虛擬現實技術在圖書館中的應用前景分析*

王文韜謝陽群李 力（. 武漢大學信息管理學院 武漢 43007；. 淮北師范大學 安徽淮北 35000）

虛擬現實技術在圖書館中的應用前景分析*

王文韜1謝陽群2李 力1
（1. 武漢大學信息管理學院 武漢 430072；2. 淮北師范大學 安徽淮北 235000）

虛擬現實作為一種新型技術近年來正受到越來越多的關注。文章對虛擬現實技術進行了簡單介紹，并根據其技術特點，結合圖書館資源建設和服務業務的具體情況，分析了未來虛擬現實技術在圖書館中的應用前景和方向：構建虛擬現實圖書館，立體展示館藏資源；建設新型數據庫資源，發展虛擬教學；發展智慧圖書館，優化信息與用戶服務。在此基礎上指出圖書館應用虛擬現實技術可能存在的問題并就解決這些問題進行了初步探討。

虛擬現實技術 圖書館 應用 對策

〔引用本文格式〕王文韜, 謝陽群, 李力.虛擬現實技術在圖書館中的應用前景分析［J］.圖書館，2016（5）：10-14, 20

1　引言

隨著科學技術的發展，越來越多的技術被應用到圖書館中，如數據庫技術、二維碼技術、射頻（RF）技術、Wi-fi技術及虛擬現實技術等，這些技術中有些在圖書館中的應用已較為成熟，如數據庫技術和Wi-fi技術，有些技術在圖書館中應用則尚處于探索階段，虛擬現實技術就是其中之一。虛擬現實技術作為以仿真、計算機圖形、傳感和多媒體技術等多種技術的集合體，其在圖書館中的應用有哪些可能，除了潛在的應用優勢外，又會面臨怎樣的問題，這些都是虛擬現實技術在圖書館應用前景中必須要思考的問題。凡事豫則立，不豫則廢，本文通過對虛擬現實技術在圖書館中的應用前景進行分析，探討了這些應用可能存在的問題并提出相關對策。

2　虛擬現實技術

虛擬現實也稱虛擬環境［1］，人造現實［2］等。虛擬現實技術一般包括仿真、交互、人造、沉浸、認知、遠程呈現和網絡通訊等。虛擬現實技術被視作“下一代計算平臺”，其目的是創造一個虛擬環境，讓用戶能夠沉浸其中并與虛擬世界發生交互，通過特殊的設備進行環境仿真盡可能的讓用戶在虛擬環境中得到真實的體驗和反饋［3］。隨著虛擬現實熱的出現，一些媒體和虛擬現實從業者將2016年視為虛擬現實的“元年”。尚且不論這樣的判斷是否準確，但從國外虛擬現實相關研究文獻看，虛擬現實技術正在快速發展和應用，如在醫療［4］、游戲娛樂［5］、教育［6］、軍事［7］及產品設計［8］等多個領域。同時也出現了一些虛擬現實技術設備如立體眼鏡、頭盔顯示器（手持式、鏡帶式）、六度三維鼠標、數據手套、遙控器、計算機視覺等。

受國外虛擬現實研究熱的影響，近年來，國內虛擬現實研究也逐漸興起。目前，國內從事虛擬現實研發的團體也越來越多，如經緯度科技、蟻視科技、眼界和大相科技等。一些初級的虛擬現實技術已經得到具體的應用，如2010虛擬上海網上世博展館，逼真地呈現了世博園的三維場景，來訪者通過簡單操作，如拖動鼠標和鍵盤的上下左右鍵移動就可參觀世博園區的全貌，此外還可通過全景、平視、俯視和夜景等多視角做到足不出戶觀看世博會，海寶全程導覽和講解則為來訪者提供了全新的視聽享受。此外，武漢大學的虛擬校園，通過三維視覺體驗，讓用戶有身臨其境的感受，這些都是虛擬現實技術在現實生活中的創新應用。

