虛擬現實技術在高等職業院校圖書館的應用與分析

張秉軍+李春青

摘要：在信息化、網絡化等高新技術迅速發展，虛擬現實技術應用已經滲透到各行各業的背景下，介紹了虛擬現實技術的基本特征與影響，闡述了虛擬現實技術在高等職業院校圖書館應用的必要性，并通過應用案例分析進一步闡明了高等職業院校圖書館在優化館藏資源、發展虛擬實訓教學等方面運用虛擬現實技術所帶來的突破和存在的問題。

關鍵詞：虛擬現實技術；高職院校；圖書館

中圖分類號：G718 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2017）11-0075-04

伴隨信息化、網絡化技術的迅猛發展，“人工智能、模擬仿真、3D場景”等虛擬現實技術日趨成熟完善，越來越多的行業以虛擬現實技術為依托拓展了服務模式，拓寬了服務范圍。目前，在全球范圍內，包括醫學娛樂、室內設計、軍事航空、工業仿真、應急推演等領域，虛擬現實技術為其發展提供了堅實的技術支持。而對于以培養高級職業技術人員為宗旨的高職院校而言，受實訓教學場地、條件、設備、經費等因素的制約，導致學生動手能力欠缺，教學與生產崗位脫節，無法滿足現代企業對應用型專門技術人才的迫切需求。因此，如何運用虛擬現實技術解決職業教育過程中的實踐問題，就成為高職院校教育的關鍵之所在。高職院校實訓教學是其頗具特色化的教學環節，虛擬現實技術的引入為高職院校教學提供了更加便利的教學模式，有益于教師的教學和學生專業核心技能的訓練，為解決職業教育面臨的實訓難、實習難和就業難等問題開辟了一條新思路。高職院校圖書館是輔助教學和科研的重要部門，虛擬現實技術在高職院校圖書館的應用，直接影響到高職院校如何科學、有效地運用虛擬現實技術服務于實踐教學，是對實踐教學的有益補充，對培養技能型人才具有重要意義。

一、虛擬現實技術在高職院校圖書館應用的必要性

上世紀80年代前，雅達利員工也就是“虛擬現實之父”Jaron Lanier提出了虛擬現實（Virtual Reality）的概念，但并未獲得成功，隨后經歷了四十多年的完善才被廣泛應用。虛擬現實又被稱為假想現實或靈境技術，即用電子計算機合成的人工世界，具有沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）和構想性（Imagination）等三大基本特征[1]。這個領域與信息科學有著不可分離的密切關系，通過計算機能夠解決生成虛擬現實的三個主要問題：以假亂真的存在技術、相互作用及自律性現實。在虛擬系統中強調人的主導作用，以前只能通過外部顯示終端觀測計算機運算產生的結果，目前人們已能夠沉浸到由計算機模擬的虛擬世界中；以前只能通過鼠標、鍵盤等輸入設備與計算機發生單維數字信息通信，目前人們已能夠通過多種傳感器與立體空間環境發生多維數據交互作用；以前只能通過定量為主的計算結果來加深對事物的理解和認識，目前人們已有可能從定量和定性交錯形成的意境中萌發創意?？傊谖磥淼奶摂M系統中，人們的目的不僅是能夠通過虛擬現實系統“身臨其境”地感受客觀物理世界，而且能夠突破時間、空間以及其他客觀條件的限制，體驗現實世界中無法實現的經歷。

