虚拟现实技术在数字图书馆的应用研究
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摘要
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。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。
虚拟现实(VR)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21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。
本文采用文献调查法、案例分析法、实证研究法、比较分析法,跨学科研究法等研究方法对VR技术在数字图书馆的应用基础、VR系统的构成与实现、VR技术在数字图书馆应用的必要性与可行性以及VR技术在数字图书馆虚拟空间、三维信息资源建设、可视化信息检索、虚拟参考咨询、远程遥控技术方面的应用进行了全面的研究探讨。全文约14.5万字,分为五个部分,主要内容如下：
第一章阐述了VR技术在数字图书馆的应用基础以及VR系统的构成与实现。由于外来语的原因,我国学者对VR (Virtual Reality)的翻译有着许多不同的称谓和解释,国内外学者对VR的定义也存在着较大的差异。笔者在总结分析国内外学者的观点和研究成果的基础上,对VR的释义以及定义,提出了个人的意见和想法。对于VR系统的构成特别强调了人是VR系统的主体,人决定了VR的实现与应用。
第二章从信息社会发展、数字图书馆建设与发展以及优势互补、创新服务的角度论述了VR技术在数字图书馆应用的必要性；从“三网”融合与物联网建设、图书馆的技术情结、VR技术的特征等方面分析了VR技术在数字图书馆应用的可行性。随着信息社会的迅速发展,人们对数字图书馆的建设和服务提出了更高的要求,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。当前,党和国家高度重视从“三网”融合与物联网建设,国务院多次召开常务会议予以研究。“三网”的融合与物联网的建设,为VR技术在数字图书馆的应用提供了高速网络信息基础设施的支撑和性能优异、价格低廉传感设备的支持。
第三章从虚拟现实建模语言(VRML)的原理与特点入手,通过基于VRML的数字图书馆虚拟空间设计,从VR系统四种类型全面探讨了VR技术在数字图书馆虚拟空间的应用,分析VR技术在数字图书馆应用中存在的问题,指出目前阶段纯软件VR技术方式是我国数字图书馆的最佳选择,纯软件VR技术方式与Internet技术结合起来的分布式VR系统,是数字图书馆应用的发展方向。
第四章通过利用HTML、JavaScript、VRML对信息资源建设的具体实现,对二维信息资源和三维信息资源进行了比较分析。笔者认为,三维信息资源兼有传统纸质媒介和二维数字资源两者的优势,实现技术要求不高,便于数字图书馆信息检索和服务,非常适合于数字图书馆应用,但也存在一些困难,还有许多工作需要改进,任重而道远。
第五章从信息检索的可视化与三维虚拟参考咨询的角度,对目前VR技术在数字图书馆三维可视化信息检索、虚拟参考咨询的案例进行了梳理,对VR技术在数字图书馆服务方面的应用进行了深入的分析,提出了改进数字图书馆三维可视化信息检索和虚拟参考咨询的建议。
最后的结语部分,对VR技术在数字图书馆的应用研究做了小结,并对后续的研究和应用进行了展望。
Digital Library (DL) is an extension and development of the traditional library in the era of information. As a sort of information centre, without limitations in space and time, easily accessible and super-sized, it has been developed rapidly and become a prevailing form of library with evident advantages for organization and management. Obviously, DL both expands and challenges traditional and expectation of traditional library. More importantly, it provides an essential basis for the emergence of a series of issues or problems worth exploring academically. Moreover, it continues to prove that application of new techniques plays a decisive role in the development of library enterprise.
Having been developed for more than20years, the technique of virtual reality (VR) has become one of the most important and inventive21th century technologies, paralleling with internet and multi-media. VR is a type of synthetic integration technique, which integrates computer graphics, computer human interaction, sensor technique, artificial intelligence, robotique, etc. and features with multi-sensing, immersion, interactivity and imaginary, etc. DL digitalizes library collections and resources, including those of paper documents in the traditional libraries. Also, VR transform the two-dimensional information into three dimensions, expands approaches, contents and scope of service, which will result in radical change in DL. This research attempts to explore the application of VR to DL. It is expected that this study could improve or accelerate the development of DL in China, particularly in the cases of integration of "three networks and inter-network construction".
