5G+VR/AR技术驱动的图书馆虚拟阅读空间构建研究

李 林

（福建农林大学图书馆，福建 福州 350002）

近年来，随着网络通信技术、信息技术的飞速发展，5G、VR/AR、3D 打印等科技“新势力”也快速崛起。在这样的背景下，公众对图书馆服务的多元化需求日益增加，特别是对图书馆阅读空间的智能化、个性化、趣味性需求更是与日俱增。面对新技术环境下用户的各种新需求，各地图书馆借助新兴技术以各种形式开展了个性化、多元化的新型阅读空间的建设活动，吸引更多的民众参与阅读、乐于阅读，达到提升广大人民群众文化素养的目的。笔者聚焦5G 与VR/AR 新技术，参考借鉴5G、VR/AR 技术在其他领域应用的成功案例与经验，创新性地将5G 与VR/AR 技术引入到图书馆阅读空间建设中，提出5G+VR/AR 技术驱动的图书馆虚拟阅读空间构建思路，以期为当前图书馆阅读空间的建设提供新思路和新途径，从而推动图书馆阅读服务工作的发展。

1 5G 与VR/AR 的概念及其在图书馆领域的应用

1.1 5G与VR/AR的概念

（1）5G 技术的概念。5G 即第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，简称5G），该技术是在前4 代移动通信技术的基础上发展起来的，具有高速率、低时延、连接灵活等特点的新一代移动通信技术，是物联世界和智慧时代实现人、机、物互联的核心技术支撑。按照国际电信联盟（ITU）所给出的技术标准，5G技术目前具有三大类应用场景，分别是增强移动宽带（eMBB）技术标准下的互联网用户的日常应用，超高可靠低时延通信（uRLLC）技术标准下的工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有非常高要求的行业应用，以及海量机器类通信（mMTC）技术标准下的智慧城市等相关领域所涉及的以传感和数据采集为目标的应用场景[1]。

（2）VR/AR 的概念。VR（虚拟现实）以及AR（增强现实），都是实现虚拟和现实的相互结合，从理论上讲，二者都是虚拟现实技术的一种。由于计算机仿真技术的不断进步，早期的虚拟现实技术日益趋向可以实现听觉、视觉、触觉、味觉、嗅觉等感知系统的超强仿真系统演变即所谓的增强现实，以至于目前科技界和学术界以VR/AR 代指当前最新的虚拟现实技术。VR/AR 技术因具有沉浸性、交互性、多感知性、构想性、自主性等特征，越来越受到社会各行业和公众的认可，用户可以在虚拟现实世界中体验到最真实的感受，有种身临其境的感觉，从而沉浸到该环境中。通常可以从沉浸式体验角度将VR/AR 技术划分为人机非交互式体验、个人虚拟环境交互式体验及群体虚拟环境交互式体验等几类。随着VR/AR 技术的不断成熟，目前被广泛地应用到教育、医疗、军事、航空航天、工业设计、影视娱乐等不同行业[2]。

1.2 5G+VR/AR的技术特征

通过上述对5G 概念的阐释，可以看出，假如1G 到4G 是面向个人的，那么5G 将拓展到面向产业互联网和智慧城市服务[3]。因此，5G时代的内涵就是实现最广泛的“5G+X”，其中的X 就代表不同行业的应用，例如“5G+智能家居”“5G+智慧交通”“5G+智慧旅游”等，从而全面实现资源共享、生态共生、互利共赢、融通发展的5G 开放型新生态体系。就技术特征而言，如图1 所示，“5G+VR/AR”表现为将5G 作为接入方式，通过与人工智能、大数据、云计算、物联网、移动互联网等新兴技术进行融合，助力虚拟现实在画面质量、图像处理、眼球捕捉、3D声场、机器视觉等核心技术领域不断取得突破，解决传统虚拟现实被数据捕获、数据传输及数据运算束缚的问题，提升虚拟现实服务的沉浸感和可靠性，从而为VR 在更广泛领域的应用开辟了新天地，推动其与智慧城市、区域文旅、文化教育、智慧工厂等行业快速融合，为人们的生活、社会的生产、城市的治理带来前所未有的改变。

图1 5G+VR/AR的技术特征

1.3 5G+VR/AR在图书馆领域的应用现状

伴随着“5G+VR/AR”技术在各个行业的不断推广与应用，近年来图书馆领域也开展了基于“5G+VR/AR”技术的各项应用研究，譬如，王维秋等提出了基于5G 技术的无感借阅、导航服务、智慧场馆、云服务、信息推送、机器人服务、大数据服务及休闲娱乐8 个方面的应用[4]。黄辉对“5G+全息投影”技术进行研究，收集“5G+全息投影”技术在不同行业领域的成功应用案例，在传统的阅读推广方法基础上，构建了基于“5G+全息投影”的智慧阅读推广模式[5]。王秀琴等以文旅融合为背景，对“5G+VR/AR”技术在赣西图书馆文旅融合新模式中的应用进行了实践探索[6]。此外，宁波图书馆结合VR 技术的优势，在开展阅读推广活动中，通过用户调查、主题筛选、自制VR、内容导读、社会合作等方式提升活动质量，发挥了公共图书馆在VR 领域知识科普和内容导航的作用[7]。综上，“5G+VR/AR”技术已经对智慧图书馆建设、图书馆阅读推广、图书馆文旅融合服务等各方面产生了重要的影响，促使图书馆各项服务进行变革，提升图书馆的服务效能。

