基于元宇宙场景的数智图书馆体系框架构建

收稿日期：2024-05-07

作者简介：刘红丽（1987—" ），山西医科大学图书馆馆员；李小霞（1976—" ），山西医科大学图书馆研究馆员。

摘" 要：元宇宙是建立在数字科技基础上的未来世界，在元宇宙扑面而来的历史节点，如何利用元宇宙赋能图书馆从而更好地服务广大读者是一个值得探讨的课题。文章阐述了元宇宙和数智图书馆概念，从交互服务、场景服务、安全服务等方面分析了元宇宙与数智图书馆服务的契合点，并在此基础上探讨了数智图书馆的体系框架构建，以期为探索元宇宙图书馆未来发展抛砖引玉。

关键词：元宇宙；数智图书馆；体系框架；服务模式

中图分类号：G250.7""" 文献标识码：A""" 文章编号：1003-1588（2024）06-0071-03

1" 元宇宙与数智图书馆

1.1" 元宇宙概念

20世纪80年代，美国数学家、文学家弗洛·文奇在其科幻小说《真名实姓》中构思了一个可以通过脑机接口进入并拥有感官体验的虚拟世界，被视为“元宇宙”概念的雏形［1］。1992年，美国科幻作家尼尔·斯蒂芬森在其作品《雪崩》中正式创造了元宇宙（Metaverse）一词。虽然元宇宙概念出现得很早，但迄今为止还没有统一的定义。Facebook创始人马克·扎克伯格认为元宇宙是一个永续、实时且无准入限制（多终端）的环境［2］。我国学者喻国明认为元宇宙是现在与未来全部数字技术集成与融合的终极数字媒介，描绘和构造了未来社会的愿景形态［3］；朱嘉明则认为元宇宙是一个平行于现实世界，又独立于现实世界的虚拟空间，是越来越真实的数字虚拟世界［4］。

综上所述，笔者认为元宇宙是以区块链技术为基础，融合多种数字信息技术，既独立于现实世界又与现实世界相生相融的虚拟空间，是一个调用多感官体验和高度沉浸式交互的数字化世界。

1.2" 数智图书馆概念

2015年，北京大学“知本财团”课题组在研究课题中首次提出“数智”一词，认为其为数字智慧化与智慧数字化的组合［5］。该研究认为，数字智慧化即在大数据中加入人的智慧，如智算、区块链等提高大数据的使用价值；智慧数字化则是利用数字技术对人的智慧进行加工管理，二者结合共同实现数智化。柯平等认为数智化是以人工智能、区块链、云计算、大数据等为代表的新一代信息技术的应用过程［6］。基于此，本研究认为数智图书馆是将新一代数字技术，如人工智能、数字孪生、虚拟技术等，融入图书馆服务，形成物理空间、虚拟数字空间及人类虚拟化三维空间的立体结合，实现万物互联、人机共生的交互学习，构建虚实融合的数智图书馆信息体系，为读者提供虚拟化、个性化、智能化、智慧化的图书馆应用服务。

目前，元宇宙相关技术在图书馆领域已得到初步应用，国内外诸多图书馆都有所实践，如：美国迈阿密大学图书馆利用增强现实技术识别图书［7］；香港理工大学率先将包玉刚图书馆“搬进”虚拟世界，成为我国第一个建成的虚拟图书馆［8］。随着元宇宙概念不断深入人心，相关技术在数智图书馆的应用也必然更加深入，为读者提供全新数字身份ID，使读者能够以虚拟数字人身份自由进入不受现实因素限制的图书馆虚拟空间，同时数智图书馆中的智慧服务也将进入全智能阶段。

2" 元宇宙与数智图书馆服务的契合点

2.1" 交互服务契合点

交互设计技术为数智图书馆提供了高度沉浸式交互体验的阶梯，主要通过交互技术和脑机交互技术实现。

2.1.1" 交互技术。交互技术主要包含虚拟现实技术（VR）、增强现实技术（AR）、混合现实技术（MR），VR、AR可以给读者带来一种身临其境的体验，读者通过可穿戴设备就能360度查看图书馆各类借阅设施及所有书籍排架，利用三维空间定位进行浏览、检索、借阅等。MR是继VR、AR出现的全新数字全息影像技术，可将图书馆所有书架与智能设施散射的光线记录下来，将其投影为无须通过任何特殊设备即可看到的3D物体，该技术允许真实的物体或动画飘浮在半空形成逼真的图像，读者通过动作捕捉就可实现与现实图书馆的信息交互。