高職院校的培養目標是具有一定理論知識和較強實踐能力的技術型人才，通過熟練掌握尖端水平的應用技術與職業技能，能夠應對未來職業技能的發展變化，需要具有一定的適應能力。因此，特色專業、實驗實訓是高職院校教學的基本內容，也是辦學特色的基礎和核心。作為學生的第二課堂，高職院校圖書館如何將大量文獻信息收集、整理并傳遞給讀者，實現虛擬獲取有用文獻資源和知識信息的交流虛擬空間，從而提高高職院校師生的理論知識水平，幫助其熟練掌握技術能力，促進高職教育的發展與進步，是高職院校圖書館必須面對的網絡信息環境下高職教育發展的新挑戰。建立一個能適應高職院校教學科研需求的圖書館服務體系，為特色專業教學活動提供物質保障和技術條件，特別是運用虛擬現實技術提升圖書館的服務水平，實現教學資源共享，給讀者帶來身臨其境的體驗，讓讀者更加容易融入圖書館氛圍，為讀者提供更優質的服務，是虛擬現實技術得以實現的重要保障。因此，虛擬現實技術在現代圖書館的應用，首先是時代發展的要求，在日常生活中虛擬現實技術已經被十分廣泛地運用，圖書館要想滿足讀者的需求，必須跟上時代發展的步伐，這對于改變高職院校教學理念，推動實訓教學變革，解決實訓教學中的疑難問題等具有重要意義。其次是圖書館數字化建設的需要，虛擬現實技術有利于圖書館業務系統的管理，有利于實現實體圖書館與數字圖書館之間的互動融合，有利于拉近讀者與圖書館之間的距離，從而促進圖書館數據化、網絡化、信息化進程，構建服務創新的模式，促進圖書館向智慧型發展。

二、虛擬現實技術在高職院校圖書館的具體應用

在圖書館業務中，任何技術的應用都離不開兩大核心內容，即“服務”與“資源”，因此，虛擬現實技術在數字圖書館系統中的應用必須圍繞這兩個方面加以設計與實施[2]。

（一）構建立體館舍結構，優化館藏資源

構建立體館舍結構，顧名思義就是利用虛擬現實技術，以實體圖書館為雛形，通過三維建模形成3D立體場館。同時3D場館應具有資源導讀、館藏查詢、信息推送和數字閱讀等功能，形成一套完備虛擬現實圖書館的仿真系統。這對于讀者快速了解并使用圖書館具有重要意義，讀者通過虛擬現實圖書館仿真系統瀏覽圖書館時，就像進入了實體的圖書館，完全沉浸在交互空間中，讀者可以在虛擬場館的各區域游覽、檢索、咨詢及閱讀。同時也能夠緩解實體圖書館日常使用和資源不足的壓力。此外，圖書館作為高職院校信息文獻中心和服務機構，用戶利用虛擬圖書館仿真系統，可以方便快捷地了解資源更新狀態，為用戶節省大量時間。

目前，高職院校圖書館大多通過電子屏幕或網頁顯示入館人數、自習室所剩座位等。如果能通過對 3D場景實時監控，進行大數據收集與分析，則既能規劃館舍布局和館員配置，又能有效了解圖書館各服務窗口及館藏資源的使用情況。

（二）發展虛擬實訓教學，組建新型數字資源endprint

目前，我國職業教育還處于發展階段，虛擬仿真實訓教學在培養高素質技能型人才方面具有非常重要的理論和現實意義。既可以解決教育資源短缺、大幅度節約辦學成本，又能支撐人才全面發展，是高職院校辦學發展的必然趨勢[3]。其優勢為：

（1）虛擬仿真實訓教學有利于學生提前熟悉實訓的真實環境，加深對教學內容的理解，豐富學生感性認識，培養學生的創新能力，提高學生的學習興趣。

（2）虛擬仿真技術適應性廣泛，不受學科、專業和課程領域限制，傳統的實訓教學內容理論上都可以通過虛擬仿真技術方式實現，如機械、電子、自動化實驗等虛擬仿真輔助教學將成為一種普遍適用的教學手段。

（3）虛擬仿真除了能夠有效解決傳統教學中的疑難問題，還能避免在實訓教學操作中的突發事件，如誤操作導致設備損壞、發生危險事故或環境污染等，同時虛擬仿真教學對于解決標準化演示、個性化導訓、智能化考核、工作職場能力展示及縮短操作時間等都很有幫助，可從整體上提高學生的學習質量。

在高職院校圖書館數字資源整合中，自建具有本校特色的專業教學資源數據庫是實現數字圖書館的基本要求。例如，天津職業技術師范大學圖書館結合學校自動化專業實訓課研制、開發了實用電路圖特色數據庫[4]。我們運用Web三維虛擬現實建模語言構建了立體電路圖組合體，可通過一個或多個Shape節點定義在虛擬空間中的放置造型，選擇給定節點和節點域的數值調整造型的幾何尺寸，由Material及Appearance節點描述造型的外觀。其功能為：