Based on a survey of documents, case studies, pragmatic approach, comparative study, cross-disciplinary study and so on, this dissertation presents a comprehensive investigation of the technology of VR in the infrustracture of DL, including the application foundation composition and implementation of VR system, as well as the necessity and possibilities for application, virtual space in digital library, construction of three-dimensional information, visual search for information and source, virtual consulting and reference, remote control technology. In all, the dissertation consists of145,000words, which are presented in5chapters and briefly described as follows:
Chapter1discusses the application foundations for VR in DL as well as how VR is composed and realized. Because VR was originally originated from foreign contries, interpretations and definitions of VR have always been widely debated and discussed among Chinese scholars. On the basis of critical generalization of foreign scholars' viewpoints and achievements, this dissertation articulates and presents the interpretations and definitions of VR. To the composition of VR system, this dissertation argues that human is the main factor of VR system and decides the realization and application of VR.
Chapter2discusses the necessity of VR in DL application from the perspective of the development of information society, the construction and development of DL as well as the complementary advantages and innovative service of VR. Meanwhile, the dissertation also discusses the feasibility of VR in DL application in the context of the integration of three networks, the construction of the internet of things, the technological complex of library, and the characteristics of VR. With the rapid development of information society, the construction and service of digital library are challenged by higher requirements, since the history of thousands of years for library development has already proved that application of new techniques plays a decisive role in the development of library enterprise. At present, the Chinese Communist Party and the national government pay great attention to the integration of three networks and the construction of the internet of things, which are studied repetitively in executive meetings of the State Council, providing the support of high speed network technical infrastructure and of excellent and inexpensive sensing equipment for VR in DL application.
Chapter3presents a comprehensive discussion on VR's application in virtual space of DL from the four types of VR system through virtual spatial design of digital library based on the theory and features of VRML. Furthermore, this chapter analyses the problems that exist in VR in DL application, and points out that software-only VR is so far the best choice for China DL, and VR system combining software-only VR with Internet is the development orientation of DL application.
Chapter4makes a comparative analysis between two-dimensional and three-dimensional information resources through utilizing HTML, JavaScript and VRML to realize information resources construction. This dissertation discusses that three-dimensional information resources has the advantages of both traditional paper medium and two-dimensional digital resources, with low requirements of implementation technique, is convenient for message retrieval and service in digital library, but also has some difficulties need improving, still having a long way to go.
Chapter5generalizes the cases of three-dimensional visual message retrieval and virtual reference from the perspective of message retrieval visualization and three-dimensional virtual reference, provides an important analysis on VR's application in DL service, proposing suggestions to improve three-dimensional visual message retrieval and virtual reference in digital library.
Finally, the paper summarizes VR's application in, and makes a prospect of its further research and application.
虚拟现实(VR)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21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。
本文采用文献调查法、案例分析法、实证研究法、比较分析法,跨学科研究法等研究方法对VR技术在数字图书馆的应用基础、VR系统的构成与实现、VR技术在数字图书馆应用的必要性与可行性以及VR技术在数字图书馆虚拟空间、三维信息资源建设、可视化信息检索、虚拟参考咨询、远程遥控技术方面的应用进行了全面的研究探讨。全文约14.5万字,分为五个部分,主要内容如下：
第一章阐述了VR技术在数字图书馆的应用基础以及VR系统的构成与实现。由于外来语的原因,我国学者对VR (Virtual Reality)的翻译有着许多不同的称谓和解释,国内外学者对VR的定义也存在着较大的差异。笔者在总结分析国内外学者的观点和研究成果的基础上,对VR的释义以及定义,提出了个人的意见和想法。对于VR系统的构成特别强调了人是VR系统的主体,人决定了VR的实现与应用。
第二章从信息社会发展、数字图书馆建设与发展以及优势互补、创新服务的角度论述了VR技术在数字图书馆应用的必要性；从“三网”融合与物联网建设、图书馆的技术情结、VR技术的特征等方面分析了VR技术在数字图书馆应用的可行性。随着信息社会的迅速发展,人们对数字图书馆的建设和服务提出了更高的要求,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。当前,党和国家高度重视从“三网”融合与物联网建设,国务院多次召开常务会议予以研究。“三网”的融合与物联网的建设,为VR技术在数字图书馆的应用提供了高速网络信息基础设施的支撑和性能优异、价格低廉传感设备的支持。
第三章从虚拟现实建模语言(VRML)的原理与特点入手,通过基于VRML的数字图书馆虚拟空间设计,从VR系统四种类型全面探讨了VR技术在数字图书馆虚拟空间的应用,分析VR技术在数字图书馆应用中存在的问题,指出目前阶段纯软件VR技术方式是我国数字图书馆的最佳选择,纯软件VR技术方式与Internet技术结合起来的分布式VR系统,是数字图书馆应用的发展方向。
第四章通过利用HTML、JavaScript、VRML对信息资源建设的具体实现,对二维信息资源和三维信息资源进行了比较分析。笔者认为,三维信息资源兼有传统纸质媒介和二维数字资源两者的优势,实现技术要求不高,便于数字图书馆信息检索和服务,非常适合于数字图书馆应用,但也存在一些困难,还有许多工作需要改进,任重而道远。
第五章从信息检索的可视化与三维虚拟参考咨询的角度,对目前VR技术在数字图书馆三维可视化信息检索、虚拟参考咨询的案例进行了梳理,对VR技术在数字图书馆服务方面的应用进行了深入的分析,提出了改进数字图书馆三维可视化信息检索和虚拟参考咨询的建议。
最后的结语部分,对VR技术在数字图书馆的应用研究做了小结,并对后续的研究和应用进行了展望。
Digital Library (DL) is an extension and development of the traditional library in the era of information. As a sort of information centre, without limitations in space and time, easily accessible and super-sized, it has been developed rapidly and become a prevailing form of library with evident advantages for organization and management. Obviously, DL both expands and challenges traditional and expectation of traditional library. More importantly, it provides an essential basis for the emergence of a series of issues or problems worth exploring academically. Moreover, it continues to prove that application of new techniques plays a decisive role in the development of library enterprise.
