虚拟数字图书馆

虚拟数字图书馆（精选十篇）

虚拟数字图书馆 篇1

一、虚拟现实技术特点分析

虚拟现实技术即为Virtual Reality简称为VR, 它又被称为灵境或幻真。虚拟现实技术基于计算机模拟, 通过硬件、软件实施来构建出一个具有虚幻意境的3D空间, 它能够向用户提供视觉、触觉等多角度的感官模拟, 从而让用户可以对三维空间的事物进行全面化的观察。虚拟现实化技术不仅仅承载了高科技理念, 同时也反映出了一定层次的艺术化构思, 换句话说, 虚拟现实技术事实上同时承载了艺术与科技, 它是科技元素与艺术元素的良好结合体。虚拟现实技术包含了AI技术、传感技术、仿真技术以及显示技术等多种先进技术。从技术层面上来看, 虚拟现实技术体现了以下特点, 沉浸—交互—构想, 是虚拟现实技术实现的基本理念。在虚拟系统的构建过程中, 人即用户被视为核心与主体。在传统的计算机操作中, 用户需要利用鼠标、键盘等输入设备与PC进行交互, 在输入指令后PC通过显示设备、音频设备等来向用户来进行信息反馈, 这种传统形式的交互事实上是建立于定量计算上, 但是用户在体验过程中却未得到综合集成环境的信息反馈。虚拟现实技术则让用户能够浸渍于虚拟环境下并与虚拟环境产生互动, 这就让交互性得到了深层次的强化特别是增强了用户的“虚拟体验以及虚拟感受”。另外虚拟系统会根据用户的构想来主动满足相应的需求, 而不需要用户去进行被动化的操作。

二、虚拟现实技术在数字图书馆具体应用探究

虚拟现实技术目前还处于发展阶段, 整个技术体系还不够完善, 本文对虚拟现实技术在成人高校图书馆的应用进行阐述。通过采用虚拟现实技术可以发挥图书馆的引导性功能, 从而让成人阅读服务得到优化, 让读者、受众能够更加方便地进行阅读。

(一) 远程服务。远程服务是虚拟现实技术带来的核心服务之一。在以往成人高校图书馆开展相关活动的时候都需要进行现场交流, 也就是说读者、用户需要亲临现场才能够体验到活动氛围, 现场交流确实能够让读者或用户更好地了解图书馆的服务理念以及活动主题, 但是现场交流也存在着它的局限性。那么远程服务则将活动范围进行了大幅度的扩充, 只要互联网覆盖的地方都能够进行远程服务, 例如图书馆可以构建虚拟课堂或虚拟主播室来进行远程信息传播, 这不仅仅方便了用户与读者, 同时也让图书馆的影响范围得到了扩展。

(二) 高度信息整合。通过虚拟现实技术可以让相关信息高度整合化, 例如将虚拟现实技术应用到成人高校图书馆参考咨询中, 便可以让面向读者的服务得到进一步的完善。图书馆可以根据读者的实际需要, 通过网络资源对资源进行深层次的把握, 以各种方式、方法对资源进行整合, 从而为读者提供高度整合化的图书信息。虚拟现实技术以网络交互为基础, 通过数据采集来得到读者的建议或意见反馈, 再经过网络向读者推送需求信息, 如在线问答、数据库查询等。在VR的作用下, 可以构建出虚拟信息传递终端让读者随时可以与终端进行交互, 突破了时间以及空间的局限化, 给知识化服务带来了强有力的支持。

(三) 引导性作用。通过虚拟现实技术可以让数字图书馆的导读功能得到完善。在传统图书馆实施导读工作的过程中, 需要对读者进行基本的入馆教育, 并对一些书籍进行推荐, 通过人工引导让读者得以大致地掌握图书馆的环境。而在成人高校图书馆中, 利用VR技术可以让读者直接在线对网络资源进行调用, 从而实现多样化以及个体化的导读。采取虚拟现实技术构建出一个咨询、导读虚拟环境, 让读者可以迅速对信息服务内容进行掌握, 了解信息分类, 大大提升了数字化图书馆的引导效率。虚拟现实技术让人机交互得到了强化, 并让用户可以更好、更容易地理解图书馆的工作流程并简化了操作性。

(四) 智能服务。将VR技术融入到数字图书馆的服务当中, 可以让整体性服务向智能化发展。上文中远程服务、智能化导读、信息整合等事实上都是智能服务的体现。VR技术让虚拟环境与用户之间的距离进一步拉近, 并让虚拟服务更加贴近现实化服务, 让服务层次得到了提升, 为用户提供了更高质量的体验。

虚拟数字图书馆 篇2

关键词：“云”计算数字图书馆虚拟化安全问题对策

中图分类号：G25０．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：1003-69３８（２０12）０6－0029-04

1引言

随着云计算技术的发展与成熟，利用云计算技术建设安全、高效、经济、低碳的数字图书馆，按需为读者提供个性化数字阅读服务成为图书馆发展的趋势与必然。云计算环境下，数字图书馆具有基础设施结构复杂、安全威胁增多、读者云阅读需求多样化、云阅读活动满意度与收益率要求高的特点。因此，利用虚拟化技术对云计算、云存储和网络资源进行统一管理和资源共享，实现云基础设施、操作系统和读者服务软件等IT资源表示、访问、配置的简化管理，并提供标准的接口来进行数据输入和输出，是实现数字图书馆云系统资源最优化管理与分配的保障。

Gartner预测到2015年，企业数据中心40%的安全资源管理内容将是虚拟化的。因此，随着虚拟化技术在数字图书馆建设、运营、维护活动中的普及，利用虚拟化技术在降低云图书馆建设、管理、运营、维护成本，并提高数字图书馆云系统组织、结构逻辑性的同时，保证数字图书馆云应用安全和读者云阅读活动服务质量，是关系云计算环境下数字图书馆虚拟化建设与安全所面临的重要问题［1］。

2云图书馆虚拟化安全问题与需求

虚拟化是云计算的关键支撑技术，为云计算环境下数字图书馆云计算、云存储、网络、用户桌面与阅读应用等资源提供逻辑化的资源管理、分配与优化。在大幅度降低云图书馆建设、管理与使用成本的前提下，提高资源的可管性与可用性。云计算环境下，虚拟化安全问题是关系云图书馆建设与读者云阅读活动服务质量的关键因素，也是云图书馆可用性效能判定的重要指标。

2.1虚拟化环境更加复杂、多变

随着虚拟化技术的应用，数字图书馆在大幅降低云计算、云存储和管理服务器硬件设备采购数量的前提下，利用虚拟化技术将单一服务器划分为若干个虚拟化设备，依据读者云阅读服务活动资源使用量按需分配。

虚拟化技术虽然提升了数字图书馆云数据中心资源的管理与使用效率，但是，单一物理服务器所承载的业务将更加密集、繁重，物理设备在逻辑上的隔离也无法保证不同用户、业务应用系统之间的完全隔离，数字图书馆传统意义上的安全界限将更加模糊和难以划定。此外，虚拟化环境下云基础设施结构与软件系统环境将更加复杂、多变，增加了黑客利用虚拟机操作系统和应用程序漏洞进行攻击的成功概率。同时，虚拟化环境下数字图书馆安全防范的对象与内容进一步扩大，对核心系统的攻击可能会造成云图书馆服务中断、系统崩溃和控制权限丢失。第三，黑客可能会利用虚拟化技术的超级计算能力发起对云数据中心的攻击，并巧妙隐藏个人行踪，使非法攻击难以预测和发现［2］。

2.2云图书馆虚拟化安全应用效率要求增加

云计算环境下，数字图书馆虚拟化应用具有智能管理、自动配置和动态迁移的特点。同时，复杂的云基础设施结构与读者数量具有极大不确定性。因此，造成云图书馆在虚拟化应用安全策略的制定、实施、管理和监测上具有较大难度，应根据虚拟化应用安全需求、用户要求、环境特点和客户端现状而制定相应的安全策略。此外，在不同虚拟机上执行安全防护策略时，应对虚拟化安全监测的范围、时间、内容与标准进行合理规划，并部署具有虚拟化感知能力的安全解决方案，避免虚拟化安全应用占用过多的系统资源而导致数据中心整体性能下降。第三，需加强虚拟化管理员与云计算、云存储、云系统管理员的技术协调。在提高云图书馆虚拟化应用安全性的前提下，避免“防病毒风暴”的产生，确保云数据中心管理、运营活动的高效和有序。

2.3虚拟化网络安全问题更加突出

虚拟化环境下，云数字图书馆网络拓扑结构重新组合，云数据中心网络、云图书馆功能区域内部网络、服务器物理设备内部逻辑网络结构的变化，产生了许多新的安全问题。同时，虚拟化网络内部安全区域划分更加模糊，传统的软、硬件防火墙和网关设备无法通过建立多个安全隔离区及制定、实施不同的安全策略来满足系统设备与虚拟化应用安全需求。此外，虚拟交换机与外部拓扑网络结构易变，导致云系统安全威胁与攻击对象无法准确定位，造成安全问题的扩散。第三，云计算环境中虚拟机迁移频率和虚拟化设备之间的数据交换量，随着图书馆云服务业务量的不断增长而增加。此外，不同虚拟设备之间通信链路的建立与断开具有极大的随机性。因此，利用虚拟化网络建立和虚拟机之间的数据通信过程进行渗透攻击，成为黑客攻击虚拟化网络的重要方式［3］。

2.4虚拟化技术存在安全隐患

随着云计算技术的发展，虚拟化技术在数字图书馆建设、服务活动中的应用范围不断扩展，其功能和可用性也不断增强。但是，虚拟化技术在提高云系统可管性、易用性的同时，也增加了系统复杂度，导致虚拟化安全漏洞和安全防范内容不断增加，比传统数字图书馆IT环境更容易受到攻击。

首先，为了提高虚拟机的安全性，应根据虚拟机应用类别和安全需求级别进行云资源与用户的逻辑隔离。但是，传统利用网关、防火墙等方式进行设备物理隔离的方法，已不能适用于采用逻辑划分方式所建立的虚拟化系统。因此，不正确的虚拟机安全隔离方式可能会造成数据的泄漏或者云系统工作效率的下降。第二，虚拟设备的迁移、逃逸等问题，会造成网络地址、端口等参数的随机变化，增加了管理员监控、管理虚拟化设备的难度，使黑客更易于获得虚拟设备的控制权。第三，云计算环境下数字图书馆读者服务具有突发性和随机性的特点，虚拟机在云资源分配活动中可能会因为不科学的资源管理、分配策略和优先级别划分方式，而导致资源分配、使用效率的降低和无节制滥用资源。

nlc202309032028

2.5虚拟化安全攻击形式多样化

与传统IT环境相比，云计算环境下数字图书馆遇到的安全问题更加复杂、多变，虚拟化技术在提高云系统管理、运营效率的同时，也增加了系统的复杂度和管理难度。

在虚拟化环境下，云图书馆除面临传统的安全威胁和攻击方法外，利用虚拟化管理、应用程序漏洞而发起的，以获得云系统控制权和降低云系统运营效率的攻击，成为云图书馆所面临的主要安全攻击方式。其次，如何快速有效地对处于快照、休眠、激活过程中的虚拟机提供有效安全防护策略，确保虚拟机从休眠状态过渡到激活状态时及时获得保护。第三，云计算环境下，黑客常通过租赁或攻击的方式获得某一虚拟机的控制权，进而借助此虚拟机发起对整个云系统的攻击。如何通过有效部署和虚拟化环境底层系统无缝集成的安全解决方案，有效实现对云系统内部虚拟设备之间数据通信的监控、屏蔽与隔离，是确保虚拟系统整体安全的有效方法［4］。

