可視化技術在圖書館中的應用*

趙麗華 聶建國

（曲靖師范學院圖書館，云南 曲靖 655011）

1 引言

早在古希臘時代，人們就使用曲線來表示函數與變量之間的關系，這是人類使用可視化的開端。美國把計算機應用于科學計算，并最早實現了計算結果的可視化。在20世紀50年代，有人把使用打印機、打印繪圖儀和筆式繪圖儀作為可視化的輸出手段；60年代人們開始使用交互式圖形顯示器，如IBMDE圖形終端，開始制作幻燈片和動畫膠卷；70年代初開始使用電視監督顯示系統，它以圖形形式顯示計算結果與測試數據，因此可以觀察到計算過程中網絡的變化情況；80年代，實現科學計算可視化的硬件大大加強，為可視化的發展提供了可能。

1987年2月，美國國家科學基金會在華盛頓召開了科學計算可視化的會議。會議認為：“將圖形和圖像技術應用于科學計算是一個全新的領域”，并指出“科學家們不僅需要分析由計算機得出的計算數據，而且需要了解在計算過程中數據的變化情況，而這些都需要借助于計算機圖形學及圖像處理技術”。可以說，科學計算可視化的發展推動了數據挖掘可視化的研究。

近年來，隨著Internet的爆炸式出現，計算機的普及化以及數據倉庫的發展，可視化技術有了長足的進步。信息可視化就是要處理這些信息的數據種類，以及它們在許多領域的相關分析任務，以發現信息中的模式、聚類、區別與聯系、趨勢等。[1]

由于可視化技術有著廣闊的發展前景，因而探討可視化技術在圖書館中的應用有著重要的現實意義。

2 可視化的概念、組成及特點

2.1 可視化的概念

可視化是把數據、信息和知識轉化為可視的表現形式的過程。可視化技術為人類與計算機這兩個最強大的信息處理系統之間提供了一個接口。使用有效的可視化界面，可以快速高效地與大量數據打交道，以發現其中隱藏的特征、關系、模式和趨勢等。采用直觀的圖形方式將信息模式、數據的關聯或趨勢呈現給決策者，決策者可以通過可視化技術交互式地分析數據關系。可視化具有廣泛而重要的影響，它可以引導出新的預見和更高效的決策。[2]D·A·Keim認為：數據挖掘可視化是指尋找和分析數據庫，以找到潛在的有用信息的過程。更具體的定義為：數據挖掘可視化是一個過程，它是為了找到數據庫的一個特定子集以輔助決策。

2.2 可視化的組成

可視化系統一般由以下幾部分組成：

2.2.1 數據的管理與過濾

這是對大量數據進行管理的部件，一般采用數據庫系統，也可以采用文件系統。它們中的數據需要進行過濾、加工，以便建立模型。

2.2.2 提取幾何圖元，建立一個模型

這是可視化系統的主要部分，由不同類型的數據構造成表面或體系模型，這一部件是構造、仿真、分析、提取模型的機制。

2.2.3 繪制

這是利用計算機圖形學的成果，進行圖像生成、消隱、光照效應及繪制的部件。

2.2.4 顯示和演放

為了取得有效的顯示效果，這一部分將提供圖片組合、文本標準、著色、旋轉、放大、存儲等功能。[1]

2.3 可視化的特點

由于可視化技術自身的特點，它在圖書館服務中具有傳統服務無可比擬的優勢。

2.3.1 形象直觀

數據可以用圖像、曲線、二維圖形、三維體和動畫來顯示，并可對其模式和相互關系進行可視化分析。

2.3.2 方便快捷

由于可視的特點，用戶在使用信息時顯得方便快捷，即使是文化程度不高的用戶也可以理解，不容易產生歧義；也不會因為語言的關系而發生誤會。

2.3.3 參與互動

用戶可以方便地以交互的方式管理和開發數據，積極參與互動。

2.3.4 多維性

可以看到表示對象或事件數據的多個屬性或變量，可以按數據每一維的值，將其分類、排序、組合和顯示。[2]

3 在圖書館中的應用前景展望

可視化技術在圖書館服務中具有廣闊的應用前景。圖書館可以應用可視化技術為讀者提供更多的多媒體資源，加工“聲、色”俱全的多媒體電子圖書，建立系列視頻課堂，提供多媒體數據庫服務。讀者應用多媒體服務體系，就可以更加隨心所欲地在任何時間和任何地點，享受比傳統的純文字資源更加豐富多彩、更加有趣味性的數字資源。通過可視化服務，進一步體現了圖書館主動為讀者服務的價值。[3]

