摘要：虚拟现实技术诞生至今已经过二十多年的发展，被认为是本世纪计算机领域最重要、最新奇的研究之一，被认为是世纪关键的高新技术之一，具有多感知、沉浸性、交互性、想象性等特征，是集成了多学科、多技术的综合技术。数字图书馆将包括传统图书馆的纸质文献在内的资源数字化，而虚拟现实技术应用于数字图书馆，则使之前数字图书馆二维的、平面的信息资源还原原始形态，变为三维的、立体的信息资源，并将拓展数字图书馆的服务方式、服务内容和服务范围，给数字图书馆带来根本性的变革。研究探讨虚拟现实技术在数字图书馆的应用，尤其是当前三网融合、物联网建设的环境下，对促进、推动我国数字图书馆科学的、快速的发展有着非常重要的意义。

　　关键字：虚拟现实技术;数字图书馆;三维;可视化;交互性

　　1 引言

　　VR是Virtual Reality的简称，即虚拟现实技术，虚拟现实是由计算机视觉、仿真技术、人机交互等多种信息技术演变发展而来的新型计算机技术。通过将视觉与现实世界隔离开，借助显示设备，使人能够穿越沉浸于一个完全的虚拟世界。虚拟现实技术建立人工构造的三维虚拟环境,用户以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响,极大扩展了人类认识世界,模拟和适应世界的能力。虚拟现实技术广泛应用于仿真训练、工业设计、交互体验等多个领域，解决的许多重大和普遍性的需求。

　　数字图书馆是信息时代传统图书馆的延伸与发展，数字图书馆作为一个分布式的、无时空限制、便于使用、超大规模的信息中心，具有一种全新的组织和管理方式，已成为当今图书馆建设和发展的趋势。数字图书馆的迅速发展，既对传统图书馆的发展带来了广阔的发展机遇，同时又提出了一系列严峻的挑战。图书馆新技术与方法的研究一直是图书馆学的热门研究课题。

　　众所周知，几千年的图书馆发展历史已经证明，新技术是推动图书馆事业发展的一个重要因素。从文献载体来看，由泥版书到纸质书、缩微文献、声像文献、数字文献、网络文献;从图书馆业务操作来看，由手工操作到机械化、计算机化、网络化;从图书馆管理来看，山传统人的管理模式到人与计算机、网络相结合的管理新模式，这些无一不是新技术因素影响。同样道理，数字图书馆的建设离不开相关技术的支持，如果没有技术的有利支持，数字图书馆建设就会停滞不前。而在虚拟现实技术的推动下，数字图书馆的发展又将走向一个高潮。

　　2 虚拟现实技术在数字图书馆的应用现状

　　国内外关于本研究的研究成果主要分别集中在技术和数字图书馆两个方面。绝大多数学者都是将两者分别进行研究，探讨数字图书馆技术的文献大多没有涉及到技术，研究虚拟现实技术应用的研究成果中极少有论述数字图书馆的。因此，目前将这两方面结合起来的研究文献并不多见。

　　1945年，美国学者布什(发表了论文《诚如我们想象的那样》，是最早出现的有关数字图书馆的文献。1965到1973年，美国麻省理工学院研发了Intrex数据库，幵展计算机辅助标引实验，对图书馆目录和索引进行检索。1969年，美国国会图书馆正式颁布LCMARC机读目录，标志图书馆开始进入自动化的阶段。1972年国际图联推出了国际机读目录格式，随后，世界各国陆续推出本国的机读目录格式，如英国的UKMARC，日本的JMARC，中国的CNMARC等等。1975年，美国学者克里斯汀首次提出了电子图书馆概念。1979年，英国学者哈利提出了“虚拟图书馆”这个术语。1988年，美国国家科学基金会的伍尔夫第一次正式提出数字图书馆的称谓。

　　VR技术的研究起始于20世纪60年代，其渊源可以追溯到五十多年前。1962年，美国人Morton Heilig发明了被称为“全传感仿真器”的设备，获得了美国专利，这是世界上第一个VR视频设备。从此人们开始对的相关设备展幵研发。直到1987年，美国VPL Research公司的Jaron Lanier首先提出了的概念，并发起VR技术的研究，VR技术才开始作为一门较完整的体系而受到人们的关注。

　　对于VR及其技术的理论研究，则主要是在标准化的虚拟现实构建语言VRML发布之后。

　　从1995年5月VRML1.0到1996年8月VRML2.0，再到1997年的VRML97。1998年1月正式获得国际标准化组织ISO批准，标志着VRML97已经成为VR行业的国际标准，目前还在进一步发展中。

　　3 虚拟现实技术在数字图书馆中的应用

　　3.1 虚拟现实技术在数字图书馆虚拟空间的应用

　　在互联网环境下，与传统图书馆相比，数字图书馆的分布式、网络化特征极大地方便了用户，但是数字图书馆缺乏可视化、交互性，在与读者互动、感应方面远不如传统图书馆，这在一定程度上影响到数字图书馆的服务。数字图书馆与传统图书馆的最明显的不同，就是没有传统图书馆的“馆舍”。于是一些图书馆尝试将技术的人机交互、生成虚拟空间的显著特性引入到数字图书馆。利用VR技术创建虚拟空间，即虚拟的图书馆馆舍，让数字图书馆用户漫步其中，在漫游虚拟空间的同时与这个三维虚拟环境互动，从而增添与数字图书馆的亲近感。

