数字图书馆沉浸式阅读项目建设探讨

摘

要：文章探讨了沉浸式阅读的特点，阐述了沉浸式阅读在国内外图书馆的实践，以国家图书馆数字图书馆体验区“沉浸式阅读体验”项目为例，详述了“沉浸式阅读体验”项目的设计与实现，对沉浸式阅读的未来发展进行思考的同时提出了相应的合理化建议。关键词：沉浸式阅读；数字图书馆；国家图书馆；智慧阅读中图分类号：G250.7

文献标识码：A

文章编号：1003-1588（2024）01-0078-03人工智能、大数据、虚拟现实、增强现实等新兴技术推动了信息传播方式的变革，出现了多样化的阅读介质与阅读方式，人们的阅读需求也随之改变。随着5G、云计算等技术的日渐成熟，智能阅读更加契合大众日益增长的阅读需求，而沉浸式阅读作为一种高效新颖的智能阅读形式，越来越受广大读者欢迎。1

沉浸式阅读的特点1.1

强人机交互性交互性是指用户通过虚拟现实设备与虚拟环境内的人或物体进行实时互动。强人机交互性依赖于蓬勃发展的沉浸式阅读技术，其关键技术为依靠动态环境建模技术、系统集成技术、人机交互技术、立体显示和传感器技术、实时三维图像生成技术等多种交叉技术形成的虚拟现实（VirtualReality，VR）技术。虚拟现实技术通过虚拟现实设备生成包容多种信息、具有多种感知的场景，读者可通过使用VR眼镜、头盔、手柄等多种可穿戴设备触发虚拟场景中的埋点，从而达到人机交互的目的［1］。1.2

促进读者感官与认知的交互日本著名平面设计大师、书籍设计家杉浦康平最早提出“书籍五感”的概念，认为书籍五感是设计思考的启始。我国图书设计大师吕敬人对“书籍五感”概念做出了进一步实践和阐释，他在《翻开——当代中国书籍设计》一书中提到，书籍设计可以融合视觉、触觉、嗅觉、听觉、味觉等五种感官体验，五感的融合赋予书籍强大的生命力［2］。在沉浸式阅读体验过程中，读者的“五感”被调动，通过“五感”得到的信号或信息能够很快形成读者大脑中的认知［3］。在认知的驱使下，读者再次通过“五感”捕捉更多的信号或信息，这些信号或信息又再次强化读者大脑中的認知，此时读者会越来越沉浸于所处的虚拟环境当中。在人机交互的基础上，读者自身“五感”与认知产生交互，通过调动读者感官提升认知体验，循环往复、不断强化，最终达到沉浸式阅读的理想效果。1.3

提升知识吸收的深度和系统性沉浸式阅读基于先进的计算机技术、环境建模技术、仿真技术等多种虚拟现实技术，将视频、音频、图像、文本等各类多媒体资源巧妙结合，使知识实体融入虚拟环境，有助于提升读者的“五感”和认知体验。例如，应用于科学、历史、地理、艺术等专业领域时，沉浸式阅读可通过多模态知识及其关联帮助读者快速了解某个专题的概念、关系、发展脉络等，甚至可以动态重组文章和数据进行试验推理；应用于图书馆、博物馆等科普机构时，沉浸式阅读既可实现实体空间和虚拟空间的融合，也可实现实体馆藏资源与虚拟空间的融合，满足智能时代背景下广大读者的个性化服务需求［4］。2

沉浸式阅读在国内外图书馆的实践虚拟现实技术在国外起步较早，国外很多图书馆重视虚拟现实技术与数字图书馆技术的融合，开展了沉浸式阅读项目探索。早在2011年，美国迈阿密大学图书馆的博·布林克曼团队就利用ShelvAR技术，通过使用机器可读的书脊标签驱动虚拟现实书架阅读系统［5］。比较经典的沉浸式阅读技术应用案例还有三维虚拟社区SecondLife平台的应用，随着该平台系统的逐步完善，越来越多的图书馆链接进入平台，借助虚拟现实技术打造虚拟图书馆，用户通过鼠标、键盘等外接输入设备就可在虚拟图书馆自由漫步。接入该平台的图书馆不仅将馆藏图书、艺术展品进行三维数字化建设供用户浏览，还将图书馆的建筑、书架等进行虚拟化还原，为用户提供真实的沉浸式体验，同时虚拟图书馆还能够提供参考咨询、信息检索等个性化服务［6］。为提升读者的阅读体验，我国图书馆界也开展了很多创新性的沉浸式阅读活动。例如，国家图书馆的数字图书馆体验区推出了VR虚拟现实阅读站，公众在此不仅可以学习百科知识，还可现场感受“VR诵经典”“VR贺新春”等特色文化创意成果。国家图书馆不断对数字图书馆体验区的AR技术进行尝试和拓展，如制作百家姓起源、中草药生成过程等特色数字资源，读者扫描AR书签或明信片就可通过手机或AR阅读机观看数字资源。2021年6月，国家图书馆的数字图书馆体验区上线“沉浸式阅读体验”项目，是5G时代新型阅读和智慧图书馆建设的重要实践，该项目借助全景视频、VR等先进技术探索新阅读形态，打造全景展厅、阅读树等沉浸式阅读体验项目，为读者提供精彩纷呈的沉浸式阅读体验。3

国家图书馆数字图书馆体验区“沉浸式阅读体验”项目设计与实现在5G网络环境下，知识传播的形式更加多样便捷，为更好满足公众多层次、多样化的阅读需求，公共图书馆纷纷探索更丰富的文化资源展示形态，使公众能够身临其境般阅读、享受优秀文化。国家图书馆也应用5G、云存储、云计算、全景视频、VR视频等技术建立了多元复合型沉浸式阅读知识空间，推出了“沉浸式阅读体验”项目，拓展阅读空间，升级阅读体验，为数字阅读注入新的动能。3.1

