元宇宙視域下虛擬數(shù)字人在圖書館服務(wù)場景中的應(yīng)用研究

摘要：2021年掀起元宇宙熱潮，虛擬數(shù)字人是人類應(yīng)用元宇宙的初階方式。文章基于圖書館的服務(wù)場景劃分，結(jié)合元宇宙技術(shù)特征，將虛擬數(shù)字人分為四類：借閱型、咨詢型、陪伴型和教育型。在此基礎(chǔ)上，通過真人模擬和計算機模擬的方式構(gòu)建虛擬數(shù)字人，最后總結(jié)分析元宇宙視域下虛擬數(shù)字人在圖書館服務(wù)場景中的應(yīng)用范圍，旨在為圖書館創(chuàng)新服務(wù)方式和提高服務(wù)質(zhì)量提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：元宇宙；虛擬數(shù)字人；圖書館；服務(wù)場景

中圖分類號：G250.7?? 文獻標識碼：A

DOI：10.13897/j.cnki.hbkjty.2023.0009

虛擬數(shù)字人是指具有數(shù)字化外形的虛擬人物，具有一定的感知、表達和互動能力 ［1］。2021年掀起元宇宙熱潮，元宇宙技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)實世界與虛擬世界的映射，從而構(gòu)建一個與現(xiàn)實世界息息相關(guān)的虛擬世界。在元宇宙中，虛擬數(shù)字人作為人類應(yīng)用元宇宙技術(shù)的初階，在虛擬場景中的互動交流以及服務(wù)創(chuàng)新等方面發(fā)揮著重要作用。目前虛擬數(shù)字人主要應(yīng)用于醫(yī)療、文娛、航空航天等領(lǐng)域，研究重點主要集中在案例研究［2］、技術(shù)探究［3］、模型構(gòu)建［4］等方面，研究人員通過構(gòu)建虛擬數(shù)字人，實現(xiàn)智能化創(chuàng)作、個性化生產(chǎn)、虛擬診斷等。相較于文娛、醫(yī)療等領(lǐng)域，虛擬數(shù)字人在圖書館領(lǐng)域的應(yīng)用研究相對較少［5］，尚處于探索階段。

元宇宙是指利用數(shù)字信息技術(shù)將自然世界拓展為虛擬世界和實體世界，即將單一世界變?yōu)殡p重世界［6］。元宇宙技術(shù)包含5G、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)，具有沉浸體驗、虛實相生、群體創(chuàng)造、虛擬社交、去中心化、人人可及等特征［7］。目前元宇宙在圖書館領(lǐng)域的研究主要集中在智慧圖書館建設(shè)［8］、資源管理［9］、系統(tǒng)設(shè)計［10］等方面，圖書館利用元宇宙技術(shù)構(gòu)建智慧圖書館，實現(xiàn)資源自動處理和系統(tǒng)優(yōu)化升級，為用戶提供沉浸式學(xué)習(xí)體驗。

因此，本文結(jié)合元宇宙的技術(shù)特征以及元宇宙視域下圖書館服務(wù)場景劃分，將虛擬數(shù)字人進行功能定位，構(gòu)建了符合圖書館服務(wù)場景的虛擬數(shù)字人，最后總結(jié)分析了元宇宙視域下虛擬數(shù)字人在圖書館的應(yīng)用范圍，旨在為圖書館的服務(wù)創(chuàng)新提供借鑒參考。

1 元宇宙視域下的虛擬數(shù)字人

虛擬數(shù)字人主要通過語音識別、合成、理解等多項技術(shù)構(gòu)建虛擬數(shù)字形象，目前主要有兩種構(gòu)建方式［11］：一是真人虛擬，通過CG建模等方式創(chuàng)造虛擬形象，借助真人進行動作和面部捕捉完成虛擬數(shù)字人創(chuàng)造；二是自然虛擬，從創(chuàng)建、驅(qū)動、生成到交互全程通過人工智能技術(shù)完成，不需要自然人參與。虛擬數(shù)字人是人類應(yīng)用元宇宙的初階方式，在元宇宙中，虛擬數(shù)字人成為用戶與虛擬世界的入口，用戶可以通過與虛擬數(shù)字人進行交互，從而形成虛擬世界中的社會關(guān)系和架構(gòu)［12］。

