移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智能圖書館個(gè)性化服務(wù)中應(yīng)用探究

趙彥輝　黃均

摘要：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)是一種利用附加的圖形或文字等虛擬信息，對周圍真實(shí)世界的場景進(jìn)行渲染增強(qiáng)，讓虛擬信息與實(shí)體事物同時(shí)在同一個(gè)空間共存，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合的效果，從而增強(qiáng)人們對實(shí)體事物的認(rèn)識、理解和交互的高新技術(shù)。隨著移動(dòng)亙聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，以智能手機(jī)為硬件基礎(chǔ)的AR應(yīng)用軟件將AR技術(shù)帶入到日常生活當(dāng)中。本文對現(xiàn)階段高校圖書館業(yè)務(wù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并根據(jù)AR的特點(diǎn)，從圖書館個(gè)性化智能導(dǎo)航服務(wù)、資源融合服務(wù)、個(gè)性化推薦推送服務(wù)等3個(gè)方面探討AR技術(shù)在智能圖書館中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)：智能圖書館：個(gè)性化服務(wù)：大數(shù)據(jù)

中圖分類號：G25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-5707（2016）01-0047-04

作為傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的延伸和演進(jìn)方向，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在近兩年得到了迅猛發(fā)展，已成為全世界人們接入互聯(lián)網(wǎng)的主要方式之一。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmentedreality，AR）技術(shù)，是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能手機(jī)性能的顯著提高，已經(jīng)能夠滿足AR技術(shù)的軟硬件需求，AR應(yīng)用越來越多地進(jìn)入人們現(xiàn)實(shí)生活中。這引起了國內(nèi)外圖書館人的極大興趣，他們紛紛考慮借助移動(dòng)AR技術(shù)促進(jìn)圖書館業(yè)務(wù)的拓展，建設(shè)智能化圖書館。移動(dòng)AR技術(shù)使圖書館與用戶之間有了一種新的溝通媒介，它可以使實(shí)體圖書館、虛擬圖書館（聯(lián)機(jī)公共目錄查詢系統(tǒng)OPAC、圖書館網(wǎng)站、圖書館手機(jī)APP、數(shù)字圖書館等）、移動(dòng)技術(shù)、AR技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，開創(chuàng)圖書館服務(wù)的新模式，實(shí)現(xiàn)智能化圖書館服務(wù)。

1 AR技術(shù)相關(guān)概述

20世紀(jì)90年代初，美國波音公司的Caudell與同事在設(shè)計(jì)一個(gè)輔助布線系統(tǒng)時(shí)提出了“augmentedreality”的概念。AR技術(shù)是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興技術(shù)，通過combines real andvirtual（虛實(shí)融合）、interactive in real time（實(shí)時(shí)交互）、registered in 3-D（三維定位），利用附加的圖形或文字信息，對周圍真實(shí)世界的場景動(dòng)態(tài)進(jìn)行增強(qiáng)，即讓虛擬與實(shí)體同時(shí)在同一個(gè)空間共存，把虛擬的物體無縫融入到真實(shí)的場景，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合，從而增強(qiáng)用戶對現(xiàn)實(shí)環(huán)境的認(rèn)識、理解并進(jìn)行交互pj。

傳統(tǒng)的AR技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療、教育、娛樂、軍事等領(lǐng)域，但受限于硬件設(shè)備，還沒有進(jìn)入到普通民眾的日常生活。近年來，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能手機(jī)和移動(dòng)終端的性能顯著提高，已經(jīng)能夠滿足AR技術(shù)的軟硬件需求。2015年，AR引擎界的兩大支柱Metaio與Vuforia先后易主，被蘋果和PTC公司收購，給AR開發(fā)者造成不小困擾。目前能夠替代的AR引擎產(chǎn)品包括artoolkit、wikitude、catchoom、亮風(fēng)臺HiAR、視辰EasyAR。相比國外的軟件開發(fā)工具包（software development kit，SDK）使用門檻高、技術(shù)支持響應(yīng)慢，服務(wù)器延遲大、缺乏本土化定制優(yōu)化、價(jià)格不菲等問題，國內(nèi)SDK的崛起，不僅解決了廣大開發(fā)者的燃眉之急，更是給了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈提升的重大機(jī)遇。

2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國內(nèi)外圖書館中應(yīng)用現(xiàn)狀分析

由于移動(dòng)AR技術(shù)仍處在發(fā)展階段，存在許多技術(shù)和應(yīng)用方面的不足，目前在國外圖書館中還沒有進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，一些圖書館、機(jī)構(gòu)或個(gè)人開展了應(yīng)用嘗試，建立了一些探索性項(xiàng)目。國內(nèi)首次將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到普通生活中，是在蘋果的AppStore上發(fā)布的一款叫做出行百科（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)版）XINGWIKI的免費(fèi)軟件。國內(nèi)圖書館目前還沒有使用案例見諸報(bào)道。