3云图书馆虚拟化安全管理策略

3.1提高虚拟化系统健壮性

提高虚拟化系统自身健壮性，是确保云图书馆数据中心硬件设施、管理与控制系统、应用与服务系统平台、安全防御系统自身免疫力，免受已知和未知病毒、攻击方式、系统漏洞侵害的首要条件。

首先，图书馆应根据服务商云租赁平台安全特点、云图书馆安全需求、虚拟化应用类型、安全需求和环境特点，在保证虚拟化系统安全标准和虚拟化应用效率的前提下，与云服务提供商共同制定相应的安全管理策略，实现虚拟化资源收集和分配的细粒度管理，确保虚拟化应用具有较高的可见性、相关性、可用性和扩展性。其次，应保证虚拟机部署活动高效、精细、可控、安全，虚拟机应用过程符合云计算和虚拟化应用安全标准。第三，云计算安全监测和管理平台能够全程、大范围地实施监控管理，能够识别并预测未知风险和威胁，并通过安全报警、主动防御、日志审查和智能预测等方式保障虚拟化应用安全。第四，应通过集中、压缩、过滤虚拟化应用过程和数据量的方式，大幅降低虚拟化应用与管理的成本、难度和复杂度，实现数字图书馆虚拟化资源与应用的集中控制、细粒度管理、资源快捷交付和基于安全策略的访问控制［5］。

3.2基于传统IT架构的虚拟化安全嵌入

云计算环境下，数字图书馆通常以云迁移的方式进行云基础设施和服务环境的构建。因此，基于传统IT架构基础之上的虚拟化安全嵌入，是实现云图书馆建设投资收益最优化的有效途径。

首先，在虚拟化技术选取和虚拟化应用构建初期，应结合虚拟化安全需求和云安全环境特点，将安全机制内嵌入虚拟化环境中，保证云计算环境下虚拟化具有较高的安全标准。其次，在虚拟化资源管理和虚拟机软件运行过程中，依据虚拟化应用实际划分详细的安全隔离区域和不同等级的安全标准，实现虚拟化资源与数据交流的安全控制策略。第三，虚拟化安全管理与应用必须确保具有较少的云系统资源消耗量，实现虚拟化安全收益和云系统资源消耗的最优化交付。第四，在虚拟化安全策略制定和实施过程中，应减少对物理基础设施安全管理方式的依赖性，不断提高物理设备虚拟化管理的可视性和可控性，实现服务器集群、虚拟化资源池、虚拟化网络、虚拟化数据中心的自动化配置。

3.3虚拟化网络安全防护

3.3.1确保虚拟化网络易监控和可管理

随着云计算环境下虚拟化系统结构和虚拟化应用复杂度的不断增加，许多云租户可能会共享位于同一物理设备上的不同虚拟机，云服务提供商也可能会根据数字图书馆不同云应用需求而分配位于不同物理设备上的虚拟机。因此，虚拟化网络结构复杂、虚拟化交换设备流量激增，是云计算环境下虚拟化网络的特点。

首先，应将多个虚拟化网络设备整体绑定为一个逻辑设备统一管理，并根据虚拟化设备的应用特点和安全要求，划分不同的安全区域并制定相应的安全策略。同时，利用虚拟化软件防护、虚拟化防火墙和入侵检测方法，在减少安全资本投入和合理使用资源的前提下，提高虚拟化网络的安全性。其次，应自动化、智能化地实现网络入侵防御和网络安全漏洞修复，能够利用云防毒技术预测、判定和防范未知病毒，并对重要数据在网络传输前实施加密。第三，云图书馆不同用户和虚拟化应用可能会使用同一物理设备上的虚拟机，并且具有不同的安全标准和要求。因此，在虚拟机安全管理上应避免依据物理设备位置和端口进行安全绑定。应依据用户和虚拟化应用的IP地址、Vlan等标识，把安全设备上的虚拟设备与用户资源池对应起来，实现虚拟化网络标识层面的安全防护［6］。

3.3.2实现虚拟化网络数据流量的监测和安全管理

云计算环境下，数字图书馆虚拟化网络数据传输主要可分为两种方式。一是数据流经数据中心不同物理设备或经过交换设备转发而流向用户，二是数据在某一物理设备内部不同虚拟机之间交换。因此，虚拟化网络具有组织结构复杂性和拓扑结构不确定性，虚拟化网络传输具有数据流量大、网络结构逻辑化、网络拓扑结构易变和网络流量可控性差的特点。

流经数据中心不同物理设备或经过交换设备转发而流向读者的数据，是云图书馆交换设备、网关、入侵防御设备的主要安全保障对象，其传输安全、有效性是云图书馆用户服务质量保障的前提。因此，对于此类数据的监控和管理，主要以依靠传统IT环境下的网络监控、防御系统为主。根据数据传输区域和对象实际在交换节点部署安全设备，并结合不同用户数据传输安全和质量要求制定相应的转发、隔离和安全管理策略，在符合数据传输安全要求的前提下保证传输质量。

同一物理设备内部不同虚拟机之间的数据传输是虚拟化网络存在的特有问题。同一物理设备内部不同虚拟机数据交换的复杂性、不可预测性和不可见性，是导致虚拟机之间数据监控、管理难度增大的主要原因。因此，在传统监控、管理设备和安全策略无法对虚拟机数据传输实施管理的情况下，应建立高效的虚拟交换机并设置相应的访问控制和数据交换策略，实现不同虚拟机之间的网络层数据传输监控和流量漏洞攻击行为检测，并利用虚拟网络防火墙实现虚拟化数据传输的管理和数据流分离［7］。

nlc202309032028

3.4加强虚拟化设备管理和应用安全性

云计算环境下，数字图书馆如何根据读者云阅读服务和虚拟化管理安全需求，结合虚拟化应用系统自身结构、运营特点，智能、自动化地对虚拟设备进行管理安全策略和运行可靠性检查，是确保物理设备和虚拟化系统运营安全、高效的前提。

虚拟化设备安全内容主要为物理设备的可虚拟划分性、操作系统可靠性、虚拟化管理程序高效性、虚拟化应用程序可执行性、相关数据的安全保密性等方面内容。首先，应坚持虚拟化系统与应用程序的整体安全性能评估和虚拟化应用系统运行可靠性测试，确保虚拟化应用程序安全、透明、高效、灵活，在提高单一虚拟化程序运营效率时以不降低整体系统性能为代价。其次，应根据虚拟化应用安全需求划分不同的安全等级。对涉及云图书馆管理、运营、安全、服务的虚拟化应用，应创建位于不同物理设备的备份虚拟机，确保当主虚拟机出现故障时快速切换，保证虚拟化应用的连续性。第三，应根据虚拟化应用优先级别和资源使用量，在降低虚拟化应用管理复杂度的前提下，实现虚拟化资源的动态分配和智能化负载迁移，确保虚拟化应用系统安全、高效、均衡、经济。第四，为了提高虚拟化应用安全，应将虚拟服务器的配置文件和虚拟硬盘镜像文件进行备份，当数字图书馆虚拟化应用停止工作时，只需将备份好的文件还原到新的服务器上即可恢复服务。此外，应对安全标准要求高的虚拟机实现加密的数据通信。

3.5提高虚拟化安全管理策略的高效性和可执行性

制定高效、可执行的虚拟化安全管理策略，是保障云图书馆虚拟化安全的前提和必要条件。

首先，应根据虚拟化系统组织结构和功能，将云服务供应商和云图书馆安全职责内容明确，并依据云计算安全标准对虚拟化安全配置和应用进行测试、评估。同时，应对数据进行分类存储和流量分流，加强虚拟化系统的监控、安全分析与数据访问的身份管理。其次，应加强用户虚拟化阅读终端设备的安全管理，通过托管、身份管理、日志审查、安全补丁等较低的安全投入，确保虚拟桌面具有较强的系统可操作性和数据可靠性。第三，应从提高云图书馆虚拟化应用管理安全、高效、经济、可控性目的出发，由云图书馆虚拟化管理员创建用户对虚拟化系统的细粒度访问控制政策，并对访问活动全面监控、记录和上报。第四，结合所制定的虚拟化安全管理策略，部署智能、自动化的系统管理、监管和监视工具，并通过宿主机的最小化安装来降低黑客可攻击的接口数量和攻击成功概率［8］。

3.6建设开放、可靠的安全防御系统

虚拟化应用增加了云图书馆管理和用户服务系统结构复杂性，传统的安全防御体系已不能完全解决云虚拟化应用环境中的安全问题。必须结合数字图书馆虚拟化应用安全实际，建设安全、可靠的云图书馆虚拟化安全防御系统，并制定相应有效的安全防御策略。

首先，应根据虚拟机安全级别和任务量，对一些涉及云图书馆安全性和云阅读活动服务质量的虚拟机，通过分配独立CPU、硬盘等方式，以及采用虚拟化和物理化双层隔离的方式来保障虚拟设备应用安全。同时，可通过在数据库和应用程序层间设置防火墙、隔离区（DMZ）内运行虚拟化、安全监控、漏洞补丁等方式，消除虚拟机溢出隐患。其次，云图书馆在开发、购买虚拟化应用产品时，应加强对API（应用程序编程接口）开放程度的监管，确保开发、购买的云图书馆虚拟化产品具有较高的安全性和可控性。第三，应定期全面、系统地评估云图书馆系统架构和虚拟化应用系统的健壮性，并有针对性地进行系统安全加固和应用程序的更新。第四，必须加强虚拟防火墙的部署和网络入侵检测。应特别加强虚拟防火墙在核心交换机和骨干服务器群之间、物理网络和虚拟网络之间、不同虚拟化网络之间位置的部署，并对可疑或者非法虚拟机流量进行强制隔离［9］。

4结语

云计算环境下，随着云图书馆建设规模的不断壮大和服务功能的扩展，数字图书馆虚拟化安全问题将直接关系到云图书馆的服务质量和未来发展，是一个涉及云图书馆基础设施架构可靠性、云图书馆运营与管理效率、读者云阅读活动满意度、云图书馆安全的重要问题。因此，只有将虚拟化安全问题与云图书馆系统拓扑架构科学性建设相结合，将虚拟化安全管理有效性与读者云服务系统可管、可用性相结合，坚持虚拟化安全建设高效、可管、经济、易用的原则，在不影响云系统运营效率的前提下实现虚拟化安全投入的最优化收益，才能确保云计算环境下数字图书馆虚拟化应用安全、高效，为读者提供满意的云个性化数字阅读服务［10］。

参考文献：

［1］张建勋等.云计算研究进展综述［J］.计算机应用研究，2010，（2）：429-433．

［2］钱文静，邓仲华.云计算与信息资源共享管理［J］.图书与情报，2009，（4）：47-52.

