黄 均

（辽宁中医药大学，辽宁 大连 116600）

移动互联网时代下的增强现实技术(AR)在智能图书馆中个性化应用的探究

黄 均

（辽宁中医药大学，辽宁 大连 116600）

AR是一种利用附加的图形或文字信息等虚拟信息，对周围真实世界的场景进行渲染增强，让虚拟信息与实体事物同时在同一个空间共存，实现虚实融合的效果，从而增强人们对实体事物的认识、理解和交互的高新技术。随着移动互联网技术的快速发展，以智能手机为硬件基础的AR APP开始将AR技术带入到日常生活当中。文章根据AR的特点，在现阶段高校图书馆业务现状分析的基础上，提出AR技术在图书馆中的个性化智能导航服务、光学字符识别、图书智能排架及资源融合、基于大数据环境下的移动AR技术应用于图书馆信息智能云推送服务以及AR技术应用于图书馆智能人脸识别系统等五个方面探讨了AR技术在智能图书馆中的应用。

增强现实技术；智能图书馆；个性化服务；大数据

1 AR技术的相关概述

AR技术是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种新兴技术，其利用附加的图形或文字信息等虚拟信息，对周围真实世界的场景进行渲染，让虚拟信息与实体事物同时在同一个空间共存，实现虚实融合的效果，从而增强人们对实体事物的认识、理解和交互的高新技术。[1]

自从二十世纪九十年代 AR技术的概念被提出以来，在互联网技术的推动下传统的 AR技术已经在工业、医疗、娱乐等行业蓬勃发展[2]，但是由于AR技术对于硬件设备条件要求过高，AR技术还未真正应用到普通民众生活中。但随着今年来科技的飞速发展，CPU、显示器和GPS性能的大幅提升，尤其是自2012年移动互联网元年以来，智能终端的性能飞速提升和平民化，其已经能够满足 AR技术的软硬件需求和市场前景。伴随着 AR技术的逐步成熟及其强大的应用价值的体现，引起了欧美国家的图书馆的极大兴趣，目前在欧美国家尤其是在美国一些大型图书馆已经将 AR技术应用到了图书馆的日常业务中。移动 AR技术使得图书馆与读者之间有了一种新的沟通媒介，它可以使实体图书馆、虚拟图书馆（包括图书馆网站、APP、数字图书馆等）、移动通信以及AR技术深度融合在一起，拓展了图书馆业务，提升了读者的体验，为智能图书馆建设提供了一个行业解决方案。

2 AR智能图书馆建设的核心技术体系

AR智能图书馆系统实现实体图书馆和虚拟信息的无缝对接，从而达到增强读者对图书资料的相关信息的了解、认知的目的，具有真实性、生动性、实用性和实时互动性的特点。AR智能图书馆的核心技术体系主要包括四个方面分别是：虚实融合的显示技术、人机交互系统设计、跟踪定位技术以及大数据分析算法技术[3]。其中虚实融合的显示技术关键包括：显示屏的像素识别能力、显示屏的3D加速和渲染能力，人机交互系统的关键包括;多点触控的实现、软件前端的设计以及设备的人体科学设计。跟踪定位技术的关键包括：高精度GPS信号的处理速度、3G/4G/WiFi通信的设计以及电子罗盘的精密度控制。大数据分析算法技术的关机包括：AR系统后台的CPU性能强弱、GPU的处理能力以及数据分析算法的设计。

3 AR技术在国内图书馆中应用的现状分析

据调查数据显示，目前在国内各大高校、科研机构和社会图书馆中尚未大规模使用 AR技术，仅有的几所高校仅仅使用 AR技术作为初期探索性试验并未向用户开放使用。绝大部分图书馆还是使用传统的服务方式，读者使用图书馆的方式也是以传统为主，大部分读者一般都亲自去图书馆查找自己想要的资料，而查找的方式也相对单一，一般都是手动查找，这样不仅效率低下，而且准确度也不高。信息的供需极度不平衡，读者要找一份资料往往要花上很多时间、而图书馆的资源也不能够有针对性地推送给读者。有的图书馆虽然是配备了数字图书馆，但是由于目前数字图书馆所包含的信息面不够广，利用率不高，而且使用起来也不方便，用户体验不佳，人机交互性差。所以根据调查七成读者根本就不习惯用数字图书馆。另外据调查发现国内许多高校的数字图书馆的大部分功能均处于闲置状态，图书馆每年花巨额维护数字图书馆却一直是处于闲置状态，这极大地浪费了资源，而 AR技术这一新兴便捷的技术大部分的图书馆员和读者表示都不清楚，这是亟待解决的行业问题。

4 AR技术在我国图书馆智能化建设中的应用前景

如今在国家“互联网+”的战略环境下，各种更为先进的现代化技术已应用到图书馆服务中。AR技术使图书馆与用户之间有了一种新的沟通媒介，AR技术为图书馆纸质与数字馆藏带来了意义深远的机会。它可以使实体图书馆、虚拟图书馆结合起来，在移动互联网时代下，对传统图书馆的发展起到了很大的作用，使传统图书馆转变为移动互联网时代的智能图书馆，开创图书馆服务的新方式，将会给图书馆服务带来一次大革命。