可視化技術在圖書館服務中的應用前景，具體表現在以下幾個方面：

3.1 利用信息可視化完善OPAC的交互界面

OPAC英文全稱為“Online Public Access Catalogue”，即“在線公眾書目訪問系統”。這一旨在為圖書館員和用戶提供全面集成的書目信息服務的軟件系統，正前所未有地遭受著多方挑戰：Google、百度等搜索引擎，及以亞馬遜為代表的網上圖書銷售商的大力沖擊；OPAC本身的局限。OPAC漸漸地被用戶所漠視，原因是它不再是用戶得到所需書目信息資源的最佳途徑。信息用戶對于資源的獲取有多種途徑，面對用戶的多種選擇，OPAC只是他們的選擇之一。而就目前而言，OPAC卻是圖書館資源向用戶揭示的唯一途徑。沒有了OPAC，圖書館的所有資源就成了與世隔絕的孤島。

而應用AquaBrowser Library可視化技術，是完善OPAC交互界面和改進OPAC功能的可選方案之一。AquaBrowserLibrary是荷蘭Medialab Solutions公司提出的具有可視化分面搜索功能的新型OPAC系統。它是一個可視化的檢索系統，它提供了處理用戶檢索式的可視化優化過程。它具有三大特點：可視化分面檢索（visual faceted search）展示，檢索結果相關性排序輸出，根據檢索結果提示限定信息。此外，它的創新之處還在于用戶可以從其界面上看到整個檢索式的構造過程及每個檢索式所返回的檢索結果的樹狀結構示意圖，也可以根據前一次檢索的結果來修改檢索式。

有了可視化技術的支持，OPAC不僅能幫助用戶在信息檢索的過程中探索、過濾和發現隱藏在書目信息內部的知識體系和信息特征，而且還能提高用戶檢索行為的效率。通過視覺化的多維視圖，不僅在語義層面來引導用戶的決策，也可以從知識管理的角度去揭示數據、信息和知識的內在聯系，使用戶原本并不注意的信息查全率和查準率得到提高。采用可視化技術的OPAC可以整體反映檢索過程，讓信息檢索過程透明，也可以為用戶提供友好的人機對話和交流環境，使用戶的認知能力自然地融入信息檢索和信息瀏覽過程之中。這樣的OPAC已經不再是一個簡單意義上的圖書館書目查詢系統，它理應成為用戶進行數據挖掘、信息處理和知識管理的可視化工具。當然OPAC還可以賦予更多的功能，如自然語義檢索、社會化標簽等以可視化展示信息之間關系。采用信息可視化的OPAC可以提高圖書館資源信息檢索的層次，豐富用戶的體驗，它也是下一代OPAC的發展方向之一。[4]

3.2 應用可視化技術進行遠程用戶教育

用戶教育是圖書館常規工作的一部分。隨著科技的進步和互聯網的應用以及Web2.0技術的普及和發展，互聯網的內容越來越豐富，用戶利用信息的模式已經發生了重大變化。圖書館必須適應用戶行為習慣的變化，以人為本，以更加開放的理念、更加豐富的資源、更加先進的技術手段進行用戶教育，解決用戶的實際問題，滿足用戶的特定需求。采用適應用戶行為習慣的方式方法來進行用戶教育，才能使用戶教育達到事半功倍的效果。可視化技術拓展了遠程教育的形式。

用戶教育如今不再局限于課堂教學，教學過程的情景可以利用可視化技術再現。通過泛在的智能終端設備和寬帶接入，教師在課堂的講授情景能夠被自動地記錄下來，同步發送到遠程學習者的手中，遠程學習者通過寬帶連接和智能終端顯示設備，將教師在課堂的講課情況再現。在學習的過程中，教室里的學生可以同老師進行雙向交流，也可以在同學之間進行多向交流，還可以通過泛在網絡，即時同遠程學習者交流。遠程學習者通過泛在網絡，也可以隨時和教師與學生進行交流，而且交流情景可以通過網絡與投影設備在大屏幕上顯現出來。教師可以與教室的學生進行現場交流，還可以通過虛擬管理平臺，選中遠程學習者，讓遠程學習者來發表自己的看法和建議。同時，學習者和教師還可以通過泛在網絡平臺上的學習社群，共同就課程的內容進行討論和交流。通過交流，可以將新獲得的知識及時發表到共享空間，這樣既豐富了課程的學習內容，也促進了知識的發現。

