混合现实技术在图书馆的应用研究

（上海大学图书情报档案系 上海 200444）

目前，混合现实技术还处于发展阶段，在图书馆的实际应用比较少，国内仅有一家由启迪数字天下打造的混合现实数字图书馆，这座图书馆的墙壁上喷涂了各种书籍，佩戴上混合现实技术的设备之后，当读者凝视墙上的图案便可以打开相应书籍。仅是这简单的应用就已经极大地震撼了大众，因此混合现实技术在图书馆中的应用是不容小觑的。

1 相关概念解析

1.1 混合现实技术与虚拟现实技术

混合现实（Mixed Reality，简称MR）技术是通过计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并通过传感技术将虚拟对象叠加到真实环境中，真实的环境和虚拟的对象实时地显示在同一个画面或空间，用户利用显示设备，便可以看到一个感官效果真实的新环境[1]。

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术主要是利用电脑模拟产生一个虚拟的三维空间，给使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的虚拟环境输入，让使用者如同身临其境，可以实时、立体地观察周围空间内的事物[2]。

二者之间最大的区别就在于虚拟现实技术为用户提供的是一个完全由计算机所创造出来的虚拟世界，其中不存在任何的现实信息，这样一种完全虚幻的世界会使得用户产生不真实感；而混合现实技术则是将虚拟世界与现实世界融合在一起，在现实世界中叠加一些所需的虚拟信息，或是将现实信息添加到计算机所创造的虚拟世界里，这样一种“虚中有实，实中有虚”的环境能给使用者带来更好的体验。

1.2 混合现实技术与增强现实技术

增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术是通过计算机系统实现对现实世界的增强感知技术，是将计算机构建的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强[3]。

相较于虚拟现实技术而言，混合现实技术与增强现实技术更为接近，甚至于单从定义上来看，二者近乎相同。但是从技术层面上来说，混合现实技术就像是增强现实技术的升级版，二者之间最大的差异在于在增强现实技术中，虚拟信息是作为现实信息的辅助存在的，即依靠强大的现实信息作为主体，将虚拟信息简单叠加，形成一个以现实信息为基础的新世界。但在混合现实技术之下，我们所要追求的是现实信息与虚拟信息的完美融合，也就是说虚拟信息不一定作为辅助存在，也可以是主体，甚至于有时候可以反虚拟化，即摆脱现实画面的束缚对影像进行删减更改，人眼看到的将是经过计算机渲染后新的“现实画面”，用一句形象的比喻就是实时PS现实。因此，混合现实技术能给用户带来更多的体验。

1.3 混合现实技术、虚拟现实技术、增强现实技术三者之间的关系

Milgram等提出“真实—虚拟连续统一体”的概念，首次阐明了混合现实技术、增强现实技术、虚拟现实技术三者之间的关系。他们将真实—虚拟连续统一体看作是一个一维坐标空间，如图1所示，这个坐标空间的整个横轴即为真实—虚拟连续闭集空间，位于横轴左端的为纯真实环境，位于横轴右端的为纯虚拟环境。混合现实技术是在横轴上除去左右端点外的其余部分，增强现实技术是现实信息和虚拟信息简单叠加，位于更接近真实环境的一部分连续空间，而虚拟现实技术是虚拟信息单独存在，位于更接近虚拟环境的一部分连续空间，同时它们也是混合现实技术开集中的一部分连续空间[4]。笔者认为，可以用一个简单的公式来总结三者之间的关系，即混合现实技术=虚拟现实技术+增强现实技术=真实世界+虚拟世界+数字化信息。

图1 混合现实技术、虚拟现实技术、增强现实技术三者关系图

综上所述，笔者认为混合现实技术是未来的发展趋势，甚至于可能会完全取代虚拟现实技术和增强现实技术，因此我们要逐渐重视混合现实技术在图书馆中的应用研究。

2 混合现实技术在图书馆中的应用前景

混合现实技术的出现使得传统图书馆围墙有机会被彻底打破，图书馆将成为知识共享空间与体验中心。从图书馆的角度来说，各项服务实施有了技术实现的全新途径，内与外的概念将逐渐模糊，图书馆从一个内敛的实体走向一个发散的存在；从用户的角度来说，人与人之间将不受时空的限制，达到前所未有的联接互动。因此，混合现实技术在图书馆中具有广泛的应用前景。