　　一个功能完善的数字图书馆虚拟漫游系统，用户不仅可以通过这个平台在虚拟馆舍中漫步，了解图书馆的布局和结构，还可以获得直观的、交互式参考咨询服务，了解数字图书馆的运行机制，充分体现数字图书馆超越真实图书馆的优势。这也恰到好处的弥补了数字图书馆和图书馆网站在描述图书馆馆舍时，缺乏真实性、形象性的足，目前图书馆的网站大多采用二维图像的方式显示图书馆周边环境、地理位置和馆内布局和结构，这些图片彼此分隔，既存在片面性，又缺乏连续性。

　　数字图书馆网上虚拟漫游系统，可以将可视化图书馆系统嵌入到相关图书馆网站内，让用户直观的感觉到图书馆的结构和服务方式。这不仅能够从视觉上影响用户，而且还能够激发用户的求知欲。数字图书馆用户在虚拟空间漫游的同时，还能够观察到信息的三维展示、图书馆的虚拟在线服务。实现数字图书馆的虚拟空间漫游，用户还可以避免现实图书馆许多不利因素的约束，如信息资源的匮乏、周边环境的嘈杂、图书馆员服务态度欠佳等。

　　3.2 虚拟现实技术在数字图书馆信息资源建设应用

　　在数字信息时代，图像作为人类感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。对数字图像信息进行加工、建设可以满足人类的视觉心理和应用需求，数字图像的加工和建设就是利用计算机对图像进行处理。

　　一方面数字图书馆的三维信息资源建设，不仅可以实现传统的纸质文献资源数字化，使其能够被计算机处理，便于网络传输，而且还可以原纸质文献的原始风貌，立体形象地再现纸质文献的物理形态。给人以直观真实、栩栩如生，身临其境的感觉，培强了对信息资源的沉浸体验感。当前数字图书馆的信息资源服务，都是以二维平面图像的形式提供给用户，用户缺乏对信息资源原始状态的理解和体验，不够生动、形象，更不能实现人与信息资源的灵活交互。对于那些模糊的、无法直接观察到的，甚至是不可见，隐藏在二维平面信息资源之内的相关信息和知识，只有通过三维信息资源的建设才能方便、全面的展示并服务于数字图书馆用户。从信息资源建设的角度来说，如果以纸质文献收藏为主的传统图书馆，发展到以数字信息资源服务为标志的数字图书馆，是图书馆发展的一次变革的话，三维信息资源的建设与服务就可视为是数字图书馆建设与服务的一次飞跃。

　　另一方面，通过数字图像处理中的模式识别技术，可以将人眼无法识别的图像进行分类处理。通过计算机模式识别技术可以快速准确的检索、匹配和识别出各种东西。三维信息资源的建设不仅可以实现信息资源的可视化，而且可以解决人类与信息资源之间的交互问题。信息可视化不仅用图像来显示多维的非空间数据，使用户加深对数据含义的理解，而且用形象直观的图像来指引检索过程，加快检索速度。海量的数据可以通过可视化变成形象，能激发人的形象思维，有助于从表面上看来是杂乱无章的海量数据中找出其中隐含的规律，为科学发现、工程开发、医疗诊断和业务决策等提供依据。

　　VR技术具有沉浸、交互、构想三个基本特性，技术的核心是三维建模与仿真，技术的特征与数字图书馆的三维信息资源建设由许多共同的交集。VR技术是目前三维建模主流的方式，因此我们可以方便的使用技术进行数字图书馆的三维信息资源建设。

　　3.3 虚拟现实技术在数字图书馆信息检索和参考咨询的应用

　　人类的感知主要来自于视觉，可视化充分利用了人类天生的感知能力。信息可视化在数字图书馆是一个新兴的领域，信息可视化的主要目的就是为了方便与用户交互，将信息形象化显示。信息检索的可视化使得人们能够充分发挥人类的主观能动性以及灵活性、创造力和想象力来搜寻信息。现如今计算机强大的图形处理能力使得这种复杂的可视化展示成为可能，技术集计算机图形学、多媒体技术、网络技术、可视化技术、分布式技术等于一体，具有逼真三维再现、自然沉浸交互等特征，能够给人带来身临其境的感觉，改变了之前人与计算机之间生硬、枯燥、被动的状态。因而，VR技术可以运用于信息检索，使之图形化再现，实现了信息检索的可视化。

　　总的说来，可视化分为科学可视化和信息可视化两大类。科学可视化一般通过计算机再现人类感知不太明显或者是无法感知的部分，用以增强人的视觉感知，如可以利用计算机将X光射线放大，让人类能够观察到。又如物质内部的分子结构，一般情况人的肉眼是无法看到的，利用计算机的虚拟再现，分子结构是可以实现可视化的。而信息可视化则主要用于查看并不具体，相对而言是一个抽象的内容。

　　4 结语

　　“科学技术是第一生产力”，VR已由过去一些政府特殊机构(如军事、航空等)才能用得起的技术，已经开始渗透到人们的日常生活之中。研究分析技术在数字图书馆中的应用，不仅可以加快数字图书馆的建设，拓展数字图书馆的服务方式，也为数字图书馆的发展提供了新的技术支撑。另一方面，挖掘探讨技术在数字图书馆以及其他领域的应用，必将拓展技术的应用领域，促进技术进一步的

　　普及与发展。因此，加强对技术在数字图书馆的应用研究具有非常重大的理论

　　和现实意义。

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