［3］BuyyaR，YeoCS，VenugopalS，etal.CloudcomputingandemergingITplatforms：vision，hype，andrealityfordeliveringcomputingasthe5thutility［J］.FutureGenerationComputerSystems，2009，25（6）：599-616.

［4］因特尔开源软件技术中心，复旦大学并行处理研究所.系统虚拟化一原理与实现［M］.北京：清华大学出版社，2009：33-42.

［5］王长全，艾雰．云计算环境下的数字图书馆信息资源整合与服务模式创新［J］.图书馆工作与研究，2011，（1）：48－51.

［6］杜海，陈榕.基于完全虚拟化的进程监控方法［J］.计算机工程，2009，35（8）：88-90.

［7］（美）胡普斯等.杨谦，谢志强译.虚拟安全一沙盒、灾备、高可用性、取证分析和蜜罐［M］.北京：科学出版社，2010：57－69.

［8］江迎春.VMware和Xen虚拟网络性能比较［J］.软件导刊，2009，8（5）：133-134.

［9］王红.“云图书馆”平台的架构与实现［J］.情报理论与实践，2010，（10）：108-109.

［10］刘炜.图书馆需要一朵怎样的“云”？［J］.大学图书馆学报，2009，（4）：2-6.

作者简介：陈臣（1974－），男，兰州商学院网络中心讲师，研究方向：云计算、数字图书馆建设、数字图书馆网络安全。

虚拟数字图书馆 篇3

1 数字图书馆与虚拟学习环境整合概述

1.1…有利于图书馆服务角色的改变…

图书馆的服务从传统对图书资料的开发利用, 重视对教师课件资源和考卷资源的开发, 到承担起利用元数据对其组织、描述、加工和整理的任务, 将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆资源与服务融合在一起, 并建立一个统一的信息访问平台。对来源各异、不同媒体的信息资源进行整合, 利用统一的界面为读者提供一个一站式学习、无缝检索的数字化学习环境。

1.2…拓展了图书馆的服务模式

数字图书馆的建设是为了高效率利用图书馆资源, 解决传统图书馆信息搜集、整理、加工服务过程中的局限性和低效率, 以满足读者对图书馆信息资源的需求。与传统图书馆的服务相比, 数字图书馆与虚拟学习环境的整合建立起了以数字图书馆为平台发展起来的虚拟服务、个性化服务、虚拟参考服务、网络导航服务。

1.3…有利于培养学生的学习能力…

虚拟学习环境是在网络条件下产生的, 它具有明显的特征:技术性、开放性、学习资源的丰富性及共享性、学习的自主性等等。数字图书馆与虚拟学习环境的整合可以满足不同读者的不同的学习需求。通过网络虚拟学习调动读者的感官认识, 使其产生学习兴趣, 并能变被动为主动。不仅学习到了知识, 而且获得了学习能力的提升。

1.4…有利于同学之间, 学生与教师之间的交流…

传统的教育方式是受教育者与施教者, 两者之间根本不可能实现所有学生与教师之间的互动。虚拟学习环境下, 教育不再是单纯的只在校园或者在教室内的行为模式, 学生对教师的依赖性减少了。学生可以向老师提出问题, 寻求老师的帮助。老师也可以随时抽查学生作业, 并对作业提出意见和要求。所以说虚拟学习环境更能启发学生的创造性、互动性。

2 数字图书馆与虚拟学习环境整合中存在的问题2.1…技术层次低

虚拟学习环境依托于数字图书馆的发展, 但数字图书馆涉及到图书馆本身结构的数字化以及管理程序、信息传递过程的数字化。它的形成必须依靠馆藏信息资源的信息数字化。数字图书馆是以数字化的形式, 通过计算机和其它外部设备再现的信息资源。在发展过程中一些技术问题还不够完善, 造成了读者下载资料困难。可获取的资源太少, 因而不能真正提供“一站式”的服务。

2.2…资源有限…

数字图书馆与虚拟学习环境的整合是为了让读者获取更多图书馆资源, 为读者提供经数字化处理的多样化、全球共享的学习材料和学习对象。而在具体使用过程中, 由于受到各种因素的制约, 造成向读者提供资源有限。目前, 高校馆藏数字化主要集中在学位论文、会议论文等电子资源 (电子期刊、电子图书等) , 对多媒体资源及网络资源收集加工比较少, 对图片、音频、视频、光盘等类型的资源提供的检索途径比较少。

2.3…读者利用的效率不高…

目前国内许多图书馆资源与服务分布较散, 一站式信息服务未能实现。一方面高校数字图书馆在资源整合过程中普遍存着数据缺乏规范, 造成用户获取资料困难;另一方面图书馆资源内容采集不全, 有些数据库的期刊在整合系统中没有收集。这些都是造成读者利用效率不高的重要原因。…

3 加强数字图书馆与虚拟学习环境整合的举措

3.1…提高整合技术, 完善整合后的系统功能…

3.1.1…信息资源整合。信息资源的整合应以馆藏书目资源为核心, 选择本校特色主题制作成独具特色的文献数据库或者专题数据库, 对数目数据库、全文数据库和一些免费提供短期服务的数据库、自建数据库等多种载体进行全方位的提示与整合。对读者比较常用的资源, 如电子期刊、电子图书、学位论文、会议论文等数字资源通过图书馆主页提供给读者。

3.1.2教师课件的整合。对全校优秀教师的教学方法、课程需要的资源等加以整合, 以充实到虚拟学习环境中。

3.1.3…建立信息资源导航库…。根据读者需求, 搜索、选择、挖掘Internet中的信息资源, 下载到本馆或本地网络中, 经过分类、标引、组织, 通过网络或其他方式提供给用户。图书馆将这些整合出来的数字资源, 通过一定的检索方法提供给读者。对于教师课件参考文献及教学参考书目与图书馆目录建立技术上的链接, 达到虚拟学习环境和数字图书馆相融合的结合体。

3.2…加强读者信息检索技能的培训

对读者群的培训。从低年级的入馆教育到高年级的文献检索课的教育要分层次逐步开展, 以达到即对学生进行培训, 又对图书馆资源起到宣传作用。在全校范围内提高文献检索课教学力度, 将文献检索课纳入必修的范畴, 让文献信息检索知识成为学生走向社会后必不可少的知识点。

3.3…对读者信息需求的分析

3.3.1依赖心理。随着图书馆服务的更新, 读者可以通过计算机、网络等技术查找他所需要资料。但读者还是希望通过一个界面能方便快捷的查找资料以及教学课件等。

3.3.2…求便心里。读者在利用虚拟学习环境时, 倾向于手续简便、网络搜索引擎与入口提供单一的检索点。…

3.3.3…求新心里。由于信息量大, 更新快, 读者在利用时希望获取的是最新的、经过筛选、具有高质量的资源与环境。

对读者信息需求的分析, 是了解读者在虚拟学习环境中学习过程的一般需要, 以便在虚拟学习环境的创建中更好地整合各种数字资源、教学资源, 做到有的放矢。

虚拟学习环境是新兴的、不断发展的信息服务体系, 教师、图书馆员和学生在这一学习环境过程中, 将对数字图书馆和虚拟学习环境提出更多、更高的要求。

参考文献

[1]薛调等.一体化学习环境下的高校图书馆用户需求分析研究[J].图书馆工作与研究, 2005 (2)

数字宇宙 虚拟星空 篇4

城市的膨胀为星空蒙上一层桎梏，面对于此，技术可以做些什么？以盛产“黑科技”闻名的微软研究院给出了一个奇幻的答案：透过一架由大数据拼接起来的虚拟望远镜——万维天文望远镜（WorldWide Telescope，WWT），将这片璀璨的星空整个虚拟化，之后再装进你的电脑里——嗯，王尔德老师听到后估计整个人都不好了。

事实上，如同人类各方面数据的井喷，在并不漫长的岁月里，科学数据同样发生了爆炸式增长。数十年来，人类用自己眼睛的延伸望远镜勾勒出一幅庞大的“数字天空”，这促生了全新的知识发现模式，科学资源的利用和管理也愈加有赖于信息化的技术和手段，而虚拟天文望远镜即是人类为应对海量数据下天文学研究所面临的挑战而提出的一套解决方案。

在不少人眼中，无论对于专业学者还是爱好者，亦或是任何一个对星空饱含敬畏之心的人来说，天文学的数字化都是一次巨大的转折和契机。毕竟，星空近在眼前，当技术还无法让头顶的星星变亮，至少可以让它换—种姿势带你去向更远方。

数字宇宙如何搭建

那么万维天文望远镜（WWT）究竟是个啥？简单而言，它本质上是资源的再次融合。WWT借助庞大的数据库、图像可视化技术，通过微软的一套视觉体验引擎（Visual Experience Engine，VEE），将这个世界上各大知名天文望远镜——如美国宇航局（NASA）、哈勃空间望远镜（HST）、斯隆数字化巡天（SDSS）和钱德拉X射线天文台——以及普通天文爱好者拍摄到的照片和观测到的数据，加工处理为一个统一的“无缝数字宇宙”。用户只需轻滑鼠标，便能够“操纵”一台漫无边际的虚拟望远镜。你可以如同乘坐魔毯一般，平移或缩放星空，在地球、行星、太阳系、星空之间完成虚拟世界的星际穿越。

除此之外，WWT还提供了一个交互式知识共享和学习环境，用户只要点击鼠标，便可以与自己感兴趣的那个目标相关的信息资料产生联系。更具个性化的是，WWT还配备了注解、动画、旁白和配乐等功能。这意味着，每位用户可以在虚拟宇宙之中叙述一个自己虚构出来的故事，并可与他人分享，或者下载别人制作的故事。

另外，微软亚洲研究院学术合作部经理吴国斌向《时间线》介绍，WWT还可以与微软其他的“黑科技”产生连接，譬如体感设备Kinect。据说在Kinect的帮助之下，用户通过手势即可缩玫、翻转、移动WWT的视角，在一定程度上完成数字宇宙的斗转星移。

听起来蛮炫酷，但实际上WWT已经算是技术世界的一位长者了。早在2008年5月，微软就正式对外免费发布了WWT。倘若要追溯这项技术的源头，还要回到更加遥远的1993年。这一年，一位叫做Curtis Wong的开发者参与了一项名为JohnDobson’s Universe的国家级项目，旨在以故事驱动的方式探索宇宙，并以CD-ROM光盘的形式展示给公众，但遗遗憾的是，该项目半路夭折。