在智能圖書館的移動(dòng)AR應(yīng)用中。“強(qiáng)化旅行”是一個(gè)重大創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域，強(qiáng)化旅行可以讓用戶在參觀現(xiàn)場直接從圖書館數(shù)據(jù)庫中調(diào)用相關(guān)資料，如照片、歷史記錄、錄音、視頻等。早在2011年，美國弗吉尼亞海灘公共圖書館與專注于通過移動(dòng)設(shè)備以多媒體形式講述“各地故事”的Tagwhat公司合作，將數(shù)字化后的本地歷史特藏提供給該公司開發(fā)的一款稱為“景點(diǎn)偉大故事”的應(yīng)用程序，用戶通過智能手機(jī)觀看景點(diǎn)，關(guān)于該景點(diǎn)的資料就會出現(xiàn)在屏幕上，隨著用戶觀看方位和角度的改變，所看到的信息也有所不同。從19世紀(jì)開始，費(fèi)城開始用照片記錄城市的成長，這些照片被收藏在費(fèi)城檔案中。為了方便民眾對照片利用，收藏機(jī)構(gòu)建立了“費(fèi)城歷史”在線數(shù)據(jù)庫。2010年2月，費(fèi)城歷史紀(jì)錄片啟動(dòng)了一項(xiàng)利用手機(jī)開展增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究，計(jì)劃通過手機(jī)應(yīng)用程序，將歷史照片與真實(shí)影像疊加，這樣用戶就可以在手機(jī)攝像頭攝取的場景中看到歷史照片和相關(guān)信息。北卡羅萊納州立大學(xué)（NCSU）利用圖書館收藏的歷史圖片創(chuàng)建了校園內(nèi)50余個(gè)主要?dú)v史景點(diǎn)的AR數(shù)據(jù)庫，建立了移動(dòng)AR應(yīng)用程序Wolfwalk。無論是本校師生還是外來訪客，都能通過Wolfwalk便捷、高效地了解NCSU校園的歷史變遷。運(yùn)用這一技術(shù)的高校還有美國的哥倫比亞大學(xué)、英國的?？巳卮髮W(xué)以及中國的臺灣大學(xué)和輔仁大學(xué)等。

移動(dòng)AR技術(shù)在智能圖書館中的另一個(gè)創(chuàng)新應(yīng)用就是實(shí)現(xiàn)定位功能。一個(gè)廣為流傳的移動(dòng)AR圖書館應(yīng)用是一款稱為Shelvar的移動(dòng)程序，該程序借助移動(dòng)AR技術(shù)的定位功能，提高了對書架的管理效率。這款應(yīng)用程序是由美國邁阿密大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與軟件工程助理教授Bo Brinkman在他的妻子協(xié)助下開發(fā)的。程序依賴于書脊上的一個(gè)類似二維碼的標(biāo)簽，以自動(dòng)和批識別方式，對圖書的排架情況進(jìn)行快速核對。用戶利用智能手機(jī)或平板電腦的攝像頭掃描書架，Shelvar就可以在屏幕上顯示出哪本書亂架，相應(yīng)圖書的書脊上會出現(xiàn)一個(gè)紅色“×”，并顯示方向箭頭，指向圖書的正確位置。除了發(fā)現(xiàn)亂架圖書，Shelvar還可以完成藏書清點(diǎn)等任務(wù)。2003年，芬蘭奧盧大學(xué)圖書館在開通了基于位置的圖書發(fā)現(xiàn)服務(wù)，以地圖方式顯示用戶所需圖書的方位。近年來，奧盧大學(xué)圖書館將AR技術(shù)引入智能圖書館，采用了基于射頻識別（radio frequencyidentification，RFID）和無線保真（wireless-fidelity，Wi-Fi）技術(shù)的位置跟蹤，能在現(xiàn)場視頻中顯示出用戶所需圖書在書架上的方位。2010年3月，由香港城市大學(xué)圖書館、上海交通大學(xué)圖書館及清華大學(xué)圖書館聯(lián)合發(fā)起，初步達(dá)成創(chuàng)辦高校圖書館“射頻識別技術(shù)應(yīng)用”合作聯(lián)盟的共識，成立了“高校圖書館RFID技術(shù)應(yīng)用聯(lián)盟”工作小組。聯(lián)盟為非營利組織，旨在立足未來高校圖書館的服務(wù)模式，推動(dòng)RFID技術(shù)在圖書館獲得最佳應(yīng)用，不斷提升服務(wù)品質(zhì)，保障圖書館應(yīng)用的成功率，為RFID的應(yīng)用提供更為規(guī)范、健康和廣闊的需求市場，建立起“產(chǎn)學(xué)研用”機(jī)制，并通過基金、實(shí)驗(yàn)室等形式促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展和成熟。目前全國已經(jīng)有100多家圖書館采用了智慧圖書館模式。

