低、易維護的多媒體網絡平臺。

“多網合一”與虛擬現實技術有效的結合能夠實現用戶“多網合一”，以IP網絡技術為支撐，將移動數據、視頻網絡信號、電子數據等以某種標準統一編碼再進行數據傳輸和交換的過程，所有用戶都能享受到“多網合一”功能。

現代高校圖書館管理中，由于圖書館資源緊缺，基于VR技術網絡化圖書館能夠解決圖書館資源緊缺的問題，其優(yōu)點突破了以往的管理方式，虛擬現實技術使得用戶交互和體驗方面不斷提升，更重要的是在技術方面有了質的提高，實現三維性的數字圖書館虛擬化，實現虛擬數字化圖書館自主漫游式，通過自主漫游式獲得對文獻的虛擬式閱讀。

2 “多網合一”條件下的虛擬圖書館技術分析

2.1 “多網合一”條件下的優(yōu)勢

實現虛擬圖書館需要結合“多網合一”和虛擬現實技術，而這二者則是現代多媒體技術主要力量。“多網合一”優(yōu)勢更有利于國家建設新型虛擬圖書館需求，以滿足人民群眾不斷增長的文化需求。其優(yōu)勢主要體現下面幾點：

（1）實現“多網合一”使得編碼的數據交互與應用通過唯一的“線路”進行傳輸。只要選擇某個運營商即可實現接入多網的環(huán)境下?！岸嗑W合一”為用戶提供更多的選擇方案和更多應用服務方式，極大便利地獲得數據、圖像、視頻等有效地多媒體數據服務方式。

（2）實現“多網合一”有效地實現低成本、高服務的愿景?！岸嗑W合一”為了極大地滿足公共事業(yè)的需求、降低了虛擬化建設的服務成本，這便是低投入、高產出的多媒體虛擬化服務的網絡平臺。

（3）實現“多網合一”使得網絡帶寬和整體性能大步提升?！岸嗑W合一”打破了網絡行業(yè)因壟斷形成的惡性競爭狀態(tài)，數據資源進行合理整合，高新科學技術得到充分發(fā)揮，網絡帶寬和性能大步提升。

（4）實現“多網合一”使得現實業(yè)務的功能增多，從而衍生出了更加多業(yè)務需求，有效地促進虛擬化發(fā)展與應用。

2.2 “多網合一”條件下的虛擬圖書館創(chuàng)新性發(fā)展

“多網合一”條件下實現漫游式虛擬圖書館作為虛擬化閱讀的一種創(chuàng)新的數字圖書館，虛擬化圖書館的實現需要以多網合一為依托，是虛擬化圖書館的重要組成部分，創(chuàng)新性的突破有下面幾點：

2.2.1 為圖書發(fā)行創(chuàng)造新思路

“多網合一”打破了網絡行業(yè)因壟斷形成的惡性競爭狀態(tài)，數據資源進行合理整合，高新科學技術得到充分發(fā)揮，網絡帶寬和性能大步提升，通過多網合一方式讀者能輕松地享受電子書提供的數字化文獻資料。

2.2.2 使得多媒體技術層面上的更新

“多網合一”條件下漫游式虛擬圖書館，在技術層面上進行創(chuàng)新，選擇某個發(fā)展趨勢較好、應用前景寬廣的“多網合一”虛擬化平臺的構架。該技術被廣泛普及于工業(yè)設計、建筑工程、科研教育、醫(yī)療器械、軍事等領域，虛擬現實技術利用虛擬現實技術利用圖形圖像學、仿真學、多媒體學、數據并行處理與管理、AI領域和傳感技術，通過多種技術結合模擬人類的視覺、聽覺、觸覺等各種功能，構建一種人機交互的多維數據空間，使人類通過計算機能夠模擬現實世界生成的虛擬環(huán)境，猶如一種親臨其景的感覺，這種以虛擬性、交互性、多維性為其基本特征。

2.2.3 使得人機交互操作上的革新

“多網合一”在人機對話操作系統上，這種革新是運用三維仿真效果的虛擬圖書館，通過計算機能夠模擬現實世界生成的虛擬環(huán)境，突破了傳統二維平面圖書館，使讀者可以虛擬現實技術實現數字化圖書館的美好愿望。在虛擬化多維數據空間中，讀者獲取模擬圖書文獻資料，便于讀者閱讀。

3 “多網合一”條件下的虛擬圖書館設計

3.1 虛擬圖書館漫游式系統的總體架構

基于虛擬現實技術為現代圖書館帶來的技術創(chuàng)新，自主漫游式虛擬圖書館將多種現代技術進行融合使用，基于“多網合一”和虛擬技術的優(yōu)勢，虛擬圖書館漫游式系統和客戶端共同組成。構建三維性虛擬化為研究背景、以虛擬現實技術為主要支撐力量、以漫游式閱覽方式的全新圖書館，適應了人們的文化和知識獲取需求，在虛擬化多維數據空間中，讀者獲取模擬圖書文獻資料，便于閱覽，該技術的應用領域具有重要意義和廣闊的發(fā)展前景。

“多網合一”條件下自主漫游式虛擬現實技術實現數字圖書館的技術創(chuàng)新，它依托“多網合一”實現的互聯網、電視網、移動互聯網結合平臺，運用虛擬現實技術構建與現實圖書館相似之處，讓讀者享受由“多網合一”和自主漫游式的虛擬化圖書館中，通過自主漫游獲得對文獻的虛擬式閱讀?！岸嗑W合一”與“VR虛擬現實”都是數字化時代的虛擬產物。