3　在圖書館中的應用現狀

早期的虛擬現實應用如單機游戲The Smis（模擬人生）和web 3D平臺Second Life（第二人生）。Second Life作為虛擬現實在娛樂應用的代表，主要具有三大特點：一是將數據處理集中在服務器上，使客戶端成為“瀏覽器”；二是自帶腳本系統，支持用戶二次開發;三是在3D 情景下支持2D網頁顯示。由此不難看出，Second Life中由于其開源的特性，用戶可以在3D虛擬世界中建設任何建筑，包括圖書館［9］。但遺憾的是，目前在Second Life中，無論是建模貼圖還是功能與服務，在數字化虛擬圖書館方面的建設還停留在一個初期的階段［10］。隨著虛擬現實技術的發展，其在圖書館中的應用也不斷出現，如美國德克薩斯A&M大學的伊萬斯圖書館（Sterling C. Evans Library）通過虛擬仿真技術，讓用戶可以利用導航、瀏覽、閱讀、聆聽和遠程接入的方式漫游圖書館，優化用戶體驗［11］。

2008年9月，中國國家圖書館也正式推出了“虛擬現實系統”。用戶可在中國國家圖書館中進入新館漫步，通過安裝quest3D player插件，利用上下左右鍵或（W/ S/A/D鍵）模擬人的行走方向，利用鼠標模擬抬頭和低頭、左轉和右轉，用戶仿佛置身于現實的圖書館中，通過樓層選擇操作用戶可以在B-1至F4樓層之間隨意走動，足不出戶即可逛國圖。世界各地的用戶只要接入互聯網就可以進入這個虛擬真實世界。國家圖書館推出的圖書架位導航服務是在A-leph500系統中添加書架號字段，系統從Aleph表單中直接讀取數據，并由此生成相應的圖片，結合RFID技術的精確排架的功能，為圖書架位精確定位服務提供保障［10］。中國高等教育數字圖書館的子項目“大學數字圖書館國際合作計劃”，也應用了虛擬現實技術。安裝其網站提供的系統程序平臺組件，即可利用虛擬現實技術將其進行實時顯示、限時繪制某些搜索到的信息和資源，并可以體驗虛擬的檢索室、閱覽室［12］。

目前，虛擬現實技術在圖書館中的應用還停留在初級階段，一些技術的應用如桌面虛擬現實技術、虛擬漫游、館舍仿真等應用畫質粗糙，漫游方式也較為局限。但隨著虛擬現實研究的技術發展，研究團隊越來越多，未來虛擬現實技術將會在圖書館中得到更深入、廣泛的應用。

4　在圖書館中的應用前景分析

按照虛擬現實當事人的沉浸程度，虛擬現實技術在圖書館中的應用主要有兩種形式：一是桌面式虛擬現實，這種方式的主要應用如，遠程呈現和遠程交互。遠程呈現一般是通過計算機終端，利用電腦屏幕或是投影的方式創造虛擬環境，一般多為六自由度操作方式（利用鍵盤、鼠標和手柄等外界設備輔助個人在虛擬環境中的活動）。這種方式的優點是構建成本和技術實現難度較低，對用戶計算機終端的硬件要求不高，但限于虛擬環境的畫質和人機交互方式等，用戶常不能完全沉浸在交互空間中，用戶體驗較差。遠程交互則在此基礎上融合了互聯網通訊技術，多個用戶可以同時進入一個虛擬環境，同時漫游該虛擬環境且彼此間可自由交互、共享信息，這種方式主要應用與跨地域的協同工作中。

另一種虛擬現實方式則是當事人沉浸在虛擬環境中，一般通過佩戴頭盔顯示設備、數據手套或其他穿戴或嵌入式設備等，通過聲控、手勢識別、動作捕捉、機械外骨骼輸入、眼動、力反饋輸入、操縱桿和相關連接設備等將用戶的視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺等感官同時帶入到虛擬環境中，因此當事人會有強烈的代入感，相對前一種方式，沉浸式虛擬現實也是未來虛擬現實技術在圖書館應用研究中的重要內容之一。

4.1構建虛擬現實圖書館，立體展示館藏資源

虛擬現實圖書館顧名思義就是虛擬與現實的結合，是虛擬圖書館與傳統圖書館各取所長的結合體，是建立在虛擬現實技術基礎之上，通過三維建模構建出來的和真實圖書館環境一致的數字化3D場館，在集成圖書信息檢索和虛擬閱讀等功能后，可以形成一套完備的圖書館仿真系統［13］。通過利用OpenGL、Quest3D、Unity3D、Unreal Development Kit等工具，借助相關建筑圖紙，嚴格按照等比例尺寸，繪制3D場景完成圖書館的虛物具化。

