基于元宇宙場景的數(shù)智圖書館體系框架構建

收稿日期：2024-05-07

作者簡介：劉紅麗（1987—" ），山西醫(yī)科大學圖書館館員；李小霞（1976—" ），山西醫(yī)科大學圖書館研究館員。

摘" 要：元宇宙是建立在數(shù)字科技基礎上的未來世界，在元宇宙撲面而來的歷史節(jié)點，如何利用元宇宙賦能圖書館從而更好地服務廣大讀者是一個值得探討的課題。文章闡述了元宇宙和數(shù)智圖書館概念，從交互服務、場景服務、安全服務等方面分析了元宇宙與數(shù)智圖書館服務的契合點，并在此基礎上探討了數(shù)智圖書館的體系框架構建，以期為探索元宇宙圖書館未來發(fā)展拋磚引玉。

關鍵詞：元宇宙；數(shù)智圖書館；體系框架；服務模式

中圖分類號：G250.7""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1003-1588（2024）06-0071-03

1" 元宇宙與數(shù)智圖書館

1.1" 元宇宙概念

20世紀80年代，美國數(shù)學家、文學家弗洛·文奇在其科幻小說《真名實姓》中構思了一個可以通過腦機接口進入并擁有感官體驗的虛擬世界，被視為“元宇宙”概念的雛形［1］。1992年，美國科幻作家尼爾·斯蒂芬森在其作品《雪崩》中正式創(chuàng)造了元宇宙（Metaverse）一詞。雖然元宇宙概念出現(xiàn)得很早，但迄今為止還沒有統(tǒng)一的定義。Facebook創(chuàng)始人馬克·扎克伯格認為元宇宙是一個永續(xù)、實時且無準入限制（多終端）的環(huán)境［2］。我國學者喻國明認為元宇宙是現(xiàn)在與未來全部數(shù)字技術集成與融合的終極數(shù)字媒介，描繪和構造了未來社會的愿景形態(tài)［3］；朱嘉明則認為元宇宙是一個平行于現(xiàn)實世界，又獨立于現(xiàn)實世界的虛擬空間，是越來越真實的數(shù)字虛擬世界［4］。

綜上所述，筆者認為元宇宙是以區(qū)塊鏈技術為基礎，融合多種數(shù)字信息技術，既獨立于現(xiàn)實世界又與現(xiàn)實世界相生相融的虛擬空間，是一個調用多感官體驗和高度沉浸式交互的數(shù)字化世界。

1.2" 數(shù)智圖書館概念

2015年，北京大學“知本財團”課題組在研究課題中首次提出“數(shù)智”一詞，認為其為數(shù)字智慧化與智慧數(shù)字化的組合［5］。該研究認為，數(shù)字智慧化即在大數(shù)據(jù)中加入人的智慧，如智算、區(qū)塊鏈等提高大數(shù)據(jù)的使用價值；智慧數(shù)字化則是利用數(shù)字技術對人的智慧進行加工管理，二者結合共同實現(xiàn)數(shù)智化。柯平等認為數(shù)智化是以人工智能、區(qū)塊鏈、云計算、大數(shù)據(jù)等為代表的新一代信息技術的應用過程［6］。基于此，本研究認為數(shù)智圖書館是將新一代數(shù)字技術，如人工智能、數(shù)字孿生、虛擬技術等，融入圖書館服務，形成物理空間、虛擬數(shù)字空間及人類虛擬化三維空間的立體結合，實現(xiàn)萬物互聯(lián)、人機共生的交互學習，構建虛實融合的數(shù)智圖書館信息體系，為讀者提供虛擬化、個性化、智能化、智慧化的圖書館應用服務。

目前，元宇宙相關技術在圖書館領域已得到初步應用，國內外諸多圖書館都有所實踐，如：美國邁阿密大學圖書館利用增強現(xiàn)實技術識別圖書［7］；香港理工大學率先將包玉剛圖書館“搬進”虛擬世界，成為我國第一個建成的虛擬圖書館［8］。隨著元宇宙概念不斷深入人心，相關技術在數(shù)智圖書館的應用也必然更加深入，為讀者提供全新數(shù)字身份ID，使讀者能夠以虛擬數(shù)字人身份自由進入不受現(xiàn)實因素限制的圖書館虛擬空間，同時數(shù)智圖書館中的智慧服務也將進入全智能階段。

2" 元宇宙與數(shù)智圖書館服務的契合點

2.1" 交互服務契合點

交互設計技術為數(shù)智圖書館提供了高度沉浸式交互體驗的階梯，主要通過交互技術和腦機交互技術實現(xiàn)。

2.1.1" 交互技術。交互技術主要包含虛擬現(xiàn)實技術（VR）、增強現(xiàn)實技術（AR）、混合現(xiàn)實技術（MR），VR、AR可以給讀者帶來一種身臨其境的體驗，讀者通過可穿戴設備就能360度查看圖書館各類借閱設施及所有書籍排架，利用三維空間定位進行瀏覽、檢索、借閱等。MR是繼VR、AR出現(xiàn)的全新數(shù)字全息影像技術，可將圖書館所有書架與智能設施散射的光線記錄下來，將其投影為無須通過任何特殊設備即可看到的3D物體，該技術允許真實的物體或動畫飄浮在半空形成逼真的圖像，讀者通過動作捕捉就可實現(xiàn)與現(xiàn)實圖書館的信息交互。

