數(shù)字圖書館沉浸式閱讀項(xiàng)目建設(shè)探討

宮蛟飛 宮雅琦

收稿日期：2023-12-01

作者簡(jiǎn)介：宮蛟飛（1989—? ），國(guó)家圖書館工程師；宮雅琦（1998—? ），德國(guó)海德堡大學(xué)計(jì)算機(jī)系2022級(jí)碩士研究生。

摘? 要：文章探討了沉浸式閱讀的特點(diǎn)，闡述了沉浸式閱讀在國(guó)內(nèi)外圖書館的實(shí)踐，以國(guó)家圖書館數(shù)字圖書館體驗(yàn)區(qū)“沉浸式閱讀體驗(yàn)”項(xiàng)目為例，詳述了“沉浸式閱讀體驗(yàn)”項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對(duì)沉浸式閱讀的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行思考的同時(shí)提出了相應(yīng)的合理化建議。

關(guān)鍵詞：沉浸式閱讀；數(shù)字圖書館；國(guó)家圖書館；智慧閱讀

中圖分類號(hào)：G250.7??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：1003-1588（2024）01-0078-03

人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等新興技術(shù)推動(dòng)了信息傳播方式的變革，出現(xiàn)了多樣化的閱讀介質(zhì)與閱讀方式，人們的閱讀需求也隨之改變。隨著5G、云計(jì)算等技術(shù)的日漸成熟，智能閱讀更加契合大眾日益增長(zhǎng)的閱讀需求，而沉浸式閱讀作為一種高效新穎的智能閱讀形式，越來(lái)越受廣大讀者歡迎。

1? 沉浸式閱讀的特點(diǎn)

1.1? 強(qiáng)人機(jī)交互性

交互性是指用戶通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備與虛擬環(huán)境內(nèi)的人或物體進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)。強(qiáng)人機(jī)交互性依賴于蓬勃發(fā)展的沉浸式閱讀技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)為依靠動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖像生成技術(shù)等多種交叉技術(shù)形成的虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備生成包容多種信息、具有多種感知的場(chǎng)景，讀者可通過(guò)使用VR眼鏡、頭盔、手柄等多種可穿戴設(shè)備觸發(fā)虛擬場(chǎng)景中的埋點(diǎn)，從而達(dá)到人機(jī)交互的目的［1］。

1.2? 促進(jìn)讀者感官與認(rèn)知的交互

日本著名平面設(shè)計(jì)大師、書籍設(shè)計(jì)家杉浦康平最早提出“書籍五感”的概念，認(rèn)為書籍五感是設(shè)計(jì)思考的啟始。我國(guó)圖書設(shè)計(jì)大師呂敬人對(duì)“書籍五感”概念做出了進(jìn)一步實(shí)踐和闡釋，他在《翻開——當(dāng)代中國(guó)書籍設(shè)計(jì)》一書中提到，書籍設(shè)計(jì)可以融合視覺、觸覺、嗅覺、聽覺、味覺等五種感官體驗(yàn)，五感的融合賦予書籍強(qiáng)大的生命力［2］。在沉浸式閱讀體驗(yàn)過(guò)程中，讀者的“五感”被調(diào)動(dòng)，通過(guò)“五感”得到的信號(hào)或信息能夠很快形成讀者大腦中的認(rèn)知［3］。在認(rèn)知的驅(qū)使下，讀者再次通過(guò)“五感”捕捉更多的信號(hào)或信息，這些信號(hào)或信息又再次強(qiáng)化讀者大腦中的認(rèn)知，此時(shí)讀者會(huì)越來(lái)越沉浸于所處的虛擬環(huán)境當(dāng)中。在人機(jī)交互的基礎(chǔ)上，讀者自身“五感”與認(rèn)知產(chǎn)生交互，通過(guò)調(diào)動(dòng)讀者感官提升認(rèn)知體驗(yàn)，循環(huán)往復(fù)、不斷強(qiáng)化，最終達(dá)到沉浸式閱讀的理想效果。

