论融合图书馆的理论基础和四大特点——基于康斯坦丁大学图书馆创新实践的分析

龙朝阳 胡 灿 杨思洛

（1.湘潭大学公共管理学院 湖南湘潭 411105；2.武汉大学信息管理学院 武汉 430072）

1 引言

随着信息技术的发展和用户信息需求的提高，纯粹的数字或实体图书馆（指数字化程度低的传统图书馆）已无法全面满足用户的信息需要。为了实现图书馆数字空间和实体空间的无缝对接，德国康斯坦丁大学图书馆（Library of University of Konstanz Germany）率先进行了探索。

康斯坦丁大学对融合图书馆（Blended Library）可公开的研究始于2010年。该年，融合图书馆项目带头人Harald教授[1]首次提出“融合图书馆”这一新概念，指出融合图书馆融合数字图书馆和实体图书馆的所有特征，并阐述了对未来图书馆建设的新愿景。2011年，Mathias等人[2]基于之前的构想，描绘出融合图书馆的雏形，并通过案例研究论证了融合图书馆的实用价值。其后不少学者展开了融合图书馆构建的理论与实践研究，除去相关网页介绍和会议文献，发表重要学术论文40余篇[3]。2015年，Harald[4]阐述了融合图书馆的建设理念为“融合交互”，并重申“融合交互”是未来图书馆的发展理念。

在实践方面，康斯坦丁大学初期建立了体验实验室（Living Lab)，室内具有个人和团队协同所需的系统平台、空间和设施，能满足用户各类复杂的信息需求和学习活动。此后，项目组又陆续对融合图书馆内的相关技术和智能化设备进行了研究和实验展示。这一探索实践受到国际图书馆界的广泛关注。2011年5月，在捷克共和国首都布拉格召开的欧洲图书馆自动化组织（ELAG）大会[5]上，Harald做了“融合图书馆项目”的主题演讲，他向与会者详细介绍了“融合图书馆”建设的动因、理念和目标，指出融合图书馆是未来图书馆的新形态。2015年6月，Harald在欧洲商学院图书馆员组织（EBSLG）总体会议[6]上，详细展示了融合图书馆内个人和团队协同空间的技术、设备及效能。与此同时，项目组经常邀请国际与会者实地体验融合图书馆内的新技术和新设备，其先进的建设理念和高效智能的服务广受业界好评。

2016年，我国图书馆学家王世伟教授在实地参观德国的融合图书馆后，发表了《融合图书馆初探》[7]，成为国内首篇探索德国融合图书馆创新理念和实践的文章。王世伟教授认为国内建设的数字图书馆、手机图书馆及社交媒体的应用可视作智慧图书馆的初始阶段，而康斯坦丁大学展示的融合图书馆则是未来智慧图书馆的高级形态。目前国内对德国融合图书馆的认识还非常有限。笔者通过大量研读相关文献、网页及博客介绍后，对康斯坦丁大学融合图书馆的精髓有了更深入的理解，通过挖掘梳理融合图书馆构建的理论基础，总结分析融合图书馆的四大特点，以期为国内智慧图书馆建设提供借鉴。

2 融合图书馆的理论基础

17世纪，笛卡尔提出了著名的“身心二元论”，他将物质与精神分割开来，认为身心彼此独立[8-9]。这一认知观大大影响了计算机领域的发展，如设计的互联网搜索引擎，它注重用户对数字信息的处理，忽略要在交互中提高人的身体体验和对外界环境的感知。20世纪中叶，随着认知科学体系的发展和完善，认知心理学家开始综合关注人的语言、思维和行为，他们发现认知过程、身体活动以及社会行为之间密切联系，之后得出新的认知观——“具身认知”[10]。具身认知观不仅关注用户自身，也涉及用户与环境及他人的交互，赋予身体活动在认知塑造中的决定性地位，强调认知、身体和环境组成的动态统一体[11]。这一观点打破了图形用户界面（GUI）通过窗口、菜单、按钮等进行交互的传统模式，为新一代用户界面的设计提供了理论指导，促使交互系统向综合考虑身体与计算机、社会环境的多方位交互发展。新型交互系统将“触觉计算”（Tangible Computing）与“社交计算”（Social Computing）完美结合[1]91，可进行语音、手势和多点触摸输入等情景感知的多通道交互，对图形用户界面的主导地位提出了挑战。