2.1.2" 腦機交互技術。腦機交互技術（BCI）是將人的大腦與外部設備直接連接，實現(xiàn)大腦與設備的信息交換。頭戴式接口設備接收讀者腦部神經信號，并發(fā)給數(shù)智圖書館相應的接收設備，設備把收集好的信號通過算法進行處理，識別并解釋讀者命令，與讀者行動對應，最終完成大腦對數(shù)智圖書館的完整控制。任何讀者只需通過腦部信號就可以身臨其境般參觀圖書館，實現(xiàn)圖書的查閱、借還等虛擬服務。

2.2" 場景服務契合點

數(shù)字孿生技術支持數(shù)智圖書館虛實結合的服務場景打造，通過時間、空間、數(shù)據(jù)、連接、應用等諸多維度，利用圖書館孿生大數(shù)據(jù)、讀者孿生畫像以及圖書館孿生物理場景建模、數(shù)字孿生服務功能和體驗展現(xiàn)數(shù)智圖書館的理想形態(tài)［9］。數(shù)字孿生技術在數(shù)智圖書館服務的應用主要通過以下技術實現(xiàn)：一是數(shù)字3D建模技術和實時渲染技術。數(shù)字3D建模技術利用激光雷達、傾斜攝影等技術除對圖書館物理實體進行三維重建精準映射外，還對圖書館物理實體本身的運行機理、內外部接口、軟件與控制算法等信息進行全數(shù)字化建模，同時配合云端實時渲染技術，高質量呈現(xiàn)虛擬讀者和館員的角色形象、動作、表情，實現(xiàn)實時計算、實時渲染，實時互動。二是數(shù)字仿真模擬技術。數(shù)字仿真模擬技術可以超越肉眼的視覺能力，把肉眼無法感知的圖書館細節(jié)顯示出來，從而使虛擬圖書館與現(xiàn)實圖書館沒有區(qū)別，甚至使虛擬圖書館在視覺真實度上超越現(xiàn)實圖書館。

數(shù)字孿生技術突破了時空限制，打造了數(shù)智圖書館立體化虛擬場景，將現(xiàn)實空間與虛擬空間無縫銜接，實現(xiàn)圖書館全要素孿生映射。孿生讀者以一個特定的虛擬形象存在其中，并與其他讀者進行交互交流，孿生館員隨時對館內進行實時監(jiān)控，推進全域智能化管理與服務。學科服務館員根據(jù)讀者的虛擬孿生畫像刻畫其形象和閱讀習慣，并推送個性化實時資源。

2.3" 安全服務契合點

區(qū)塊鏈技術奠定了堅實的信任基礎，創(chuàng)新了可靠的合作機制，是支撐數(shù)智圖書館數(shù)字資產安全服務最重要的基礎。數(shù)智圖書館中的數(shù)字資產包括讀者創(chuàng)造的數(shù)字內容資產和館藏數(shù)字內容資產，運用區(qū)塊鏈技術能夠有效建立數(shù)智圖書館存儲和安全價值傳遞機制，保障價值歸屬與流轉，確保圖書館數(shù)字資產穩(wěn)定、高效、透明運行。

讀者創(chuàng)造的數(shù)字內容被稱為用戶創(chuàng)造內容（UGC內容），UGC內容可進入數(shù)智圖書館進行流通，但這些內容一旦被其他讀者無限復制，其價值就會陷入不穩(wěn)定波動。區(qū)塊鏈技術能夠幫助讀者完成對數(shù)字產品的確權，建立數(shù)字資產，同時保障數(shù)字資產能夠進行點對點的傳輸，實現(xiàn)去中心化及數(shù)據(jù)的加密和不可篡改，讀者可以通過共識機制對交易進行驗證和確認，為交易行為留下不可被篡改的記錄，這一套完整的機制可把讀者創(chuàng)造的數(shù)字產品變成一個受保護的數(shù)字資產。

館藏資源、借閱流轉記錄、古籍價值等都是圖書館的館藏數(shù)字資產，這些數(shù)字資產以NFT（全稱為Non-Fungible Tokens，即非同質化代幣，具有可驗證、唯一不可分割和可追溯等特性，可被用于元宇宙的身份識別、數(shù)字資產確權和轉移、跨元宇宙等）的形式存在，進行同步展示，管理方便簡潔。NFT形式為圖書館館藏資源的知識產權賦予了新的實現(xiàn)形式，資源所有者以NFT標識進行記錄，其專利權可通過唯一NFT標識進行追蹤保護。

