AR技術(shù)在讀者閱讀增強(qiáng)中的應(yīng)用

胡倫　沈友華　林沈

內(nèi)容摘要：AR技術(shù)通過補(bǔ)充讀者視覺、延伸感官知覺、增加交互程度等方式，使讀者在閱讀中增強(qiáng)自身的記憶、理解、交互等多維度閱讀理解方式。本文以增強(qiáng)型圖書為切入點(diǎn)，剖析了建構(gòu)主義視角下AR技術(shù)在提升讀者閱讀增強(qiáng)中的作用，并提出了構(gòu)建AR知識(shí)庫，與AI、5G進(jìn)行深度結(jié)合的方式，為AR技術(shù)在提升讀者閱讀增強(qiáng)中的應(yīng)用進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義 AR技術(shù) 閱讀增強(qiáng) AR出版物 增強(qiáng)型圖書

建構(gòu)主義教學(xué)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是主體積極主動(dòng)建構(gòu)的過程。學(xué)生根據(jù)自己已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對外來信息進(jìn)行有選擇的反應(yīng)，建構(gòu)其自身意義。建構(gòu)主義教學(xué)理論強(qiáng)調(diào)個(gè)體主動(dòng)建構(gòu)自身意義，而“意義”終歸是主體在理解，主體是在情境中的主體，個(gè)體的建構(gòu)能力來自于其在某種情境中的參與程度，離開了情境，任何理解都是模糊或含混的（鄧友超，2006）[1]。由此可以看來學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，知識(shí)在于主體自身的構(gòu)建，外部是作為輔助與引導(dǎo)作用，在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上構(gòu)建新的知識(shí)。閱讀作為讀者構(gòu)建知識(shí)的主要方式，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)實(shí)現(xiàn)多維度、多類型、立體化、深層次的閱讀行為體驗(yàn)對讀者構(gòu)建知識(shí)具有重要作用。

總體看，AR技術(shù)在中小學(xué)閱讀中運(yùn)用較多，AR出版物也越來越受到出版社得重視，AR出版物已經(jīng)成為培養(yǎng)兒童閱讀興趣與知識(shí)學(xué)習(xí)的重要載體，下一步將在AR出版物的質(zhì)量、形式、內(nèi)容上進(jìn)一步深化。AR技術(shù)運(yùn)用于讀者閱讀增強(qiáng)的實(shí)踐，相關(guān)研究還較少，但AR技術(shù)在提升讀者閱讀方式的多樣性方面的功效顯著，在建構(gòu)主義理念的指導(dǎo)下，利用AR技術(shù)豐富閱讀的情境體驗(yàn)與理解方式，進(jìn)而構(gòu)建其自身的內(nèi)在知識(shí)，將有利于閱讀行為與閱讀體驗(yàn)的增強(qiáng)。

1.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）與增強(qiáng)型圖書簡介

AR全稱“Augmented Reality”，意為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。AR技術(shù)就是利用科技對人類的視覺進(jìn)行補(bǔ)充，使人類更加便捷性的工作和生活。它通過設(shè)備將虛擬的信息或者圖像投影到現(xiàn)實(shí)世界中，讓兩者同步疊加于同一個(gè)空間里面的科技。AR技術(shù)是可以提供給大家人眼無法感知的信息，這些信息有著很大的便利性。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，AR在閱讀增強(qiáng)上的運(yùn)用更加融入了AI（人工智能）相關(guān)的技術(shù)支持，現(xiàn)階段的AR更多的是圖像和視覺層面的發(fā)展，AR技術(shù)在語音交互、智能檢索、智能推薦、語義識(shí)別等方面還存在不足，需要與人工智能技術(shù)進(jìn)行深度結(jié)合，以打造出更好的閱讀增強(qiáng)體驗(yàn)。

增強(qiáng)型圖書是提供讀者閱讀增強(qiáng)體驗(yàn)的主要載體，蘇磊在借鑒前人的基礎(chǔ)上，把增強(qiáng)型圖書定義為：在不影響正常閱讀流程的前提下，以增強(qiáng)用戶的閱讀體驗(yàn)為目的，通過物理或者數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)的互動(dòng)型圖書[3]。本文主要討論的是利用AR這種數(shù)字技術(shù)的方法，將立體化、多維度知識(shí)關(guān)聯(lián)的圖、表、文字、動(dòng)畫、聲音、擴(kuò)展鏈接、虛擬影像等多媒體要素疊加于傳統(tǒng)書上，以這種多感官體驗(yàn)、多知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的方式增強(qiáng)讀者閱讀體驗(yàn)，以達(dá)到增強(qiáng)讀者閱讀體驗(yàn)與閱讀增強(qiáng)的效果。長期看，這種技術(shù)還將不斷結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜、心理認(rèn)知等方面的技術(shù)，在不干擾讀者正常閱讀流程的前提下，由讀者根據(jù)閱讀需要是否關(guān)聯(lián)更多知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而在閱讀中橫向擴(kuò)展知識(shí)點(diǎn)，以達(dá)到閱讀增強(qiáng)的效果。

