移动增强现实技术推动图书馆体验创新

移动增强现实技术推动图书馆体验创新*

薛涵朱娜娜

【摘要】在阐述移动增强现实技术发展的基础上，重点分析移动增强现实技术在国外图书馆的应用现状。根

据移动增强技术的特点，结合图书馆的业务实际，从图书馆导航、图书排架、馆藏资源的利用以及个性化服务

四方面探讨移动增强现实技术在推动图书馆体验创新中的作用。

【关键词】移动增强现实技术智能手机图书馆体验创新Abstract：Basedonthedevelopmentofmobileaugmentedrealitytechnology，thispapermainlyanalyzesthecurrent

statusoftheapplicationofmobileaugmentedrealitytechnologyinoverseaslibraries.Accordingtothetechnical

characteristicsofmobileaugmentedreality，combinedwithpracticalbusinessoflibrary，wediscusstheeffectofmobile

augmentedrealitytechnologyintheinnovationofexperienceinlibraryfromfouraspects：librarynavigation，bookshelf

arrangement，resourceutilizationandpersonalizedservice.

Keywords：mobileaugmentedrealitysmartphonelibraryexperienceinnovation

增强现实（AugmentedＲeality，AＲ），也称为增强式虚拟现实、混合现实，是将计算机生成的虚拟信息添加在真实环境中，呈现信息丰富的增强式现实场景。

例如，2014年6月的世界杯，国内收视率最高的世界杯直播节目《豪门盛宴》中惊艳亮相的虚拟球场、虚拟球员以及虚拟阵容，其中AＲ技术的应用增强了节目的可看性和互动性，得到了广泛的关注和好评；天气预报、体育电视转播也能看到AＲ技术的应用；还有近年来热炒的基于AＲ的可穿戴智能眼镜Google

Glass的出现。

移动增强现实，即基于移动终端（主要指智能手机）的增强现实，是AＲ技术与移动计算相结合的产物。AＲ技术在国防、医疗、商业、娱乐等领域有着广泛的应用前景，而移动AＲ应用的发展已渗透到生活各个领域。例如，手机上流行的AＲ应用Layar使用手机内置的GPS收集附近区域的信息（餐馆、酒店等），

并在屏幕上加载图像和信息以叠加的方式显示给用户。

根据市场调查研究公司JuniperＲesearch的预测，预计到2015年，移动AＲ应用程序和服务的收入将从2010

年的不到200万美元增长到接近15亿美元，具备AＲ

功能的应用种类也将由最初的位置搜索程序和浏览器扩展到社交、教育、生活和游戏等诸多领域。

目前，移动AＲ技术为移动互联网用户带来了全新的应用体验，这也引起了国内外图书馆界极大的兴趣。移动AＲ技术在图书馆的应用，能拓展数字图书馆业务范围，创新图书馆服务方式，提供更加人性化和个性化的服务。鉴于此，本文试图对移动增强现实技术在图书馆的创新体验做较为深入的研究与探讨。

1移动增强现实技术1.1增强现实1968年，Sutherland开发了第一套增强现实系统，

同时也是第一套虚拟现实系统［1］。1992年，Caudell和Mizell提出“增强现实（AugmentedＲeality）”一词，用来描述将计算机呈现的元素覆盖在真实世界上这一技术［2］。1994年，Milgram和Kishino在《混合实景与虚拟显示分类》（TaxonomyofMixedＲealityVisualDispl-

ays）论文中定义了“现实—虚拟连续统”（Ｒeality-VirtualityContinuum）的概念［3］。他们将这个连续统描述为从真实环境到虚拟环境的跨度，两者之间靠近现实环境的区域称为增强现实，而靠近虚拟环境的则是增强虚拟。53ＲESEAＲCHONLIBＲAＲYSCIENCE