與自然人相比，虛擬數(shù)字人在圖書館知識服務(wù)、資源管理、參考咨詢、學(xué)科服務(wù)等方面具有一定的優(yōu)勢［5］。元宇宙技術(shù)為圖書館數(shù)字化轉(zhuǎn)型、服務(wù)優(yōu)化升級提供有利契機。通過元宇宙技術(shù)實現(xiàn)多源、多模資源整理、知識發(fā)現(xiàn)、知識關(guān)聯(lián)等，虛擬數(shù)字人可以為用戶提供高質(zhì)量的知識服務(wù)，促進資源共建共享，有效緩解現(xiàn)階段圖書館不同系統(tǒng)間資源關(guān)聯(lián)不強的現(xiàn)狀；通過元宇宙技術(shù)實現(xiàn)精準用戶畫像分析，虛擬數(shù)字人可以為用戶提供準確且符合個性化需求的信息服務(wù)，有效緩解現(xiàn)階段圖書館用戶分析不透徹的現(xiàn)狀；元宇宙技術(shù)具有交互性強、沉浸體驗等特點，虛擬數(shù)字人在虛擬世界中可以及時響應(yīng)用戶需求，與用戶進行虛擬對話，有效消除圖書館與用戶之間的屏障，緩解圖書館館員響應(yīng)不及時的現(xiàn)狀。

2 元宇宙視域下圖書館服務(wù)場景中的虛擬數(shù)字人功能定位

元宇宙視域下圖書館的服務(wù)內(nèi)容更加多元化，借助元宇宙技術(shù)為讀者提供虛實結(jié)合的服務(wù)場景。圖書館主要的服務(wù)場景分為圖書借閱服務(wù)場景、參考咨詢服務(wù)場景、閱覽服務(wù)場景和教育培訓(xùn)場景等。本文根據(jù)圖書館服務(wù)場景劃分，結(jié)合元宇宙的技術(shù)特點，將虛擬數(shù)字人定位為借閱型、咨詢型、陪伴型和教育型虛擬數(shù)字人（見圖1）。借閱型虛擬數(shù)字人主要為用戶提供圖書文獻等借閱輔助服務(wù)；咨詢型虛擬數(shù)字人主要為用戶提供工具書咨詢、學(xué)科咨詢等服務(wù)；陪伴型虛擬數(shù)字人主要陪伴用戶進行自主學(xué)習(xí)和自主創(chuàng)造；教育型虛擬數(shù)字人主要為用戶提供講座、培訓(xùn)、知識競賽、文化沙龍等服務(wù)。

2.1 借閱型虛擬數(shù)字人

借閱服務(wù)作為圖書館基礎(chǔ)服務(wù)內(nèi)容之一，借閱型虛擬數(shù)字人主要功能就是為用戶提供書籍、資源等借閱服務(wù)，能夠與用戶進行簡單對話，交互性相對較低。在此服務(wù)場景中，用戶更多期望虛擬數(shù)字人能夠像真實的圖書館館員一樣提供借閱服務(wù)［13］。借閱型虛擬數(shù)字人的外形需要做到與真實的圖書館館員無差別，避免引起用戶視覺不適，同時該類型的虛擬數(shù)字人可以協(xié)助用戶進行資源檢索和虛擬找書等服務(wù)，便于用戶以最快的速度找到所需要的資源。

2.2 咨詢型虛擬數(shù)字人

圖書館的參考咨詢服務(wù)包含兩方面內(nèi)容，一是根據(jù)用戶需求提供優(yōu)質(zhì)的工具書和檢索工具，方便用戶了解和利用圖書館資源；二是圖書館館員利用參考工具書解決用戶在學(xué)習(xí)、工作中遇到的問題。在此服務(wù)場景中，咨詢型虛擬數(shù)字人主要功能就是為用戶提供實時的參考咨詢服務(wù)，與用戶進行虛擬交流。在服務(wù)過程中，用戶更期望虛擬數(shù)字人能夠做到“隨叫隨到”，因此，咨詢型虛擬數(shù)字人需要充分利用元宇宙技術(shù)的實時性和交互性，及時響應(yīng)用戶的咨詢需求，為用戶提供實時的問題解答服務(wù)，增強圖書館服務(wù)場景的人性化。