2.AR技術(shù)在讀者閱讀增強(qiáng)中的作用分析

2016年后VR、AR技術(shù)迎來爆發(fā)期，在游戲、教育等領(lǐng)域迅速發(fā)展，但相較于VR技術(shù)在教育、文化等領(lǐng)域上的應(yīng)用，AR技術(shù)保持了穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢。在教育領(lǐng)域中，AR的發(fā)展相較于VR有更為廣泛的應(yīng)用范圍。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論通常認(rèn)為情境、協(xié)作、會(huì)話和意義建構(gòu)是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大屬性[4]，閱讀作為學(xué)習(xí)的最重要的方式之一，在構(gòu)建學(xué)習(xí)者自身知識(shí)方面具有重要地位。隨著AR技術(shù)與關(guān)聯(lián)信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，AR技術(shù)在讀者閱讀增強(qiáng)中的作用也不斷變化。

2.1 AR技術(shù)增強(qiáng)讀者閱讀情境

增強(qiáng)讀者多感官體驗(yàn)是AR技術(shù)在教育中運(yùn)用的基本屬性，這種多感官體驗(yàn)可以有效增強(qiáng)讀者的閱讀情境，進(jìn)而對讀者增強(qiáng)閱讀提供支持。傳統(tǒng)紙質(zhì)或電子讀屏的閱讀方式雖然也有一定閱讀沉浸感，但與AR技術(shù)帶來的沉浸感是有所區(qū)別的。AR出版物延伸了傳統(tǒng)出版物的交互感，能為讀者帶來視覺、聽覺以及心理變化的全面的沉浸感[5]。根據(jù)“情境認(rèn)知理論”學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)應(yīng)隨著情景發(fā)生變化，學(xué)習(xí)應(yīng)該發(fā)生在真實(shí)的情景中，學(xué)習(xí)需要交互與合作[6]。AR技術(shù)運(yùn)用在閱讀學(xué)習(xí)上的運(yùn)用，就是在真實(shí)環(huán)境下進(jìn)行虛擬影像的疊加，并輔以聲音、動(dòng)畫、交互等因素以增強(qiáng)閱讀者得閱讀體驗(yàn)。這種方式符合“情境認(rèn)知理論”與“建構(gòu)主義理論”的學(xué)習(xí)觀。

隨著5G、機(jī)器學(xué)習(xí)、虛擬交互等新技術(shù)的快速發(fā)展，AR技術(shù)在讀者學(xué)習(xí)的過程中將會(huì)創(chuàng)建更多的情境體驗(yàn)與虛擬交互。閱讀是學(xué)習(xí)的最重要的方式之一，在閱讀創(chuàng)建情境體驗(yàn)上已經(jīng)有諸多AR出版物，由于開發(fā)成本等問題主要以兒童出版物為主;高校等單位主要針對復(fù)雜、抽象的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、機(jī)械操作、模擬實(shí)習(xí)等方面進(jìn)行了探索;高校圖書館范圍內(nèi)主要嘗試了AR導(dǎo)航、AR參考咨詢等方面進(jìn)行了實(shí)踐，但針對AR類的高校圖書與AR數(shù)字資源庫等還十分缺乏。總之，AR技術(shù)可以為讀者創(chuàng)設(shè)有別于傳統(tǒng)圖書與電子書不同的閱讀情境，并在豐富的閱讀情境下為用戶帶來閱讀沉浸感，一次增強(qiáng)讀者的閱讀體驗(yàn)與理解效果。