4.1AR技术应用于图书馆个性化智能导航和图书个性化定位服务

在国家科教兴国的战略环境下，国内的图书馆面积越来越大，目前国内图书馆的布局较为分散，且大多都缺乏有效的路径指引，这种功能上的不足让读者查找资料的效率大大降低，也降低了读者的阅读体验。随着以Google地图为代表的电子地图技术和地理位置服务(LBS)技术的快速发展，以及移动通信技术的革新，已经有少部分大型图书馆尝试性地开发了图书馆电子地图导航系统。LBS应用结合AR技术，能够为用户提供实时的路径指向，用户体验更加生动。图书馆使用 QR码标识系统来对现实场景进行实时标记和定位，读者通过在数字图书馆中检索自己想要找的资料，然后数字图书馆WEB端结合馆藏资源位置数据库给出相应的QR码，读者通过AR应用终端拍摄QR码获得相应的路线指导方案，读者再通过贴纸书架上的位置 QR信息码即可随时更新和校正路线，即时获得相关的地图指引和导航信息，通过这样的方式高效率地引导读者找到自己想要找的书本和资料。利用图书馆的LBS服务，读者也可以在馆内使用手机搜索图书，LBS系统根据读者的当前位置，定位到读者要找的文献资料具体位置，为读者提供前往目标图书的指引行进路线，帮助读者快速找寻到自己所要找的资料。这种实体图书+WEB+APP深度融合的三位一体图书定位方案极大地提升了读者的阅读体验和查找效率。

4.2AR技术应用于光学字符识别(OCR)

美国一家软件公司在四年前开发了一款基于 AR技术的光学字符识别（OCR）翻译软件，用户点开AR APP后，只要将摄像头对准要识别的文字，手机屏幕上马上就会浮现翻译之后的语言文字[4]。AR APP可包含识别、翻译、替代的功能，使用非常简便，它利用OCR技术识别文字，再通过字典进行查找翻译，然后使用 AR技术将翻译过的文字覆盖在原有文字上。目前这项技术已被苹果公司买断专利，将这项技术运用到IOS系统的光电识别项目。而该技术目前国内成熟的仅有金山公司的金山词霸APP。

使用OCR技术的AR应用不仅可以使读者更好地理解所阅读的内容，同时还高效率地拓展了读者的学习资源，极大地提升了阅读体验。尤其是对于语言障碍的读者建筑金山词霸这样的光电识别软件学习非母语类的资料会更有效率。图书馆可以与成熟的OCR技术提供商进行深度合作，将AR技术与OCR技术深度结合，提升读者的阅读效率和体验。

4.3AR技术应用于图书智能排架及资源融合

将 AR技术的定位导航功能和光点识别功能深度结合起来可以实现新的图书定位功能，可以极大地减轻图书馆员整理书架的繁琐工作的负担。美国迈阿密大学图书馆就利用这一技术有效地解决了图书排架的繁琐工序[5]。该AR软件依赖于书本上的一个特殊的 QR码，采取自动和批量识别的处理机制，对图书的排架情况进行快速核对。图书馆员通过智能手机或者平板电脑的摄像头扫描书架，该 AR应用就可以即时地在屏幕上显示哪本书乱架了，然后在相应的图书书脊上出现一个红色的“X”，并显示方向箭头，指向正确的位置。除了智能排架功能，该应用还可以实现清点藏书的功能[6]。

从以上的事例给我们启示，虽然上述的 AR应用还没有大面积地普及应用，但是它利用 AR技术实现图书智能排架确实是一次超前的技术创新和大胆尝试。我们不仅可以利用AR技术实现图书智能排架，还可以通过扫描书架上的QR码，实时地获取当前图书馆的相关馆藏数据；扫描书脊上的 QR码，可以链接馆藏电子书，亦可指向外部的电子书数据库，同时也可以利用图书馆的CRM（客户关系管理）端的自动化管理系统的数据。

此外，在当今移动互联网格局的时代下还可以利用 AR技术实现图书馆印本资源和数字资源的融合集成展示，实现读者的阅读数据都存在云端，读者在图书馆阅读部分印本资料以后，回到家中可以利用移动终端继续接着阅读相应的图书资料。这种线上与线下紧密结合的阅读机制简化了读者的信息检索，增强了用户体验。可以说在未来相当长的一段时间里，大多数图书馆都保持着印本馆藏和数字馆藏的符合图书馆形态，利用移动 AR技术促进信息资源的融合和集成是建设智能图书馆的一个新的技术思路和解决方案。

4.4基于大数据环境下的 AR技术应用于图书馆信息智能云推送服务

AR系统 CRM（客户关系管理）端基于图书馆借阅产生的大数据，运用大数据分析技术，通过对读者的阅读社会关系、阅读内容等数据的采集与分析，能够精准判断读者的身份、需求、目的，洞察用户最新的科研走向[7]，结合用户相关历史借阅数据，推断其借阅习惯与借阅趋势，再利用数据挖掘技术，定制与其借阅相关联的文献资源。采用云推送机制，根据用户的使用习惯推断用户兴趣或者爱好，及时、有针对性地给用户推送一些最新的书刊、资料等。有效提升了图书馆在科研、教育领域中的作用，为科研教育工作者提供更多有价值的信息，提高服务的针对性、有效性和质量。

