虚拟现实技术在高等职业院校图书馆的应用与分析

张秉军+李春青

摘要：在信息化、网络化等高新技术迅速发展，虚拟现实技术应用已经渗透到各行各业的背景下，介绍了虚拟现实技术的基本特征与影响，阐述了虚拟现实技术在高等职业院校图书馆应用的必要性，并通过应用案例分析进一步阐明了高等职业院校图书馆在优化馆藏资源、发展虚拟实训教学等方面运用虚拟现实技术所带来的突破和存在的问题。

关键词：虚拟现实技术；高职院校；图书馆

中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2017）11-0075-04

伴随信息化、网络化技术的迅猛发展，“人工智能、模拟仿真、3D场景”等虚拟现实技术日趋成熟完善，越来越多的行业以虚拟现实技术为依托拓展了服务模式，拓宽了服务范围。目前，在全球范围内，包括医学娱乐、室内设计、军事航空、工业仿真、应急推演等领域，虚拟现实技术为其发展提供了坚实的技术支持。而对于以培养高级职业技术人员为宗旨的高职院校而言，受实训教学场地、条件、设备、经费等因素的制约，导致学生动手能力欠缺，教学与生产岗位脱节，无法满足现代企业对应用型专门技术人才的迫切需求。因此，如何运用虚拟现实技术解决职业教育过程中的实践问题，就成为高职院校教育的关键之所在。高职院校实训教学是其颇具特色化的教学环节，虚拟现实技术的引入为高职院校教学提供了更加便利的教学模式，有益于教师的教学和学生专业核心技能的训练，为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。高职院校图书馆是辅助教学和科研的重要部门，虚拟现实技术在高职院校图书馆的应用，直接影响到高职院校如何科学、有效地运用虚拟现实技术服务于实践教学，是对实践教学的有益补充，对培养技能型人才具有重要意义。

一、虚拟现实技术在高职院校图书馆应用的必要性

上世纪80年代前，雅达利员工也就是“虚拟现实之父”Jaron Lanier提出了虚拟现实（Virtual Reality）的概念，但并未获得成功，随后经历了四十多年的完善才被广泛应用。虚拟现实又被称为假想现实或灵境技术，即用电子计算机合成的人工世界，具有沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）和构想性（Imagination）等三大基本特征[1]。这个领域与信息科学有着不可分离的密切关系，通过计算机能够解决生成虚拟现实的三个主要问题：以假乱真的存在技术、相互作用及自律性现实。在虚拟系统中强调人的主导作用，以前只能通过外部显示终端观测计算机运算产生的结果，目前人们已能够沉浸到由计算机模拟的虚拟世界中；以前只能通过鼠标、键盘等输入设备与计算机发生单维数字信息通信，目前人们已能够通过多种传感器与立体空间环境发生多维数据交互作用；以前只能通过定量为主的计算结果来加深对事物的理解和认识，目前人们已有可能从定量和定性交错形成的意境中萌发创意。总之，在未来的虚拟系统中，人们的目的不仅是能够通过虚拟现实系统“身临其境”地感受客观物理世界，而且能够突破时间、空间以及其他客观条件的限制，体验现实世界中无法实现的经历。