20世纪80年代，Lakoff 和Johnson[12]在“具身认知”的背景下提出了“概念隐喻理论”（Conceptual Metaphor Theory），指出隐喻是从具体有形到抽象无形，是人在具体经验的基础上对抽象关系进行隐喻映射，得出新的认知和理解的过程。2002年，Fauconnier和Turner[13]在此基础上进一步提出“概念整合理论”（Conceptual Blending Theory），并定义了四大心智空间：输入空间Ⅰ（Input SpaceⅠ）、输入空间Ⅱ（Input Space Ⅱ）、类属空间（Generic Space）和合成空间（Blending Space），构建出概念整合网络图（如图1所示）。概念整合理论是图书馆人机交互和软件设计的基础，是融合图书馆融合设计的分析指南[14-15]，它完整分析了人的心智是如何通过两个输入概念的映射而下意识地创造一个新概念的。其中类属空间连接两个输入域，并包含两个输入域的共同概念，在共性的基础上，人的心智融合输入概念，在合成空间整合出一个新结构。融合交互正是基于这一间接投影过程，在用户既定知识的基础上设计用户界面，使用户易于理解和操作一个新的互动设计，通过保持自然和直观的人机交互，将计算机功能发挥到“极致”。

图1 概念整合网络图[13]46

随着“概念整合理论”的发展，2008年Jacob等人[16]充分运用朴素物理观（Naive Physics）、身体意识与技能（Body Awareness & Skills）、环境意识与技能（Environment Awareness & Skills）和社会意识与技能（Social Awareness & Skills）四大理论精髓，分别从人对物质世界的认知，对自身的理解以及对周边环境和他人的感知四个方面进行阐述，提出了“基于现实的交互”框架。该理念强调用户在交互过程中使用自身身体技能，通过提高交互系统的表现力、多功能性、可用性、实用性和高效性来减少用户的思考时间，让人在人机交互中不觉是和数字信息系统打交道，“更像与真实、非数字化世界的交互”[16]。

融合交互是对认知科学中“概念整合理论”与“基于现实的交互”精髓的吸收，是两者在人机交互领域的转换和运用[15]。2009年，康斯坦丁大学“人机交互组”成员Florian Geyer[17]首次介绍了他们的“融合交互设计”理念，认为“融合交互设计”是由认知空间、实体空间和相应的设计实践整合出的新理念。他也指出，他们的人机交互团队将在该理念指导下构建出集仿真模拟、协作设计为一体，且能提供创新性支持的多媒体工作室。2014年，Jetter等人[15]从个人交互、社会交互、学习流程和物质环境四个角度进一步阐述融合交互设计，提出融合交互是通过融合模拟技术与数字空间，创建出一种不可见的“普适计算”的交互思想。

从认知科学到“基于现实的交互”再到融合交互的过程，是认知领域和计算机设计领域的融合和发展（其理论发展过程如图2所示）。融合交互思想是融合图书馆建设的重要理念支撑[18]，为融合图书馆的智能融合建设奠定了理论基础。

图2 奠定融合图书馆理论基础的发展过程

3 融合图书馆的特点

文章通过对康斯坦丁大学融合图书馆实践的研究分析，在王世伟教授[7]描述的融合化、互动化、可视化、泛在化和智能化特点的基础上，更全面和具体地总结出融合图书馆高度智能、泛在互联、融合交互和用户感知的四大特点。