2.2 AR技術(shù)增強(qiáng)讀者閱讀興趣

AR技術(shù)創(chuàng)建了豐富的多感官閱讀體驗(yàn)，為讀者營造了聲音、視頻、交互體驗(yàn)、虛擬形象、關(guān)聯(lián)知識(shí)等豐富閱讀情境，進(jìn)而增強(qiáng)了讀者的閱讀興趣與閱讀沉浸體驗(yàn)。AR出版物在追求趣味性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)出版物，三維動(dòng)態(tài)的場景的交互性和仿真性使其帶來的趣味性不言而喻[5]。另據(jù)學(xué)者針對AR出版物對小學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)效果的實(shí)證研究，研究分析指出小學(xué)生閱讀AR出版物能夠有效提高其閱讀動(dòng)機(jī)水平[2]。一般閱讀動(dòng)機(jī)分為內(nèi)在動(dòng)機(jī)與外在動(dòng)機(jī)，AR出版物能更好的激發(fā)讀者的內(nèi)在閱讀動(dòng)機(jī)，一般內(nèi)在的閱讀動(dòng)機(jī)閱讀得效果較好。與此同時(shí)，研究還指出AR類出版物對學(xué)生閱讀持續(xù)力、關(guān)注度、注意力與滿意度都較高，這與AR技術(shù)豐富的提升讀者閱讀增強(qiáng)的多維元素有直接關(guān)系。

2.3 AR技術(shù)增強(qiáng)讀者協(xié)作閱讀

為讀者提供協(xié)作共享的閱讀學(xué)習(xí)環(huán)境。讀者閱讀是個(gè)人知識(shí)獲取的一種方式，所得知識(shí)僅限個(gè)人，這部分知識(shí)并不能流通、共享。對于其他閱讀者還要花同樣的時(shí)間去理解、構(gòu)建自己的知識(shí)，影響了閱讀學(xué)習(xí)的效率。通過研究AR技術(shù)對數(shù)據(jù)的挖掘及知識(shí)的關(guān)聯(lián)規(guī)則等，幫助讀者分析和解決學(xué)習(xí)領(lǐng)域的認(rèn)知問題，研究AR技術(shù)對知識(shí)的共建共享的技術(shù)支撐，讓讀者可以采用采用他人的學(xué)習(xí)路徑學(xué)習(xí)，也可以把他人的學(xué)習(xí)路徑與內(nèi)容作為內(nèi)容，繼續(xù)構(gòu)建自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，并分享自身閱讀成果，使這部分閱讀內(nèi)容更加完善與豐富。有學(xué)者提出建立AR伴讀輔助，類似于個(gè)人得學(xué)習(xí)虛擬助理。在讀者閱讀期間，隨時(shí)進(jìn)行閱讀內(nèi)容的互動(dòng)交流，并相應(yīng)實(shí)行閱讀內(nèi)容結(jié)構(gòu)分析、閱讀解惑等活動(dòng)，全面開啟閱讀內(nèi)容輔助性導(dǎo)讀[7]。

2.4 AR技術(shù)增強(qiáng)讀者理解知識(shí)

對于以發(fā)現(xiàn)為導(dǎo)向的讀者，他們在閱讀過程中可能知識(shí)對尋找的一個(gè)問題或者主題有模糊的想法，但在閱讀過程中不清楚自己要找到哪些可以滿足他們延伸閱讀知識(shí)的資源，這會(huì)造成讀者閱讀過程中無意識(shí)現(xiàn)象，對閱讀時(shí)間造成浪費(fèi)。還有就是偶發(fā)性學(xué)習(xí)的出現(xiàn)，也需要讀者在偶發(fā)性學(xué)習(xí)出現(xiàn)后自發(fā)啟動(dòng)，瞬時(shí)強(qiáng)化，貫穿學(xué)習(xí)過程，學(xué)習(xí)完成后，伴隨著愉悅的情感體驗(yàn)，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)甚至?xí)玫竭M(jìn)一步加強(qiáng)[8]。利用AR可視化檢索與信息關(guān)聯(lián)及相關(guān)信息推送有助于這一問題的解決。另外，AR技術(shù)可以很好的結(jié)合紙質(zhì)與電子文獻(xiàn)，再次基礎(chǔ)上使閱讀更具情境性、真實(shí)性。通過AR技術(shù)將館內(nèi)作品結(jié)合圖表、圖形、動(dòng)畫畫外音、立體圖、虛擬形象等方式，為讀者閱讀學(xué)習(xí)提供一個(gè)獨(dú)特的、增強(qiáng)是的學(xué)習(xí)效果，使讀者通過技術(shù)手段提供的豐富內(nèi)容，幫助讀者理解，并推動(dòng)讀者進(jìn)一步構(gòu)建自身知識(shí)。通過本研究查找讀者閱讀增強(qiáng)的呈現(xiàn)方式、手段、需求等方面內(nèi)容，顯得尤為重要。