為了提高學(xué)習(xí)和研究古文獻(xiàn)的學(xué)生的興趣，同時(shí)保護(hù)古文獻(xiàn)不因頻繁使用而受損，英國曼徹斯特大學(xué)和約翰.里蘭茲大學(xué)圖書館聯(lián)合建立了一個(gè)“利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)對特藏的研究和教學(xué)”項(xiàng)目，幫助學(xué)生研究中世紀(jì)的手稿、標(biāo)志性版本和文獻(xiàn)檔案。在保護(hù)古籍的同時(shí)，也讓學(xué)生充分接觸到原始文獻(xiàn)，并附加展示豐富的網(wǎng)絡(luò)資料。在學(xué)生查閱原稿時(shí)，AR技術(shù)可以突破原稿的保護(hù)限制，在原稿周圍顯示數(shù)字圖片、文本、在線學(xué)習(xí)資料以及圖書館和其他機(jī)構(gòu)收藏的相關(guān)資料。AR技術(shù)讓整個(gè)學(xué)習(xí)過程更有交互性和生動(dòng)性，讀者通過查看相關(guān)數(shù)據(jù)、圖片和文獻(xiàn)二次閱讀，建立了以探究為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式，加深了對原始文獻(xiàn)的理解。

3 AR技術(shù)在我國圖書館智能化建設(shè)中的應(yīng)用前景

如今在倡導(dǎo)“互聯(lián)網(wǎng)+”的新常態(tài)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，各種更為先進(jìn)的現(xiàn)代信息技術(shù)已應(yīng)用到圖書館服務(wù)中。圖書館智能化建設(shè)正在從理論準(zhǔn)備向逐步實(shí)現(xiàn)的方向邁進(jìn)。在圖書館文獻(xiàn)信息資源管理技術(shù)進(jìn)步的路徑中，一般將卡片目錄管理、重在收藏文獻(xiàn)的圖書館稱為傳統(tǒng)圖書館；將機(jī)讀目錄、文獻(xiàn)藏用結(jié)合為特點(diǎn)的圖書館稱為自動(dòng)化圖書館；將數(shù)字文獻(xiàn)資源管理為主，使用集成文獻(xiàn)管理系統(tǒng)管理元數(shù)據(jù)，以用戶服務(wù)為中心的圖書館稱為數(shù)字圖書館或復(fù)合圖書館。而智能圖書館是指利用云計(jì)算和先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)RFID識別等智能技術(shù)以及泛在服務(wù)理念，保證讀者和館員能夠高效準(zhǔn)確地獲取和展示各種信息資源的圖書館。其特點(diǎn)是能夠無所不在、無時(shí)不在地實(shí)現(xiàn)書書相聯(lián)、書人相聯(lián)、人人相聯(lián)。智能圖書館是未來圖書館發(fā)展的新模式。AR技術(shù)使圖書館與讀者之間有了一種新的溝通媒介，為圖書館紙質(zhì)與數(shù)字館藏的溝通互見帶來了意義深遠(yuǎn)的機(jī)會。它可以使實(shí)體圖書館、虛擬圖書館結(jié)合起來，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，對傳統(tǒng)圖書館的發(fā)展起到很大的作用。AR及現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用使傳統(tǒng)圖書館轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能圖書館，開創(chuàng)了圖書館服務(wù)的新模式，將會給圖書館服務(wù)帶來一次大革命。

3.1 AR技術(shù)應(yīng)用于圖書館個(gè)性化智能導(dǎo)航和圖書個(gè)性化定位服務(wù)

隨著以Google地圖為代表的電子地圖技術(shù)和地理位置服務(wù)（10cation based service，LBS）技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)有很多大型圖書館開發(fā)了圖書館電子地圖導(dǎo)航系統(tǒng)。LBS應(yīng)用結(jié)合AR技術(shù)，能夠?yàn)橛脩籼峁?shí)時(shí)的路徑指向，用戶體驗(yàn)更加生動(dòng)。目前通用的室內(nèi)定位技術(shù)有藍(lán)牙、Wi-Fi和遠(yuǎn)程RFID等3種，各有優(yōu)缺點(diǎn)。張倬勝等使用iBeacon藍(lán)牙信號發(fā)射基站進(jìn)行圖書館室內(nèi)定位，結(jié)合Unity3D建模、手持藍(lán)牙終端，提供圖書館地理位置服務(wù)。通過給書籍添加RFID標(biāo)簽，利用圖書館的LBS服務(wù)，當(dāng)讀者在館內(nèi)使用手機(jī)搜索到一本圖書時(shí)，LBS系統(tǒng)根據(jù)讀者的當(dāng)前位置，定位到讀者要找的文獻(xiàn)資料具體位置，為讀者提供前往目標(biāo)圖書的指引行進(jìn)路線，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化智能導(dǎo)航和定位服務(wù)，幫助讀者快速找尋到自己所要找的資料。