转眼到了2002年，Curtis Wong进入微软研究院工作，并结识了著名数据库专家，也是图灵奖获得者Jim Gray。Jim是首批意识到大数据将会对类科学研究产生重大影响的人之一，并使用庞大的天文数据集与可视化技术进行合作。遇到Jim Gray之后，Curtis Wong认为这是一个圆他多年天文梦想的机会——不仅是图像的简单集合，而是给每一个孩子一个可视化的宇宙。

Jim Gray却有一个伤感却又传奇的人生结尾。2007年，Gray独自航向法拉伦岛，目的是将母亲的骨灰洒向大海，但他的船却失踪了，至今杳无音讯。这个一生都致力于将人与人连通起来的天才就此与所有人失去了联系。

转眼又过三年，Curtis Wong招募了软件工程师亦是天文爱好者的Jonathan Fay，Jonathan曾从事过利用浏览器开发天体3D地图的工作，如月亮和火星的研究。Curtis认为这项研究可以应用于他心中幻想的终极虚拟望远镜，组织并可视化天文数据，同时提供可互动的故事化叙事能力——事实上，用天上的星星讲故事，—直就是Curtis Wong的少年之梦，在洛杉矶长大的他，儿时就时常会仰望星空，遐想跨越星星之间的奇妙旅程。

WWT在中国

在地球的另一端，中国河北省高阳县东绪口村——华北平原上一个很难在地图上寻觅到的小村庄，还是少年的崔辰州也沉迷于仰望这同一片星空。他从小学自然课本中接触到贫瘠的天文学知识，但在更为贫瘠的农村，热爱星空的唯一方式就是用肉眼看看它。直到上大学之后，崔辰州才接触到天文望远镜，而凭借对于天文学的天分和勤奋，他最终在国家天文台找到了一份“与星星距离最近”的工作。

或许是感同身受，年少的经历让崔辰州意识到：在中国，有许多内心“不安分”的孩子对星空充满好奇，渴望深入了解头顶上的一片未知，却最终难以如愿。“以前主要受制于家境贫寒，观测器材贫乏，现在则更多因为城市光污染和严重雾霾。”崔辰州告诉《时间线》。

种种机缘，当WWT在美国一经发布，已加入国家天文台的崔辰州就开始与微软研究员联系，并撰写文章，将这一当时陌生的技术介绍给中国天文学界。“除了美国本土之外，中国基本上跟进是最紧的。”谈及于此，崔辰州显得颇为自豪。

而在这位“收集过三百多款天文软件”的行家眼中，“之前的这些软件大多都有一个共同问题，由于要发行和下载，数据都太小了，最多也就是一张CD或者DVD，而WWT目前下载也就—百兆左右，但背后数据可以说是无穷无尽，现在WWT只是一个客户端，或者说只是一个用户界面，真正的资源存在‘云’里。”

带着这份欣喜，以及对WWT在中国生根的期许，2008年11月3日，在微软亚洲研究院十周年庆典上，中文版WWT首次亮相。

事实上，在不少接触过WWT的人眼里，它也许只是一款天文软件，但在崔辰州看来，wWT真正的“威力”是其可驱动球幕的特性——用户可以将自己编写的宇宙故事投射在球幕上——嗯，一种另类、非大众化的硬软件结合方式。

2012年春天，在参观重庆石新路小学时，崔辰州无意中发现，一座闲置建筑具备改造成WWT互动式天象厅的绝佳条件。吴国斌也向记者表示：“如果是传统天象厅的话，造价可能是几百万上千万，如果基于WWT做数字天象厅，造价一下子就来了。”于是，崔辰州抓住这灵光一现的念头，经过与相关部门和微软研究院的合作。一年多之后，中国首个WWT驱动天象厅在石新路小学揭幕，这一由6个高分辨率投影仪供应的8米高圆顶设备，可以让学生身临其境地在天象厅中观测和学习天文知识，而且有机会亲手制作展示内容，将自己构建的小小太空故事，勾画在穹顶之上，讲给其他小伙伴听。

“有几个同学仅花了不到3天时间就做出一个不错的月球漫游，其中还提到已经升空的嫦娥三号。”崔辰州告诉《时间线》，“我们也正在努力建设一个WWT的生态系统，比如在过去几年做过很多次的教师培训，通过教师又培养了很多学生，也在做相关课程的开发，希望这是一个良陛循环，用户越来越多，需求越来越大，软件开发和资源建设都会相互促进。”

除此之外，吴国斌则向《时间线》透露：2015年，WWT也许将成为一个真正的开源社区。毕竟，哪怕面对的是一个虚拟化的浩荡星空，凭借一个公司或者极少数开发者的力量也非常有限；倘若放在社区里，让更多专业天文学者和爱好者贡献资源，无疑会对软件的开发大有裨益——要知道，开源似乎已不再是一种理论，而更像是世界运行的一种方式，它也同样适用于人类的“虚拟星空”大业。

那么问题来了：将这片星空虚拟化，让更多的孩子打破各种现实的枷锁，全方位了解宇宙究竟意味着什么？毕竟包括微软和Google在内地科技巨头都在干这件事。

先不扯哲学。记得科幻作家刘慈欣曾一针见血地指出，如今IT技术的迅猛发展，造成了一种人类各方面都在进步的假象：“事实上，人类在IT以外的其他技术领域，自上世纪60年代以来并无太多突破性的进展，这在航天领域尤其明显，在阿波罗登月以后的几十年，航天技术的大部分基础技术方面都无重大突破，只是在原有基础上修补完善。”

虚拟数字图书馆 篇5

数字图书馆平台的基础架构整体部署如图1。

在设计上主要是使用服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化技术, 从网络系统管理的角度出发, 对整个平台的资源负载优化、业务的连续性以及数据恢复的及时性进行整体调整。同时, 参照上述基础结构做了计算服务器群/池、磁盘阵列/池的部署设计。此外, 还尽可能地充分利用旧有设备。可以说该架构可满足目前普通网站托管及以后的文献资源建设等业务的需求, 不仅在业务性能方面, 而且在业务计算模式上也都实现了优化适应, 并可持续发展和升级。

2 服务区部署实施及性能对照表

所谓服务区 (或DMZ区) 是指数字图书馆平台对外提供访问服务业务和文献信息服务的设施, 主要有新、旧服务器系统, 存储系统等。该部分网络连接相对简单, 主要是由两台以太网交换机进行连接。

2.1 业务优化访问部署实施

业务优化访问服务设施主要指L4-7层数据交换, 包括内容路由、交换、服务器负载均衡, 以及Web页、文件高速缓存、虚拟化动态资源分配等服务设施, 以优化应用的访问。

对于该部分部署设计, 考虑单点故障和性能瓶颈, 拟部署两台L4-7层交换机, 主要完成服务器负载均衡以及Web页、文件高速缓存。

2.2 服务器系统部署意义

数字图书馆平台服务器系统分新、旧两套服务器系统。旧服务器系统主要是继续沿用现有的尚可使用的单服务器设备, 继续开展目前的单服务器和小型网站托管业务, 在此不做部署。而新建的一套服务器系统, 将用于数字图书馆平台大型门户网站访问、业务逻辑的运行, 以及多种数据资源的集成等。其系统实现可以有传统服务器集群和虚拟化服务器集群两种方案。

2.2.1 传统服务器集群方案

该方案考虑业务系统的B/S多层计算模式, 将采用3组双机集群结构, 共6台服务器。即一组双机运行门户网站;一组双机运行业务逻辑应用服务器;一组双机运行数据库服务及数据交换服务。

2.2.2 虚拟化服务器集群方案

该方案可实现服务计算的集中化、虚拟化, 可用性及可伸缩性非常好。主要存在四种常见的虚拟化技术:硬件分区技术;虚拟机技术;准虚拟机技术;操作系统虚拟化技术。

针对两种服务器部署方案和现状分析。

(1) 传统物理服务器架构应用独占服务器资源, 对资源利用率不高的应用造成一定的浪费, 虚拟服务器架构可以充分利用每台服务器资源, 充分发挥新服务器的性能优势。

(2) 传统物理服务器架构使用群集需要额外购买群集软件或使用免费但并不稳定的CS服务, 管理成本高, 虚拟服务器架构自带应用冗余功能, 管理员经过简单培训即可熟练使用。

(3) 传统物理服务器架构在计划内宕机时需要数小时维护窗口;虚拟服务器架构可以实现计划内宕机零维护窗口, 这对今后的硬件升级也不需进行停机维护。

(4) 传统物理服务器架构备份恢复需要复杂的规划操作, 虚拟服务器架构只需要对虚拟机文件执行文件级备份即可, 而且虚拟机独有的快照服务对临时性的系统调试、软件安装具有传统架构无法比拟的备份恢复优势, 对于该高校需要频繁安装新软件、补丁等可能影响系统稳定性的操作行为起到很好的防护作用。

(5) 传统物理服务器架构在部署新业务时需要经过采购、安装等前期工作, 虚拟服务器架构使用模板库可以在几分钟内简单快捷地部署新业务。

传统物理服务器架构在构建灾备中心时需要与主站点对应投资, 而且同步、迁移非常繁琐, 虚拟服务器架构灾备中心维护简单, 使该高校的灾备系统得以全面构建。

(6) 虚拟服务器架构的构建成本远远低于传统服务器架构。

(7) 虚拟服务器架构符合国家政策提倡的“两型社会”“低碳经济”。

2.3 服务器虚拟化实施

本方案的主体部分是拟使用6台安装了VMware ESXi server Server软件的高性能服务器。其中, 发布服务器2台, 用作数字图书馆门户网站集群服务器向社会提供服务;应用服务器2台, 用作新增文献资源的本地镜像安装;数据库服务器2台, 新购1台数据库服务器用于数字图书馆平台专用数据库服务, 另一台数据库服务器作图书管理系统专用数据库服务。如表1所示。

3 结语

本文从数字图书馆的数据中心设计角度出发, 提出信息基础架构的虚拟化方案。对服务器虚拟化部署及意义进行阐述, 对服务器虚拟化所需硬件设备进行分析, 并列出方案。

参考文献

[1]沈立强.虚拟化技术推动数据中心革命[J].中国教育网络, 2009 (12) .

[2]韩芬.VMware服务器虚拟化技术在数字图书馆建设中的应用[J].图书馆学研究, 2011 (22) .

[3]黄昊晶, 崔志明.一种以v Spher为核心的私有云基础架构设计方案[J].微电子学与计算机, 2011 (4) .

[4]怀进鹏, 李沁, 胡舂明.基于虚拟机的虚拟计算环境研究与设计[J].软件学报, 2007 (8) .

[5]李馥娟.虚拟机技术在复杂网络实验中的应用[J].实验技术与管理, 2009 (12) .