3.AR技術(shù)在讀者閱讀增強(qiáng)中的實(shí)現(xiàn)路徑

根據(jù)《新媒體聯(lián)盟地平線報(bào)告：2018圖書館版》分析認(rèn)為，專家關(guān)注的重點(diǎn)在于“注重加強(qiáng)用戶體驗(yàn)”、“重視對圖書館空間的反思”這兩個(gè)關(guān)鍵維度上，可見如何以技術(shù)創(chuàng)新手段來增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的感知程度是當(dāng)前及今后一段時(shí)期圖情界關(guān)注的主題[9]。另據(jù)《新媒體聯(lián)盟地平線報(bào)告：2019高教版》分析了短期的發(fā)展趨勢是如何重新設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)空間，并認(rèn)為重新設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)空間是物理維度的短期趨勢，但中長期趨勢是重點(diǎn)關(guān)注如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)虛擬學(xué)習(xí)空間[10]。可以看出，無論是圖書館還是高教技術(shù)的發(fā)展趨勢都趨向于重視用戶感知、增強(qiáng)體驗(yàn)的虛擬學(xué)習(xí)空間發(fā)展，AR這種虛實(shí)結(jié)合的技術(shù)運(yùn)用在教育中將會(huì)持續(xù)發(fā)展，如何探索讀者在AR技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)閱讀增強(qiáng)與學(xué)習(xí)提升至關(guān)重要。

3.1 AR與AI深度結(jié)合

其實(shí)AR與AI得發(fā)展趨勢就是相互融合，利用各自的優(yōu)勢提供更多的智能服務(wù)。AR有多彩、絢麗、多感官、多維度的畫面呈現(xiàn)方式，AI有聰明、快速的大腦完成各種復(fù)雜算法。智能手機(jī)相機(jī)拍照完成的智能美顏、智能變臉、AI貼圖等普遍運(yùn)用就是AR+AI的技術(shù)形式，AI完成對識(shí)別人臉的智能算法，AR技術(shù)進(jìn)行附加虛擬物件的智能呈現(xiàn)。現(xiàn)階段，AR+AI的技術(shù)形式在娛樂、游戲等領(lǐng)域快速深入發(fā)展，在教育領(lǐng)域還有待于進(jìn)一步發(fā)展。

AI技術(shù)在語音識(shí)別、視覺識(shí)別、自適應(yīng)學(xué)習(xí)、直覺感知、綜合推理、混合智能等方面都已經(jīng)從技術(shù)發(fā)展到技術(shù)應(yīng)用階段。AR技術(shù)運(yùn)用在讀者閱讀增強(qiáng)方面需要AI技術(shù)的深度結(jié)合，讀者在閱讀增強(qiáng)型圖書時(shí)，不只是3D影像與音視頻等元素的簡單呈現(xiàn)，更需要AI技術(shù)支持下的語音識(shí)別、語音搜索、邏輯推理、用戶感知等多維度的支持，并進(jìn)行AR智能呈現(xiàn)，以支持讀者在AR閱讀過程中得閱讀支持。因此，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，AR與AI得深度融合將會(huì)推動(dòng)學(xué)習(xí)和閱讀的變革。

3.2 AR與5G深度結(jié)合

AR技術(shù)沒有實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高逼真、高響應(yīng)的一個(gè)重要原因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)帶寬的限制。AR類出版物一般需要讀者使用手機(jī)、AR眼鏡等硬件設(shè)備捕捉書本的畫面信息，反饋到對應(yīng)服務(wù)器，并經(jīng)過識(shí)別運(yùn)算等操作后，將對應(yīng)音視頻等畫面信息回傳到硬件設(shè)備進(jìn)行疊加[11]。5G高帶寬、高速率、低延遲的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)使AR在搭建虛擬環(huán)境時(shí)有著更為優(yōu)秀的表現(xiàn)，中國移動(dòng)已經(jīng)在探索5G+AR得落地運(yùn)用，研究AR技術(shù)與體育賽事的集合，提供更加表現(xiàn)形式更為豐富的表現(xiàn)形式。

另外，在5G技術(shù)的賦能下，必將提高讀者對AR類出版物的體驗(yàn)感與接受度，使得利用5G技術(shù)展示的虛擬環(huán)境更加逼真，有效緩解讀者的視覺疲勞與閱讀時(shí)長。在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶在閱讀中需要延展或深入了解的知識(shí)點(diǎn)，充分與網(wǎng)上豐富知識(shí)進(jìn)行匹配，通過快速識(shí)別處理的方式對用戶進(jìn)行AR呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)用戶的用戶學(xué)習(xí)閱讀過程中的智能助理功能，以適應(yīng)讀者個(gè)性化與自適應(yīng)學(xué)習(xí)的需求。