2.1 改善图书馆的乱架问题

目前，多数图书馆实施的是藏、借、阅一体化开放式借阅，读者可以自行对书架上的图书进行取阅。虽然图书馆已耗费巨大的人力物力来解决乱架问题，但乱架现象却依然严重。混合现实技术的出现就能给图书馆解决乱架问题提供帮助。当读者将取阅的书籍放回书架上时，混合现实技术的相关设备立即可对图书当前的摆放位置进行扫描，而后将扫描到的位置与先前存放在其数据库内的正确位置进行对比。若是发现其与正确摆放位置有所出入，即刻在读者所持的混合现实技术相关设备上推送提示，提醒读者书籍放置错误，并引导读者将书籍摆放回正确的位置。这样一来，不仅能使得图书馆乱架现象得到很好的解决，还能减轻图书馆管理人员的工作压力，使其能够有更多精力用来开展其他读者服务。

2.2 优化现有馆藏资源配置

目前，图书馆馆藏资源配置工作主要包含两点：一是空间配置。图书的摆放位置会影响到读者对于图书的使用，因此图书排架应尽量满足读者的使用需求。目前，大多数图书馆都是先按照预先设定好的方案进行排架，而后再根据读者的实际使用反馈进行相应的调整。但是由于图书馆的馆舍面积在不断扩大，图书在排架之后不容易进行大规模的调整。因此我们可以在进行图书排架定位之前，先借助混合现实技术，将藏书排架工作在计算机所构建出的虚拟图书馆中完成并通过网络开放给读者。读者们通过虚拟环境中的使用给予相应的建议。最后将这些建议进行汇总，并根据汇总情况进行调整，最终确定实际馆藏的排架方案。由此可以使图书馆馆藏分布更加贴近读者的使用，更人性化，并且也节约了大量时间和人力。二是数量配置。读者对于每种类型的书目需求量不同，有些种类的书目经常被借阅，而有些种类的书目却一直无人问津。因此要对不同种类的书籍数量进行配置，实现供需耦合。我们可以借助借阅系统对书本的借阅情况进行“实时监控”，并通过混合现实技术将这些数据可视化。当图书馆管理人员使用相关设备对各类书籍进行扫描时，这些图书的借阅数据就会直接显现在上面，这样一来，图书馆管理人员能够较为直观地看到各类书籍的借阅情况。除此之外，还可以借助一定的分析软件，分析出每一类书籍的借阅趋势。对于不同的趋势用不同的颜色表示，譬如，用红色表示借阅量在增加的书籍，蓝色表示借阅量在下降的书籍，黄色表示借阅量基本持平的书籍。这样就可以将这些变化趋势可视化，让图书馆管理人员较为清楚地知道各类图书的借阅趋势，有利于图书馆管理人员对书籍数目进行及时的调整。

2.3 打造个人专属研习空间

由于图书馆大部分空间都用来存放实体书籍，用于研习空间的面积较小，因此目前多数图书馆的研习空间采取开放式，或是一个简单的隔间。但这并不能完全阻隔外界的干扰，甚至于有些时候某些读者不文明的行为会严重影响到其他读者的学习。而使用混合现实技术则能够在不改变现有占地面积的同时，让读者能够获得环境良好的专属研习空间。除此之外，混合现实技术还可以为读者营造一个良好的休息氛围。当读者学习疲惫时，可以将其调整为休息模式，混合现实技术的相关设备可以反虚拟化现实信息，将现实信息删除，为读者构建一个完全放松的环境。让读者能够全身心地投入到由混合现实技术创造出来的环境中，有利于提高使用者的学习效率。

3 结语

混合现实技术的出现使得传统图书馆围墙有机会被彻底打破，图书馆将成为知识共享空间与体验中心。目前混合现实技术在图书馆的实际应用中也存在着一些问题。一是缺乏操作相关设备的工作人员；二是混合现实技术现处于发展阶段，因此其需要不断地进行更新，但其更新成本较为昂贵。随着科学技术的不断发展， 硬件设备会不断地更新，可以窥见未来混合现实技术在数字图书馆中的应用会越来越成熟。