1.3? 提升知識(shí)吸收的深度和系統(tǒng)性

沉浸式閱讀基于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、環(huán)境建模技術(shù)、仿真技術(shù)等多種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將視頻、音頻、圖像、文本等各類多媒體資源巧妙結(jié)合，使知識(shí)實(shí)體融入虛擬環(huán)境，有助于提升讀者的“五感”和認(rèn)知體驗(yàn)。例如，應(yīng)用于科學(xué)、歷史、地理、藝術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域時(shí)，沉浸式閱讀可通過(guò)多模態(tài)知識(shí)及其關(guān)聯(lián)幫助讀者快速了解某個(gè)專題的概念、關(guān)系、發(fā)展脈絡(luò)等，甚至可以動(dòng)態(tài)重組文章和數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)推理；應(yīng)用于圖書館、博物館等科普機(jī)構(gòu)時(shí)，沉浸式閱讀既可實(shí)現(xiàn)實(shí)體空間和虛擬空間的融合，也可實(shí)現(xiàn)實(shí)體館藏資源與虛擬空間的融合，滿足智能時(shí)代背景下廣大讀者的個(gè)性化服務(wù)需求［4］。

2? 沉浸式閱讀在國(guó)內(nèi)外圖書館的實(shí)踐

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國(guó)外起步較早，國(guó)外很多圖書館重視虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與數(shù)字圖書館技術(shù)的融合，開展了沉浸式閱讀項(xiàng)目探索。早在2011年，美國(guó)邁阿密大學(xué)圖書館的博·布林克曼團(tuán)隊(duì)就利用ShelvAR技術(shù)，通過(guò)使用機(jī)器可讀的書脊標(biāo)簽驅(qū)動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)書架閱讀系統(tǒng)［5］。比較經(jīng)典的沉浸式閱讀技術(shù)應(yīng)用案例還有三維虛擬社區(qū)Second Life平臺(tái)的應(yīng)用，隨著該平臺(tái)系統(tǒng)的逐步完善，越來(lái)越多的圖書館鏈接進(jìn)入平臺(tái)，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造虛擬圖書館，用戶通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤等外接輸入設(shè)備就可在虛擬圖書館自由漫步。接入該平臺(tái)的圖書館不僅將館藏圖書、藝術(shù)展品進(jìn)行三維數(shù)字化建設(shè)供用戶瀏覽，還將圖書館的建筑、書架等進(jìn)行虛擬化還原，為用戶提供真實(shí)的沉浸式體驗(yàn)，同時(shí)虛擬圖書館還能夠提供參考咨詢、信息檢索等個(gè)性化服務(wù)［6］。

為提升讀者的閱讀體驗(yàn)，我國(guó)圖書館界也開展了很多創(chuàng)新性的沉浸式閱讀活動(dòng)。例如，國(guó)家圖書館的數(shù)字圖書館體驗(yàn)區(qū)推出了VR虛擬現(xiàn)實(shí)閱讀站，公眾在此不僅可以學(xué)習(xí)百科知識(shí)，還可現(xiàn)場(chǎng)感受“VR誦經(jīng)典”“VR賀新春”等特色文化創(chuàng)意成果。國(guó)家圖書館不斷對(duì)數(shù)字圖書館體驗(yàn)區(qū)的AR技術(shù)進(jìn)行嘗試和拓展，如制作百家姓起源、中草藥生成過(guò)程等特色數(shù)字資源，讀者掃描AR書簽或明信片就可通過(guò)手機(jī)或AR閱讀機(jī)觀看數(shù)字資源。2021年6月，國(guó)家圖書館的數(shù)字圖書館體驗(yàn)區(qū)上線“沉浸式閱讀體驗(yàn)”項(xiàng)目，是5G時(shí)代新型閱讀和智慧圖書館建設(shè)的重要實(shí)踐，該項(xiàng)目借助全景視頻、VR等先進(jìn)技術(shù)探索新閱讀形態(tài)，打造全景展廳、閱讀樹等沉浸式閱讀體驗(yàn)項(xiàng)目，為讀者提供精彩紛呈的沉浸式閱讀體驗(yàn)。

3? 國(guó)家圖書館數(shù)字圖書館體驗(yàn)區(qū)“沉浸式閱讀體驗(yàn)”項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，知識(shí)傳播的形式更加多樣便捷，為更好滿足公眾多層次、多樣化的閱讀需求，公共圖書館紛紛探索更豐富的文化資源展示形態(tài)，使公眾能夠身臨其境般閱讀、享受優(yōu)秀文化。國(guó)家圖書館也應(yīng)用5G、云存儲(chǔ)、云計(jì)算、全景視頻、VR視頻等技術(shù)建立了多元復(fù)合型沉浸式閱讀知識(shí)空間，推出了“沉浸式閱讀體驗(yàn)”項(xiàng)目，拓展閱讀空間，升級(jí)閱讀體驗(yàn)，為數(shù)字閱讀注入新的動(dòng)能。

3.1? 項(xiàng)目總體方案架構(gòu)