2.3 陪伴型虛擬數(shù)字人

圖書館閱覽服務(wù)是指圖書館提供閱覽室、相關(guān)設(shè)施設(shè)備以便讀者利用圖書館資源。元宇宙視域下圖書館的閱覽服務(wù)更加靈活，實體空間與虛擬空間相結(jié)合，用戶可以不受時空限制地進行自主學(xué)習(xí)和自主創(chuàng)造。在此服務(wù)場景中，陪伴型虛擬數(shù)字人主要的功能是主動提供引導(dǎo)服務(wù)，與用戶進行交互，增強用戶在場景中的熟悉感和親切度，陪伴用戶進行自主學(xué)習(xí)以及實踐創(chuàng)造。陪伴型虛擬數(shù)字人要充分利用元宇宙技術(shù)中的深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、5G等技術(shù)，深入了解讀者的閱讀需求，實時為用戶提供閱讀資源、知識服務(wù)以及情感陪護，從而用戶可以沉浸式體驗閱覽服務(wù)和創(chuàng)客空間服務(wù)，減少對陌生場景的不適和排斥。

2.4 教育型虛擬數(shù)字人

圖書館的教育培訓(xùn)服務(wù)主要通過舉辦各種講座、知識競賽等活動，以提高公眾的信息素養(yǎng)。元宇宙去中心化和人人可及的技術(shù)特征促進圖書館的教育培訓(xùn)服務(wù)更加科學(xué)和人性化，用戶可以實時交流，進行思想碰撞，促進用戶深入了解主題活動內(nèi)容。在此服務(wù)場景中，教育型虛擬數(shù)字人主要的功能是進行教育教學(xué)活動，與用戶進行虛擬交流、頭腦風(fēng)暴、研究支持等，同時可以模擬相關(guān)主題場景，協(xié)助用戶進行實踐操作，增強用戶的體驗感。同時教育型虛擬數(shù)字人需要充分理解圖書館的主題活動目的，利用元宇宙技術(shù)增強自身知識儲備，為用戶提供專業(yè)知識服務(wù)以及實踐輔助服務(wù)。

3 元宇宙視域下圖書館服務(wù)場景中的虛擬數(shù)字人構(gòu)建流程

目前，虛擬數(shù)字人建設(shè)仍處于探索階段，主要有兩種構(gòu)建方式，分別是真人模擬和計算機模擬。真人模擬的構(gòu)建方式相對簡單，但普適性不強，而計算機模擬的方式前期準備比較復(fù)雜，但可以應(yīng)用于不同服務(wù)場景中。本文結(jié)合元宇宙視域下圖書館服務(wù)場景中的虛擬數(shù)字人定位，借鑒這兩種構(gòu)建方式構(gòu)建元宇宙視域下圖書館服務(wù)場景中的虛擬數(shù)字人。借閱型虛擬數(shù)字人和咨詢型虛擬數(shù)字人主要采用真人驅(qū)動的方式構(gòu)建，陪伴型虛擬數(shù)字人和教育型虛擬數(shù)字人主要采用計算機模擬的方式構(gòu)建。

3.1 真人模擬的虛擬數(shù)字人

真人模擬的虛擬數(shù)字人主要是將動作捕捉和3D仿真模擬相結(jié)合，利用攝像機捕捉圖書館館員的一舉一動，再映射到虛擬形象上。元宇宙技術(shù)下只需要借助普通相機即可精確捕捉到圖書館館員的動作和神情，具體構(gòu)建步驟如下：

（1）根據(jù)圖書館的借閱服務(wù)和參考咨詢場景構(gòu)思虛擬數(shù)字人的形象，對動作、神情的關(guān)鍵點進行3D建模；（2）對圖書館館員和虛擬數(shù)字人關(guān)鍵點進行對應(yīng)，關(guān)鍵點的數(shù)量越多，模擬的虛擬數(shù)字人的形象就會更逼真、更真實；（3）利用照相機實時捕捉圖書館館員在借閱和參考咨詢過程中不同的肢體動作、神態(tài)，完成動作和表情數(shù)據(jù)采集；（4）對虛擬數(shù)字人的語音進行仿真，合成理想狀態(tài)下的語音；（5）最終合成虛擬數(shù)字人的形象，與圖書館用戶進行實時互動。