2 当前图书馆阅读空间建设面临的问题与挑战

2.1 空间资源紧缺

近年来，国家及社会各界非常重视图书馆的建设与发展，对于图书馆的资金支持力度不断增加，图书馆的藏书量日益增多，导致当前图书馆所共同面临的一个问题就是空间资源越来越紧张。相应的图书馆界积极推动空间改造，构建相应的智慧阅读空间浪潮便是在这样的背景下产生的。图书馆阅读空间资源的日益不足，是当前图书馆阅读空间建设面临的一个首要问题。尤其为了推动阅读活动深入开展，很多图书馆均与社会团队和组织合作，并为其活动开展提供场馆预约服务，由于社会各界对图书馆场地需求较大，而且图书馆自身场地资源有限，致使图书馆的阅读场所每天使用的情况基本都处于饱和状态，大部分读者需求未能得到满足，这在一定程度上限制了图书馆阅读活动的广泛开展。

2.2 读者参与度较低

尽管我国互联网的普及率非常高，但是目前大多数图书馆阅读活动还是以线下的读书会、沙龙、阅读分享会等形式为主。线下阅读活动可以给读者营造面对面互动交流的阅读环境，取得的阅读效果整体较好。但是，组织开展线下的阅读活动，需要读者出席现场，时空成本较大，尤其是一线及省会等大城市，空间距离较远，很多读者到达现场往往需要数小时的通勤时间，以至于很多读者现场参与的积极性受到影响，这种阅读需求与参与意愿之间的矛盾，导致图书馆阅读空间建设面临社会需求量较大，但是读者参与现场阅读活动的积极性不高。

2.3 新兴技术应用不足

5G技术、大数据、人工智能等新兴技术是智慧图书馆建设的重要支撑，也是数字时代建设图书馆阅读空间的重要手段。目前很多图书馆都在开展相应的智慧图书馆建设工作，其中也包括对图书馆智慧阅读空间的建设。然而由于图书馆自身在技术基础设置的局限，对新兴技术的应用和布局不足，致使其在开展阅读空间相应的智慧服务时还存在数据传输共享不畅通、智能服务承载能力有限等问题，这些问题的存在对图书馆阅读空间效能的发挥起到了一定的限制作用，因此，加强新兴技术的应用，提高图书馆阅读空间的智慧化服务水平，通过技术创新来提高读者参与的积极性，将是当前图书馆阅读空间建设面临的一项重要挑战。

3 5G+VR/AR 技术驱动的图书馆阅读空间变革

3.1 技术赋能，打破传统时空限制

如上所述，空间资源紧缺是当前图书馆阅读空间建设面临的重要问题，将5G+VR/AR 技术应用于图书馆阅读空间的建设中，可以将传统的图书馆馆藏图书、音视频等实物资料转化为虚拟的数字资源，这样不仅可以减少实物对空间资源的需求，而且可以通过打造相应的“虚拟数字阅读空间”，360°实景还原线下场景，打破传统图书馆阅读空间的时空限制，让读者漫步云端“逛”全景空间，“赏”全景图书，从而将图书馆阅读空间的建设从以“书”为中心，转变成以“人”为中心，这样读者就不再受传统图书馆阅读空间资源不足的限制，随时随地对虚拟阅读空间的资源进行访问。例如，美国宾汉姆顿大学图书馆利用VR/AR 技术，开发了阅读交互体验系统，将古籍的原始手稿投影在空白书本上，读者通过图书馆提供的相应终端设备就可以阅读相应的古籍内容，这样不仅可以同时满足大量读者的阅读需求，同时也对古籍善本进行了有效保护，起到了一举两得的效果[8]。

3.2 优化服务，提升读者阅读兴趣

5G+VR/AR 技术的应用对优化图书馆阅读空间服务具有重要作用。利用5G+VR/AR 技术建设相应的虚拟阅读空间，可以营造沉浸式的阅读氛围，通过情景带入、互动交流来激发读者的阅读兴趣。具体而言，虚拟阅读空间不仅可以将实体的2D 出版物，尤其是绘本、漫画等作品，升级为3D 全景视图，从而将图书馆馆藏的图文、音视频等资料变得更加生动立体，提升读者的阅读体验，而且还可以通过线上的互动交流，打造与线下阅读相同的阅读场景，通过“云端”开展读书会、沙龙、阅读分享会等，调动读者阅读的积极性，增强阅读活动的趣味性与互动性，达到提升读者阅读兴趣的效果。