3.1 高度智能的图书馆

高度智能是融合图书馆最直观的特征。融合图书馆以全新的知识媒体为门户，以高新技术和设备为支撑，将资源、空间、服务等融合，构建出智能高效的知识互动空间。

3.1.1 全新的知识媒体搭建智能平台

融合图书馆中设计的各类知识媒体给用户带来了智能的交互体验。最初，为了在信息搜索中带来高效和新颖的视觉效果，康斯坦丁大学图书馆设计了MedioVis2.0[19]。MedioVis2.0结合实体空间和数字空间的导航、定向及组织信息的功能，支持信息媒体库的搜索与管理，它可以被安装在台式电脑及各类大小显示器中，呈现出缩放式的信息景观，实现概要信息浏览、细节查看及信息过滤等功能。此外，为了方便学生小组开展小组学习活动，康斯坦丁大学图书馆开发了支持用户协同搜索和方法讨论的平台——TwisterSearch[20-21]，这主要是为了适应多点触摸桌面的团队学习而设计。平台的界面为Post-WIMP 的分布式界面，它能在桌面上给每个人分配一方区域，每个区域与对应的平板共享信息，方便小组随时搜索、共享和讨论。之后考虑到用户在没有多点触摸桌时无法有效开展团队学习，又设计了HuddleLamp[22]。通俗说，HuddleLamp就是一种安装有深度相机的“台灯”，其内部特殊的深度相机能对所覆盖桌面上的手机、平板、手的位移进行精确追踪，轻松实现多个用户间的跨设备交互。除上述三种平台外，馆内还有众多智能化媒体平台，如“一体化学习平台”[23]，用户通过它可直接对书本信息进行数字结构化处理。这些平台相辅相成，帮助用户共同达成任务目标。

3.1.2 先进的技术设备提供智能支撑

康斯坦丁大学图书馆引入了新的交互技术和设备，能进行智能身份识别、语音识别、图像识别、智能检索及智能反馈。其中虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）和增强现实技术（Augmented Reality，AR）可实现交互界面的3D视景和实体仿真，而多点触摸技术打破了鼠标、键盘、操纵杆等输入终端的操作模式，支持多人同时触摸输入，用手势即可实现点击、缩放、3D拖拽及旋转等人机交互动作，是一种极为自然的互动模式。此外，激光笔、手势、人体运动跟踪、视线追踪和语音输入等输入方式也被引入馆内的多媒体房间，房间中还提供了平板电脑、多点触控桌面、垂直桌面的高清显示器、展示墙、声音和触觉反馈设备等输出设备，通过组合这些技术和设备，形成新的多模态互动，为用户协同学习和科研创造了良好的环境。

3.1.3 优良的知识互动空间生成智能环境

康斯坦丁大学图书馆内提供了团队协作所需的模拟设备，形成了知识工作者用于设计、开发和评估新交互技术和设备的研究空间。此外，房间里的声音、光线、设备、空间（如地板、墙壁）等都进行了最优调整，加强了人机交互功能。例如在房间的墙壁上安装展示墙或高清显示器。又如利用高清投影仪将交互界面投影在馆内空间，使得墙壁和地面都能成为触控屏等等。此外，融合图书馆也提供了“交互阅读型空间”[24]，在这里用户可以躺在舒适的靠椅上，用个人平板进行搜索，同时用户可以通过平板操控展示墙，墙上的大型界面方便用户查看和比较细节信息，形成一种多通道、多触摸和多显示的知识工作环境。

3.2 泛在互联的图书馆

泛在互联是为用户提供畅通信息共享环境的基础。智能终端、信息技术和设备相辅相成，促进了融合图书馆的泛在和互联。

3.2.1 泛在化

融合图书馆将传感技术、跨时空的无线网、互联网和移动网融合成泛在的信息网络，并与多媒体平台和各类系统共同搭建起与外界交流的信息化桥梁，形成全面的数字空间和泛在的知识共享环境。在康斯坦丁大学融合图书馆内，不同的体验实验室和阅览室都可实现远距离的人机交互和视图可视化。馆外与馆内建立了畅通无阻的信息渠道，用户无需繁琐的身份认证，无校园网络限制，利用移动网或家庭网络都可便捷获取馆内资源和服务，真正实现图书馆触手可及。图书馆的服务面向各类对象，也渗透到各个层面，其服务范围、服务对象、服务机制、服务内容和服务功能泛在结合，动态无缝地为用户提供优质的信息服务。用户普遍能享受到全天候、全地域的开放信息服务，能随时进行地图搜索、远程学习、虚拟咨询、虚拟旅行及展览等各类项目，是泛在的知识共享平台和门户。