利用可視化技術再現教學內容，不但可以再現數字化信息，還可以再現實物。目前，數字化的信息仍然是信息檢索課講授的主要內容之一，這是因為幾乎所有的人類知識與資源，都已經實現了數字化。只要你愿意，就可以檢索到你想要的任何東西。另外，針對檢索講授的內容，如果涉及到一些平常我們看不到的實物，還可以通過泛在網絡，利用可視化技術實現實物再現。因為泛在知識環境下，所有的物品都已經貼上了智能標簽，它們的信息也已經進入到網絡之中，在講授的過程中，純粹的描述性語言很難比實物更直觀、更客觀地再現情景了。

利用可視化技術建立將真實教學環境與數字化學習環境兩者無縫整合的新的教學環境，以協助教師在真實學習情景中充分運用可視化學習環境的優勢，提高學生在具體實踐中探索、分析、解決問題的能力，并促成同行合作。

另外，還可以通過可視化技術，完整記錄學生在真實學習環境中的學習歷程、討論及解決問題的過程，以幫助教師分析學生即時解決實際問題的能力，并規劃學生的學習進度及真實環境學習活動。[5]

3.3 應用可視化技術采購圖書

在圖書館傳統的業務中，購書主要是以現采為主，網上采書為輔。但是，現采有許多弊端，比如：漏采現象嚴重，花費大，開支多，周轉慢。有些圖書館為了達標，現采時只要查重發現沒有的書全部購買，根本不考慮是否適用，這違背了圖書館文獻按需、按價值采集的基本原則。而如果圖書館采訪人員充分利用先進的可視化技術，廣泛與用戶進行交流，深入了解不同層次用戶的個性化需求，有針對性地收集新書書目、教學參考書目、科研項目參考書目、用戶推薦書目、館藏補充書目等信息，構建書目信息源數據庫，那么就可以克服上述弊端。利用可視化技術采購圖書的優勢，就在于它能夠直觀、清晰地選擇書籍，而這樣挑選出來的書籍定會更受讀者歡迎。

3.4 應用可視化技術提高數字信息的數據像素比率

我們閱讀傳統的印刷書籍，可以通過翻頁來獲取更多的信息內容。由于圖書的信息組織是線型的，因此，過多地翻頁不會導致用戶迷失方向。在數字環境下，我們閱讀計算機顯示屏上的信息，也可以通過超鏈接來“翻頁”以獲得更多的信息。但是，由于數字環境下的信息組織是非線型的，過多地“翻頁”會導致用戶迷失方向。為了減少“翻頁”，用戶希望同一屏幕上能夠顯示更多的信息，即屏幕上的每個像素都能夠顯示更多的數據信息。也就是說，顯示屏上數字信息的數據像素比率越高，用戶“翻頁”的次數就越少。

利用可視化技術可以提高數字信息的數據像素比率，在同一屏幕上可以顯示更多的數字信息，使用戶在瀏覽信息的過程中盡可能地減少“翻頁”次數。例如，目前數字圖書館經常使用的目錄界面，在視覺上就不是非常有效的，用戶為了看到目錄中的所有項目不得不翻頁。相比較來說，應用信息可視化技術設計的可視化界面對于用戶的視覺和認知上更有效，一個目錄界面在每個屏幕上只能顯示少于20個數字對象，而一個可視化界面則能顯示200甚至2000個數字對象。[6]

3.5 應用可視化技術進行可視化管理

可視化管理（Visual Management），又譯作目視管理，還可以稱之為“看得見的管理”。它是指借助IT系統，利用形象直觀的視覺信息來組織現場生產活動，讓管理者有效掌握企業信息，實現管理上的透明化與可視化，達到提高勞動生產率的一種管理方式。它是以視覺信號為基本手段，以公開化為基本原則，盡可能地將管理者的要求和意圖讓大家都看得見，借以推動自主管理、自我控制。可視化管理形象直觀，有利于提高工作效率；可視化管理的效果可以滲透到企業人力資源、供應鏈、客戶管理等各個環節，它能讓企業的流程更加直觀，使其內部的信息實現可視化，并能得到有效傳達，從而實現管理的透明化，便于現場人員互相監督，發揮激勵作用。

