移动增强现实技术下的图书馆创新体验研究

摘 要：增强现实技术作为一种新型信息技术，因移动设备和技术的发展而逐渐应用于大众生活中。本文根据增强现实技术的功能和特点，从图书馆室内指引服务、书架定位、馆藏资源以及信息推送这四个方面探讨增强现实技术对于提升图书馆用户体验的作用。

关键词：增强现实技术；图书馆；创新体验

0 概述

图书馆丰富的馆藏资源供人们借阅获取知识，传统的图书馆一般以一排排书架为基础，按照一定的学科分类区分区域。在借阅系统中，每本书有一串编码，代表了在某固定书架的固定位置上。这样的编排方式虽然方便管理，对于借阅者来说却不容易理解。根据图书馆实地调查结果表明，借书途径通常是：在网上查询书籍→记录下该书籍的书架位置编码→寻找相应楼层和书架区域→浏览书架上书籍→找到书籍。大多数的借阅者表示这样的寻找方法不是很方便。

近年来，随着计算机和科技的发展，增强现实技术逐渐进入大众的生活。增强现实技术（Augmented Reality，简称AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，把虚拟世界套在现实世界并进行互动，从而提高用户对真实世界的感知和理解。这种技术最早于90年代提出，如今有着广泛的应用前景。移动设备的迅速发展也为增强现实技术提供了新的应用平台，目前移动设备如智能手机、平板等都配备有高清摄像头，蓝牙无线接口以及定位芯片等等，基于增强现实技术的移动应用也越来越多。

將增强现实技术应用于图书馆的体验中，可将传统的参与方式转变为交互式的参与方式，使人们获得多感官的体验，使图书馆充分发挥其作用。

1 增强现实技术

1.1 增强现实技术的发展

1992年，波音公司的Caudell和同事Mizell提出“增强现实（Augmented Reality）”一词，[1]来描述通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术。增强现实技术通过将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，无缝结合，成为一个更完整的部分，从而实现对现实的“增强”，增强用户的视觉感受。

增强现实技术有两种实现方式：屏显式和光学透视式。

屏显式增强现实技术，指的是基于显示器的增强现实方案。摄像机摄取真实世界的图像与计算机图形系统产生虚拟景象合成，并最终输出到屏幕显示器上。用户从屏幕上看到最终的增强场景的影像。例如，近年来在电视直播的体育赛事中就常用到增强现实技术，在伦敦奥运会的直播节目上，游泳赛道上会出现选手是第几泳道的数字、领先的线、国家的国旗等元素，但这些元素在比赛现场并不存在，是由计算机产生的虚拟图像叠加到比赛视频上，播出时收看电视的观众就能看到。再如，最近流行起来的利用增强现实技术的教科书，通过用手机扫描增强技术的化学元素结构图片，原来二维的图片在手机屏幕上可以是三维的虚拟模型，用户可以旋转，以不同角度查看，丰富了学习体验。

光学透视式的增强现实技术，需要利用头盔式的显示器，将超小型面板的影像经由小型光学镜头传至眼镜的镜头部分，然后通过技术使之反射，从而将影像送入眼睛。例如，谷歌公司开发的Google Glass，它可以将数据投射到用户右眼上方的小屏幕上，显示效果如同2.4米外的25英寸高清屏幕，这种增强现实技术能够为用户带来沉浸式的体验。

近年来移动设备发展迅速，智能手机和平板电脑的配置已经能够满足增强现实技术的软硬件要求，同时移动设备具有方便携带和使用率高的特点，将智能移动设备作为增强现实技术的平台，是增强现实技术的发展趋势。

1.2 移动增强现实技术在展馆中的应用现状

移动增强现实，即基于移动终端的增强现实，是增强现实技术与移动终端相结合的产物。目前，移动增强现实技术给移动互联网用户带来了全新的用户体验，这引起了国内外展馆界的极大兴趣，国内外的一些展览馆、图书馆、机构等开展了一些实验性的探索项目。