3.2.2 互联化

融合图书馆内用户、资源、服务与空间的互联是信息高效共享的前提。用户的每一次搜索过程都是一次全新的互联体验，如学习小组完成教授布置的课题，起初小组可能对这个课题不了解，必须搜索相关资料，此时馆内资源的互联和通讯技术能大大提高团队的学习效率。小组成员快速查找和分工，个人平板、多点触控桌面、搜索令牌[25]、展示墙等互联协同，通过本地查找和网络搜索轻松获取实体图书和数字资源。他们可以浏览结果目录、查看其详细内容和相关信息。学生利用数字笔进行拖放动作就可以将书本信息提取到数字桌面，数字桌面会根据位置自动整合信息，形成思维导图。最后小组讨论整合，即可得出小组本次的课题研究报告。此外，馆内的数字库与实体库中的各类资源也实现了实时互联，如融合型书架[26]上的书籍全部为真实的3D模拟，已借出的实体图书会被立即同步为半透明状等。互联的融合图书馆汇集人、信息资源与技术设备，构建起平等开放、协助分享及创新一体化的信息服务环境。

3.3 融合交互的图书馆

泛在互联是融合图书馆的表征，融合交互则是融合图书馆的本质，可概括为人与人的交互、人与物的交互及物与物的交互。

3.3.1 人人交互

人人交互体现在密切的用户联系和协同的团队学习上。众多理论研究[27-28]表明，用户间的协作互动可以加速信息搜索的进程。国内有关信息共享空间的研究也显示[29]，高校图书馆为用户提供资源和服务时应更加注重用户间的协作学习。康斯坦丁大学为了更好地促进团队的创新性学习，在融合图书馆内设立了小隔间，这些小隔间主要设置在馆内的显眼位置，每个隔间可容纳2至6人，小组可在此进行开会交流、案例演示和课题讨论等团队活动。其中，个人平板、多点触控桌面、搜索令牌和展示墙构成了团队学习的四大基本工具。小组成员围在多点触控桌前进行面对面讨论，个人平板既可用于多个用户的交互，也能随时进行独立检索。多点触控桌与展示墙实现协同显示，便于用户进一步查看细节内容或对比搜索结果。同时，展示墙还可作为“交互式电子白板”使用，方便高效。搜索令牌用来定义各类过滤查询，一般搭配屏幕键盘使用，不同成员同时操作多个搜索令牌可进行更为复杂的查询任务，其可视化的动态查询便于用户时刻观察系统搜索进程，提高团队的合作意识和效率。

3.3.2 物物交互

物物交互体现在设备间的交互、学习流程的衔接及资源的融合上。①跨设备交互主要是实现跨设备阅读、视频播放、图像拼接和拖放转移等功能，如前文所述的HuddleLamp平台就可进行多个设备的协同和拼接，用户可轻松在多个设备间进行各种同步和异步操作。②学习流程的衔接。个人与社会交互的基础受到不同阶段学习流程的引导。以课题小组的研讨会流程为例：第一阶段是导师展示课题，并与学生共同探讨有研究意义的主题；第二阶段是学习小组分工，分别进行搜索、筛选和查看相关资料；第三阶段是小组共享、讨论和得出结论并及时向导师报告结果。我们可看出，每个阶段的完成都可能涉及不同的场所和设施。融合图书馆基于对用户各类学习任务的了解，制定出最优的服务流程，不需用户频繁转换于课堂、图书馆、实验室或自习室，直接帮助个人或团队一站式完成任务目标。③资源的融合。通过实时连接数字库与实体库，达到现实与虚拟空间全方位、立体化的融合交互。如“一体化学习平台”结合Anoto[30]技术， 能对实体书本进行全文搜索和页码匹配，实现跨平台文本的快速追踪。又如融合型书架模拟实体图书的外形，结合多种数字过滤方式，方便用户进行高级分类与排序，实现宏观和微观层次信息的可视化，有助于意外发现。