這對于新入館的用戶具有重要指導作用，當新用戶通過虛擬3D圖書館仿真系統瀏覽圖書館時，就像進入了真實的圖書館，通過類似游歷的方式進行書目查找，用戶可在虛擬圖書館各區域游覽，使用虛擬檢索、查詢和閱讀，以此取代圖書館實體資源不足或高峰值的資源占用導致的用戶閱讀障礙等。此外，圖書館作為社會信息資源存儲和服務機構之一，其資源也處于不斷更新狀態，通過虛擬圖書館仿真系統，新老用戶可以不入館就可了解相應的信息，如圖書資源更新情況等。用戶在虛擬現實圖書館中可以快速簡明地通過查看不同分類的圖書，為用戶節省了時間成本，也降低了圖書館實體資源的使用壓力和損耗。

現有圖書館大多通過二維屏幕顯示到館人數、各區人數及自習室所剩空位等，通過虛擬現實技術進行3D場景實時監控，3D全境動態監管系統可將實時信息呈現給后臺管理者，通過這些大數據的收集和分析，除了了解圖書館各層、各分館的到館人數，更可通過人員到館路徑分析等來規劃圖書館設施擺放，各窗口及咨詢服務窗口的開放數量和情況。

4.2建設新型數據庫資源，發展虛擬教學

利用虛擬現實技術，圖書館應創新建設多元數據庫資源，圖書館的虛擬現實資源建設，一般包括兩個方面，一是館藏資源虛擬數字化，如通過對館藏資源數字立體化繪制，將物理載體進行虛擬模型構建，并適當加入文字、圖片、視頻和語音等，對用戶漫游時瀏覽的相關信息資源提供相關的文本、視頻或音頻資料，通過Web3D與二維網頁界面的結合提供立體知識系統。另一方面則是網絡虛擬現實資源的館藏化，主要指將網絡上可訪問的虛擬數字化信息資源進行搜集、通過統一的虛擬現實技術網絡資源庫檢索接口，通過資源整合為圖書館用戶所用。此外，公共圖書館及高校圖書館也應因地制宜，針對本機構現有的研究成果和特色資源針對性的搭建虛擬數據庫并與圖書館的虛擬現實閱讀系統兼容連接。

未來，圖書館特別是高校圖書館面對的幾乎都是數字原住民，這些用戶的信息行為具有鮮明的特點，如對信息檢索反饋時間的“零等待”，擅長多任務信息處理等［14］。高校圖書館在面對具有這些特點的用戶時，應提供相應的配套資源和服務。虛擬現實技術的應用恰好可應對數字原住民的多種要求，如通過虛擬現實技術將信息資源以動畫或模擬仿真的形式呈現給數字原住民用戶，讓其在游戲過程中學到知識，優化用戶體驗［15］；通過虛擬復原和展示將用戶帶入某個歷史事件或不同時期的名勝古跡，在虛擬漫游系統中穿越歷史，回到過去了解不同時間的建筑、人物、景點等文化。特別是一些高校將校史館與圖書館融為一體，通過對虛擬現實技術將與校史相關的文物古跡等通過逼真虛擬場景復原和再現歷史場景展示給參觀者。對于高校圖書館和公共圖書館來說，將有助于提升參觀者對所屬高校或所屬區域的認同感和歸屬感。

虛擬現實課程資源數據庫的構建，為不同類型的圖書館用戶提供虛擬課程教學。如為醫學類圖書館用戶提供“虛擬解剖臺”等虛擬解剖課程資源。由于一些高校解剖學的實驗資源較為緊張，盲目讓新生操作解剖實驗可能會破壞實驗對象，損壞標本、增大成本的同時也降低了學習效率。為此，圖書館可通過虛擬現實技術，讓有需要的用戶通過仿真系統進行解剖實驗練習。國外已有些學者對虛擬現實技術在解剖學教育中的應用進行了研究［16］。如Grantcharov對虛擬解剖手術培訓對被培訓者影響的研究，通過實證研究發現，接受過虛擬手術仿真培訓的醫生在手術過程中的表現明顯好于沒有接受過虛擬手術仿真培訓的醫生［17］。那些天文學專業的學生僅僅通過驗算、觀察很難有具體的空間感受，通過虛擬現實技術，用戶可以在搭建好的虛擬星空中漫游，對于不同天文現象通過虛擬現實的方式仿真，讓用戶有置身其中的感受。此外，通過虛擬現實技術開展模擬飛行課程，幫助飛行專業的學生克服“飛行恐懼”［18］。利用虛擬現實課程資源的輔助，讓這些用戶可以更深入的理解自己研究的領域。