3" 數(shù)智圖書館體系框架構建

元宇宙賦能數(shù)智圖書館的體系框架主要有四層，自下而上分為基礎設施層、關鍵技術層、內容生態(tài)層、發(fā)現(xiàn)體驗層。

3.1" 基礎設施層：將設備連接到通信網絡

基礎設施層是數(shù)智圖書館最基本的底層要素，由數(shù)字技術和感知設備接口構成。基礎設施層涵蓋了5G、6G、云計算等數(shù)字技術。5G、6G具有高速率、低延遲、大連接、重構安全等特點，能夠將現(xiàn)實和虛擬無縫連接，是實現(xiàn)數(shù)智圖書館人、機、物互聯(lián)的基礎。云計算通過分流、加速和隔離高級網絡提供安全存儲服務，為數(shù)智圖書館的云數(shù)據(jù)中心提供安全的加速存儲支持，同時提高算力助力數(shù)智圖書館各類服務場景的擴展和融合，提升讀者體驗感。

3.2" 關鍵技術層：混合真實世界和虛擬世界

關鍵技術層主要用于構建數(shù)智圖書館虛擬世界，并將其3D化、立體化，涵蓋3D引擎、VR/AR、人機交互、3D建模、AI、全息影像、游戲渲染、圖片渲染等技術。關鍵技術層是實現(xiàn)數(shù)智圖書館虛擬世界非常重要的技術路徑，能夠提供混合真實/虛擬計算的解決方案，消除真實圖書館與虛擬圖書館之間的障礙，實現(xiàn)空間相互滲透，將空間帶入計算機，突破了傳統(tǒng)的屏幕和鍵盤界限，確保讀者能夠利用智能終端融入3D圖書館全息場景，對圖書館的人、事、物以及各種信息進行交互。關鍵技術層中的AI技術還能夠在數(shù)智圖書館創(chuàng)建數(shù)字資產、數(shù)字藝術品和其他內容（AIGC），并構建這些內容的軟件和流程。

3.3" 內容生態(tài)層：提供更豐富的內容

數(shù)智圖書館需要大量數(shù)字內容作支撐，內容生態(tài)層包含了專業(yè)生產內容（PGC內容）和用戶創(chuàng)造內容（UGC內容），可實現(xiàn)全方位的內容供給和持續(xù)的內容衍生。其中，PGC內容主要是數(shù)智圖書館中所有為讀者提供的館藏數(shù)字內容，其能夠產生購買經濟及價值增值，如本館特有的館藏資源、數(shù)字文創(chuàng)產品、數(shù)字紀念品以及數(shù)字服務等，使其與NFT進行關聯(lián)，實現(xiàn)文化傳輸，從而達到文化推廣及提升讀者關注度的目的；UGC內容則是讀者創(chuàng)造的數(shù)字內容，數(shù)智圖書館的讀者既是內容的創(chuàng)作者，也是內容的“放大器”，讀者借助各種低代碼方案和社交工具，能夠隨時輸出內容，參與創(chuàng)造，與其他讀者就經驗、知識等進行交流。內容生態(tài)層不斷促進數(shù)智圖書館的數(shù)字創(chuàng)造和數(shù)字資產發(fā)展，進一步激發(fā)讀者的創(chuàng)意和想象力，滿足其文化需求。

3.4" 發(fā)現(xiàn)體驗層：將讀者引入觸手可及的新體驗

發(fā)現(xiàn)體驗層主要關注的是讀者，讀者的身份可以是數(shù)字原生機器人、虛擬人、數(shù)字人，讀者可通過語言、動作甚至是意識進行非物質化的學習體驗。數(shù)智圖書館通過發(fā)現(xiàn)體驗層在虛擬現(xiàn)實中的學習教育空間、知識分享空間以及個人知識空間之間架起橋梁，使讀者能夠在其中盡情體驗服務。讀者在發(fā)現(xiàn)體驗層可根據(jù)自己的需求尋找相關虛擬服務，體驗信息咨詢虛擬社區(qū)、能動型學習空間等。該層中的館藏文獻以視聽方式呈現(xiàn)，讀者既可與文獻中人物的數(shù)字替身進行知識文化交互，也可查看好友最近讀過的書籍、參加的講座并與其數(shù)字身份互動，分享讀書心得、創(chuàng)建討論群組等。

4" 結語

元宇宙不是海市蜃樓式的虛像，而是基于技術體系支持的虛擬現(xiàn)實世界，其正在從根本上改變未來數(shù)十年的世界，而圖書館是一個不斷自生長的有機體，亟須借助元宇宙帶來的機遇不斷升維，迭代演化全新的圖書館元宇宙生態(tài)體系，開拓圖書館事業(yè)發(fā)展的新局面、新篇章。

參考文獻：

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［8］" 王世偉.論數(shù)字中國背景下的圖書館智慧化轉型［J］.中國圖書館學報，2022（1）：29-37．

［9］" 什么是數(shù)字孿生？跟數(shù)據(jù)可視化的關系又是什么［EB/OL］.［2024-04-08］.https：//blog.csdn.net/YMPzUELX3AIAp7Q/article/details/106270572.

（編校：徐黎娟）