（1）電路圖查詢瀏覽及下載。通過關鍵詞檢索查找出相關的電路圖，點擊后可以方便地瀏覽電路圖組合體，特別是大型電路圖和接拼圖，將平面電路圖通過分析制成三維組合體，既可以很清楚地查看超大圖中每一個節點，又可以下載保存，可為學生學習、查看電路圖提供直觀、生動的視覺效果。

（2）實現信息推送。根據用戶檢索的關鍵詞可以跟蹤檢索軌跡，自動將相關信息推送到用戶的郵箱，并定期發送給用戶相關的信息。

（3）實現用戶管理與分析。特色數據庫后臺設有專門對數據進行分析的工具，便于管理員隨時關注用戶使用動態，并對用戶信息及數據訪問情況及時進行分析。

（4）實現用戶與平臺交互功能。通過虛擬交互技術軟件，可使用戶方便地與數據庫平臺進行交互。

“汽車職業技能培訓數據庫”是天津職業技術師范大學圖書館根據本校汽車與交通學院的汽車維修工程教育和汽車服務工程應用型學科專業教學科研及服務社會的需求，將分散的學科學術資源通過一定的組織體系建成的具有系統性、專業性、實用性和針對性的知識集合體[5]，可提供立體的、多視角的信息檢索和知識導航等獲取方式，方便快捷地引導不同類型用戶獲取汽車技能培訓領域的專業知識和文獻信息。具體包括汽車檢測維修技能數據庫（包括汽車檢測維修基礎、汽車保養、虛擬實訓、汽車故障診斷）、汽車服務技能數據庫（包括汽車營銷、保險理賠、二手車評估、汽車美容、汽車租賃）、汽車職業技能考試培訓數據庫和汽車特種文獻數據庫等4個子庫和按照文獻類型建立的專業圖書數據庫、學位論文數據庫、視頻教程數據庫、汽車標準數據庫、專業圖集數據庫、汽車專利數據庫、汽車信息數據庫等11個不同文獻類型的子庫[6]。其中，在視頻教程和專業圖集子庫設計過程中基于OpenGL實現了三維圖形的應用，可為汽車學院師生提供汽車維修虛擬實訓的很好素材。

（三）發展智慧圖書館，提升服務品質

智慧圖書館可以不受空間限制，是能夠被切實感知的。本著以人為本原則，可通過網絡化、數字化、智能化的信息技術實現更加廣闊的互聯與共享，追求用綠色的方法和數字化的手段實現閱讀。從使用方便、服務高效和知識共享的特點來看，虛擬現實技術在未來的圖書館中有很多應用。

（1）入館培訓：入館培訓對高職院校圖書館、公共圖書館都非常重要，讀者可以通過虛擬場景身臨其境地隨意漫游，在“游戲娛樂”中體驗圖書館整體構造、圖書借閱、館藏檢索、學術搜索、移動圖書館使用等規則和技巧，使讀者更加高效地快速理解和接受。

（2）優化信息檢索行為：借助虛擬現實技術，讀者可以足不出戶地對自己所需要查找的資料進行檢索，圖書館通過3D建模把館藏圖書的空間位置收錄到數據庫中，讀者可以在虛擬環境中獲得相關的圖書信息和內容，選擇閱讀個人喜好的圖書。優化讀者檢索信息資源的行為，既可以節省讀者查找信息的時間與精力，又可以為讀者在實體圖書館中查閱信息提供最優途徑，使讀者體驗到優質信息服務的便利。

（3）智能咨詢服務：讀者在利用虛擬圖書館時遇到疑惑一般需要立即回復，而有心理障礙或焦慮癥的讀者一般不愿意接受現場溝通交流，如果將虛擬現實技術應用到與這樣的讀者群體的心理溝通上，就可以緩解讀者的心理抵觸情緒，改善讀者在現實生活中的自我調節能力。

三、虛擬現實技術在高職院校圖書館應用存在的問題

（一）實施虛擬現實技術成本較高

開發高質量虛擬現實產品需要立體顯示與聲音、 真實感環境建模與繪制、實時碰撞檢測和自然交互與傳感等多種技術協同工作。在這方面與國際領先技術水平相比，我國從事相關行業和專業技術的人員還有一定差距。目前制作具有沉浸感的虛擬現實系統需要很多設備，還處于嘗試研發試驗階段，采購該設備不僅成本較高，而且還缺乏大規模的商業化生產。

