数字图书馆建设中虚拟现实技术与人工智能技术的应用研究
孙鸿鹤
【摘 要】随着科学技术的发展，网络时代的到来，传统图书馆的建设已进入数字化模式，数字图书馆的建设已是大势所趋。在数字图书馆的建设过程中，虚拟现实技术与人工智能技术逐步成为了符合未来数字图书馆建设发展方向的主要技术手段。本文将通过分析未来数字图书馆建设的主要发展方向，对虚拟现实技术与人工智能技术以及两种技术的结合应用进行研究。
【关键词】数字图书馆;虚拟现实技术;人工智能技术
【中图分类号】D64? ? ? ? ? ? ? 【文献标识码】A? ? ? ? ? ? ? ? 【文章编号】1001-0475（2019）011-0080-03
随着互联网的发展，大数据的挖掘与应用，新一代的数字图书馆建设中，数据的采集、分析与应用变得更为重要。未来的数字图书馆的大数据应用应该满足计量化、具象化与智能化的需求，进而使图书馆能够在个性化服务等领域有质的突破。虚拟现实技术与人工智能技术，既是信息采集、分析、应用的有效手段，也是信息计量化、具象化以及智能化的主要表现形式，因此，虚拟现实技术与人工智能技术可以为未来数字图书馆建设提供技术上的支持，由此我们就不难预见，在不远的将来，VR图书馆、AI图书馆以及将两者结合起来的图书馆将会成为未来数字图书馆的主要发展方向，采取虚拟现实技术以及人工智能技术的图书馆，不仅能更好地为读者提供个性化服务，更能为图书馆吸引更多的读者资源。
一、VR技术与VR图书馆
（一）虚拟现实技术
“VR”是英文“Virtual Reality Technology”的简称，中文意为“虚拟现实技术”。VR技术最早由美国人Jaron Lanier提出。VR技术是通过计算机运算以及图像技术的应用，创建一种立体的虚拟环境，这种虚拟环境是一种实时的、动态的、可感知的模拟环境，用户可以在这种模拟环境中，通过身体感官感知、获取相关信息。由于VR技术构建的模拟环境采用的是3D建模技术，渲染后的场景相对真实，加之一些其它技术的应用，用户可以在VR环境中通过视觉、听觉、触觉乃至于嗅觉与味觉等方式感知信息，使用户沉浸于其中，进而使信息的传递变得更为直接、更为具体。
VR技术作为“互联网+”的重要组成部分与其进一步的延伸，将逐步也必然为更多的行业引入与应用，而这种应用甚至可能带来整个行业的转型与变革。早在2016年，在我国的 “十三五”规划中，就强调了要大力推进VR等新兴领域的创新发展。工信部就VR产业发展发布的白皮书中也明确指出“VR正处在产业化爆发的前夕，并即将步入持续高速发展阶段”。以上种种充分表明，在不远的将来，VR技术将作为主要的技术之一，在多个行业、多个领域发挥作用，同时我们可以依此预见，VR技术必将在未来的图书馆的建设与管理中有所体现与应用。
（二）VR图书馆
随着VR技术的发展，VR时代已悄然到来，VR图书馆的建设成为了图书馆未来发展建设的路径之一，“什么是VR图书馆”以及“如何建设VR图书馆”也成为了未来图书馆发展建设的主要议题。
VR图书馆可以看作是通过虚拟现实技术对传统的数字图书馆进行的升级，这种升级是将传统数字图书馆图像化，并增加或增强了传统数字图书馆的互动性，以便于可以为读者提供更加优质的服务。VR图书馆作为传统数字图书馆的升级版本的同时，又与传统的数字图书馆有着明显的不同。传统意义上的数字图书馆，是对图书馆各类信息的一种数量化处理，即将图书馆现有资源通过计算机技术进行数量化与数字化，用户可以通过计算机检索获取图书馆各类信息，从而方便用户进行信息的检索。也就是说，传统的数字图书馆，利用数字化技术将原有的图文资料变为计算机数据，用户依据相关的关键字的数字信息可以快速的在海量的数据中对所需数据进行检索。数字图书馆与传统图书馆相比，既可以使其馆藏量因数字技术的应用而变得更加丰富，也能够让用户更准确地获取到“目的”信息。VR图书馆则是在数字图书馆的基础上，对图书馆数字信息进行更高级的图文加工处理，用户可以在虚拟现实技术的帮助下，直观地获取数字图书馆的各类信息，而这种“直观”就是VR图书馆与传统数字图书馆最明显的不同，它使用户获取信息的方式由“电子文档”变为了可感知的“现实”。