通過虛擬現實技術為圖書館用戶提供虛擬課程教學正是我國教育由視聽化教學轉向信息化教學的現實表現［19］。虛擬課程的學習讓用戶在信息化（虛擬課程）環境下，通過“真實”視聽的方式進行學習，通過虛實結合、雙管齊下的方式無疑更有利于提高圖書館用戶的學習效率和學習興趣。

4.3發展智慧圖書館，優化信息與用戶服務

智慧圖書館是以數字化、網絡化、智能化的信息技術為基礎，以互聯、高效、便利為主要特征，以綠色發展和數字惠民為本質追求的現代圖書館［20］。從互聯、高效和便利的角度來看虛擬現實技術作為智能圖書館的重要輔助工具在圖書館中還有很多應用可能。

4.3.1館前培訓

入館培訓對高校圖書館、公共圖書館等都非常重要，入館培訓有利于新用戶快速了解圖書館的相關信息，如圖書借閱、資料查詢的流程，館藏檢索、學術搜索、電子圖書館、期刊和網絡資源搜索的規則和技巧等。目前高校和公共圖書館等大多采取還是傳統的課堂式教學，通過圖書館老師公開課的形式對新到館或感興趣的用戶進行相關內容課程的教學和培訓，這種方式的劣勢主要表現為教學成本高，受眾群體小，培訓效果差。通過虛擬現實技術的幫助，利用虛擬場景讓用戶隨意漫游，讓其身臨其境的對圖書館整體構造、館藏分類、檢索流程等進行體驗，快速了解圖書館的館藏分布情況和各分館的位置和規章制度等，在“游戲”中學習，讓用戶更加高效的理解和接受。

4.3.2優化信息檢索行為

用戶到圖書館最常發生的信息行為就是信息檢索，通過傳統的終端檢索得到具體的查詢分類號，再到具體的地點進行查詢，用戶常常會在陷入某一分區查找中，有些時候用戶想要查找的某本圖書不在所咨詢的館中，而在其它分館中。借助虛擬現實技術，用戶可以足不出戶地通過虛擬漫游的方式事先對自己所需要查找的資料進行檢索，由于圖書館已通過3D建模，圖書館中的圖書三維位置都收錄到數據庫中，讀者在虛擬環境進行漫游得到相關圖書信息，找到相應圖書后還可通過在線圖書館相關信息和內容閱讀來了解該書是否是自己想要找尋的圖書，當然前提是虛擬仿真漫游系統中已提前錄入圖書的2D或3D相關信息。通過對用戶信息資源檢索行為的優化，不僅可以減少用戶在圖書館中信息查找的時間、精力成本，還可提供用戶在實體圖書館中查找的最優路徑，為用戶提供優質信息服務。

4.3.3智能咨詢服務

由于用戶在虛擬圖書館中遇到困難時通常需要即時回答，在目前的技術條件下，還很難開發出類似“虛擬圖書館館員”的人性化人機交互，但通過利用現有的智能代理技術、模糊檢索、中文分詞技術等，并將這些技術應用到虛擬現實的設計中去，則可開發一個令人耳目一新的，更人性化的人機交互方式，如智能代理的設計采用虛擬現實技術開發，后臺的檢索等采用模糊檢索和有效的分詞技術。讀者在檢索數字資源數據的時候,面對的不再是冷冰冰的瀏覽器窗口，也不用選擇檢索入口是ISBN還是題名，用戶所需要的只是向代理提供檢索詞即可，檢索結果由代理以動畫的方式反饋給讀者，這樣的服務方式和檢索體驗無疑更具有吸引力［21］。

此外，現在越來越多的圖書館配備了讀者心理咨詢室，為用戶解決各種心理疑問。通常有心理障礙或疾病的讀者大多不愿意接受真實的面對面交流，若將虛擬現實技術應用到心理治療上，如對一些高校患有焦慮癥的讀者群體，可通過虛擬現實讓其置身于一個平靜的環境中，如湖邊，身臨其境的體驗降低這部分讀者群體的心理抵觸情緒，增強該群體在咨詢情景中的自我效能，為治療師與患者間提供了更和諧的溝通環境。