高职院校的培养目标是具有一定理论知识和较强实践能力的技术型人才，通过熟练掌握尖端水平的应用技术与职业技能，能够应对未来职业技能的发展变化，需要具有一定的适应能力。因此，特色专业、实验实训是高职院校教学的基本内容，也是办学特色的基础和核心。作为学生的第二课堂，高职院校图书馆如何将大量文献信息收集、整理并传递给读者，实现虚拟获取有用文献资源和知识信息的交流虚拟空间，从而提高高职院校师生的理论知识水平，帮助其熟练掌握技术能力，促进高职教育的发展与进步，是高职院校图书馆必须面对的网络信息环境下高职教育发展的新挑战。建立一个能适应高职院校教学科研需求的图书馆服务体系，为特色专业教学活动提供物质保障和技术条件，特别是运用虚拟现实技术提升图书馆的服务水平，实现教学资源共享，给读者带来身临其境的体验，让读者更加容易融入图书馆氛围，为读者提供更优质的服务，是虚拟现实技术得以实现的重要保障。因此，虚拟现实技术在现代图书馆的应用，首先是时代发展的要求，在日常生活中虚拟现实技术已经被十分广泛地运用，图书馆要想满足读者的需求，必须跟上时代发展的步伐，这对于改变高职院校教学理念，推动实训教学变革，解决实训教学中的疑难问题等具有重要意义。其次是图书馆数字化建设的需要，虚拟现实技术有利于图书馆业务系统的管理，有利于实现实体图书馆与数字图书馆之间的互动融合，有利于拉近读者与图书馆之间的距离，从而促进图书馆数据化、网络化、信息化进程，构建服务创新的模式，促进图书馆向智慧型发展。

二、虚拟现实技术在高职院校图书馆的具体应用

在图书馆业务中，任何技术的应用都离不开两大核心内容，即“服务”与“资源”，因此，虚拟现实技术在数字图书馆系统中的应用必须围绕这两个方面加以设计与实施[2]。

（一）构建立体馆舍结构，优化馆藏资源

构建立体馆舍结构，顾名思义就是利用虚拟现实技术，以实体图书馆为雏形，通过三维建模形成3D立体场馆。同时3D场馆应具有资源导读、馆藏查询、信息推送和数字阅读等功能，形成一套完备虚拟现实图书馆的仿真系统。这对于读者快速了解并使用图书馆具有重要意义，读者通过虚拟现实图书馆仿真系统浏览图书馆时，就像进入了实体的图书馆，完全沉浸在交互空间中，读者可以在虚拟场馆的各区域游览、检索、咨询及阅读。同时也能够缓解实体图书馆日常使用和资源不足的压力。此外，图书馆作为高职院校信息文献中心和服务机构，用户利用虚拟图书馆仿真系统，可以方便快捷地了解资源更新状态，为用户节省大量时间。

目前，高职院校图书馆大多通过电子屏幕或网页显示入馆人数、自习室所剩座位等。如果能通过对 3D场景实時监控，进行大数据收集与分析，则既能规划馆舍布局和馆员配置，又能有效了解图书馆各服务窗口及馆藏资源的使用情况。

（二）发展虚拟实训教学，组建新型数字资源endprint

目前，我国职业教育还处于发展阶段，虚拟仿真实训教学在培养高素质技能型人才方面具有非常重要的理论和现实意义。既可以解决教育资源短缺、大幅度节约办学成本，又能支撑人才全面发展，是高职院校办学发展的必然趋势[3]。其优势为：

（1）虚拟仿真实训教学有利于学生提前熟悉实训的真实环境，加深对教学内容的理解，丰富学生感性认识，培养学生的创新能力，提高学生的学习兴趣。

（2）虚拟仿真技术适应性广泛，不受学科、专业和课程领域限制，传统的实训教学内容理论上都可以通过虚拟仿真技术方式实现，如机械、电子、自动化实验等虚拟仿真辅助教学将成为一种普遍适用的教学手段。

（3）虚拟仿真除了能够有效解决传统教学中的疑难问题，还能避免在实训教学操作中的突发事件，如误操作导致设备损坏、发生危险事故或环境污染等，同时虚拟仿真教学对于解决标准化演示、个性化导训、智能化考核、工作职场能力展示及缩短操作时间等都很有帮助，可从整体上提高学生的学习质量。

在高职院校图书馆数字资源整合中，自建具有本校特色的专业教学资源数据库是实现数字图书馆的基本要求。例如，天津职业技术师范大学图书馆结合学校自动化专业实训课研制、开发了实用电路图特色数据库[4]。我们运用Web三维虚拟现实建模语言构建了立体电路图组合体，可通过一个或多个Shape节点定义在虚拟空间中的放置造型，选择给定节点和节点域的数值调整造型的几何尺寸，由Material及Appearance节点描述造型的外观。其功能为：