“沉浸式閱讀體驗(yàn)”項(xiàng)目的總體方案架構(gòu)由三部分組成，分別是云端、管理與控制端、終端。具體而言，云端服務(wù)器的大容量存儲(chǔ)和快速計(jì)算能力能夠?qū)崿F(xiàn)大量VR視頻、VR內(nèi)容的云端存儲(chǔ)，進(jìn)行虛擬圖書館館舍、書架等場(chǎng)景的計(jì)算建模，具有直播、點(diǎn)播視頻轉(zhuǎn)碼功能以及渲染調(diào)度管控功能，能夠?yàn)樽x者展現(xiàn)高度逼真的虛擬圖書館場(chǎng)景、3D立體式閱讀素材等，使讀者獲得實(shí)時(shí)沉浸式閱讀體驗(yàn)；管理與控制端是管理員進(jìn)行前后臺(tái)管理的“操作間”，管理員可以通過(guò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)云端資源的增刪、渲染等工作，并可對(duì)云端及終端的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行管理與控制；終端全景展廳和閱讀樹為讀者提供全景視頻沉浸式閱讀體驗(yàn)，讀者可通過(guò)操作VR眼鏡選取、播放視頻。

綜上，各端通過(guò)第五代通信技術(shù)相聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)了大容量、高速度、低時(shí)延的互聯(lián)互通、上行下傳，不僅保障了協(xié)同計(jì)算效率和實(shí)時(shí)渲染效果，使讀者感受流暢的視頻流和穩(wěn)定的資源播放效果，同時(shí)還能借助5G的大帶寬優(yōu)勢(shì)為今后接入更多沉浸式閱讀終端以及擴(kuò)展更多功能打下基礎(chǔ)。

3.2? 全景展廳介紹

全景展廳以270度的全景視角為讀者呈現(xiàn)巨幕裸眼觀賞效果，可以播放“8K+360度”全景視頻內(nèi)容，顯示現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的3D復(fù)刻，使讀者置身于三面超高清大屏環(huán)繞的全景空間，獲得沉浸感強(qiáng)、畫面真實(shí)的全維度互動(dòng)閱讀體驗(yàn)。全景展廳播放的內(nèi)容既包括基于國(guó)家圖書館優(yōu)秀館藏自建的超高清全景視頻，如《永樂大典》全景視頻、“甲骨文記憶”展覽全景視頻、“全景國(guó)圖”漫游視頻等，幫助讀者更好了解國(guó)家圖書館館藏資源和館舍情況，也包括對(duì)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化作品的全景刻畫視頻，如《韓熙載夜宴圖》《千里江山圖》《華山云海圖》等名畫的深度介紹全景視頻，積極向公眾傳播、推廣優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，還包括歷史、地理、科技等領(lǐng)域的科普視頻，如平遙古城等文物古跡介紹視頻、“共覽世界音樂之都”等城市印象視頻，以及依據(jù)《流浪地球》創(chuàng)作的優(yōu)秀文學(xué)作品全景視頻等。此外，全景展廳還可作為背景墻為數(shù)字圖書館開展主題活動(dòng)提供沉浸式體驗(yàn)硬件支持，如：2023年科技周期間，國(guó)家圖書館在數(shù)字圖書館體驗(yàn)區(qū)舉辦主題為“穿漢服、寫漢字、共賞AR”的互動(dòng)體驗(yàn)活動(dòng)，為配合活動(dòng)氛圍，在全景展廳滾動(dòng)播出《天工開物：殺青》《天工開物：彰施》《華山云海圖》等沉浸式影片，使主題內(nèi)容和活動(dòng)場(chǎng)景深度融合，提升讀者沉浸式體驗(yàn)感受。

3.3? 閱讀樹介紹

閱讀樹是國(guó)家圖書館搭載5G技術(shù)依托云架構(gòu)體系打造的樹狀沉浸式閱讀架構(gòu)，讀者可利用可穿戴設(shè)備觀看內(nèi)置全景視頻內(nèi)容。閱讀樹擁有8套設(shè)備體系，可同時(shí)為多位讀者提供沉浸式全景閱讀體驗(yàn)，引入華為云與邊緣云相結(jié)合的技術(shù)架構(gòu)將全景VR內(nèi)容從云端分發(fā)至不同的體驗(yàn)終端，降低網(wǎng)絡(luò)延遲帶來(lái)的體驗(yàn)不適，保障VR視頻的流暢播放，同時(shí)讀者佩戴的VR眼鏡還可調(diào)節(jié)近視度數(shù)，全方位提升讀者的使用舒適度。閱讀樹為讀者提供的全景影片內(nèi)容與全景展廳一致，讀者在體驗(yàn)過(guò)程中既可通過(guò)觸控屏幕對(duì)影片進(jìn)行選取和播放，也可將目光對(duì)準(zhǔn)VR眼鏡中的內(nèi)置光標(biāo)，凝視3秒鐘完成相應(yīng)操作，讓讀者真正沉浸式體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的閱讀樂趣。