“多網合一”條件下漫游式虛擬圖書館的總體架構，是由“多網合一”系統、自主漫游式圖書館系統和多個計算機終端共同組成?！岸嗑W合一”則與通信技術相關，漫游式圖書館系統則與數字顯示技術有關。

3.2 自主漫游式虛擬圖書館的構建流程

構架的虛擬圖書館為核心網絡平臺，是基于虛擬現實建模語言VRML所實現的，基于3DS MAX建模與Internet相結合的網絡平臺。VRML是基于WWW協議實現的主流語言。其本質特征是面向網頁和面向對象的三維語言。虛擬建模語言使用Shape節(jié)點構建模型，Shape節(jié)點是VRML中關鍵的節(jié)點，虛擬圖書館場景，包括：圖書館外觀、材料和內部形狀、周邊環(huán)境等，這些基本由Shape節(jié)點生成?；赩RML實現場景能通過互聯網進行傳播，并允許多用戶參與其中，便于更多的應用于實踐中。

虛擬圖書館漫游式系統的構建流程如下，主要包含：虛擬體現實現圖書館的三維場景、構建漫游式虛擬圖書館系統。首先，以真實圖書館的實體模型為依據，根據圖書館的建筑結構、空間模型、材質等建造虛擬的模型，構成一個虛擬化圖書館場景模型。然后，設置漫游系統規(guī)模及其參數設置。

整個虛擬化圖書館的構建過程中，自主漫游式主要體現在三個部分：規(guī)劃漫游規(guī)模、設定選擇漫游的最佳路徑、碰撞檢測設計、三維視覺導航圖設置等。對模型數據進行預處理操作、模型結構優(yōu)化，創(chuàng)建虛擬化的空間模型，設置圖書館場景、生成建模應用程序、設定漫游方式和規(guī)模、最后實現對虛擬化圖書館模塊進行漫游啟動。

3.3 自主漫游式虛擬圖書館的建模

漫游式虛擬圖書館的建模，包括圖書館真實場景獲取、周邊數據采集、三維建模等三個部分組成。真實場景是為模型的建立提供依據和數據，常常以拍照的方式對圖書館實體數據信息獲得，同時將圖書館建筑結構、材質顏色的CAD文件導入Cerator模塊匯中生成。周邊數據采集包括：建筑結構、建材規(guī)格尺度及其結構，對形成的圖片三維模型進行修正和局部渲染。圖書館的建筑規(guī)格需要從CAD文件導入，建筑規(guī)格和紋理數據可以導入計算機軟件系統中，并通過PS軟件對三維模型進行修正，采集圖書館實體真實物件周邊紋理數據和建材質感。如果建模過程中有特殊需要，獲取建筑結構的特殊紋理，漫游式虛擬圖書館的三維建模以Creator Pro平臺為建模工具，并以Vega Prime工具和警用地理信息系統地圖對象組件為輔助。

虛擬圖書館的自主漫游系統的基本設計目標是：

（1）以第一視角為立足點，從不同角度出發(fā)對虛擬圖書館的場景進行觀察；

（2）選擇任意入口進入瀏覽區(qū)域進行觀察；

（3）支持漫游式的圖書閱覽互動和瀏覽方式；

（4）具備碰撞檢測功能。

虛擬圖書館的漫游系統的基本設計方案如下：

（1）設置漫游參數；

（2）規(guī)劃漫游規(guī)模；

（3）設定選擇漫游的最佳路徑；

（4）碰撞檢測設計；

（5）三維視覺導航圖設置。

虛擬圖書館的漫游系統支持在線讀者任意進入虛擬圖書館的樓層、閱覽室、查詢區(qū)域，從任意方向對自主虛擬漫游式虛擬圖書館中的數字化數據進行瀏覽閱讀、系統功能的操作指南等，虛擬圖書館的漫游系統如在報刊亭中觀看報紙，在圖書館的書架上查詢期刊、會議、文獻和圖書資料，還可以類似于視聽室中觀看視頻音頻影像資料。

4 結論

盡管“多網合一”條件下漫游式虛擬圖書館的構建仍然存在很多問題，但每項技術創(chuàng)新都是正向的，創(chuàng)新才能解決問題，通過計算機的手段將虛擬現實技術融入到其他領域中，使得用戶體驗不斷提升，在技術層次有了質的提高。VR為現代圖書館發(fā)展帶來的技術創(chuàng)新，將多種技術融合使用，基于“多網合一”和虛擬技術的優(yōu)勢，以三維性的、自主漫游式、虛擬化為研究背景，以虛擬現實技術為主要支撐力量，以漫游式閱覽方式的全新圖書館，適應了人們的文化和知識獲取需求，該技術的應用具有重要意義和發(fā)展前景。

[1]陸穎雋．虛擬現實技術在數字圖書館的應用研究[D].武漢大學,2013,5

[2]江昕,秦奮.基于Creator和vega prime的虛擬校園漫游的研究[J].電腦知識與技術,2009,12

[3]張紅燕．基于X3D的虛擬校園漫游系統的研究與實現[J].計算機時代,2010,4

[4]蘭榮娟.高校圖書館讀者服務差異性分析及解決對策[J].廣西師范大學學報:哲學社會科學版,2011（4）:90-93