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基于UDK引擎的图书馆虚拟漫游系统的设计与实现

在信息数字化、可视化、虚拟化的演变进程中，虚拟现实技术为数字图书馆

的发展和演变开阔了全新的视野。文章分析了虚拟现实技术在图书馆应用的国内

外现状，界定了虚拟现实图书馆的概念并阐述了其特点与优势。在此基础上，以

图书馆虚拟漫游系统为例，介绍了使用UDK（UnrealDevelopmentKit）引擎和

3dsmax开发虚拟图书馆漫游系统的过程和技术问题，提出了一套开发高真实、

高交互的3D虚拟图书馆漫游系统的可行方案。

标签：虚拟现实；图书馆；漫游系统；UDK

一、引言

随着信息时代的到来，人们的学习方式和阅读方式发生了巨大的变化，这使

实体化知识中心的图书馆随之向数字化、虚拟化的方向演变。随着处理器技术的

大幅度提高及图形绘制技术、数字信号处理技术的发展，虚拟现实技术被引入图

书馆领域，正在影响着图书馆的发展方向。

2008年6月，加拿大人ChrisThiessen发布了名为Zoomii的网上书店。另

外，SeeondLife作为3D虚拟世界的先锋，建立了一个“线上乌托邦”，因其开源

性，用户可以在3D虚拟世界中建设任何建筑。但遗憾的是，目前在SecondLife

中，无论是建模贴图还是功能与服务，在数字化虚拟图书馆方面的建设还停留在

一个初期阶段。

在国内，2008年9月，我国第一套可交互的虚拟图书馆系统——“国家图书

馆虚拟现实系统”正式投入使用，创造了中国首家非接触式“3D虚拟数字图书

馆”，体现了数字图书馆的虚拟化发展趋势。2010年5月，水晶石公司参与设计

开发的网上世博展馆，直观地呈现了上海世博园的三维场景，访问者可通过拖动

鼠标直接观赏世博园区的全貌，场馆外景还提供日景和夜景两种光照模式，使观

众获得更多的视觉体验，吉祥海宝作为导览精灵全程为访问者讲解。网上世博馆

成为我国场馆漫游系统的又一成功案例。虚拟现实技术在国家图书馆和网上世博

馆中的成功应用，为图书馆进行创新服务提供了借鉴经验。

二、虚拟现实技术与虚拟现实图书馆

1虚拟现实技术

“虚拟现实”（VirtualReality，VR）是近年来兴起的高新技术，是指利用计

算机和高速多媒体系统产生一个三维的虚拟世界，使用户能够根据自己的愿望实

时地操纵和改变在虚拟世界中所处的环境，是一种以其高度的沉浸性、交互性、

想象性逼真地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机交互技术。它从根本

上改变了人与计算机系统的交互方式，缩短了用户与计算机间的距离，为各类工

程的大规模数据可视化提供了新的描述方法，是一种全新的人机交互界面技术。

目前，虚拟现实所涉及的研究应用领域包括军事、医学、心理学、教育、科研、

商业、影视等，被公认为是2l世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技

术之一。

2虚拟现实图书馆

虚拟现实图书馆顾名思义就是虚拟与现实的结合，是虚拟图书馆与传统图书

馆各取所长的结合体，是建立在VR技术基础之上，通过三维建模构建出来的和

真实图书馆环境一致的数字化3D场馆，在集成图书信息检索和虚拟阅读等功能

后，可以形成一套完备的图书馆仿真系统。使用者可以像步入真实图书馆一样，

畅游于各个阅览室，或者使用虚拟查询台检索图书信息。3D可视化的交互界面

在使用体验上更接近真实图书馆，可以为使用实体图书馆提供学习和训练的计算

机环境，形成“先前参观”的经验，为实体场馆的使用做好准备。

虚拟现实图书馆的功能主要从读者服务、资源整合和宣传与培训三个层面设

定。

读者服务层面：（1）实现自主漫游功能，让读者在图书馆场景中通过操作鼠

标、键盘自主漫游或系统预设的路线自动游览；（2）实现Web3D在线功能，使

得服务对象从到馆用户扩展到所有网络用户，实现在线3D漫游，解决系统使用

的时空限制；（3）实现虚拟教学功能，增加游戏性元素，寓学于乐。

信息资源整合方面：（1）信息资源的立体化呈现，即对信息资源的物理载体

进行虚拟模型的制作，又适当地加入文字、语音、图像、视频等媒体，改善馆藏

资源导览平面化的现状：（2）建立各种资源间的联结，实现相关资源信息的推送

机制。例如展示某一历史事件时，可以将与之相关的视、音频及文本信息整合在

虚拟图书馆中，使知识更加的立体和系统。

培训与宣传方面：（1）在高校新生教育方面，为新生提供虚拟场景漫游，节

约新