图书馆全景数字虚拟化项目建设研究 篇6

重庆图书馆始建于1947年,前身为“国立罗斯福图书馆”,自建馆以来,民国文献作为特色馆藏备受重视,该文献的搜集与整理一直是重庆图书馆的重点工作。据统计,重庆图书馆目前收藏相关图书2.7万余种、6万余册,中文期刊2 000余种、报纸百余种,该类文献的收藏量位居前茅[1]。2006年,重庆图书馆启动了民国文献资源的数字化工作,并向公众开放使用,建成了国内第一家民国数字化文献图书馆。2012年,重庆图书馆又启动了民国报纸资料的数字化工作,成功开发并投入使用报纸全文检索系统。在前期图书、期刊和报纸等文献资源数字化建设的基础上,2013年,重庆图书馆启动了“全景数字虚拟化图书馆”项目建设,该项目主要利用三维虚拟现实技术开发一个集展览观赏、资讯查阅、文献阅读为一体的立体式文献数字图书馆,项目的实施一是满足了用户对相关文献资源的使用需求;二是实现了特色馆藏文献的展览展示、方便对外交流;三是让爱国主义教育有了更为具体的载体。

1 全景数字虚拟化图书馆建设意义

重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目具有学术和现实的双重价值。从学术价值上来看,全景数字虚拟化结合信息技术学、图书情报学的理论和方法,运用先进的计算机技术、网络通信技术来构建全景数字虚拟化图书馆管理与服务平台,搭建以数字技术为基础的知识传播和利用的环境,探索数字时代图书馆公共服务理念、服务手段发展的新方向。从现实价值来看,不但能让广大市民充分利用特色馆藏文献资源和享受到图书馆的便捷服务,同时可以提升图书馆的整体服务效率,降低服务成本,提高服务质量,使读者真正感受到公共文化服务的便利化,同时也能实现对特色文献的保护和再次利用开发。

2 全景数字虚拟化图书馆建设实证

2.1 空间设计全面展现历史画面

重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目依托原国民政府大楼旧址构建项目主体建筑,为读者创造了全新的虚拟图书馆体验,包括交互性、动态效果、用户参与探索等场景效果。主体建筑包括地上两层展览厅和地下书库层,展览厅根据不同主题划分为多个展区,充分展示了重庆图书馆收集的近1 000集民国视频资料和重庆历史文化工程动态及学术研究成果、学者风采等信息,尤其是专题期刊和报纸的展示具有特色[2],参观者可以通过模拟演播厅观看所有视频资料,方便查阅和使用相关电子资源。

2.2 文献建设囊括珍贵资料

重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目囊括了多种格式的历史珍贵资料,包括:(1)历史图片,通过2 000余幅珍贵图片全面展示历史时期的政治、经济、军事、交通、文化等面貌以及全国各族人民在民族统一战线下积极支援并取得全面胜利的丰功伟绩。(2)图书、期刊、报纸,如《全面抗战》《川康日报》《大民报》等。此次推出的报纸,有200余种都是当时各地出版的地方报纸,这些报纸因出版时间短,没有缩微胶卷,从未对外界开放过,如当时重庆出版的《丰都日报》《朝报》《大民报》《大学新闻》《铜营旬刊》,南充出版的《南充民众日报》,成都出版的《成都新民报半周增刊》《工商周报》,广安出版的《广安民报》等,这些小报的内容在一定程度上,最真实地反映了历史时期各基层的动态,有些内容为迁移到当地的大学问家的文章或逸闻趣事,而这些文章不一定被收入其文集或全集,这些资料此次全部在项目建设过程中一并收入,以飨读者。(3)手迹,如毛泽东、周恩来、蒋介石、戴季陶、黄炎培等名人手迹和重庆图书馆藏1935年“日本非常时东亚太平洋国防之参考图”等[3]。

2.3 用户服务开启数字阅读新模式

传统数字图书馆的资源整合发布表现力非常单一,技术不新颖,虽然内容丰富但不吸引眼球。重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目充分利用数字技术探索了数字阅读的全新模式,其利用的新技术包括:(1)文本转换技术和元数据技术,系统利用文字识别、繁简转换将图片的文字摘取为文本文件,系统中设计到的资源著录按照中国机读目录(China MachineReadable Catalogue,CNMARC)标准和都柏林核心(Dublin Core Element Set,DC)元数据标准。(2)采用VR虚拟现实实现读者在场景中的漫游、观看展览、图书定位等功能。(3)多屏对接,发布系统支持触摸屏(最适合1 080 P高清显示)、Web网站、移动设备(i Phone)等多类移动终端设备。在充分利用现有技术的基础上,全景数字虚拟化图书馆项目实现了对传统数字图书馆服务范围的突破,一是项目推崇“漫悦读”理念,让用户在愉悦的氛围中开展阅读,进而热爱阅读;二是项目追求仿真阅读方式,强调阅读过程的交互性和情境性。通过利用全景数字虚拟化图书馆的资源,相关研究者可以拓展自己的研究内容,而用户可以在寓教于乐的方式中,通过参观、浏览及互动设计,获得有关历史背景知识,了解先辈们艰苦奋斗的真实历史,从而提高自己的民族自豪感,更加珍视今天的和平环境[4]。

3 全景数字虚拟化图书馆项目带来的思考

首先,重庆图书馆的全景数字虚拟化图书馆项目解决了重庆历史文献中心相关历史资料和文献的交流使用问题,使读者真正感受到公共文化服务的便利化、均等化,让广大市民充分利用图书馆的文献资源,享受到图书馆的便捷服务。其次,全景数字虚拟化图书馆项目提升了图书馆整体服务效率,降低了服务成本,提高了服务质量,探索了公共图书馆历史文献信息资源用户体验和交流的新方法。最后,全景数字虚拟化图书馆项目探讨数字技术与现代图书馆理论、图书馆技术相互融合、相互促进的理论和方法,探索数字时代图书馆公共服务理念、服务手段发展的新方向,让遗失的文化得以传承。从用户体验的角度分析,虚拟图书馆更适合数字资源应用体验。从数字资源的制作过程看,虚拟现实技术的人机交互性有利于读者深刻理解甚至参与文献的制作和丰富过程中来。通过借助电子图书的扫描软件,图书馆能够轻松实现多种检索工具的电子化,并且能够保持其原始结构和状态。再加上图形和动画技术的应用,只需要编制出简单的链接,就可为读者创建逼真而全面的虚拟现实检索环境,给读者提供了更为个性化、更舒适方便的阅读方式[5]。

参考文献

[1]万华英.基于SWOT分析的重庆中国抗战大后方历史文献中心发展战略研究[J].图书馆界,2012(6):22-25.

[2]杨雷.抗战时期200余种报纸首次对外开放[EB/OL].(2014-09-02)[2016-09-17].http://news.xinhuanet.com/mil/2014-09/02/c_126943331_2.htm.

[3]射阳县图书馆.中国抗战大后方3D数字图书馆开通运行[EB/OL].(2014-09-18)[2016-09-19].http://www.sytsg.cn/manager/show.aspx?id=412727504ADCA859&tbtype=3A194064D9D43C82.

[4]东野广升,隋佳,伍华玲.我国虚拟图书馆建设研究综述[J].农业图书情报学刊,2011(2):93-100.

虚拟数字图书馆 篇7

1.1 数字化学习

随着时代的进步, 信息技术迅猛发展, 人们的学习思考已经不止局限于过去的方法, 人类的学习发挥能力需要有个提升的空间, 因而产生了观念:数字化学习。粗略来说数字化学习就是在数字化的学习环境中, 学习者根据自身情况利用身边的数字化学习资源, 用计算机或者其他多媒体工具进行学习的过程。信息技术的发展与数字化学习息息相关, 信息技术以多媒体和网络技术为重点, 它的数字化特点引入到高校教学中后, 学习环境、学习资源以及学生的学习方式都会得到相应的改变, 朝着数字信息化方向靠拢, 从而演变为数字化的学习环境和学习资源的数字化, 学习者的学习方式也变成数字化。

1.2 对数字化学习环境的理解

计算机、通讯和网络这三者构成了信息技术的重心, 所有的信息技术系统结构的基础也是这3个因素。多媒体计算机是高校信息技术教学环境的应用必备硬件, 此外还包括网络化的环境。数字化学习环境的本质是对学习信息的数字化处理, 这需要到位的理解。构建数字化的学习环境需要信息处理, 使得信息多媒体化, 能进行网络传输, 能智能对信息进行适当的处理, 产生虚拟的教学环境。多媒体计算机、多媒体网络教室都是高校可以提供给学生的, 此外校园网络等公共设备可以信息多样化处理, 对于国外的一些优秀学习资料可以共享给高校学生, 为学生提供很好的学习交流机会, 学生可以更加便捷的使用有用的学习材料, 实现网络教学与现实教学的对接, 对高校的教育发展起到一定帮助作用。

1.3 数字化学习环境的特点

学习者的学习方式因为数字化学习环境会产生相应的改变。与传统的学习方式相比, 数字化学习不再是仅靠高校教师课堂上的传授知识和课本简单枯燥的学习, 取而代之的是教师与学生之间更多的互动交流。充分利用数字化平台和数字化学习资料, 有效搜集相应的学习资料, 对知识进行探究, 更加全面深入的了解学所知识, 这与传统教学方法的表面学习更有深度。所以数字化学习环境有几个特点, 首先对于高校学生在数字化学习环境下的学习是更加随性的, 对学习资料的获取没有特别多的限制, 其次高校学生在数字化学习环境下的学习更加具有实际效果, 学生能更加主动的获取自己感兴趣的知识, 调动了高校学生的积极性。另外学生可以利用计算机以及其他的多媒体工具进行课程学习, 使得探究的学习内容更加丰富有层次。最后, 学生在数字化学习环境下也有利于与老师的多方交流, 不仅只限于课堂上。

2 虚拟图书馆数字化学习环境的建设

对于高校来说, 可以从以下几个方面来构建虚拟图书馆数字化学习环境过程。

2.1 虚拟图书馆

我们将虚拟图书馆定义为基于网络来实现信息资源存取的有序信息空间。因为信息社会的发展, 图书馆也开始引入计算机网络虚拟技术来帮助图书馆的更好管理。与传统的图书馆保存相比, 虚拟图书馆不仅可以保存珍贵的文献资料, 实现资源共享外还具备更加便捷实用的功能。虚拟图书馆将信息存储数字化, 计算机化业务的操作以及对图书馆的管理。网络信息的传递全面化, 信息服务公开透明化, 在信息的处理方式、服务方式等方面相对于传统图书馆都有着很大的革新。例如, 纸质版的文献资料的索引、目、文摘等都进行数字化, 用科学缜密的计算机技术合理排版, 形成独立的数字化资源在公共服务器上, 完成图书馆的内部业务以及对外的公共服务, 这就需要利用高速的数字化网络为载体。此外, 全球的虚拟图书馆可以统一网络访问协议, 这样便于分布式管理, 便于学习者的检索利用文献。