（二）信息素質亟待提升

信息素質（Information Literacy）一詞最早由美國信息產業協會主席 Zurkowski 提出，他認為信息素質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能解決相關信息問題的能力。虛擬現實技術作為一種新型的技術應用到圖書館，對館員而言，只有熟悉虛擬現實技術并具有豐富的專業知識，才能夠解決讀者在虛擬漫游中遇到的資源訪問困惑和設備使用故障。對讀者而言，要能夠通過簡單的演示或介紹就掌握虛擬現實技術的使用方法，在體驗中靈活運用，做到不受制于新技術，就必須提高自身掌握利用新技術的能力。endprint

（三）應用虛擬現實技術的圖書館較少

虛擬現實技術在圖書館應用可以提高圖書館的資源使用效率和服務質量，能夠吸引更多讀者到圖書館來，提高圖書館的社會公認度。但由于一些因素的局限，虛擬現實技術在圖書館的發展受到以下影響：

（1）圖書館傳統服務理念根蒂固入，虛擬現實技術屬于新生事物，多數圖書館不能把握虛擬現實技術今后變革發展的方向。

（2）虛擬現實技術應用成本較高，高職院校圖書館經費來源渠道相對較少，使用時往往更加謹慎。所以目前虛擬現實技術在圖書館界尚未被廣泛應用，只有CADAL和國家圖書館項目采用了虛擬現實技術，虛擬顯示體驗區內展示的主要是虛擬現實館區游覽和虛擬現實閱讀站兩個部分，用攝像的視頻信息判斷人的動作，不需要虛擬現實的手套、頭盔、操縱桿等設備，其使用也僅僅停留在視景生成階段。天津大學圖書館已經開始嘗試制作虛擬現實場館，讓讀者近距離體驗新技術的魅力。在未來促進虛擬現實技術在圖書館的應用可以采取商業贊助或合作的方式，利用虛擬現實技術設備的共享降低使用成本，加速推廣和普及其在高職院校圖書館的應用。

總之，虛擬現實技術已經在實踐教學中發揮了十分重要的作用。高職院校圖書館必須把握時代發展方向，克服困難，根據學校辦學特色，大膽嘗試利用虛擬現實技術為學校教學和科研提供行之有效的服務模式，進一步推動高職院校實踐教學改革，促進職業教育的發展，同時提升我國高職院校圖書館服務的整體水平。

參考文獻：

[1]薛涵，朱娜娜.虛擬現實技術在圖書館服務創新中的應用[J].圖書館學刊，2015（6）：111-115.

[2]宗燕燕.基于TPI60系統構建汽車職業技能培訓特色數據庫[J].圖書館工作與研究，2011（4）：30-32.

[3]解娜.虛擬現實技術在數字圖書館中的應用[J].新世紀圖書館，2013（3）：75-77.

[4]林徐潤，段虎.虛擬仿真技術在高職實訓教學中的應用[J].深圳信息職業技術學院學報，2012（2）：21-25.

[5]邢杰，董偉.基于關鍵詞統計的國內電子政務研究現狀分析[J].情報雜志，2012（1）：115-118.

[6]宗燕燕.基于微信公眾平臺的圖書館特色數據庫建設——以實用單元電路數據庫為例[J].圖書館工作與研究，2016（9）：58-61.

Application and Analysis of Virtual Reality Technology in Library of Higher Vocational Colleges

ZHANG Bing-jun，LI Chun-qing

（Tianjin Polytechnic University， Tianjin 300387，China）

Abstract： Along with the rapid development of the information technology and the network technology， the application of virtual reality technology has penetrated into all walks of life. This paper introduces the basic characteristics and influence of the virtual reality technology， explains the necessity of using the technology and expounds the breakthrough and existing problems of virtual reality technology in optimizing library resources and developing virtual practical teaching in higher vocational college libraries through case study.

Key words： virtual reality technology；higher vocational colleges；libraryendprint