（1）电路图查询浏览及下载。通过关键词检索查找出相关的电路图，点击后可以方便地浏览电路图组合体，特别是大型电路图和接拼图，将平面电路图通过分析制成三维组合体，既可以很清楚地查看超大图中每一个节点，又可以下载保存，可为学生学习、查看电路图提供直观、生动的视觉效果。

（2）实现信息推送。根据用户检索的关键词可以跟踪检索轨迹，自动将相关信息推送到用户的邮箱，并定期发送给用户相关的信息。

（3）实现用户管理与分析。特色数据库后台设有专门对数据进行分析的工具，便于管理员随时关注用户使用动态，并对用户信息及数据访问情况及时进行分析。

（4）实现用户与平台交互功能。通过虚拟交互技术软件，可使用户方便地与数据库平台进行交互。

“汽车职业技能培训数据库”是天津职业技术师范大学图书馆根据本校汽车与交通学院的汽车维修工程教育和汽车服务工程应用型学科专业教学科研及服务社会的需求，将分散的学科学术资源通过一定的组织体系建成的具有系统性、专业性、实用性和针对性的知识集合体[5]，可提供立体的、多视角的信息检索和知识导航等获取方式，方便快捷地引导不同类型用户获取汽车技能培训领域的专业知识和文献信息。具体包括汽车检测维修技能数据库（包括汽车检测维修基础、汽车保养、虚拟实训、汽车故障诊断）、汽车服务技能数据库（包括汽车营销、保险理赔、二手车评估、汽车美容、汽车租赁）、汽车职业技能考试培训数据库和汽车特种文献数据库等4个子库和按照文献类型建立的专业图书数据库、学位论文数据库、视频教程數据库、汽车标准数据库、专业图集数据库、汽车专利数据库、汽车信息数据库等11个不同文献类型的子库[6]。其中，在视频教程和专业图集子库设计过程中基于OpenGL实现了三维图形的应用，可为汽车学院师生提供汽车维修虚拟实训的很好素材。

（三）发展智慧图书馆，提升服务品质

智慧图书馆可以不受空间限制，是能够被切实感知的。本着以人为本原则，可通过网络化、数字化、智能化的信息技术实现更加广阔的互联与共享，追求用绿色的方法和数字化的手段实现阅读。从使用方便、服务高效和知识共享的特点来看，虚拟现实技术在未来的图书馆中有很多应用。

（1）入馆培训：入馆培训对高职院校图书馆、公共图书馆都非常重要，读者可以通过虚拟场景身临其境地随意漫游，在“游戏娱乐”中体验图书馆整体构造、图书借阅、馆藏检索、学术搜索、移动图书馆使用等规则和技巧，使读者更加高效地快速理解和接受。

（2）优化信息检索行为：借助虚拟现实技术，读者可以足不出户地对自己所需要查找的资料进行检索，图书馆通过3D建模把馆藏图书的空间位置收录到数据库中，读者可以在虚拟环境中获得相关的图书信息和内容，选择阅读个人喜好的图书。优化读者检索信息资源的行为，既可以节省读者查找信息的时间与精力，又可以为读者在实体图书馆中查阅信息提供最优途径，使读者体验到优质信息服务的便利。

（3）智能咨询服务：读者在利用虚拟图书馆时遇到疑惑一般需要立即回复，而有心理障碍或焦虑症的读者一般不愿意接受现场沟通交流，如果将虚拟现实技术应用到与这样的读者群体的心理沟通上，就可以缓解读者的心理抵触情绪，改善读者在现实生活中的自我调节能力。

三、虚拟现实技术在高职院校图书馆应用存在的问题

（一）实施虚拟现实技术成本较高

开发高质量虚拟现实产品需要立体显示与声音、 真实感环境建模与绘制、实时碰撞检测和自然交互与传感等多种技术协同工作。在这方面与国际领先技术水平相比，我国从事相关行业和专业技术的人员还有一定差距。目前制作具有沉浸感的虚拟现实系统需要很多设备，还处于尝试研发试验阶段，采购该设备不仅成本较高，而且还缺乏大规模的商业化生产。