3.3 構(gòu)建AR內(nèi)容知識(shí)庫

AR教育也許是未來教育的一種可能，但現(xiàn)階段還存在很多問題。知識(shí)已經(jīng)廣泛存在于書本、視頻、網(wǎng)絡(luò)等各種媒介上，但將知識(shí)的傳播形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換則需要大量的時(shí)間與精力。因此，需要構(gòu)建類型眾多的AR內(nèi)容知識(shí)庫，在讀者閱讀過程中進(jìn)行關(guān)聯(lián)檢索或擴(kuò)展閱讀時(shí)，能夠擁有AR類資源知識(shí)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)檢索并呈現(xiàn)。還要建立統(tǒng)一AR標(biāo)準(zhǔn)素材庫，制定統(tǒng)一的API接口，方便后期開發(fā)與調(diào)用。例如蘋果、谷歌、微軟、視辰信息科技等國內(nèi)外科技公司都建立了ARCloud，ARCloud是一個(gè)基于跨平臺(tái)兼容性，持久性和共享的概念，它旨在提供與現(xiàn)實(shí)世界的無縫體驗(yàn)。ARCloud提供了數(shù)以億計(jì)的圖像視頻等素材，并提供標(biāo)準(zhǔn)的API接口供橫向擴(kuò)展開發(fā)，能夠精確識(shí)別各種手勢、動(dòng)作、圖像等標(biāo)記點(diǎn)，進(jìn)行虛擬化圖像的生成，這也是未來AR應(yīng)用云端發(fā)展的趨勢。

4.結(jié)語

總體看，AR技術(shù)在中小學(xué)閱讀中運(yùn)用較多，AR出版物也越來越受到出版社得重視，AR出版物已經(jīng)成為培養(yǎng)兒童閱讀興趣與知識(shí)學(xué)習(xí)的重要載體，下一步將再AR出版物得質(zhì)量、形式、內(nèi)容上進(jìn)一步深化。AR技術(shù)運(yùn)用于讀者閱讀增強(qiáng)的實(shí)踐，相關(guān)研究還較少，但AR技術(shù)在提升讀者閱讀方式的多樣性方面的功效顯著，在建構(gòu)主義理念的指導(dǎo)下，利用AR技術(shù)豐富閱讀的情境體驗(yàn)與理解方式，進(jìn)而構(gòu)建其自身的內(nèi)在知識(shí)，有利于閱讀行為的增強(qiáng)與閱讀體驗(yàn)。AR作為一種符合建構(gòu)主義教育理論要求的技術(shù)手段，在對讀者閱讀增強(qiáng)上會(huì)不可替代的重要作用和技術(shù)優(yōu)勢。AR技術(shù)在對讀者閱讀增強(qiáng)上的提升研究具有實(shí)踐層面的意義，也是對深度學(xué)習(xí)、知識(shí)獲取的重要補(bǔ)充手段。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧友超.教育解釋學(xué)論綱[J].教育理論與實(shí)踐，2006，26（12）：1-5.

[2]楊健.AR電子書對小學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)效果影響的實(shí)證研究[J].圖書館理論與實(shí)踐，2020（01）：41-47.

[3]蘇磊.增強(qiáng)型圖書初探[J].中國編輯，2020（05）：41-44.

[4]于丹，齊明艷.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2015，（12）：86-88.

[5]羅鋼.AR出版物對現(xiàn)代閱讀模式的影響研究[J].出版科學(xué)，2019，27（5）：66-70.

[6]何朝杰，彭韌，張雪.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用研究[J].設(shè)計(jì)，2019，32（1）：100-101.

[7]申悅.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（5）：126-127.

[8]徐建東，王海燕.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的信息偶遇與偶發(fā)性學(xué)習(xí)[J].寧波大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2017，39（3）：70-75.

[9]李利敏.技術(shù)創(chuàng)新視域下高校圖書館的關(guān)鍵轉(zhuǎn)向——基于《新媒體聯(lián)盟地平線報(bào)告：2018圖書館版》研判啟示[J].出版廣角，2019，341（11）：94-96.

[10]蘭國帥，郭倩，呂彩杰，等.“智能+”時(shí)代智能技術(shù)構(gòu)筑智能教育——《地平線報(bào)告（2019高等教育版）》要點(diǎn)與思考[J].開放教育研究，2019，25（3）：22-35.

[11]李曉瑞，盧建.5G時(shí)代AR童書發(fā)展的新機(jī)遇[J].出版廣角，2020，363（9）：36-38.

基金項(xiàng)目：本文系浙江省高校圖書工作委員會(huì)2020年度科研項(xiàng)目“建構(gòu)主義理論下AR技術(shù)在讀者閱讀增強(qiáng)中的應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2020TKT004）研究成果。

（作者單位：寧波工程學(xué)院圖書館）