VR图书馆能够提供给用户的“现实”体验就是VR图书馆与传統数字图书馆在为读者提供服务上的主要区别，这种“现实”体验，具有以下几点特性：
一是虚拟性。虚拟现实技术的首要特性就是虚拟，虚拟性也是VR技术的最大特性。VR技术通过3D建模为读者构建了一个虚拟的世界，在这个“世界”中，可以满足读者在自我空间内的各种构想。但“虚拟”与“现实”并不冲突，在VR技术的应用下，虚拟与现实可以完美、和谐地结合在一起。如国家图书馆、电子科技大学图书馆VR系统等，都是将现实中存在的事物通过VR技术变为虚拟世界中的现实存在。
二是现实性。VR技术的成熟，使其构建的虚拟世界更加真实，甚至于可以1：1地还原现实世界的场景，使读者能够足不出户逛遍图书馆。同时，与VR的虚拟性相比，这种现实性与虚拟性也是相辅相成的。除了构建与现实世界1：1的虚拟场景外，VR技术的应用还可以使读者在阅读时，与正常的手机端阅读、pc端阅读相比，获得更好的体验。如日本的VR书屋，这是一款可以使读者在虚拟空间进行阅读的应用。在 VR 书屋中，读者进入的是一个虚拟的阅读空间，在这一空间里，读者可以通过操作控制器控制虚拟图书，既可以将图书放置在任何位置，也可以通过手指点击滑动触控板，实现翻页功能;在阅读体验上，读者可以获得与智能手机阅读以及平板电脑阅读相同的感觉，但与手机客户端和 PC 端阅读相比，VR 书屋阅读完全不受时空的限制。读者甚至于可以与画面融为一体，或站或坐、或躺或卧地完成阅读，使自己完全地融入到书屋之中。
三是交互性。VR图书馆带给读者的感知性，可以让读者通过肢体、声音、眼神与阅读屏幕进行互动，实现与阅读系统的实时交互。如上海交通大学的“阅读隧道”VR图书馆。在阅读隧道中，读者戴上VR眼镜后，体验到的是不同于平面阅读的三维立体的全新阅读模式。平面知识将立体化呈现在读者面前，抑或让读者走进书中场景，身临其境地感受作者描述的世界，与书中的人物对话交流，实现实时互动等。
总之，VR图书馆可以通过模拟环境的创建，让读者沉浸于阅读之中，也可以将珍贵的资料转变为可感知的图文，不仅能使文化得到更好地传承，也能吸引更多的读者。也就是说，VR图书馆在为读者提供服务时，也为读者提供了近乎于现实的互动性的感官体验。
二、AI技术与AI图书馆
（一）人工智能技术
“AI”是英文“Artificial Intelligence Technology”的缩写，国内称作“人工智能技术”。人工智能技术是指通过计算机技术，在大数据的基础上，对人脑的意识、思维认知进行模仿的一门技术。人工智能作为一门交叉的前沿学科，其涵盖了数学、计算机学、心理学、统计学以及生物学等一系列学科知识，并使这些知识相互融合，使其能够进行简单的自我学习，实现“智能”。
目前，人工智能技术虽然还不能完全应用到各行各业中，但在很多行业中已经见到了人工智能应用的雏形。如：谷歌的“AlphaGo”、女性公民“Sophia”、阿里的“鲁班”等。随着人工智能技术的发展，未来其必将成为各行业的主要技术支撑。随着大数据技术的应用，大数据图书馆应运而生，而在数据处理上占据一定优势的人工智能技术，就必将会被应用到未来的图书馆的发展建设中。在我国“图小灵”等一批人工智能机器人的出现，已经为我们描绘出了未来AI图书馆的初始模样。
（二）AI图书馆
虽然目前人工智能技术仍不能够称作完美，但其与图文情报学的研究早就已经出现，早在在20世纪70年代，AI就已经被逐步应用到图书馆的管理与服务中去。近年来，随着计算机技术的飞速发展，大数据图书馆的出现使得“智慧图书馆”与“第三代图书馆”的建设成为可能，人工智能技术的出现，又为此类图书馆的建设提供了新的途径。