3.2 計算機模擬的虛擬數(shù)字人

計算機模擬的虛擬數(shù)字人相較于真人驅(qū)動的虛擬數(shù)字人更為復(fù)雜，主要是利用深度學(xué)習(xí)算法對真人的肢體動作、神態(tài)表情、聲音進行建模，具體構(gòu)建步驟如下：

（1）形象設(shè)計。通過攝像頭對圖書館館員的形態(tài)、表情進行打點掃描，接著按照需求進行局部和全局掃描，重點是對眼神、神情等細節(jié)進行數(shù)據(jù)采集。（2）形象建模。主要是基于特定形象進行建模，這種建模方式是將真人與虛擬形象進行匹配，生成動漫類、卡通類形象，以適用于圖書館閱覽服務(wù)和教育培訓(xùn)服務(wù)場景。（3）細節(jié)處理。利用深度學(xué)習(xí)算法進行細節(jié)處理，讓虛擬形象更接近于真實人物的動作、表情等，高度還原真實人物的表情、肌肉的細微變化，從而可以在教育培訓(xùn)和閱覽服務(wù)場景中自然地展現(xiàn)動作和表情。（4）語音合成。以語音合成技術(shù)為底層技術(shù)，根據(jù)教育培訓(xùn)場景和閱覽服務(wù)場景設(shè)計對話文本，生成對話語音，接著將面部表情和唇部動作與生成的語音進行匹配，從而將語音和虛擬數(shù)字人進行完美融合。（5）渲染。通過計算機進行虛擬數(shù)字人在線或離線渲染，針對教育培訓(xùn)場景，圖書館可結(jié)合專業(yè)知識、知識圖譜、語義理解等對虛擬數(shù)字人進行深度訓(xùn)練。

4 元宇宙視域下虛擬數(shù)字人在圖書館服務(wù)場景中的應(yīng)用范圍分析

虛擬數(shù)字人主要應(yīng)用于圖書館的借閱服務(wù)、參考咨詢服務(wù)、閱覽服務(wù)和教育培訓(xùn)服務(wù)。根據(jù)元宇宙技術(shù)構(gòu)建的虛實空間，虛擬數(shù)字人在圖書館的應(yīng)用范圍主要包含三方面內(nèi)容：一是為用戶提供符合需求的資源服務(wù)，提高用戶的信息素養(yǎng)和數(shù)據(jù)素養(yǎng)；二是增進相互間的互動交流，滿足用戶的社交需求；三是協(xié)助研究人員進行數(shù)字人文研究，為數(shù)字人文研究提供新的概念模型和框架。

4.1 利用虛擬數(shù)字人提供資源服務(wù)

圖書館可以利用元宇宙技術(shù)創(chuàng)建孿生和虛擬場館，虛擬數(shù)字人在此場館中進行資源和知識服務(wù)。一方面，虛擬數(shù)字人作為虛擬圖書館館員，可以為用戶提供書籍導(dǎo)航、參考咨詢、知識檢索等服務(wù)，在服務(wù)過程中實時記錄服務(wù)數(shù)據(jù)，為虛擬數(shù)字人深入理解用戶需求奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，不斷增強虛擬數(shù)字人的互動交流能力，促進虛擬數(shù)字人升級換代。另一方面，虛擬數(shù)字人作為一種綜合性數(shù)字媒介，是具備語言、行動、思考的數(shù)字人，在虛擬場景中將用戶所需的資源通過圖文、影像、聲音等形式呈現(xiàn)出來，用戶可以身臨其境感受和利用圖書館資源，滿足用戶的沉浸式學(xué)習(xí)體驗。