3.3.3 人物交互

人物交互主要指自然的人机交互及用户对资源的可利用性，其中人机交互是核心，它主要包括个人访问和团队访问。①个人访问是独立学习时的人机交互，是最基础的人机交互方式，也是团队协同访问的基础。用户不是简单地通过输入命令或依赖图形界面进行信息处理，而是为用户精心设计直观访问、协同访问、透明访问和情境访问[31]的新用户界面，并利用各类智能技术和工具，实现快捷高效的人机交互。②协同访问是团队学习时的人机交互方式，是融合图书馆检索的一大特色。比如前文提到的TwisterSearch，该平台可对搜索项进行分类、总结和聚集群组，全面支持团队协同检索、浏览、分工、意义建构和主题分析，能强化团队的共享和协作能力，有利于提高知识工作者的学习和工作效率。

总的说来，融合交互其实就是在基于现实的基础上模拟用户平时的行为和体验，采用适当的交互技术和设备，在整个学习流程中保留用户平时的交流形式，根据学习流程，设计一系列支持独立学习和团队学习的系统，构建出高效的学习环境（如图3所示）。

图3 融合交互的基本框架

3.4 用户感知的图书馆

用户感知是融合图书馆的魅力所在。相比于多数数字图书馆中静态和独立的计算机操作模式，融合图书馆注重用户的认知和身体技能的发挥，设计人员主要以问卷调查、用户体验等方式最大化了解用户需求，开发、设计和评估新的技术和设备，使用户获得可感知的服务。

3.4.1 对身体的感知

用户并非通过简单的鼠标、键盘或菜单输入，而是应用用户的日常技能协调双手或全身交互。如用户使用数码笔在数码纸上手动记录，让学生感觉如同平时写字一样，就可实现自然快捷的数字信息录入和处理。在动态窥孔导航[32]时，用户使用手持式的空间感知设备，以身体协调移动的方式来控制移动显示屏上的内容，能有效提高用户的信息导航能力，大大缩短完成任务的时间。在Post-WIMP交互空间[15]中，触摸式用户界面允许用户在交互桌面放置令牌，或使用手指滑动、捏放等手势直接交互，它们与AR、VR技术相结合，使得用户能清晰感知自身动作对数字信息的处理过程，从而能最大化发挥身体技能，获得切实的人机交互体验。

3.4.2 对环境的感知

用户对环境的感知分为对认知环境和物质环境的感知。①认知环境。用户将日常技能转化为一种认知资源，去适应和改变计算机环境，如信息搜索行为中对媒体对象进行分类和聚类、通过计算机空间来记录和组织信息等。在使用媒体界面搜索电影时，用户可以制定复杂的查询，电影集会以缩放式的信息景观进行组织和分类，同时缩放和平移的视觉动画效果便于用户对信息进行搜索、过滤、浏览和选择。②物质环境。康斯坦丁大学融合图书馆内拥有一站式综合服务平台和高效的信息共享空间，房间的结构、室内的布局及数字化技术、设备和平台的创新组合和运用，构成了融合图书馆的信息交互环境。数字设备的显示尺寸、位置，及室内的声音和光线等都为用户感知进行了最优设计。Post-WIMP交互空间融合现实与虚拟环境，使得人机交互空间不仅更有表现力，而且效率更高、用途更多、实用性更强。