4? 對(duì)沉浸式閱讀發(fā)展的思考

4.1? 加強(qiáng)VR視頻資源建設(shè)

沉浸式閱讀的最終目的是為了獲取知識(shí)，只有優(yōu)質(zhì)的VR視頻資源才能為讀者帶來(lái)知識(shí)的啟迪。公共圖書館既要利用自身資源優(yōu)勢(shì)充分挖掘館藏特色優(yōu)秀資源，制作質(zhì)量上乘、具有豐富文化屬性的優(yōu)質(zhì)視頻資源，又要積極開展行業(yè)間的合作，使具有關(guān)聯(lián)屬性的資源互為補(bǔ)充，形成較為完整的深度資源體系，為開發(fā)制作內(nèi)涵豐富的知識(shí)類視頻提供資源支撐。例如，國(guó)家圖書館積極開展與其他機(jī)構(gòu)的合作，開拓資源挖掘途徑，打造資源共建共享新模式，2023年展出的古籍活化項(xiàng)目《古籍尋游記》就是依托交互技術(shù)、光場(chǎng)掃描技術(shù)等還原“古文獻(xiàn)四大發(fā)現(xiàn)”，即殷墟甲骨、居延漢簡(jiǎn)、敦煌遺書、明清檔案，為讀者呈現(xiàn)首部重現(xiàn)古文獻(xiàn)四大發(fā)現(xiàn)的VR互動(dòng)紀(jì)錄片。

4.2? 加強(qiáng)沉浸式閱讀技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用

公共圖書館既是沉浸式閱讀技術(shù)的使用者，也是沉浸式閱讀項(xiàng)目的開發(fā)者，應(yīng)積極參與沉浸式閱讀技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，聯(lián)手科技研發(fā)公司、科研機(jī)構(gòu)等深入探討沉浸式閱讀基礎(chǔ)技術(shù)以及能夠?qū)Τ两介喿x產(chǎn)生深刻影響的相關(guān)技術(shù)。近年來(lái)受到廣泛關(guān)注的“元宇宙”概念已經(jīng)滲透到智慧圖書館的建設(shè)規(guī)劃當(dāng)中，其中的擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）技術(shù)就是包含了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）和混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)（MR）等相關(guān)技術(shù)的沉浸式技術(shù)的總括性術(shù)語(yǔ)，未來(lái)智慧圖書館可以利用XR技術(shù)在虛擬世界當(dāng)中模擬真實(shí)圖書館的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，為大量在線用戶同時(shí)提供圖書館知識(shí)傳遞等互動(dòng)服務(wù)以及沉浸式閱讀體驗(yàn)［7］。例如，國(guó)家圖書館綜合運(yùn)用大模型語(yǔ)義、AI語(yǔ)義泛化、人機(jī)交互工程、3D空間建模、毛發(fā)布料解構(gòu)等技術(shù)開發(fā)超寫實(shí)數(shù)字人“圖靈靈”，打造智能型數(shù)字館員，為讀者提供多元化、沉浸式互動(dòng)服務(wù)。

4.3? 提供個(gè)性化沉浸式閱讀體驗(yàn)

圖書館行業(yè)正在向未來(lái)智慧圖書館進(jìn)軍，應(yīng)將個(gè)性化的服務(wù)有機(jī)嵌入沉浸式閱讀體驗(yàn)當(dāng)中［8］。公共圖書館要打破線上線下的空間局限，加快現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間的轉(zhuǎn)換，加大人工智能技術(shù)應(yīng)用力度和范圍，要讓每一位讀者都參與其中，參與沉浸式閱讀資源的共建共享，共同打造圖書館新閱讀形態(tài)的元宇宙。公共圖書館要利用虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)不懈探索新的閱讀形態(tài)，加強(qiáng)沉浸式閱讀視頻資源建設(shè)以及沉浸式閱讀技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，為讀者提供科技與知識(shí)相結(jié)合、能夠有效啟迪智慧的個(gè)性化沉浸式閱讀體驗(yàn)。

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（編校：徐黎娟）