4.3.4緩解信息鴻溝，加快館藏資源社會化利用

通過虛擬現實技術，用戶可選擇適合自身、個性化的信息資源，將圖書館遠程推送服務由信息化向個性化和智能化轉型，構建個人虛擬現實圖書館。根據用戶在圖書館中查找信息時的搜索痕跡進行興趣圖譜構建，根據用戶的興趣圖譜推送個性化、感興趣的信息內容，如將名家講座，精品課程通過虛擬現實技術呈現給用戶，利用Web3D可以跨越時空的限制，使那些不能親臨現實圖書館內參觀學習的用戶能夠享受同樣的信息資源服務。

圖書館資源特別是高校圖書館資源，依然存在信息孤島現象，許多社會人群不便可能也不具備一定的學習和理解能力。通過將圖書館中的虛擬現實資源利用智能遠程服務的形式推送給用戶，可有效解決圖書館信息孤島問題。相對于傳統紙質資源的學習，通過多維度和輔助信息提示的方式，讓用戶更容易理解虛擬現實技術中的信息內容，以此縮小社會不同區域、群體間的信息鴻溝。虛擬現實技術下的圖書館資源可進一步擴大圖書館的用戶群，加快館藏資源社會化利用進程。

5　存在的問題及對策

5.1軟硬件技術和成本

由于虛擬現實設備的開發涉及到多種技術，如材料、仿真、計算機、光學、人體工學和軟件等，需要多種技術的協同工作才能研究出較好的方案，在這方面國內從事相關行業或技術的人員與國際領先技術水平還有不少差距。如被臉書公司收購的Oculus Rift其作為頭戴式顯示器，包含著軟件和硬件的一整套開發系統。國內的一些產品如經緯度科技研發的沉浸式虛擬現實眼睛Three Glasses還很難達到Oculus Rift DK2 （Development Kit 2）的水平。目前產生沉浸感的虛擬現實系統所需要的設備大都處于試驗研發階段，還未進行商業化大批量生產，因此設備價格普遍較高，極大限制了虛擬現實技術的推廣應用［12］。既使開發出的新產品價格高昂導致應用成本也居高不下，如具有高清分辨率的頭戴設備Oculus Rift DK2，該設備不僅采購成本較高，且在同一時間只能為一人佩戴和感受。

對于圖書館來說，目前大部分經費預算還支付在館藏紙質和數字資源采購方面，較高的使用成本將成為虛擬現實技術在圖書館中應用和推廣的主要障礙之一。對此，在未來可通過商業合作、商業贊助等方式促進虛擬現實技術或設備在圖書館中的應用，如通過虛擬現實技術或設備企業與圖書館合作，圖書館免費為虛擬現實技術或設備企業提供廠品展示和宣傳服務，以此換取到館用戶免費體驗虛擬現實技術或設備，這樣一方面通過體驗營銷可以提高受眾群體，圖書館方通過用戶對虛擬現實技術或設備使用的觀察和調研來決定是否采購或租賃相關虛擬現實技術或設備。其次，可研發具有同時多人在線和虛擬共享功能的虛擬現實設備和技術，降低使用成本，以此更快地推廣和普及虛擬現實技術，實現其在圖書館中的應用。

5.2信息素養

信息素養（Information Literacy）一詞最早由美國信息產業協會主席Zurkowski提出，他認為信息素養是指信息人具備的精通信息技術和技巧且可合理選擇信息工具為其自身服務，并解決相關信息問題的能力［22］。Shapiro和Hughes認為信息素養應包含多個方面的內容，如工具素養（個人理解或使用現有信息技術工具的能力）、資源素養（了解信息資源的形式、格式、位置和訪問方法，特別是在每天不斷擴大的網絡信息資源中）、科研素養（能夠理解并將IT技術應用到工作中的能力）和新興技術素養（能不斷適應、理解、評價和利用信息技術不斷涌現的創新，從而不受制于先進的工具或資源，能夠利用新資源、新技術為自己做出有用抉擇的能力）等［23］。