Having been developed for more than20years, the technique of virtual reality (VR) has become one of the most important and inventive21th century technologies, paralleling with internet and multi-media. VR is a type of synthetic integration technique, which integrates computer graphics, computer human interaction, sensor technique, artificial intelligence, robotique, etc. and features with multi-sensing, immersion, interactivity and imaginary, etc. DL digitalizes library collections and resources, including those of paper documents in the traditional libraries. Also, VR transform the two-dimensional information into three dimensions, expands approaches, contents and scope of service, which will result in radical change in DL. This research attempts to explore the application of VR to DL. It is expected that this study could improve or accelerate the development of DL in China, particularly in the cases of integration of "three networks and inter-network construction".
Based on a survey of documents, case studies, pragmatic approach, comparative study, cross-disciplinary study and so on, this dissertation presents a comprehensive investigation of the technology of VR in the infrustracture of DL, including the application foundation composition and implementation of VR system, as well as the necessity and possibilities for application, virtual space in digital library, construction of three-dimensional information, visual search for information and source, virtual consulting and reference, remote control technology. In all, the dissertation consists of145,000words, which are presented in5chapters and briefly described as follows:
Chapter1discusses the application foundations for VR in DL as well as how VR is composed and realized. Because VR was originally originated from foreign contries, interpretations and definitions of VR have always been widely debated and discussed among Chinese scholars. On the basis of critical generalization of foreign scholars' viewpoints and achievements, this dissertation articulates and presents the interpretations and definitions of VR. To the composition of VR system, this dissertation argues that human is the main factor of VR system and decides the realization and application of VR.
Chapter2discusses the necessity of VR in DL application from the perspective of the development of information society, the construction and development of DL as well as the complementary advantages and innovative service of VR. Meanwhile, the dissertation also discusses the feasibility of VR in DL application in the context of the integration of three networks, the construction of the internet of things, the technological complex of library, and the characteristics of VR. With the rapid development of information society, the construction and service of digital library are challenged by higher requirements, since the history of thousands of years for library development has already proved that application of new techniques plays a decisive role in the development of library enterprise. At present, the Chinese Communist Party and the national government pay great attention to the integration of three networks and the construction of the internet of things, which are studied repetitively in executive meetings of the State Council, providing the support of high speed network technical infrastructure and of excellent and inexpensive sensing equipment for VR in DL application.
Chapter3presents a comprehensive discussion on VR's application in virtual space of DL from the four types of VR system through virtual spatial design of digital library based on the theory and features of VRML. Furthermore, this chapter analyses the problems that exist in VR in DL application, and points out that software-only VR is so far the best choice for China DL, and VR system combining software-only VR with Internet is the development orientation of DL application.
Chapter4makes a comparative analysis between two-dimensional and three-dimensional information resources through utilizing HTML, JavaScript and VRML to realize information resources construction. This dissertation discusses that three-dimensional information resources has the advantages of both traditional paper medium and two-dimensional digital resources, with low requirements of implementation technique, is convenient for message retrieval and service in digital library, but also has some difficulties need improving, still having a long way to go.
Chapter5generalizes the cases of three-dimensional visual message retrieval and virtual reference from the perspective of message retrieval visualization and three-dimensional virtual reference, provides an important analysis on VR's application in DL service, proposing suggestions to improve three-dimensional visual message retrieval and virtual reference in digital library.
Finally, the paper summarizes VR's application in, and makes a prospect of its further research and application.
引文
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④同注释2。
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