3.4.3 对社交的感知

用户发挥对自身和环境的感知，与其他用户进行高效互动，有助于用户感知自己的社会身份，在提高个人价值的同时带动团队的发展。融合图书馆为用户提供了不受干扰的社会交互空间。多点触控桌面便于小组的基础协作，展示墙增强了内容的可视性，方便小组成员共享和比较信息。基于现实的用户界面的使用，以及垂直的显示屏、电脑、平板、手机等智能终端的互联有助于用户导航和操控信息。其中缩放式面向对象的信息景观（ZOIL）界面[33-34]以面向对象和语义缩放的方式呈现所有内容和功能，并跨设备和显示屏共享概述和详细视图，能有效提高用户的群体意识，同时在展示墙和多点触控桌面等多媒体工具的辅助下，有利于多个用户展开头脑风暴和进行高效协同搜索。

4 融合图书馆与复合图书馆、智慧图书馆的关系

复合图书馆与融合图书馆都是建立在数字图书馆和实体图书馆的基础之上，但两者有着本质区别。复合图书馆是传统图书馆向数字图书馆转变过程中的一个独立型态[35]，是传统图书馆与数字图书馆的并存。它虽然在实体图书馆存在的同时，辅之以数字化资源和计算机技术，但一定程度上停留在图书馆的物理组合。融合图书馆虽然也是结合实体图书馆与数字图书馆，但并非复合或并存，而是完全的“化学”融合，是数字空间与实体空间中的信息资源、信息载体、技术方法、服务设施的一站式统一，是两大空间精髓和灵魂的融合。相比于复合图书馆对计算机自动化的简单运用，融合图书馆是人机交互技术与现实技能的巧妙集成，是信息架构与基础设施的完美整合，是高智能、全媒体和高体验的图书馆。

目前，智慧图书馆建设受到国内业界的广泛关注，我国学者对此进行了大量研究实践。截至2017年12月6日，在中国知网上以 “智慧图书馆”为篇名检索，共检索到相关论文700篇，其中王世伟[36-39]等核心学者形成了智慧图书馆的系统理论。实践方面，截至2015年底，我国至少已有427家图书馆使用智慧图书馆的核心技术——RFID[40]，近年来更是广泛应用于国内各大图书馆。关于智慧图书馆，业界已取得基本共识，它是全面感知、立体互联和共享协同的互联图书馆，是节能低碳、灵敏便捷、整合集群的高效图书馆，是无线泛在、就近一体、个性互动的便利图书馆。智慧图书馆与融合图书馆有诸多相通相合之处，如融合共享、全面感知、立体互联和个性互动等[7]。

实际上，融合图书馆是智慧图书馆的一种崭新发展形式。它更注重高层次的人机交互和团队协作能力，致力于满足个人与团体的学习、工作和设计等复杂任务。融合图书馆将融合交互的理念精髓和人机交互技术贯穿于图书馆服务的始终，有机统一和运用各类高新技术和设备，真正融合人、资源与空间，无缝对接实体空间和虚拟空间，使得用户不仅能高效操作数字化虚拟空间，还能从交互中获得高新技术和智能设备运用的真实感和满足感，实现对智慧图书馆建设更深层次的创新发展。

5 结语

融合图书馆具备的高度智能、泛在互联、融合交互和用户感知四大特点并无绝对界限，它们共同渗透和表现于融合图书馆的每一项知识工作中。这样的融合图书馆为未来智慧图书馆的发展注入了新鲜血液，它将高新的人机交互技术完美融入阅读、学习、工作和设计中，极大地满足了当今用户复杂多变的信息服务需求。康斯坦丁大学融合图书馆的成功实践，为我国图书馆的创新发展带来了重要契机。相较于融合图书馆，国内图书馆建设在相关理念、技术、资源和服务方面仍有待提升，如能借鉴康斯坦丁大学融合图书馆的创新思想，借鉴其先进的设计理念与服务模式，我国的智慧图书馆建设将拥有良好的发展远景。

（来稿时间：2017年12月）