4.2 利用虛擬數(shù)字人增進互動交流

傳統(tǒng)服務(wù)模式下，圖書館與用戶間的互動交流形式比較單一，主要是通過參考咨詢的方式進行互動。元宇宙視域下圖書館通過構(gòu)建虛實結(jié)合的空間，為用戶搭建了實時互動交流的平臺。一方面，虛擬數(shù)字人可以利用5G、大數(shù)據(jù)技術(shù)實時獲取到用戶需求，與用戶進行實時溝通交流，以便提供最符合需求的服務(wù)，用戶對服務(wù)進行評價，形成雙向交流互動。同時虛擬數(shù)字人通過收集到的用戶信息，針對用戶特征主動提供信息服務(wù)，促進圖書館資源共享。另一方面，在虛擬場景中，用戶可以以數(shù)字身份自由出入，虛擬數(shù)字人作為中間人搭建起用戶間的交流橋梁，用戶可以在此場景中自由發(fā)表感想、心得，產(chǎn)生思想碰撞，促進知識迸發(fā)。同時虛擬數(shù)字人可以利用自身龐大的數(shù)據(jù)積累實時提供知識服務(wù)，解答用戶在互動交流中遇到的問題，提高圖書館的服務(wù)質(zhì)量。

4.3 利用虛擬數(shù)字人協(xié)助數(shù)字人文研究

在數(shù)智時代，數(shù)字人文研究成為業(yè)界的研究重點。相較于傳統(tǒng)人文研究，數(shù)字人文研究更加注重利用數(shù)據(jù)技術(shù)進行量化分析、文本分析、虛擬仿真等。元宇宙視域下，虛擬數(shù)字人對數(shù)字人文研究范式和研究內(nèi)容產(chǎn)生了重要影響。圖書館虛擬數(shù)字人都是由圖書館館員、學(xué)科老師等形象模擬而來，作為數(shù)字化身的虛擬數(shù)字人可為數(shù)字人文研究提供新的研究模型和框架內(nèi)容。例如，基于事件描述自動整理案件順序，方便研究人員進行歷史案例梳理；基于歷史人物交往范圍生成人物關(guān)系圖，便于研究人員進行歷史人物社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)分析；基于家族史自動生成家族樹、家譜、人物年譜，有利于研究人員進行知識圖譜研究等。

5 結(jié)語

元宇宙視域下圖書館的服務(wù)內(nèi)容更加多元化，借助元宇宙技術(shù)可以為讀者提供虛實結(jié)合的服務(wù)場景。本文在分析研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合元宇宙視域下圖書館四大服務(wù)場景，將虛擬數(shù)字人定位為借閱型、咨詢型、陪伴型和教育型虛擬數(shù)字人；結(jié)合虛擬數(shù)字人構(gòu)建流程，通過真人模擬的方式構(gòu)建借閱型、咨詢型虛擬數(shù)字人以及通過計算機模擬的方式構(gòu)建陪伴型、教育型虛擬數(shù)字人；最后總結(jié)分析了元宇宙視域下圖書館虛擬數(shù)字人的應(yīng)用范圍：一是提供資源服務(wù)，二是促進互動交流，三是協(xié)助數(shù)字人文研究。由于元宇宙技術(shù)仍處于探索階段，未來虛擬數(shù)字人在圖書館的應(yīng)用中仍需不斷加強技術(shù)的應(yīng)用研究以及注重用戶隱私保護，不斷為用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)。

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作者簡介：

邱錦（1984-），女，碩士，渤海大學(xué)圖書館館員。研究方向：讀者信息服務(wù)。

（收稿日期：2022-08-28 責(zé)任編輯：張長安）

Research on the Application of Virtual Digital Human in Library Service

Scene from the Perspective of Metaverse

Qiu Jin

Abstract：2021 is the year of the metaverse. Virtual digital human is the initial way for human beings to apply the metaverse. Based on the service scene division of the library and the characteristics of the metaverse technology， this paper divides virtual digital people into four categories： borrowing type， consulting type， accompanying type and educational type. On this basis， the virtual digital human is constructed by means of human simulation and computer simulation. Finally， the application scope of virtual digital human in the library service scene under the perspective of the metaverse is summarized and analyzed， aiming to provide reference for the library to innovate the service mode and improve the service quality.

Keywords： Metaverse; Virtual Digital Human; Library; Service Scenario