2.2 网络设施的建设

高校虚拟图书馆的数字化学习环境建设需要加强网络设施建设。这需要建立校园网, 只有建立属于学校自身的局域网才能再次基础上加以开展数字化学习环境的建设。高校通过校园局域网, 建立自身的后台数据库, 将全部图书资料用数据库开发体系数字信息化导入其中。利用可以快速处理大量数据的数据服务器使得高校的学生都可以享受访问图书馆的权利。此外对于一些数据资料储存在光盘上的, 可以创建一个专门的大型光盘库来存放学习资料, 这样也保证了数据不被破坏或者遗失。虚拟图书馆的网络安全是非常需要保障的, 所以需要在高校虚拟图书馆的内部子网安装与国际互联网相连接的防火墙服务器, 确保虚拟图书馆的文献资料不会遭到外界破坏。其次, 因为学校的局域网毕竟覆盖范围不是很广, 学生很难保证能找到需要的学习资料, 这就需要高校建立更多的电子阅览室, 对学生教师无偿开放使用, 这样可以保证虚拟图书馆的使用情况, 使其发挥最大用处。多媒体教师也是网络设施建设中一个重要部分, 高校教师需要充分利用, 这样可以增加与学生间的交流互动, 更好利用资源学习库进行数字化学习, 实现新型教学方式的开展, 达到更优秀的教学实践。

2.3 安装防火墙和杀毒软件

网络安全防火墙是一种能够加强并控制网络与网络之间访问权限的技术, 这种技术能够很好的防止并阻止来自于外部的通过非法手段进入或访问内部的网络和网络资源, 同时也能够很好的保护虚拟图书馆用户的操作环境安全。防火墙会对多种网络在进行数据传输时通过一定的程序进行检查和过滤, 以确保网络与网络之间的通信环境是否安全, 同时还会对整个传输过程和网络的运行过程进行实时监控, 进而在最大程度上确保虚拟图书馆的安全。防火墙可以因所采取的技术不同而分为地址转换型、代理型、包过滤型和监测型, 地址转换型即将内部的IP地址转换为一种临时有效的地址, 也就是在实际的网络访问时, 这个临时的IP地址对外隐藏了真实性, 外部网络在访问时并不会知道内部的网络实际情况;代理型防火墙是一种位于客户端与服务器之间起到代理作用的服务器, 这种防火墙全面的阻挡了服务器与客户端之间数据传输, 客户端需要与服务器进行数据传输时必须先将传输信息和请求发送给代理服务器, 代理服务器会对请求信息进行处理并发送给服务器, 最终将服务器传送的信息转送给客户端, 代理型防火墙直接阻断了客户端服务器之间直接接触机会, 有效的降低了数据传输中可能涉及到的网络安全风险;包过滤型是一种数据的分包传输技术, 是通过读取和分析数据包中的各类地址等信息判断这些数据包中是否存在安全隐患, 一旦存在安全隐患就立刻阻止;监测型防火墙是目前一种全新的防火墙技术, 这种防火墙能够主动全面的对数据进行实时监控, 第一时间有效的判断出各个层面数据的非法入侵。除此之外, 杀毒软件能够很好检测出计算机中隐藏的病毒软件, 杀毒软件会定期下载最新的网络病毒库, 最新版本的病毒库能够对计算机病毒进行有效的查杀。

3 结论

综上所述, 数字时代要求图书馆工作有更进一步的发展, 虚拟图书馆数字化学习环境的建立正满足了这一需求, 这就要求高校图书馆加强硬件设施的建设, 图书馆员提高自身的职业素质, 在各方面的共同努力下, 将真正的数字化学习环境提供给学生。

参考文献

虚拟数字图书馆 篇8

一、当前虚拟化整合技术方案的分析

1. 服务器虚拟化整合技术方案。

虚拟化技术能通过软硬件技术手段把多个物理上独立存在的存储体集中起来进行运行管理,形成逻辑上的一个虚拟存储单元提供给主机访问,这样为用户提供异构跨库环境交互性操作,简化存储管理的复杂性,保持操作系统的连贯性,降低存储投资的费用[5]18。数字图书馆数据中心的单个服务器利用率一般在10%—15%之间,而采用虚拟化技术之后,其利用率就能达到90%以上。所以,采用虚拟化技术是改善数字图书馆服务器利用率的一种简单有效方法。对硬件层次进行完全虚拟化和对操作系统层次进行虚拟化是当前服务器广泛应用的两种虚拟化技术[6]37。完全虚拟化就是采用一个虚拟机在客户操作系统与原硬件之间进行相互协调来实现虚拟化所需要的工作。完全虚拟化的操作系统不用任何改变就能直接运行,但其操作系统必须要能够支持底层硬件。以VMware为代表的虚拟化技术就是完全虚拟化。而对操作系统虚拟化而言,其位于操作系统的顶部,在操作系统之上完成服务器的虚拟化,多个虚拟服务器的资源分配由主操作系统来统一负责,并且让这些服务器相互独立,这种虚拟化技术能大大改善服务器整合率和资源利用率。

2. 存储区域虚拟化整合技术方案。

存储区域网络(SAN)的存储架构通过构建独立于服务器网络系统之外的高速存储网络,SAN以光纤信道为传输媒介并以光纤信道的应用协议来作为其存储访问协议。SAN是先将存储设备通过光纤连接成一个存储网络,再与服务器网络相互连接,是借助光纤来实现与服务器的通信,可对存储资源进行共享和集中管理而不受地理方位约束[7]82。因此,SAN是一种很有研究价值的存储策略。SAN可提供数据共享、集中管理和高速的存储环境。虚拟存储技术能将所有的存储资源在逻辑上映射成一个整体,用户不需关心存储阵列是如何分配空间和怎样处理数据的,也不用清楚存储设备的具体物理位置及其物理容量是多少,只需要统一管理虚拟化后的存储卷。该虚拟化整合技术对传统的实体机有三方面的突破[8]46:(1)虚拟化技术能将物理硬件与操作系统分开,从而提供更高的信息资源利用率和灵活性。(2)虚拟化技术还能让具有不同操作系统的多个虚拟机并行单独工作在同一实体机上。每个虚拟机都各自有一套自己的虚拟硬件,并可在这些虚拟硬件中加载应用程序与操作系统,并且不管采用了什么物理硬件,操作系统都会将它们看作一组标准化的硬件组件。(3)把虚拟机封装在文件中,可快速对其进行保存、复制和部署。

二、我馆虚拟化技术的整合实施方案

我校数字图书馆最初的数字化应用主要有:万方数据库、书生之家、维普中外文、清华同方CNKI、超星电子图书、论文提交、知识世界、软件通、金融图、网上报告厅、北大法宝、汇文图书集成系统、万象系统电子阅览室等。这些应用一直由六台服务器和四个阵列支撑着,系统经常出现故障,维护难度较大,耗电量大,为读者提供稳定的服务得不到保障,更难以提供高质量的服务。为此,现在已采用虚拟化技术对其进行整合,由两台服务器和一个阵列支撑着(如表1所示)。

1.依据虚拟化架构,配置物理服务器,安装宿主机操作系统。使用Windows server 2012,安装虚拟化软件VMware Server,应用虚拟化软件VMware来配置虚拟服务器,主要包括CPU容量、内存大小以及虚拟网络类型,通过系统克隆和迁移助手方式来安装虚拟服务器。在2台IBM3650主服务器上分别虚拟出13台虚拟机服务器并建立双机热备份,根据数字化应用种类的不同,依据便于系统维护的原则,将功能相同或者相似以及容量大小的应用进行虚拟整合,建立虚拟服务器,如建立维普中文、超星电子图书、书生之家、CNKI、万方及多系统(论文提交、知识世界、软件通、北大法宝)不同的虚拟服务器,其他六台处于关闭备用状态。以期适当减少虚拟服务器数量,改善系统整体性能,同时又避免在维护应用系统时互相影响。

2.对SQL Server数据库进行虚拟整合,构建独自的数据库集群虚拟机,以期保证数据库后台的高可用性,同时也提升了应用平台的整体性能并利于信息备份。该集群使用虚拟IP地址,仅仅许可虚拟机访问,很大程度上改善了数据库平台的安全性能。

3.依据各个数字化应用的系统配置、并发用户数量、存储空间和用户满足度等需求参数在物理服务器上对所构建的虚拟服务器进行详细分配,IBM服务器1运行博图外文电子图书、金融图、北大方正、网上报告厅、人大复印、博看畅销期刊数据库,其他六台处于关闭备用状态,使得所有物理服务器的负荷彼此平衡。当其中某个虚拟机中应用系统受到网络病毒感染甚至崩溃时,可立即克隆恢复并最大程度恢复服务器的功能,最终为用户提高可用性和可靠性。

三、我馆服务器应用虚拟化整合技术方案的优化测试效果

我校数字图书馆在Windows server 2012上对win RAR的硬件性能进行了测试,并且对照关闭虚拟服务器进行了相同的测试。如图1所示,可发现虚拟服务器,无论它的CPU占用率有多高,在主服务器系统的Windows server 2012上始终都不会体现出来。感觉上,Windows server 2012所使用的CPU和虚拟服务器上的CPU就像是完全隔离开的一样。在虚拟服务器运行的时候,如果将窗口转为全屏显示,此时的操作完全没有使人觉得是在操作一个虚拟系统,和平时物理系统之间的切换并没有什么不一样的地方。从系统资源的监视中看出,虚拟服务器的CPU占用率并没有体现在Windows server 2012之中,可以说在CPU使用的时间片,不同系统之间是相互隔离的。其实Windows server 2012也是一个特殊的虚拟系统,是一个能提供虚拟功能的母系统,但就连母系统也是建立在虚拟的硬件平台之上。

通过对我馆服务器应用虚拟化整合技术的优化测试分析可得到下述系列优化效果。

1. 各个系统相互独立。

采用虚拟化整合技术可把不同的应用程序在不同的虚拟机上运行来实现应用之间的完全隔离,从而防止传统操作系统中各个进程间的互相影响,因而虚拟化整合技术已成为增强加固服务器的一个重要技术手段。比如,当某一虚拟机受到网络病毒的感染而不能正常工作时,系统管理员只需关闭该虚拟机而不会干扰其它虚拟机的应用,这就在最大程度上改善了服务器的可靠性与可用性。

2. 降低成本。

服务器数量从6台减少到2台,按目前购买的IBM两台服务器和80T阵列价格28万,节约了43万多元的采购成本,年耗电量减少了2.73万元,第一年共节省了45.73万元。虚拟化后第一年节省成本约49%,其中还没有包含管理成本、人力成本、空间使用成本以及服务器散热降温等相关费用。另外,传统方式每添加一个应用就要购置一台服务器,而使用虚拟化整合技术后就只需在服务器上虚拟出一个应用即可,而不必再购置一台服务器。如果再考虑到数据冗余与数据安全等方面,那么采用传统方式采购成本就会更多,而应用虚拟化软件后就会节约更多成本。