圖書館通常的管理透明度不高。如果使用可視化技術進行管理，就可以及早發現問題、解決問題，增加管理的透明度，增強管理的科學性和公平性，提高工作的效率和讀者的滿意度。但推行可視化管理，要防止搞形式主義，一定要從圖書館實際出發，有重點、有計劃、有步驟地展開，要做到統一、簡約、鮮明、實用、嚴格。統一，即可視化管理要實行標準化，消除五花八門的雜亂現象。簡約，即視覺顯示信號應簡單易懂，一目了然。鮮明，即視覺顯示信號要清晰，位置適宜，大家都能看得見、看得清。實用，即不擺花架子，講究實效。嚴格，即所有人員都必須嚴格遵守和執行有關規定，有錯必糾，賞罰分明。[7]

3.6 應用可視化技術進行參考咨詢

參考咨詢服務（Reference Service），簡稱“參考咨詢”或“咨詢”，是由圖書館或信息專家以專業方式，盡可能多地、快速地向用戶提供所需要的信息和幫助。參考咨詢的本質在于咨詢館員參與用戶的交互，尋求用戶在利用圖書館過程中所產生問題的解決方案。

可視化技術為參考咨詢館員和用戶提供了一個實時的、虛擬的“面對面”環境，它的優勢是讓咨詢館員與讀者之間的溝通更具親和力，可以從空間上縮短交流者之間的距離，使交流更加便利、更加暢通。它可以擴大圖書館的服務范圍，即使相隔很遠，也能夠提供聲音和畫面，使交流更加直觀、生動，能準確傳達使用者的意圖。比如，人們常說的視頻會議就是主要通過網絡會議技術實現用戶與參考館員間的遠程實時交互和面對面的參考咨詢服務。如俄亥俄大學圖書館的Video IM Reference，除了提供AOL InstantMessenger、Yahoo！Messenger、MSN Messenger3種IM咨詢方式以外，還使用Skype系統實現了“Skype a Librarian”，即視頻即時訊息咨詢方式進行咨詢提問和解答。視頻交流方式能夠更清晰地表達人們的意圖，更加符合人們的交流習慣，隨著可視化技術的不斷發展，功能的不斷完善，相信越來越多的用戶會選擇視頻會議咨詢、網上會議咨詢等作為首選的咨詢方式。[4]

再比如，iTunes得克薩斯A＆M圖書館就擁有自己的頻道，其特色是能提供書籍、文章、數據庫和電子期刊的下載，用戶可以在頻道中看到利用虛擬現實技術制作的圖書館之旅的短片。在iTunes還可以找到亞利桑那州立大學圖書館的視頻播客系列，其中包括如何找書、如何利用圖書館做學問的3～5分鐘的視頻。[8]

3．7 應用可視化技術為特殊讀者服務

聾啞讀者由于身體的原因，不能接受傳統圖書館的服務，但可視化技術的發展為聾啞讀者利用圖書館提供了機會和可能。一般來說，大多數聾啞讀者的視力是良好的或比一般人的視力還要好。圖書館可以充分利用可視化技術直觀、形象、生動的特點為他們服務，以擴充圖書館的服務空間，拓寬圖書館的服務對象，擴大圖書館的影響范圍，提高圖書館的利用率，真正實現“圖書館面前，人人平等”的理念。

4 結語

可視化技術在圖書館服務應用中的前景極為廣闊，通過可視化技術，不僅可以拓展圖書館服務的范圍，而且還能夠更好地體現圖書館服務的價值。

[1] 李淑艷，周香凝，黃昕．計算機輔助排課系統中的可視化技術研究．海軍航空工程學院學報，2004（2）：249-252．

[2] 任永功，于戈．數據可視化技術的研究與進展．計算機科學，2004（12）：92-96．

[3] 胡群．基于4G網絡的校園圖書館信息管理系統研究[J]．圖書館工作與研究，2009（11）：32-34．

[4] 圖書館2．0工作室．圖書館2．0：升級你的服務[M]．北京：北京圖書館出版社，2008：277-305．

[5] 黃如花，楊振冰．泛在知識環境下的信息檢索課教學[J]．圖書情報工作，2010（4）：121-124．

[6] 姜艷．Activegraph(活動圖表)：一種數字圖書館視覺圖形工具[J]．重慶通信學院學報，2005（4）：91-94．

[7] 可視化管理．[2010-05-07]．http://www．b2b99．com/maoyi/qiye/sc/30538．htm l．

[8] 金穎，張文彥．歐美手機圖書館先導計劃[J]．圖書館學情報學，2010（2）：150-154．