2.1.2" 脑机交互技术。脑机交互技术（BCI）是将人的大脑与外部设备直接连接，实现大脑与设备的信息交换。头戴式接口设备接收读者脑部神经信号，并发给数智图书馆相应的接收设备，设备把收集好的信号通过算法进行处理，识别并解释读者命令，与读者行动对应，最终完成大脑对数智图书馆的完整控制。任何读者只需通过脑部信号就可以身临其境般参观图书馆，实现图书的查阅、借还等虚拟服务。

2.2" 场景服务契合点

数字孪生技术支持数智图书馆虚实结合的服务场景打造，通过时间、空间、数据、连接、应用等诸多维度，利用图书馆孪生大数据、读者孪生画像以及图书馆孪生物理场景建模、数字孪生服务功能和体验展现数智图书馆的理想形态［9］。数字孪生技术在数智图书馆服务的应用主要通过以下技术实现：一是数字3D建模技术和实时渲染技术。数字3D建模技术利用激光雷达、倾斜摄影等技术除对图书馆物理实体进行三维重建精准映射外，还对图书馆物理实体本身的运行机理、内外部接口、软件与控制算法等信息进行全数字化建模，同时配合云端实时渲染技术，高质量呈现虚拟读者和馆员的角色形象、动作、表情，实现实时计算、实时渲染，实时互动。二是数字仿真模拟技术。数字仿真模拟技术可以超越肉眼的视觉能力，把肉眼无法感知的图书馆细节显示出来，从而使虚拟图书馆与现实图书馆没有区别，甚至使虚拟图书馆在视觉真实度上超越现实图书馆。

数字孪生技术突破了时空限制，打造了数智图书馆立体化虚拟场景，将现实空间与虚拟空间无缝衔接，实现图书馆全要素孪生映射。孪生读者以一个特定的虚拟形象存在其中，并与其他读者进行交互交流，孪生馆员随时对馆内进行实时监控，推进全域智能化管理与服务。学科服务馆员根据读者的虚拟孪生画像刻画其形象和阅读习惯，并推送个性化实时资源。

2.3" 安全服务契合点

区块链技术奠定了坚实的信任基础，创新了可靠的合作机制，是支撑数智图书馆数字资产安全服务最重要的基础。数智图书馆中的数字资产包括读者创造的数字内容资产和馆藏数字内容资产，运用区块链技术能够有效建立数智图书馆存储和安全价值传递机制，保障价值归属与流转，确保图书馆数字资产稳定、高效、透明运行。

读者创造的数字内容被称为用户创造内容（UGC内容），UGC内容可进入数智图书馆进行流通，但这些内容一旦被其他读者无限复制，其价值就会陷入不稳定波动。区块链技术能够帮助读者完成对数字产品的确权，建立数字资产，同时保障数字资产能够进行点对点的传输，实现去中心化及数据的加密和不可篡改，读者可以通过共识机制对交易进行验证和确认，为交易行为留下不可被篡改的记录，这一套完整的机制可把读者创造的数字产品变成一个受保护的数字资产。

馆藏资源、借阅流转记录、古籍价值等都是图书馆的馆藏数字资产，这些数字资产以NFT（全称为Non-Fungible Tokens，即非同质化代币，具有可验证、唯一不可分割和可追溯等特性，可被用于元宇宙的身份识别、数字资产确权和转移、跨元宇宙等）的形式存在，进行同步展示，管理方便简洁。NFT形式为图书馆馆藏资源的知识产权赋予了新的实现形式，资源所有者以NFT标识进行记录，其专利权可通过唯一NFT标识进行追踪保护。

3" 数智图书馆体系框架构建

元宇宙赋能数智图书馆的体系框架主要有四层，自下而上分为基础设施层、关键技术层、内容生态层、发现体验层。

3.1" 基础设施层：将设备连接到通信网络

基础设施层是数智图书馆最基本的底层要素，由数字技术和感知设备接口构成。基础设施层涵盖了5G、6G、云计算等数字技术。5G、6G具有高速率、低延迟、大连接、重构安全等特点，能够将现实和虚拟无缝连接，是实现数智图书馆人、机、物互联的基础。云计算通过分流、加速和隔离高级网络提供安全存储服务，为数智图书馆的云数据中心提供安全的加速存储支持，同时提高算力助力数智图书馆各类服务场景的扩展和融合，提升读者体验感。