（1）再现历史与展览讲解。在香港国际艺术博览会上，香港城市大学利用增强现实技术向观众展示了一般人无法看到的敦煌壁画。展出的壁画墙面斑驳，只能依稀看到一些基本轮廓，但当用户通过iPad屏幕对准只有基本轮廓的墙面时，能够在屏幕上看到色彩非常丰富的、细节非常完整的敦煌壁画。由英国约克市议会支持制作的“约克市全息之旅”应用程序（City of York Hologram Tour）为使用智能手机的游客提供娱乐和教育服务。首先，在约克市的景点前放置一个全息图像标识，提醒游客此处有全息景点的信息。游客安装此应用后，将手机对准某个特定景点，一个穿戏服的虚拟人物就会出现在屏幕上，并为用户表演一段有关历史的短剧，用户还可以跟这个虚拟人物合影留念。通过这款应用可以在这所古老的城市内为游客创造一种全新的数字体验，尤其受到年轻一代游客的欢迎。增强现实可将数据轻松附加到现实物体上，可以让观众在参观的同时，通过周围叠加数字图片、在线学习资料以及博物馆相关学术信息，丰富了观众的信息来源，提升了观众的学习体验。增强现实技术让整个参观过程更有交互性，观众通过查看相关数据、图片、视频和相关深度阅读，建立了一种以探究为基础的学习模式，促进用户对关注对象的深层含义的理解。

（2）书籍定位与管理。美国迈阿密大学计算机专业教授Bo Brinkman和助手Matt Hodges开发出了一个增强现实软件ShelvAR，可以帮助图书管理员更有效率地排列图书。[2]ShelvAR由一个Android软件和一套编码标签组成，当图书馆管理员在手机或者平板电脑上对准书架使用该软件时，ShelvAR可以扫描书籍上的标签，然后与编码规则对比，以勾叉的形式指出图书是否放置正确。如果某本图书的位置放置错误，软件会通过绿色的左右方向箭头来提示图书的正确位置。Brinkman表示，目前图书馆的书籍都是靠管理员手动整理，使用该软件可以节省管理员不少的时间。除了发现乱架图书，还可以完成藏书清点等任务，极大地方便了图书管理人员的工作。

（3）原始文献保护。英国曼彻斯特大学和约翰·里兰兹大学图书馆联合建立了一个“利用增强现实技术促进对特藏的研究和教学”项目，利用增强现实技术，可以帮助读者充分接触到原始文献进行学习和研究，同时又保护古文献不因频繁使用而受损。在查阅手稿、标志性版本和文献档案原稿时，可以突破原稿保护的限制，在原稿周围显示数字图片、文本、在线学习资料以及博物馆图书馆和其他机构收藏的相关资料，读者也可以对数字版进行放大，查看一些细小的细节、聆听中古英语朗读、查找数据、阅读其他文献、与其他资料做对照等等。[3]这些对我们图书馆今后的发展都是一种有益的借鉴。

2 移动增强现实技术下图书馆的体验创新

移动增强现实技术与图书馆的结合，能拓展图书馆业务范围，创新图书馆服务方式，提供更加人性化和个性化的服务。

2.1 图书馆室内导航

读者在一个图书馆空间中，需要清晰准确地获得方位信息，例如不同资料的区域位置，紧急出口的位置等等。目前的图书馆采用平面图指引和指示标志指引的方式，读者需要找到平面图或指示标志，再根据信息判断，这样的方式不够直接。

但应用了移动增强现实技术之后，可以在手机等移动设备上，呈现二维或者三维的地图导航，甚至可以加入语音指引功能，方便读者很快地找到目标地点。导航功能需要室内定位的技术，目前，来自芬兰奥卢大学（University of Oulu）的研发团队，开发出利用地磁来定位的室内定位系统IndoorAtlas，[4]将他们的研究成果和智能手机相结合，通过数字信号处理技术实现室内导航，且精度可以保持在1米之内，这非常有利于我们进行图书馆的室内导航探究。