虛擬現實技術作為一種新型的技術應用到圖書館中必然會挑戰用戶的信息素養，這里的用戶即包括到圖書館使用虛擬現實信息資源的用戶，也包括圖書館內從事資源導航和參考咨詢的工作人員。因此，圖書館工作人員必須具備理解和使用虛擬現實相關技術和設備的能力，除面臨不同用戶提出的涉及到各個學科各個領域的問題外，還會遇到一些特殊群體專業問題的咨詢，因此，在圖書館從事資源導航和參考咨詢的工作人員應具有豐富的綜合知識和專業知識，能夠熟悉虛擬漫游的資源訪問和維護等。對于圖書館用戶來說，通過圖書館工作人員的介紹和演示可以了解虛擬現實的訪問和使用方法，也可通過虛擬現實設備的使用，在體驗中不斷適應、理解和利用虛擬現實設備和技術，做到不受制于新技術，提高掌握利用新技術的能力。

5.3立體眩暈癥

在虛擬現實技術中，用戶主要通過視覺、聽覺和觸覺等感覺器官沉浸在虛擬世界的活動中，當用戶的部分器官感受到虛擬世界的移動和漫游時，實際的身體器官卻沒有發生位移，各個器官的錯覺可能會導致用戶出現立體眩暈的癥狀，這也是目前虛擬現實技術和設備普及遇到的另一個困難。很多用戶接觸使用虛擬現實技術和設備的時間都不能過長，過分逼真的虛擬現實環境導致的立體眩暈癥反而降低了用戶的實際體驗感受。

因此，針對這部分群體，可通過由靜到動，由緩到快的步驟，循序漸進的讓用戶使用虛擬現實技術。如在圖書館中可讓用戶先接觸桌面虛擬現實技術，在自身控制的基礎上漫游3D虛擬圖書館，當用戶虛擬漫游找到感興趣的資料時，則利用2D網頁的形式向用戶推送詳細信息，避免用戶長時間處于3D虛擬現實畫面中。當用戶身體各感官適應了虛擬現實技術和設備后，再進一步向其介紹其他形式的虛擬現實資源，如虛擬現實課程資源等。

6　結語

將虛擬現實技術應用到圖書館中將有利于圖書館在資源建設和服務業務上提供給用戶更好的體驗。目前出現的如4K電視或2K智能手機這些看似在當下有點硬件過剩的產品，一旦與虛擬現實相結合，將發揮巨大的潛能。如通過超高清分辨率的智能手機與虛擬現實眼罩相結合應用到圖書館中，用戶可將圖書館數據庫中的如文化古跡、人文歷史資源進行逼真的瀏覽。虛擬環境在超高分辨率的智能手機端播放，無疑會帶給用戶更真實的感受，畢竟馬賽克式的虛擬環境遠代替不了現實體驗。可以預見，虛擬現實技術作為時下新型的熱門技術和話題，將其應用圖書館中的探索定將持續下去。

（來稿時間：2015年11月）

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Analyzing the Application of Virtual Reality in Libraries

Wang Wentao1Xie Yangqun2Li Li1
（ 1. School of Information Management of Wuhan University; 2. Huaibei Normal University ）

〕As a new technology, virtual reality （VR） has attracted widely attention. After the simple introduction of virtual reality and its technical characteristics, we put forward the future application prospects and directions of virtual reality technology in the library combined with the specific situation of the library resources construction and service business, such as building a library of virtual reality, displaying the resources of three-dimension; constructing new resource database, emphasizing the virtual teaching; developing the wisdom library, optimizing the information and services. Then, we point out the bottleneck of application of virtual reality technology in library, such as the software and hardware, the high cost of use, the lack of information literacy, a threedimensional vertigo problem. In this article, we have carried on the preliminary discussion to solve these problems.

〕Virtual reality Library Application Solutions

·公共文化服務研究·

G250

* 本文系國家自然科學基金“差錯文化、歸因傾向和差錯報告：作用機制和情境因素”（項目編號：71273109）的研究成果。

王文韜（1986-），男，武漢大學信息管理學院2013級博士生，發表論文10篇，研究方向：信息分析與預測；謝陽群（1962-），男，博士，教授，研究方向：信息資源管理，發表論文80余篇；李力（1989-），女，武漢大學信息管理學院2014級博士研究生，研究方向：用戶信息行為。