*本文系中央高校自由探索计划图书馆科学研究项目“移动增强现实技术推动图书馆体验创新”（项目编号：HEUCF20156010）的研究成果。DOI:10.15941/j.cnki.issn1001-0424.2015.07.0071997年，Azuma发布第一个关于增强现实的报告，

提出了一个已被广泛接受的增强现实定义，这个定义

包含3个特征：将虚拟和现实结合；实时互动；基于3D的定位［4］。如今Milgram的“连续统”与Azuma的定义都被公认为增强现实的定义。

增强现实（AＲ）是革命性的技术，通过一个可视

化界面叠加虚拟的内容，可以用来增强物理环境。增

强现实系统为用户生成一个复合视图，是用户观察到

的真实的场景和计算机生成的虚拟场景的结合，计算

机用额外的信息增强场景。增强现实的目的是将虚拟

信息与真实世界无缝结合，成为一个更完整的我们生活的一部分，增强用户的视觉感受，使用户与真实世

界的交互更直观、更真实。

从技术的角度来看，AＲ是VＲ的一种演变，是在

虚拟现实技术基础上发展起来的一种新兴计算机应用

和人机交互技术，与虚拟现实完全沉浸在虚拟的环境中不同，增强现实强调虚实结合，将虚拟的物体叠加

或合成到真实世界中，允许用户查看一个真实的用计

算机生成的三维物体增强的真实环境。因此，增强现

实可以补充现实世界的感知和交互而不是替代真实。

1.2移动增强现实AＲ技术自1960年以来已经可用，直到最近它才经历爆发式的流行，很大原因是移动技术的快速发展

为AＲ应用提供了强大而方便的平台。近年来，智能

手机发展迅速，性能越来越强大，具备了接近PC机的

运算能力和处理能力，集成了增强现实系统需要的各

种相关技术和模块，已基本能满足增强现实的软硬件

要求，并且具有体积小、携带方便及普及率高等特点，

而且从使用者的角度考虑，增强现实是对现实的“增

强”，移动设备和消费者的现实联系最紧密，因此将智

能手机作为AＲ技术的开发应用平台，已成为新一代AＲ技术的必然趋势。

目前，面向智能手机的移动增强现实应用可以分为两大类，一种是基于位置感应的，首先通过GPS、

电子罗盘等感应器获得所处空间的位置，然后从网络

获取相关信息并在当前图像上呈现和更新，比如Layar

和Wikitude；另一种是基于图像识别的，先通过对现

实环境中的物体或标志进行图像识别和分析，再在这

些物体或标志上实时地呈现相应的信息，比如Junaio

和Popcode。

2移动增强现实技术在图书馆的应用现状移动增强现实技术近年来得到了快速发展，它应

用的一个特定区域是图书馆管理，国外学者在图书馆

领域实现了一些探索性移动AＲ应用。

Umlauf等人提出的AＲLib是一个在笔记本平台上实现的基于位置应用的移动增强现实系统，虽然不是我们讨论的基于智能手机平台，但它是较早的图书馆

增强现实系统应用。AＲLib利用光学跟踪方法，依赖AＲToolkit识别标记，在图书馆通过增强书架上书的位置，帮助读者借还书，支持导航以及在一个时间注释

多本书。即使是几百本书，甚至在一个单间图书馆，

AＲLib在定位书方面非常有效，然而，AＲLib被提供给它的低端摄像头分辨率（320×240）和低速处理器所

阻碍［5］。

塞尔维亚国家博物馆通过智能手机利用QＲ码和

增强现实在国家博物馆前举行虚拟展览，使用IT、移

动技术、增强现实和QＲ码改变我们表达交流文化遗产的方式［6］。

巴伐利亚州立图书馆创新服务实现增强现实应用“LudwigII”，提供了一个独特的有关著名的巴伐利亚“童话大王”路德维希二世的多媒体信息。该应用程序显著呈现增强现实特点，数字对象实时定位在iPhone