2.2 图书馆书架定位

根据走访多家图书馆的实地调研发现，目前国内图书馆采用一套编码体系，运用英文与数字结合的方式，将书籍按照所属的学科、馆藏以及书架进行排列。这样做的好处方便了图书管理员的管理工作并且方便读者在电脑上进行书籍的搜寻，但是读者想要在偌大的图书馆和书架上找到目标书籍却不是那么方便，读者需要将这串编码记录下来，再依照编码去寻找书架，找到书架后还要一一搜寻目标书籍，非常不方便。

国外开发的SelvAR软件，已经基本实现了书架定位的功能。我们可以在此基础上开发书架定位的功能，读者使用移动设备扫描书架，当目标书籍出现时，给予读者一个明显的反馈，如目标书籍处出现一个图标等等。

2.3 馆藏资源的利用

将一些书籍植入增强现实技术，可以将相关的音频视频资料植入，丰富纸质书的内容。讀者在阅读时可以获得丰富的内容，有助于更好地学习和理解。

同时，有一些馆藏资源是非常珍贵的文献资料，也可以利用增强现实技术，将他们做成电子化的，可以让更多的读者获得珍贵的文献资料，而不用担心文献资料被过多地使用而造成损耗的问题，这些都有助于图书馆馆藏资源的利用。

2.4 信息推送服务

图书馆的信息推送还是非常传统的方式，如在入口处放置一些公告板，在大屏幕上滚动播放一些活动信息等等，这些信息虽然摆在那里，却很少被注意，宣传效果较弱。而且传统的宣传方式需要制作成海报或展板，一旦被制作出来，再更改耗时耗力耗成本，因此传统的信息推送存在一定的滞后性。

运用移动增强现实技术，相当于利用读者的移动设备，打造一个信息获取平台。例如，读者走进图书馆，打开手机和应用，就能获得新书介绍、活动信息等等；读者扫描不同的馆藏室，可以获得相应馆藏室的信息介绍等等；读者扫描书籍，可以获得书籍的基本信息，借阅权限，甚至可以加入读者评论的功能，让读者与读者间产生社交和互动。

3 结语

移动增强现实技术是一个新兴技术，该技术仍处于探索阶段，因此将此技术应用于图书馆中，也是一个探索性的尝试。不过，移动增强现实技术在图书馆中的应用，能拓展图书馆业务的范围，创新图书馆服务方式，提供更加人性化和个性化的体验，具有一定的发展前景。国外的一些政府和教育机构也十分关注该领域的发展，进行了许多探索性的项目。

在今后的发展中，我认为图书馆要积极地跟进该技术的发展，多多探索技术结合的可能性，可以进行合作试验，利用移动增强现实技术的优势，将图书馆的馆藏资源以及创新体验做得更好。

参考文献：

[1] Caudell T P，Mizell D W . Augmented Reality：An Application of Heads-upDisplay Technology to Manual Manufacturing Processes[C] . USA：Proceedings of the Twenty-Fifth Hawaii International Conferenceon.IEEE，1992.

[2] Brinkman B，Brinkman S.AR in the library：A pilot study of

multi-target acquisition usability[C] . Mixed and Augmented Reality（ISMAR），2013 IEEE International Symposium on.IEEE，2013：241-242.

[3] Special collections using augmented reality to enhance learning andTeaching（SCARLET）[EB/OL] . http：//www.jisc.ac.uk/whatwedo/programmes/elearning/Itig/scarlet.aspx . 2012-07-25.

[4] 中国科技网.首款手机室内地磁定位导航系统无需蓝牙信号或Wi-Fi[J].黑龙江科技信息，2014（16）.

作者简介：乔晓露（1991—），女，上海人，上海交通大学媒体与设计学院艺术设计专业研究生三年级，研究方向：信息设计，交互设计。