元宇宙虚拟现实图书馆演进过程及建设技术

曾文杰

摘要：元宇宙是一个高度数字化的虚拟空间，它的出现给图书馆的发展提供了新的契机。本文首先对元宇宙虚拟真实图书馆的发展历程进行了详细的介绍，然后对图书馆行业元宇宙研究发展情况进行了分析，最后提出元宇宙图书馆建设技术。这些前沿技术的创新与融合，是构建元宇宙图书馆的关键。本文旨在对元宇宙中未来的图书馆构建与实现提出一些设想。

关键词：元宇宙；图书馆；演进过程；建设技术

所谓元宇宙，就是将现实和虚拟的空间融合在一起，让人能够在这个空间里创造出属于自己的世界。元宇宙的发展要求5 G/6 G网络，大数据，区块链，人工智能，数字孪生，脑机接口等新技术的综合应用。自新冠肺炎暴发以来，无论是线上办公，还是学生网课，抑或是云毕业，都对元宇宙的发展起到了推动作用。中国第一所“元宇宙文化实验室”于2022年4月正式成立，该实验室由清华大学文化创意发展研究院、清华校友文化研究中心、清华设计艺术研究院等机构联合发起，旨在以元宇宙为抓手，对中国文化进行深度研究和传播，更好地推动中华传统文化的创造性转化和创新性发展。图书馆是社会服务的文化机构，它更应该跟上时代步伐，不断地进行技术创新，努力建立起一个全新的、舒适的、高质量的学习和阅读环境。

一、元宇宙虚拟现实图书馆的历史演变过程

自从人们把知识通过不同的媒介保存起来后，就出现了一些地方和组织，它们的作用就是保存知识，比如公元前3000年，巴比伦的一座神殿，希腊的一座哲学学院。而直到公元前 600年，才建立了第一个真正意义上的图书馆，并定义了图书馆的四个主要功能，包括：馆藏收集、整理、典藏和服务。在九十年代，计算机、激光排版等技术为数字化编辑带来了极大的便利，网络的迅速发展不但加速了数字信息的扩散，也促进了数字出版的迅速发展。尽管传统图书馆在服务方面不断推陈出新，但服务的优化大多涉及实体空间。随着移动图书馆、数字图书馆不断发展，传统图书馆开始向智慧图书馆发展，而元宇宙的到来将使图书馆更快地走向全智慧多元化图书馆。将纸质书籍、文献等内容在网络上进行数字化，使读者的阅读更轻松，受众范围更广，大大减少了出版费用。与传统图书馆受限于实体空间的局限相比，数字图书馆具有超大规模、方便使用、不受时间和空间限制、智能检索等诸多优势。如今，随着科技的飞速发展，各种各样的技术都在不断地改变着图书馆，在图书馆的数字化还没有完成之前，图书馆这一古老的职业，很快就会迈入一个元宇宙虚拟现实图书馆时代。

二、国内图书馆行业元宇宙研究发文情况分析

本文以中国知网为检索数据库，以“元宇宙”为关键词，截至2023年，共检索5090条结果，其中学位论文有135篇，包括：博士论文11篇，硕士论文124篇。在发文量的前五位中，图书馆行业元宇宙研究发文量最多，约占到整体发文总量的20%，这表明元宇宙作为一个新的概念，目前国内图书馆行业对其关注较多；其次是计算机类，为8%；再次是历史学（8%）和新闻传播（7%）。总体来看，我国对元宇宙的研究热点主要集中在对元宇宙的概念界定，并进一步阐述其内涵、特征与发展等。

三、元宇宙图书馆建设技术

1.网络及运算技术

元宇宙图书馆的应用与推广，是其应用与推广的基本保证与重要推动力。在此，总结了元宇宙图书馆的5大支持技术，分别是：网络与计算技术，映射技术，交互技术，人工智能和区块链技术。详情可见图1：

图1.关于图书馆元宇宙技术架构

元宇宙图书馆要满足一定数量的用户需求，这就要求网络速度快，计算力强，存储量大。元宇宙图书馆的读者必须与网上的图书管理员进行实时互动，实现信息和数据的实时传递，而网络延迟将会对用户的阅读体验产生很大的影响，所以，进一步发展信息通信技术是让读者走进元宇宙的必要条件。

2.映射技术

映射技术可以做到将物理图书馆与元宇宙图书馆相互感知、理解和交互。其中数字孪生、3D扫描和物联网都是关键技术。这些技术为实现元宇宙图书馆提供了坚实的基础。

3.交互技术

交互技术能够将大量的用户带到元宇宙，在实体与虚拟的图书馆中自由地穿梭。虚拟现实技术（VR）、全息影像技术、脑机交互技术等都将是建设元宇宙图书馆关键技术创新的重点方向。虚拟现实技术是元宇宙图书馆关键技术创新的重点方向，可以推动虚拟现实技术与图书馆业务的深度融合。虚拟现实技术可以为用户提供沉浸式的交互体验，增强用户对图书馆环境的感知和理解。通过将虚拟现实技术引入图书馆业务，可以为读者提供更真实、更生动的阅读体验，满足其多元化和个性化需求。虚拟现实技术还能为读者提供社交功能，通过虚拟社交活动建立图书馆与读者之间的联系，并在此基础上实现人与人之间、人与物之间和物与物之间的联系。元宇宙图书馆的全息影像技术可在数字视觉和自然空间中创建三维空间并实时传输图像信息，提供沉浸式三维视觉体验。

4.人工智能技术

随着人工智能的迅速发展，在计算机视觉、机器学习、自然语言处理和智能语音等领域，出现了大量的技术突破和应用创新，计算机已经完成了许多人类所能做的工作。人工智能是元宇宙图书馆的一项基本技术，它能实现人与人的互动，实现万物的泛在互联。计算机视觉作为元宇宙图书馆实现虚拟与现实的融合体验的核心技术，在此基础上提出了一种全新的“虚拟”与“现实”相融合的体验。元宇宙图书馆中的各种系统与角色，都离不开机器学习的技术支持，其运作效率与智能化水平在很大程度上受到了影响。自然语言处理可以为读者提供技术支撑，而智能语音能够保证元宇宙图书馆与读者之间最精准的理解和交流。

5.区块链技术

区块链技术是一项起源于“比特币”的重要技术。区块链的非中心性，和元宇宙的“共创共享”理念，有着很大的契合，可以说是相辅相成。在元宇宙图书馆中，区块链技术是最基本和最重要的一项技术。与元宇宙图书馆，有着密切的联系。数据传播及验证机制可以向元宇宙图书馆系统提供网络支撑。共识机制保证了读者的公平与信息透明。分布式存储能够将读者的身份信息安全储存。智能合约则保障了元宇宙图书馆的规则公开透明。分布式账本保证了图书馆中数据交换时的同步性和安全性。

四、结语

综上所述，元宇宙图书馆是一种图书馆新形态，它结合了多种新科技，且将现实和虚拟的空间融合在一起。所以，要想在元宇宙中更好地发展，就必须不断地进行技术创新。元宇宙图书馆的建设中，要继续加速推进网络及运算技术、映射技术、交互技术、人工智能技术及区块链技术等前沿数字技术的创新与融合。元宇宙图书馆将会在新技术的不断完善与成熟中逐渐成为一种可能。

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作者简介：曾文杰 （1983.12—），汉族，浙江省温州人，本科，主要从事元宇宙方向技术研究。