AR系统也可以根据读者的借阅数据分析，判断读者图书借阅的总体趋势、各类借阅图书的分布、近期借阅的热门图书等，利用大数据对图书馆馆藏资源进行有效评估，预测出读者的关注热点，并根据图书资源的评价意见，有效评估图书馆已经有的文献资源的质量以及读者对未购图书的需求，这种利用大数据分析评估的机制告别了以往单一的、低效率的、被动的读者荐购方式，以前读者想要图书馆购买一本书，从推荐到购买最低要一个月的时间，极大地影响了读者的需求体验。而采用这种主动的高效的方式能极大地提升图书馆在知识服务方面的积极作用。

除此之外，AR系统还可以设置实时接收被推送的用户反馈意见，图书馆员再根据意见再次完善推送系统，优化大数据的分析算法；保证为每一位读者，在掌握其需求的情况下，图书馆的 AR系统都能及时地为他们提供专业的、精准的、高效的、有针对性的信息推送服务。真正实现图书馆业务的智能化，主动化、高效化。

4.5基于AR技术的图书馆智能人脸识别系统

随着高校招生规模的扩大和大量图书购置，目前国内许多高校的图书馆借阅系统都使用校园一卡通或者图书卡进行管理，校园一卡通、图书卡只认证不认人，还需要工作人员将照片与本人进行对比，识别效率很低，影响借阅效率。当读者忘记带证件的时候就无法借阅，这一点有悖于图书管理的人性化，当证件损坏或者丢失都会给图书管员和读者本身带来很多麻烦。利用基于 AR技术的人脸识别系统无需干扰人们的正常行为就能达到很好的识别效果，无需担心证件忘带或者损坏，读者只需要在摄像机前自然停留片刻，他们的眼睛对准虹膜扫描装置，读者的身份就能被精准有效识别，大大提高了借阅效率和图书馆的安全性。将 AR人脸识别技术引入到高校图书馆借阅管理系统中是图书馆行业的一个重大业务技术革新和安全升级。

5 结语

在当前倡导“互联网+”的新常态移动互联网产业环境下，AR技术在智能化图书馆中实现了导读和定位服务、资源融合服务、大数据分析服务等多种功能，这一技术必将使图书馆的服务方式，服务内容和服务范围等发生根本性的变革，AR技术在图书馆发展中有着极大的应用前景。但目前仍处于起步阶段，仍有许多问题有待研究解决。例如网络信息安全问题，这是目前整个时代所面临的问题，图书馆要积极跟进技术革新和网络安全机制建设，加强图书馆 AR系统的网络安全建设，笔者相信随着各项技术的不断发展、完善、成熟，AR技术在未来智能图书馆中的应用将会愈渐成熟，蓬勃发展。

[1] 付跃安.移动增强现实(AR)技术在图书馆中应用前景分析[J].中国图书馆学报,2013,(3):34-39.

[2] 王璞.移动增强现实技术在图书馆中的应用研究[J].图书与情报,2014,(1):96-100.

[3] 李震,李艳诚.图书馆应用移动增强现实技术(AR)探究[J].图书馆学研究,2014,(21):17-21.

[4] 曾祥满.增强现实技术在图书馆个性化服务平台中的应用研究[D].北京:北京邮电大学,2013.

[5] 杨强.基于增强现实的图书馆个性化服务系统的研究与实现[D].北京:北京邮电大学,2014.

[6] 徐之路.基于 Virtools的虚拟图书馆的设计与开发[D].上海:华东师范大学,2011.

[7] 乔晓露.移动增强现实技术下的图书馆创新体验研究[J].艺术科技,2015,(10):77,101.

Explore personalized applications of augmented reality mobile Internet era of (AR) in the smart library

AR is a use of additional graphics or text information such as virtual information, on the surrounding of the real world scene rendering, let the virtual information and the real things in the same space at the same time coexist, obtain the fusion effect, so as to enhance people's knowledge to the real things, understanding, and interaction of high and new technology. With the rapid development of mobile Internet technology, based on the hardware of intelligent mobile phone will start the AR APP AR technology into daily life. According to the characteristics of AR in university library at present stage business based on the analysis of the status quo, put forward of AR technology in library personalized intelligent navigation service, intelligent optical character recognition, book shelf and resource integration, based on large data environment of mobile AR technology is applied to library information intelligent push cloud services and AR technology application in library intelligent face recognition system in five aspects, such as AR technology in the application of the intelligent library is discussed.

Augmented reality; intelligent library; personalized service; big data

G250.7

A

1008-1151(2015)11-0029-03

2015-10-12

辽宁省“大学生创新创业训练计划”项目（201410162000012）。

黄均（1993－），男，辽宁中医药大学学生，研究方向为物联网工程。