（二）信息素质亟待提升

信息素质（Information Literacy）一词最早由美国信息产业协会主席 Zurkowski 提出，他认为信息素质是指信息人具备的精通信息技术和技巧且可合理选择信息工具为其自身服务并能解决相关信息问题的能力。虚拟现实技术作为一种新型的技术应用到图书馆，对馆员而言，只有熟悉虚拟现实技术并具有丰富的专业知识，才能够解决读者在虚拟漫游中遇到的资源访问困惑和设备使用故障。对读者而言，要能够通过简单的演示或介绍就掌握虚拟现实技术的使用方法，在体验中灵活运用，做到不受制于新技术，就必须提高自身掌握利用新技术的能力。endprint

（三）應用虚拟现实技术的图书馆较少

虚拟现实技术在图书馆应用可以提高图书馆的资源使用效率和服务质量，能够吸引更多读者到图书馆来，提高图书馆的社会公认度。但由于一些因素的局限，虚拟现实技术在图书馆的发展受到以下影响：

（1）图书馆传统服务理念根蒂固入，虚拟现实技术属于新生事物，多数图书馆不能把握虚拟现实技术今后变革发展的方向。

（2）虚拟现实技术应用成本较高，高职院校图书馆经费来源渠道相对较少，使用时往往更加谨慎。所以目前虚拟现实技术在图书馆界尚未被广泛应用，只有CADAL和国家图书馆项目采用了虚拟现实技术，虚拟显示体验区内展示的主要是虚拟现实馆区游览和虚拟现实阅读站两个部分，用摄像的视频信息判断人的动作，不需要虚拟现实的手套、头盔、操纵杆等设备，其使用也仅仅停留在视景生成阶段。天津大学图书馆已经开始尝试制作虚拟现实场馆，让读者近距离体验新技术的魅力。在未来促进虚拟现实技术在图书馆的应用可以采取商业赞助或合作的方式，利用虚拟现实技术设备的共享降低使用成本，加速推广和普及其在高职院校图书馆的应用。

总之，虚拟现实技术已经在实践教学中发挥了十分重要的作用。高职院校图书馆必须把握时代发展方向，克服困难，根据学校办学特色，大胆尝试利用虚拟现实技术为学校教学和科研提供行之有效的服务模式，进一步推动高职院校实践教学改革，促进职业教育的发展，同时提升我国高职院校图书馆服务的整体水平。

参考文献：

[1]薛涵，朱娜娜.虚拟现实技术在图书馆服务创新中的应用[J].图书馆学刊，2015（6）：111-115.

[2]宗燕燕.基于TPI60系统构建汽车职业技能培训特色数据库[J].图书馆工作与研究，2011（4）：30-32.

[3]解娜.虚拟现实技术在数字图书馆中的应用[J].新世纪图书馆，2013（3）：75-77.

[4]林徐润，段虎.虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用[J].深圳信息职业技术学院学报，2012（2）：21-25.

[5]邢杰，董伟.基于关键词统计的国内电子政务研究现状分析[J].情报杂志，2012（1）：115-118.

[6]宗燕燕.基于微信公众平台的图书馆特色数据库建设——以实用单元电路数据库为例[J].图书馆工作与研究，2016（9）：58-61.

Application and Analysis of Virtual Reality Technology in Library of Higher Vocational Colleges

ZHANG Bing-jun，LI Chun-qing

（Tianjin Polytechnic University， Tianjin 300387，China）

Abstract： Along with the rapid development of the information technology and the network technology， the application of virtual reality technology has penetrated into all walks of life. This paper introduces the basic characteristics and influence of the virtual reality technology， explains the necessity of using the technology and expounds the breakthrough and existing problems of virtual reality technology in optimizing library resources and developing virtual practical teaching in higher vocational college libraries through case study.

Key words： virtual reality technology；higher vocational colleges；libraryendprint