3.2 AR技術(shù)通過文字識別融合紙質(zhì)文獻(xiàn)與數(shù)字文獻(xiàn)資源

定位到具體文獻(xiàn)后，可以使用QR二維碼（quickresponse code）標(biāo)識系統(tǒng)來對文獻(xiàn)進(jìn)行擴(kuò)展閱讀，獲得關(guān)于此文獻(xiàn)的電子信息。也可以在點(diǎn)開AR APP后，將攝像頭對準(zhǔn)要識別的文字，手機(jī)屏幕上馬上就會浮現(xiàn)翻譯之后的語言文字、相關(guān)鏈接、作者介紹、視頻內(nèi)容等相關(guān)信息。ARAPP可包含識別、翻譯、搜索及擴(kuò)展閱讀的功能，使用非常簡便。它利用光學(xué)字符識別（optical character recognition，OCR）技術(shù)識別文字，再通過字典進(jìn)行查找翻譯，然后使用AR技術(shù)將翻譯過的文字及擴(kuò)展閱讀內(nèi)容覆蓋在原有文字上，實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)文獻(xiàn)與數(shù)字文獻(xiàn)、知識系統(tǒng)的融合。前者的文獻(xiàn)融合嘗試包括館藏書目信息與書后附盤、電子圖書等數(shù)字文獻(xiàn)的互檢互見融合、刊目信息與數(shù)字全文期刊的融合、宣傳海報(bào)與網(wǎng)絡(luò)多媒體資源及視頻資源的增強(qiáng)互見。作為AR應(yīng)用中與現(xiàn)實(shí)環(huán)境對應(yīng)的虛擬信息提供方，知識系統(tǒng)的構(gòu)建往往需要在文獻(xiàn)信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過機(jī)構(gòu)知識庫建設(shè)等途徑整合學(xué)科資源構(gòu)建關(guān)聯(lián)關(guān)系大數(shù)據(jù)平臺，通過硬件的集群設(shè)計(jì)，承載多用戶并發(fā)訪問的壓力。

3.3基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下的AR技術(shù)應(yīng)用于圖書館個(gè)性化推薦推送服務(wù)

AR系統(tǒng)客戶端（customer relationsh中management，CRM）基于圖書館借閱會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，運(yùn)用信息分析技術(shù)，可以對讀者的閱讀社會關(guān)系、閱讀內(nèi)容等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠精準(zhǔn)判斷讀者的需求、洞察用戶最新的科研走向，結(jié)合用戶相關(guān)歷史借閱數(shù)據(jù)，推斷其借閱習(xí)慣與借閱趨勢，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，定制與其借閱相關(guān)聯(lián)的文獻(xiàn)資源。根據(jù)用戶的使用習(xí)慣推斷用戶興趣或者愛好，采用云推送策略，及時(shí)、智能地給用戶推送一些最新的書刊、資料等，有效提升圖書館在科研、教育領(lǐng)域中的作用，為科研教育工作者提供更多有價(jià)值的信息，提高服務(wù)的針對性、有效性。從技術(shù)路線角度看，使用開源的Hadoop分布式資源管理框架yam結(jié)合通用并行計(jì)算框架spark來構(gòu)建實(shí)時(shí)推薦系統(tǒng)作為資源推送的后臺，前端使用AR APP來滿足個(gè)性化的讀者需求并將推送內(nèi)容結(jié)合到具體應(yīng)用實(shí)景中是可行的選擇。

4小結(jié)

在當(dāng)前倡導(dǎo)“互聯(lián)網(wǎng)+”的新常態(tài)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，AR技術(shù)在智能化圖書館中實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)讀和定位服務(wù)、資源融合服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析服務(wù)等多種功能，這一技術(shù)必將使圖書館的服務(wù)方式、服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)范圍等發(fā)生根本性的變革，AR技術(shù)在圖書館發(fā)展中有著極大的應(yīng)用前景。但目前仍處于起步階段，仍有許多問題有待研究解決。隨著各項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展、完善、成熟，AR技術(shù)在未來智能圖書館中的應(yīng)用將會愈漸成熟，蓬勃發(fā)展。