3.2" 关键技术层：混合真实世界和虚拟世界

关键技术层主要用于构建数智图书馆虚拟世界，并将其3D化、立体化，涵盖3D引擎、VR/AR、人机交互、3D建模、AI、全息影像、游戏渲染、图片渲染等技术。关键技术层是实现数智图书馆虚拟世界非常重要的技术路径，能够提供混合真实/虚拟计算的解决方案，消除真实图书馆与虚拟图书馆之间的障碍，实现空间相互渗透，将空间带入计算机，突破了传统的屏幕和键盘界限，确保读者能够利用智能终端融入3D图书馆全息场景，对图书馆的人、事、物以及各种信息进行交互。关键技术层中的AI技术还能够在数智图书馆创建数字资产、数字艺术品和其他内容（AIGC），并构建这些内容的软件和流程。

3.3" 内容生态层：提供更丰富的内容

数智图书馆需要大量数字内容作支撑，内容生态层包含了专业生产内容（PGC内容）和用户创造内容（UGC内容），可实现全方位的内容供给和持续的内容衍生。其中，PGC内容主要是数智图书馆中所有为读者提供的馆藏数字内容，其能够产生购买经济及价值增值，如本馆特有的馆藏资源、数字文创产品、数字纪念品以及数字服务等，使其与NFT进行关联，实现文化传输，从而达到文化推广及提升读者关注度的目的；UGC内容则是读者创造的数字内容，数智图书馆的读者既是内容的创作者，也是内容的“放大器”，读者借助各种低代码方案和社交工具，能够随时输出内容，参与创造，与其他读者就经验、知识等进行交流。内容生态层不断促进数智图书馆的数字创造和数字资产发展，进一步激发读者的创意和想象力，满足其文化需求。

3.4" 发现体验层：将读者引入触手可及的新体验

发现体验层主要关注的是读者，读者的身份可以是数字原生机器人、虚拟人、数字人，读者可通过语言、动作甚至是意识进行非物质化的学习体验。数智图书馆通过发现体验层在虚拟现实中的学习教育空间、知识分享空间以及个人知识空间之间架起桥梁，使读者能够在其中尽情体验服务。读者在发现体验层可根据自己的需求寻找相关虚拟服务，体验信息咨询虚拟社区、能动型学习空间等。该层中的馆藏文献以视听方式呈现，读者既可与文献中人物的数字替身进行知识文化交互，也可查看好友最近读过的书籍、参加的讲座并与其数字身份互动，分享读书心得、创建讨论群组等。

4" 结语

元宇宙不是海市蜃楼式的虚像，而是基于技术体系支持的虚拟现实世界，其正在从根本上改变未来数十年的世界，而图书馆是一个不断自生长的有机体，亟须借助元宇宙带来的机遇不断升维，迭代演化全新的图书馆元宇宙生态体系，开拓图书馆事业发展的新局面、新篇章。

参考文献：

［1］" 姚前.《元宇宙十大技术》序言［J］.书屋，2022（8）：84-86.

［2］" 杨新涯，钱国富，唱婷婷，等.元宇宙是图书馆的未来吗［J］.图书馆论坛，2021（12）：35-44.

［3］" 喻国明，耿晓梦.元宇宙：媒介化社会的未来生态图景［J］.新疆师范大学学报（哲学社会科学版），2022（3）：110-118.

［4］" 朱嘉明.“元宇宙”和“后人类社会”［N］.经济观察报，2021-06-21（33）.

［5］" 王继祥：中国数智化物流发展路径［EB/OL］.［2024-04-08］.https：//m.sohu.com/a/510738951_649545/.

［6］" 柯平，张颖，张瑜祯.公共图书馆高质量发展的十个新主题［J］.图书与情报，2021（1）：1-10.

［7］" 储节旺，李佳轩.全智慧图书馆：元宇宙成为实现途径［J］.图书情报工作，2022（9）：33-39.

［8］" 王世伟.论数字中国背景下的图书馆智慧化转型［J］.中国图书馆学报，2022（1）：29-37．

［9］" 什么是数字孪生？跟数据可视化的关系又是什么［EB/OL］.［2024-04-08］.https：//blog.csdn.net/YMPzUELX3AIAp7Q/article/details/106270572.

（编校：徐黎娟）