3.3 转型升级，营造图书馆阅读服务新业态

随着5G+VR/AR 技术在图书馆领域的不断广泛应用，越来越多的图书馆阅读服务业态将面临转型升级。这不仅将进一步改造图书馆阅读空间中各类基础设施，不断推动着阅读服务内容的升级迭代，同时也加速了整个阅读服务系统的进化和完善，通过5G+VR/AR 与图书馆阅读空间深度融合，更能催生出新的阅读服务价值体系、业态模式。5G+VR/AR 技术驱动下图书馆阅读空间的变革不仅仅局限于上述的打破图书馆阅读空间时空限制的束缚，对读者阅读兴趣的激发，还包括地方特色文化、文旅融合等阅读服务新业态在图书馆虚拟阅读空间中的体现，通过打造相应的“地方特色文化虚拟阅读空间”，实现数字文旅融合，从而突破传统图书馆阅读空间对“书”的阅读，实现对“文化”的传承，拓展图书馆阅读空间的功能。

4 5G+VR/AR 技术驱动的图书馆虚拟阅读空间构建方案

5G+VR/AR 技术驱动的图书馆虚拟阅读空间构建需要从技术模块、智能服务平台和虚拟阅读场景3个维度实施，如图2所示。5G网络技术实现读者与读者、读者与虚拟阅读场景、智能服务平台与虚拟阅读场景间共联互通，构建5G 与AR/VR 互联融合的虚拟阅读环境，基于AR/VR 结合可穿戴设备、虚拟现实眼镜、增强现实设备打造虚拟阅读场景，并融入智能技术为读者提供多元化服务，使读者在虚拟阅读空间能充分感知，获得良好的阅读体验。

图2 5G+VR/AR技术驱动的图书馆虚拟阅读空间构建体系框架

4.1 技术模块

技术模块需要应用到5G 技术、大数据技术、AR/VR 技术、日志挖掘技术。5G 网络为图书馆虚拟阅读空间提供底层网络支持，并与智能服务平台、可穿戴设备、虚拟现实设备、增强现实设备、传感器设备实现稳定的数据共享、数据联通，保障各个层面数据传输的稳定。大数据技术嫁接到智能服务平台，依靠算法工具、Hadoop 集群架构实现对读者信息、虚拟阅读空间情景信息、图书馆数字资源的采集与挖掘，精准分析用户需求，为用户提供智能服务。日志挖掘技术会对读者浏览网站的日志记录进行深度挖掘，精准勾勒出读者画像，并对读者兴趣习惯、行为偏好有效标注，反馈出用户的个性化特征，为VR/AR 设备构建出满足用户个性化需求的虚拟阅读场景提供参考与指导[7]。VR/AR 技术借助可穿戴设备、虚拟现实眼镜等根据读者的个性化需求塑造虚拟阅读场景，保障每个虚拟阅读场景能带给读者良好的沉浸式阅读体验。

4.2 智能服务平台

智能服务平台是图书馆虚拟阅读空间的神经中枢。一方面，智能服务平台依靠分布在图书馆各处的智能传感器设备实现对读者行为动态、空间场景信息的采集分析，对读者的阅读需求精准定位；另一方面，智能服务平台根据读者的个性化阅读需求为读者量身打造虚拟阅读解决方案，通过智能匹配虚拟阅读资源、智能生成虚拟阅读场景、智慧感知读者阅读状态、智慧分析读者阅读障碍，为读者在虚拟阅读过程中提供智慧答疑、智能导航、信息检索、文献查询、科技查新、数据共享等服务，保障读者在虚拟阅读过程中良好的阅读服务体验[8]。

4.3 虚拟阅读场景

5G+VR/AR 技术驱动下的图书馆虚拟阅读空间构建需要基于读者不同的个性化阅读偏好塑造不同的虚拟阅读场景，既要对读者的个性化需求智能感知、精准对接，应用过程也要使读者能够可接受、可共享，能够完全沉浸。一方面，图书馆借助5G 网络、VR/AR 设备打造共享化的虚拟阅读场景，使读者可随时随地借助智能手机、可穿戴设备进行沉浸式虚拟阅读；另一方面，图书馆通过评估虚拟阅读场景与读者个性化阅读需求间的匹配度衡量虚拟阅读空间的服务效果，根据读者不断迁移的行为偏好和阅读习惯对虚拟阅读服务方案不断调整与优化，并对虚拟阅读场景的服务内容、场景布局、场景元素不断优化与重构，使虚拟阅读场景服务能与读者的兴趣习惯变化同步适应，保证图书馆的虚拟阅读服务具有良好的用户满意度。

5 结语

5G+VR/AR 技术作为人工智能时代新的技术实践体系，为图书馆阅读空间构建提供了全新的视野，它区别于图书馆传统的阅读共享空间，打破时空壁垒，以读者为中心，通过运用新一代5G 技术、VR/AR 技术、大数据算法、智能工具为读者搭建智能服务平台、虚拟阅读场景，能在有效激发读者的阅读兴趣的前提下，满足读者的沉浸式阅读需求。在5G+VR/AR 技术驱动下，图书馆的阅读服务方式、服务内容和服务模式得以革新和优化，这对改善当前图书馆阅读空间建设面临的问题具有重要意义。因此，将5G+VR/AR 技术应用到图书馆阅读空间建设中将成为未来图书馆的发展趋势。