3. 方便管理。

物理服务器的数量越多,管理难度越大。可使用虚拟化软件把大多数应用集中到几台少数服务器中,而让全部重要数据均储存在本地。这样,万一出现问题也会因为其自身强大的功能而降低风险,同时能及时报告管理员修复故障。每台服务器上的应用和数据具有较高的灵活性且是相互独立的,系统的升级和病毒防护也只需维护主服务器平台而降低了系统管理员的维护压力。

4. 增强安全性。

系统在虚拟化服务器集群上做镜像。从而提升系统的安全性,并保证虚拟机在运行过程中不停顿。不管哪台服务器出现故障都不影响虚拟机在其他服务器上继续运行,从而保证系统应用的高效稳定性。另外,在虚拟化整合技术下,虚拟机之间不能直接相互访问,这就好比它们各自工作在不同的物理机器上。这样,应用的安全漏洞不会彼此相互影响。并且,借助于VMM(Virtual Machine Manager)层对其上面的虚拟机资源访问来有效地实施整体安全认证。

5. 提高运行维护效率。

因虚拟构架能够让虚拟机具有动态可迁移性,而不需和以前一样,一需要硬件维护和遇到硬件故障就要花费1—3小时的维护时间和数天或者数周的变更管理准备。因而,现在完全可进行快速的维护和升级,而不需考虑某台服务器出现问题会影响到整个应用平台。

6. 简化软件安装。

在没有采用虚拟化整合技术时,每安装一台服务器管理员就要安装一次操作系统和应用程序,那么随着服务器的增多,就会越复杂。而运用虚拟化软件技术后,借助虚拟机模板安装,大量虚拟机操作系统的安装问题就会得到解决,不必逐个安装虚拟机,只需一个模板就会很快完成虚拟机的安装工作。

7. 服务器灾难恢复容易。

服务器灾难恢复技术是一个发展越来越飞速的虚拟机应用技术,一般需要应用程序来支持常规的服务器备份,但需应用虚拟机技术的虚拟机保存与恢复功能来保存整个虚拟机状态。当虚拟机遇到灾难性故障而没有办法正常工作时,无论虚拟机自身是否存在数据备份,而只要恢复以往保存的虚拟机就可让其重新正常工作起来。虚拟机技术的服务器遇到灾难性故障后,像通常的服务器硬盘备份那样就可得以恢复而正常运行,其系统恢复速度远远快于硬盘备份且其应用领域也远远大于硬盘备份。

8. 增强稳定性。

对于虚拟服务器的稳定性应该是很多人更加关心的,因为到现在为止,市场上存在着多种虚拟化技术,无论是VMWare、Xen还是SWsoft,其客户使用在虚拟机上多数运行的是一些非主要业务模块,象备份、防毒等应用服务。这些服务对性能的需求不是很高,但对虚拟系统的稳定性有很高要求,通过热迁移技术,理论上是可以实现系统的永不停机。Hyper-V的虚拟服务器稳定性是让人满意的。Hyper-V其实是在硬件上直接运行的虚拟系统,其中运行的虚拟服务器根本不需要主操作系统。基于裸金属架构的虚拟服务器是直接支持对称多处理器技术、热插拔内存技术、冗余磁盘RAID以及冗余电源技术等众多的硬件特性,对系统的稳定性有很大的帮助,并使系统保持相当高的可用性。

随着数字图书馆建设的日益发展,虚拟化整合技术在数字图书馆的应用无疑极大地推了数字图书馆的建设与发展。采用虚拟化整合技术可大大提升数字图书馆服务器的利用率,同时能为用户提供高可靠性、开放性、可用性和可动态扩展性以及易于管理和维护的优质服务。对于数字图书馆数据中心的现实状况,应用虚拟化技术来整合其服务器和存储资源,能很大程度上提高其数据中心的利用率和应用处理能力,还能平滑升级其系统。因而,对数字图书馆中服务器和存储资源进行虚拟化整合,对构建有效的访问与管理机制以及改善数字图书馆的信息化水平将发挥着非常重要的作用与功效。

摘要：对当前的虚拟化整合技术方案进行了介绍与分析,并以我馆为例,对虚拟化技术在我馆的整合实施方案进行了深入探讨与研究。最后,通过对我馆服务器应用虚拟化整合技术方案进行优化测试得到了一系列的优化效果,从而对改善数字图书馆的信息化服务水平将发挥着极其重要的作用与功效。

关键词：虚拟化整合技术,数字图书馆,服务器,方案

参考文献

[1]王政军,单承伟,俞小怡,等.高性价比图书馆虚拟化平台的建设与实践[J].现代情报,2016(2).

[2]马晓亭,陈臣.云计算环境下基于收益优化的数字图书馆网络虚拟化研究[J].情报科学,2014(3).

[3]叶文伟,袁建国.论虚拟化技术对图书馆存储管理的投资保护[J].农业图书情报学刊,2012(3).

[4]陈臣,武文慧.云数字图书馆数据中心虚拟化需求分析与管理策略研究[J].高校图书馆工作,2013(4).

[5]董晓莉,张建刚.虚拟存储技术在未来数字图书馆中的应用[J].现代图书情报技术,2006(8).

[6]叶文伟,张红琳.数字图书馆中基于云计算虚拟化建设分析[J].图书馆工作与研究,2015(1).

[7]陈臣.基于云计算的数字图书馆虚拟化平台可信管理策略研究[J].图书馆理论与实践,2013(8).

虚拟数字图书馆 篇9

关键词 数字虚拟人体平台；创新能力；大学生

中图分类号：TP391.9 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）04-0025-02

Digitized Virtual Human Platform Enhance College Students’ Creativity//MENG Fanjie， ZHANG Guorong

Abstract Digitized virtual human platform provides a new model for the study and research of human anatomy. This mode can fully mobilize the students’ interest in learning， train practical ability， self-learning ability and creativity， and promote the human anatomy teaching reform.

Key words digitized virtual human platform； creativity； college stu-dents

在过去的几十年里，我国的本科教育取得一定成绩，但与不断发展的社会需求相比，还存在较大差距[1]。尤其是学生大多以被动接受的学习方式为主，缺乏自主学习能力和创新能力，可持续发展的动力不足。解剖学是重要的医学基础课程之一，属于形态学范畴。其知识点之间内在的逻辑和联系较差，学生需要死记硬背的内容很多。解剖学教学实践往往以传授和继承知识为主体形式，忽视了对学生创新精神和创新能力的培养。这显然与当前的教育要求不相适应，不利于培养高素质人才。

2010年，长春中医药大学通过引进美国三维数字化人体软件，建立虚拟人体实验平台，该平台的应用直接推动解剖学的教学改革。数字化虚拟人体是应用数字图像、图形以及计算机技术，采用影像学方法获取人体解剖立体结构，在计算机上构建数字化、可视化的虚拟人体模型[2-3]。其结构逼真，能清晰显示人体的形态，为人体解剖学的学习和研究提供了一种新的模式。基于此平台的多年实践，长春中医药大学在临床医学、中医学、针灸推拿学等专业进行解剖学教学改革，极大地提高了学生的学习兴趣、动手能力、自主学习能力和创新能力。

1 数字虚拟人体平台激发学生学习兴趣

在传统人体解剖学教学中，教师使用实物标本、教学模具、多媒体课件等帮助学生理解人体的形态结构[4]。但教学模具和实物标本数量有限，后排学生观察的效果不佳。多媒体课件上展示的是平面图像，缺乏人体的立体层次关系。数字化虚拟人体平台可使学生从任意角度、方向观察人体结构，器官能够进行旋转、放大、缩小显示。利用透明功能，还可以清晰显示各个器官结构之间的毗邻关系[5]。数字化虚拟人体平台把形态学枯燥繁琐的知识生动地展现给学生，有效刺激了学生的视觉、听觉感官，激发了学习兴趣。利用可视化数字人体平台，课堂教学形式灵活多样，使知识变得容易理解和记忆，极大地增强了教学效果。

2 数字虚拟人体平台锻炼学生动手能力

数字虚拟人体平台通过在计算机上建立三维人体模型，能更好地展现人体空间的准确结构和层次关系。其界面清晰，操作简单，可视性强，学生只需将鼠标移到某一解剖结构上，该结构的详细说明便会显示出来。这使学生能够反复多次观察人体复杂多样的组织器官，便于理解和记忆其形态、位置和毗邻关系。利用计算机操作，学生还可以对虚拟人进行体位旋转、局部拆分。通过模拟手术模式，学生可以进行虚拟解剖操作，通过点击、选择即可完成逐层解剖、构建组织与器官等，极大地增加了学生的操作机会，锻炼了动手能力，同时启发临床思维。当然，数字虚拟人体平台不能完全替代尸体标本，但可以作为尸体解剖的辅助训练和前期练习，大大缓解尸体来源不足和学生的畏惧心理。

3 数字虚拟人体平台增强学生自主学习能力

传统的解剖学教学，学生只有在实验课才能接触尸体标本，而且由于标本资源匮乏，亲自动手操作机会较少。数字虚拟人体平台将人体结构数字化，学生运用电脑就可以通过可视化软件观看人体的三维结构。学生上实验课之前可以先进行自学，了解本次课要学习的解剖结构，做到有的放矢，课上再对有问题的地方积极提问；还可以通过课后的开放实验室进行自主学习和教师答疑。数字化虚拟人体平台能够使学生充分利用课外时间进行自主学习，打破传统学习方式的时空限制，开辟第二课堂，增强教学效果。可视化虚拟人体平台推动了计算机和网络技术在教学中的应用，必将加快我国基础医学教育的素质化和现代化。

4 数字虚拟人体平台增强学生创新能力

人体解剖学的教学目的除了要求学生掌握基本的理论知识，增强实践能力以外，还要注重学生创新能力的培养[6]。学生利用数字虚拟人体平台，可以按照自己的想法进行任意操作，充分发挥想象力，从不同角度、不同层面认识人体，甚至可以模拟临床手术，对虚拟人体进行层层剥离和分解。学生应用这个平台的过程，也是创新思维与创新能力逐渐形成的过程。在教学中还增设了一些综合性、创新性实验项目，收到较好的教学效果。

数字虚拟人体平台有利于激发学生学习兴趣，使学生由被动学习变为积极、主动、灵活地学习。教师也可以利用这个平台制作教学课件，利用先进的设备和技术改革教学模式，对缓解尸体标本来源不足，提高高等医学院校的教学质量具有重要意义[4]。当然，在教学过程中也发现一些需要注意的问题。比如：学生长时间使用可视化数字人体，容易造成视觉疲劳，所以教师在授课过程中应与其他教学方法、教学工具相互结合，从而增强教学效果。另外，可视化数字人体毕竟是计算机模拟的虚拟人体，缺乏真实的质感，不能完全取代尸体标本。在人体解剖学教学过程中必须坚持在使用数字虚拟人体平台的同时运用尸体标本等实物，将二者相互结合，取长补短，更好地为解剖学教学服务[2]。

总之，数字虚拟人体平台为人体解剖学教学改革提供了新的契机。它改革了教学模式，创新了教学方法，丰富了教学资源，增强了教学效果。学生在应用数字虚拟人体平台的同时，学习兴趣、动手能力、自主学习能力和创新能力都大大提高。由数字化解剖实验教学平台产生的一种全新的教学模式，必将推进解剖学教学及其实验课程改革，推进基础医学教学改革，成为推动数字医学及数字医疗技术发展强有力的工具。

参考文献

[1]吴一帆.数字电子技术教改促进学生创新能力的研究[J].南京工业职业技术学院学报，2012，12（2）：80-84.