项目总体方案架构“沉浸式阅读体验”项目的总体方案架构由三部分组成，分别是云端、管理与控制端、终端。具体而言，云端服务器的大容量存储和快速计算能力能够实现大量VR视频、VR内容的云端存储，进行虚拟图书馆馆舍、书架等场景的计算建模，具有直播、点播视频转码功能以及渲染调度管控功能，能够为读者展现高度逼真的虚拟图书馆场景、3D立体式阅读素材等，使读者获得实时沉浸式阅读体验；管理与控制端是管理员进行前后台管理的“操作间”，管理员可以通过服务器实现云端资源的增删、渲染等工作，并可对云端及终端的各项参数进行管理与控制；终端全景展厅和阅读树为读者提供全景视频沉浸式阅读体验，读者可通过操作VR眼镜选取、播放视频。综上，各端通过第五代通信技术相联结实现了大容量、高速度、低时延的互联互通、上行下传，不仅保障了协同计算效率和实时渲染效果，使读者感受流畅的视频流和稳定的资源播放效果，同时还能借助5G的大带宽优势为今后接入更多沉浸式阅读终端以及扩展更多功能打下基础。3.2

全景展厅介绍全景展厅以270度的全景视角为读者呈现巨幕裸眼观赏效果，可以播放“8K+360度”全景视频内容，显示现实场景的3D复刻，使读者置身于三面超高清大屏环绕的全景空间，获得沉浸感强、画面真实的全维度互动阅读体验。全景展厅播放的内容既包括基于国家图书馆优秀馆藏自建的超高清全景视频，如《永乐大典》全景视频、“甲骨文记忆”展览全景视频、“全景国图”漫游视频等，帮助读者更好了解国家图书馆馆藏资源和馆舍情况，也包括对优秀传统文化作品的全景刻画视频，如《韩熙载夜宴图》《千里江山图》《华山云海图》等名画的深度介绍全景视频，积极向公众传播、推广优秀传统文化，还包括历史、地理、科技等领域的科普视频，如平遥古城等文物古迹介绍视频、“共览世界音乐之都”等城市印象视频，以及依据《流浪地球》创作的优秀文学作品全景视频等。此外，全景展厅还可作为背景墙为数字图书馆开展主题活动提供沉浸式体验硬件支持，如：2023年科技周期间，国家图书馆在数字图书馆体验区举办主题为“穿汉服、写汉字、共赏AR”的互动体验活动，为配合活动氛围，在全景展厅滚动播出《天工开物：杀青》《天工开物：彰施》《华山云海图》等沉浸式影片，使主题内容和活动场景深度融合，提升读者沉浸式体验感受。3.3

阅读树介绍阅读树是国家图书馆搭载5G技术依托云架构体系打造的树状沉浸式阅读架构，读者可利用可穿戴设备观看内置全景视频内容。阅读树拥有8套设备体系，可同时为多位读者提供沉浸式全景阅读体验，引入华为云与边缘云相结合的技术架构将全景VR内容从云端分发至不同的体验终端，降低网络延迟带来的体验不适，保障VR视频的流畅播放，同时读者佩戴的VR眼镜还可调节近视度数，全方位提升读者的使用舒适度。阅读树为读者提供的全景影片内容与全景展厅一致，读者在体验过程中既可通过触控屏幕对影片进行选取和播放，也可将目光对准VR眼镜中的内置光标，凝视3秒钟完成相应操作，让读者真正沉浸式体验科学技术发展带来的阅读乐趣。4

对沉浸式阅读发展的思考4.1

加强VR视频资源建设沉浸式阅读的最终目的是为了获取知识，只有优质的VR视频资源才能为读者带来知识的启迪。公共图书馆既要利用自身资源优势充分挖掘馆藏特色优秀资源，制作质量上乘、具有丰富文化属性的优质视频资源，又要积极开展行业间的合作，使具有关联属性的资源互为补充，形成较为完整的深度资源体系，为开发制作内涵丰富的知识类视频提供资源支撑。例如，国家图书馆积极开展与其他机构的合作，开拓资源挖掘途径，打造资源共建共享新模式，2023年展出的古籍活化项目《古籍寻游记》就是依托交互技术、光场扫描技术等还原“古文献四大发现”，即殷墟甲骨、居延汉简、敦煌遗书、明清档案，为读者呈现首部重现古文献四大发现的VR互动纪录片。4.2

加强沉浸式阅读技术研发和应用公共图书馆既是沉浸式阅读技术的使用者，也是沉浸式阅读项目的开发者，应积极参与沉浸式阅读技术的研发及应用，联手科技研发公司、科研机构等深入探讨沉浸式阅读基础技术以及能够对沉浸式阅读产生深刻影响的相关技术。近年来受到广泛关注的“元宇宙”概念已经渗透到智慧图书馆的建设规划当中，其中的扩展现实（XR）技术就是包含了增强现实技术（AR）、虚拟现实技术（VR）和混合现实技术（MR）等相关技术的沉浸式技术的总括性术语，未来智慧图书馆可以利用XR技术在虚拟世界当中模拟真实图书馆的业务场景，为大量在线用户同时提供图书馆知识传递等互动服务以及沉浸式阅读体验［7］。例如，国家图书馆综合运用大模型语义、AI语义泛化、人机交互工程、3D空间建模、毛发布料解构等技术开发超写实数字人“图灵灵”，打造智能型数字馆员，为读者提供多元化、沉浸式互动服务。4.3

提供个性化沉浸式阅读体验图书馆行业正在向未来智慧图书馆进军，应将个性化的服