屏幕上，包括路德维希二世生活中相关的140个地方

信息，能生动地出现在iPhone屏幕上或在地图列表上，

并可以很容易地访问。这款应用作为指引路德维希二

世的宫殿、城堡、生活的所有事件是不可缺少的，对

所有路德维希的崇拜者和游客来说也是必不可少的，

使游客能在大量的历史信息中轻松体验。林登霍夫堡和新天鹅城堡的游客可以使用这个应用，用于产生数

字三维模型的门票，当你点击iPhone上的门票时，你

参观宫殿的三维仿真模型就显示在屏幕上，使门票变

得活跃起来［7］。

Parhizkar等人探讨增强现实在图书馆珍贵的特藏书本和手稿方面的应用。由于珍贵的书本和手稿代表

各个国家的继承是无价的，图书馆必须确保这一特藏

很好的传承。使用增强现实能够模拟这些珍贵的书籍，

增强现实形式能确保收藏可以得到较好的保持。开发AＲＲare-BM，允许用户把增强珍本放在平板上操纵阅读、翻转页面以及阅读珍本和手稿的内容，阅读后用户还可以留下一个书签，使他们能够在稍后的日期再

次阅读自己喜欢的部分［8］。

美国北卡罗莱纳州立大学图书馆研发了移动AＲ

应用程序Wolfwalk，其利用收藏的历史图片为用户展

示校园内的地标性建筑、景点、设施的历史图片和资料。WolfWalk通过使用AＲ和地理定位技术提供地图

导航式应用。当师生在校园漫步时，用手机摄像头对

准某建筑，即可以实时获取有关该建筑和地点的历史

图片、重要事件等信息，还可以查看所在位置附近的

重要校园设施［9］。

英国联合信息系统委员会的“移动图书馆社区支63图书馆学研究2015.7持项目”借助AＲ技术，帮助学生们学习和研究古代文献资料。通过在原稿周围附加上数字图片、在线学

习资料以及图书馆的相关学术信息，丰富学生的信息

来源，提升学生的学习体验；在保护古籍的同时，也

让学生充分接触到原始文献，促进特藏研究和教

学［10］。

弗吉尼亚海滩公共图书馆将数字化后的本地历史

特藏提供给Tagwhat公司开发的一款称为“景点伟大故

事”的应用程序，用户通过手机观看景点，关于该景

点的资料就会出现在屏幕上，随着用户观看方位和角

度的改变，所看到的信息也有所不同［11］。Chen等人开发了一个新的移动增强现实系统用于书脊识别。在书架中找寻位置，系统提出一种新的搜

索策略，实现了非常低的大约1秒的识别延迟，在移

动设备的取景器上支持实时增强。通过分析取景器中

看到的物体的运动，能推断出用户的兴趣。取景器增强一本书的身份，从不同的供应商的价格，平均用户

评分，从封闭的书架位置到一个数字指南针标记。AＲ

系统已经在Android智能手机实现［12］［13］。

移动AＲ技术在图书馆的经典应用是ShelvAＲ应

用，该程序借助移动AＲ技术的定位功能，提高了对

书架的管理效率。ShelvAＲ是运行在智能手机上的增强现实读架系统，它减少书架管理所花费的时间，提高

了精度，并产生书架上图书库存这一副产品。使用ShelvAＲ时，没有工作经验的馆员在读架任务上同样快速准确，就像经验丰富的馆员。ShelvAＲ程序读取一排

书的标签，使用简单的2-D增强给用户提供信息。如果这些书的顺序是正确的，所有的书脊都标有绿色复

选标记。如果书的顺序混乱，ShelvAＲ程序会计算整理

书籍的最有效方式，用橙色疑问标记标出那些需要重

新整理的书。ShelvAＲ利用智能手机的AＲ“魔术镜

头”解决多目标捕获任务，相比Chen等人通过拍摄书

脊上的图片提供书架上书的信息，其系统需要书脊图片的在线数据库，因此，他们的识别算法需要大约1