AI图书馆是可以为读者提供专业且便捷的个性服务的系统。AI图书馆可以看作是一位24小时在线与读者进行交流的精通所有图书馆业务的图书管理员。虽然目前为止，人工智能技术还处于初级阶段，但AI智能图书管的雏形已经出现，这些图书馆中人工智能应用已经体现了图书管理员的部分职能，如人脸识别借还书系统、智能门禁系统与智能搜索推荐系统等，这些人工智能的应用，可以视为弱人工智能的应用，未来AI图书馆中AI技术的应用应当是相对于目前AI技术应用的一种强人工智能应用，其作用主要体现在以下几方面。
AI文献搜索。AI文献搜索可以说是大数据文献资源的创新，也可看作是大数据文献资源的智能化应用。大数据的应用极大地丰富了图书馆的资源，使图书馆的各类信息能够得到有效地整合，而人工智能技术的引入，可以对大量的信息进行智能的数据处理，为读者提供精准化的信息服务。人工智能技术可以帮助读者在海量的数据中进行准确、快捷和详细的信息搜索，并且这种“帮助”还会随着AI系统的智能化继续学习、丰富与“富有智慧”。
AI数据分析。在大数据时代背景下，人工智能为数据的分析、提炼提供了有效的途径。人工智能可以为大数据提供高效的、多线程、智能的数据分析。在AI图书馆建设中，人工智能能够对图书馆中馆藏图书、图书采购（门类、价格）、读者、读者阅读习惯等诸多信息进行智能分析，进而为图书馆的建设与管理提供参考，为图书馆的智能化、定向化服务提供依据。
AI服务创新。人工智能技术的数据分析、处理以及“类人的”推理、感知能力，可以使图书馆的服务功能有质的转变。我们可以把AI图书馆看作是一个为用户提供服务的平台，这种服务的方式是应用人工智能技术，以用户的思维进行思考，对用户行为习惯、阅读习惯进行分析，感知读者阅读方式，进而依据用户的兴趣爱好与心理需求进行准确的文献推送，提供优质的个性化服务。“类人的”推理、感知能力能够促使读者与图书馆的互动性增强，“强互动”能够使图书馆更人性化，进一步满足读者更多服务需求。
三、VR&AI图书馆
国内外对VR图书馆与AI图书馆的建设都有一定的研究，但却很少有人对图书馆建设中两种技术的结合运用进行研究。其实，将二者结首先弄清楚了什么是VR图书馆，什么是AI图书馆，进而将两者结合运用在图书馆建设中。
VR技术与AI技术的结合应用，其实是数据图书馆未来建设、管理以及服务的表与里的技术结合。如果说VR是对现实中存在的实物进行模拟的话，那么AI就是对现实中各事物之间的联系进行模拟，且这种模拟往往是建立在人类构建的事物之间的初步联系之上的，是对各事物间联系的再次挖掘。也就是说，VR技术可以描述图书馆的表象，甚至能够通过3D建模等技术在虚拟世界重塑一所“现实的图书馆”，使读者沉浸在虚拟图书馆的世界，感知这个世界中各类事物的性状与特征，是未来数字图书馆的“表”的体现。AI技术则是让这些虚拟世界的事物拥有了灵魂。AI技术理清了虚拟图书馆中各类事物的内在联系，再通过对读者思维的进一步推理，让整个虚拟图书馆活起来，使其更加人性化、智能化。AI为读者提供了一个智能的管家，这个管家为读者整理的各类信息、梳理的各种联系就是未来数字图书馆的“里”。VR&AI圖书馆使未来的数字图书馆能够“表里结合”。
虚拟现实技术使数字图书馆更加具象化，人工智能技术使图书馆更加智能化，两种技术的结合，让数字图书馆更加真实，更接近于现实图书馆，而提供的服务却并不逊色于现实图书馆，甚至要比现实图书馆更加贴合读者需求，更加贴心。
四、总结
技术的革新必将带来事物的变革。互联时代，图书馆行业面临着各种挑战，但新的挑战也必将带来新的机遇。作为伴随“互联网+”而生的虚拟现实技术与人工智能技术，将逐渐成为未来数字图书馆发展的主要途径之一。图书馆从业人员应提前做好AI图书馆、VR图书馆以及二者结合技术的VR&AI图书的馆建设准备，掌握相关的知识技能，准备好应对未来数字图书馆的转型。
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[责任编辑：褚永慧]