[2]张少杰，高尚，王星，等.数字三维可视化人体解剖软件在解剖学教学中的应用探讨[J].内蒙古医科大学学报，

2014（36）：815-818.

[3]孙大中，张志刚，孙振山.可视化人体（Visible Body 3D）软件在解剖学教学中的应用[J].解剖科学进展，2014，

20（6）：598-600.

[4]胡亨伍，张俊兰，李敏.解剖学的数字化实验教学平台的构建探索[J].电脑与信息技术2012，20（3）：66-68.

[5]宁云峰，李一帆，杨茂有，等.数字可视化人体平台在解剖学学习中的应用[J].当代医学 2012，18（30）：163.

虚拟现实技术在数字图书馆中的应用 篇10

关键词：虚拟现实技术,数字图书馆,仿真技术,计算机技术

虚拟现实技术(Virtual Reality, VR), 是仿真技术、 计算机技术、 多媒体技术、 传感技术等多种技术的集合, 属于前沿学科, 人们通常将它视作 “比i Phone更伟大的技术”。 在2015年的美国E3大展上, 提供VR产品体验给人们带来了巨大的冲击。 可以说, 虚拟现实技术正在逐渐从科幻走入现实, 并引发一场人机交互的革命。 随着技术的愈发成熟, 其重要性已经不仅仅局限于游戏娱乐的领域, 它将从方方面面改变世界。 但是由于虚拟现实技术应用具有投资大、 容量占有量大、 对硬件要求高等特点, 目前国内图书馆应用虚拟现实技术研究刚刚进入起步阶段。 文章基于该现状, 通过对虚拟现实技术在数字图书馆中的应用进行探讨, 希望能够对推进虚拟现实技术的应用起到推动作用。

1概述

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。 虚拟现实技术(VR) 主要包括模拟环境、 感知、 自然技能和传感设各等方面。 模拟环境是由计算机生成的、 实时动态的三维立体逼真图像。 感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。 除计算机图形技术所生成的视觉感知外, 还有听觉、 触觉、 力觉、 运动等感知, 甚至还包括嗅觉和味觉等, 也称为多感知。 自然技能是指人的头部转动, 眼睛、 手势、 或其他人体行为动作, 由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据, 并对读者的输入作出实时响应, 并分别反馈到读者的五官。 传感设备是指三维交互设备。

1.1概念

虚拟现实技术是一种能够创建模拟环境并让人体验虚拟世界的计算机仿真技术, 它所创建的模拟环境是利用计算机生成的一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真, 能够使读者沉浸到该环境中, 并带来接近于现实的体验。 也就是说, 虚拟现实技术是将现实环境转换成虚拟现实, 但是又让人具有现实环境触摸感和体验感的一种技术。 虚拟现实技术分类如表1所示。

1.2虚拟现实技术的发展

按照虚拟现实技术的应用领域,可以将其发展过程划分为3个阶段:

(1)初始应用阶段。虚拟现实技术最早诞生于20世纪60年代,由美国研究人员开发并应用于飞行模拟器IIMK上。20世纪90年代,这一技术被扩展到航空航天领域,主要用于为宇航员提供虚拟现实仿真训练系统,以及波音777飞机的虚拟环境系统设计等方面。在初始应用阶段,虚拟现实技术是基于航空航天的需要而生,因此也主要应用在这一领域。

(2)扩大应用阶段。在这一阶段,虚拟现实技术的应用领域有所扩展,不过主要集中在国外发达国家。这一时期的应用领域主要有光学、摄像头、艺术设计、艺术体验、游戏动漫、智能手机等。具有代表性的企业有FACEBOOK、三星、微软、谷歌、索尼等。

(3)全面应用阶段。全面应用阶段也就是虚拟现实技术得以全面推广的阶段,当前可以预计实现的较为成功的应用领域主要包括:科学计算可视化、军事训练、建筑工程、教育培训、电子商务、企业管理、娱乐休闲、艺术设计、交通管理、物流管理等。在我国,相关研究人员一般将2016年视作虚拟现实技术的发展元年。据相关机构预测,到2020年VR和AR的市场规模将超过1500亿美元。

1.3虚拟现实技术的特点

虚拟现实技术具有3个特点:

(1) 全方位立体感知。 虚拟现实技术不仅具有一般计算机所具有的视觉感知, 还具有逼近现实的听觉感知、 触觉感知、 运动感知, 甚至还包括味觉、 嗅觉、 感知等。 这一技术最终是要创造一种能够全面模拟人类所有感知的功能。

(2) 无线逼真。 虚拟现实技术要想在模拟环境中出发人类最真实的感受, 就必须无限逼真于真实环境。 也就是说, 理想的模拟环境应该达到使读者难辨真假的程度。

(3) 交互体验。 虚拟现实技术不是一种单向的、 被动的体验, 而是一种交互式体验。 即处于模拟环境中的人对模拟环境内物体具有可操作, 并能从环境得到反馈。

2虚拟现实技术在数字图书馆中的应用现状

虽然目前国内对虚拟现实项目的认可度很高, 但虚拟现实在国内还处于萌芽阶段, 多数机构和企业并不具备相关技术积累和应用基础, 在图书馆领域也不例外。 目前, 我国只有国家图书馆应用了这一技术, 即 “新馆漫步” 系统。 国家图书馆虚拟现实体验区设在国图北区二层查询与展示大厅, 读者可以虚拟参观国图二期馆区建筑及阅览室分布情况等。 读者在参观的同时还可以进行交换视觉、 自由漫步等交互行为。

由于虚拟现实技术具有投资规模大, 容量占有量大, 对宽带网速要求高, 对硬件要求较高等特点, 所以国内很多一般城市与一般院校还不具备应用这一技术的基础。 但这并未影响人们对虚拟现实图书馆应用的信心与兴趣, 国内图书馆界对虚拟现实技术的关注仍日益增加, 研究成果也越来越多, 很多人都提出该技术在图书馆领域的应用前景是乐观的。 而虚拟现实技术版权所有者也表示: 随着该技术应用规模的扩大, 虚拟现实图书馆的建设与普及将来一定会实现。

3进一步提高虚拟现实技术应用水平的对策

鉴于以上所述, 提高虚拟现实技术应用水平绝不是一蹴而就的事情, 它需要方方面面的支持, 硬件、 软件缺一不可。 仅初步提出进一步提高虚拟现实技术应用水平的对策, 以供参考。

3.1应用虚拟现实技术的可能性

虚拟现实技术虽然是一种趋势, 但各馆不可盲目跟风, 避免无效投资。 应立足本馆实际, 开展技术可研性报告, 对技术实现指数、 技术应用可能带来的效益等进行客观而综合的评估。 在各项条件都具备的前提下, 在现实需求的驱动下才可逐步推进虚拟现实技术的引进与应用。 但可以肯定的是, 虚拟现实技术是未来数字图书馆技术发展的趋势, 但要实现这一点需要较长时间的等待和物质、 人力各方面的准备, 不可急于求成, 要对应用虚拟现实技术的可能性进行充分研究, 明确优势、 劣势, 从而着手进行软件建设和硬件建设等一系列的准备工作。

3.2研究应用虚拟现实技术的必要性

必要性是应用虚拟现实技术的基础, 也就是一定要知道为什么要用。 虚拟现实技术在现代数字图书馆中的应用主要集中在3个领域, 当然其他领域的应用还有待于深入开发和挖掘。

(1) 导读。 引入虚拟现实技术可以完善数字化图书馆的导读功能。 在传统的图书馆中, 在实施导读工作的过程中, 需要对读者进行适当的入馆教育, 让读者对图书馆的构造有大概的了解, 并向读者适当地推荐一些书籍。 通过虚拟现实技术在数字化图书馆中的应用, 可以直接实现对图书馆网络资源的调用, 实现个体化以及多样化的导读。 虚拟化现实技术可以构造出一个虚拟的导读和咨询平台, 让读者可以迅速地掌握数字化图书馆的服务信息和服务内容, 大大地提高了导读工作的工作效率。 同时, 虚拟现实技术在数字图书馆中的使用, 实现了人机交互, 可以让读者更为全面地了解到数字化图书馆的工作流程。

(2) 图书检索。 图书检索一直是读者借阅图书的一个重要环节。 首先, 在图书检索中应用虚拟现实技术, 可以让读者身临其境般看到图书的类型、 出版者、 著作者、 出版年等重要信息, 犹如站在书架前一般。 读者可以直接模拟展示、 免费下载、 三维阅读。 此外, 应用这一技术还可以减少检索次数, 通过智能动画展示的方式提供更便捷的服务。

(3) 远程服务。 远程服务也是虚拟现实技术的核心技术之一。 传统图书馆在开展活动时需要特定的时间、 特定的地点, 主办方和参与者均须按照约定的时间在固定的现场参加活动, 否则通过活动视频等方式无法真正体验活动的氛围。 而引入虚拟现实技术, 能够更好地、 更真实地实现图书馆的远程服务, 不仅能够增强体验感, 还可以将活动范围极大程度地进行扩展, 可以说, 只要有网络的地方, 读者均能参与到活动中, 这既是对信息社会的适应, 也是信息社会带来的变革。

4结语

虚拟技术所具有的众多优点, 使其具有很好的发展前景。 但由于很多条件的限制, 我国虚拟现实技术处于启迪演进阶段。 但我们不应因其不宜落地而对其产生失望情绪, 因为通过国家图书馆的应用实践, 充分表明, 虚拟技术能够为图书馆读者创建全新的现场感知形式, 它是数字化图书情报技术的拓展, 也是进一步建设数字图书馆的重要手段, 更是未来复合型图书馆的组成部分, 不仅能够丰富图书馆为读者服务的项目, 还能够提高图书馆数字化水平和科技含量, 应对其充满信心。

参考文献

[1]邹湘军,孙健,何汉武,等.虚拟现实技术的演变发展与展望[J].系统仿真学报,2004,16(9).

[2]李湘德,彭斌.虚拟现实技术发展综述[J].技术与创新管理,2004,25(6).

[3]郄海风.从虚拟漫游图书馆看信息传递与发展——基于国家虚拟现实图书馆“新馆漫步”[J].内蒙古科技与经济,2010,(16).

[4]何伟,王成程,廉博,等.基于科学工程的竞争性谈判实践研究[J].项目管理技术,2016,14(6).