D城市建模已成為各大城市的既定活動。作為這一發展的一部分，城市模式得到日益發展，以支持涉及大型用戶群體的許多應用，如協作城市規劃、行人導航、活動規劃以及在城市中發現服務和企業。
城市、公共組織和私營公司自行制作的3D城市模型越來越普遍，在某些情況下甚至作為開放數據（圖1）。此外，由于在線社區提供了大量開放軟件、教程和其他教育材料，學習如何利用地理空間數據變得比以往更加容易。
圖1 現實網格模型（左）和語義城市信息模型（右）
利用 3D 城市模型的應用程序可以通過越來越多的軟件解決方案來開發，從簡單的工具到復雜的系統。僅此一項就給開發人員在選擇正確的解決方案時帶來了挑戰。高效創建應用程序，同時利用 3D 數據的潛在優勢，仍然是 3D 城市建模的主要挑戰。
在開發應用方面，近年來有兩類平臺特別受人使用：基于瀏覽器的 3D 環境和 3D 游戲引擎。雖然這兩個平臺都提供 3D 可視化功能，但游戲引擎一直處于虛擬現實 （VR） 和增強現實 （AR） 熱潮的最前沿。同時，基于瀏覽器的 3D 使創建應用程序成為可能，這些應用程序可以輕松地分發給大型用戶群，并且無需單獨的軟件安裝即可操作。
基于瀏覽器的 3D 渲染的發展使交互式 3D 應用程序實現了從桌面系統到瀏覽器的過渡。基于瀏覽器的解決方案通常依賴于 WebGL 技術，并且受到網絡瀏覽器和互聯網帶來的性能限制的限制。然而，與此同時，它們本質上接近于輕松共享、在線參與和實時數據流的可視化（例如來自物聯網系統）。
對于地理空間在線 3D 系統，全球存在許多使用案例，將 3D 虛擬地球作為 3D 城市模型的通用發布平臺，或者用于能源等更專用的應用案例（如赫爾辛基能源和氣候地圖集，見圖 2）。
圖2：視覺和信息的形式包含能源相關的建筑信息
在 3D GIS 和虛擬地球儀中，基于瀏覽器的系統已經成熟為整個軟件生態系統，其中包括標準化的數據格式，如 3D Tiles。最常用的開源組件，如 CesiumJS、GeoServer或 3DCityDB，已成為若干商業產品（如virtualcityMAP）或開源框架（如 TerriaJS）的起點。
第二個重要的發展軌道是游戲引擎作為專業應用（如可視化、虛擬體驗、模擬和游戲化培訓）的平臺出現，涉及 GIS 數據和構建模型。游戲引擎仍然缺乏對地理坐標系統或地圖投影的原生支持，但它們擅長實時 3D 渲染提供的視覺質量和性能，從而能夠進行實時交互和體驗、VR 和 AR。 主要軟件供應商推出了簡化游戲引擎平臺上城市數據集使用的工具。
最流行的游戲引擎擁有龐大的開發人員社區，并提供廣泛的文檔，使學習曲線平坦，并使他們更容易訪問。如今，游戲引擎公司已經開始大量投資，將平臺的利用范圍擴大到傳統數字游戲和娛樂領域之外，如汽車和 AEC 行業。游戲行業也越來越有興趣使用 3D 空間數據（例如在新的 Microsoft 飛行模擬器中大量使用全球生成的 3D 數據）。
Unity 和虛幻引擎可以說是基于 3D 城市數據創建交互式可視化和體驗的最流行的游戲引擎平臺。越來越多的數據轉換工具和插件使游戲引擎成為一個有吸引力的靈活數據集成平臺，用于生成"數字孿生"式應用程序。游戲引擎已廣泛應用于逼真 3D 可視化（例如圖 3），通常涵蓋具有文化意義的網站、規劃的未來城區和包含公民參與元素的建設項目。
圖3：虛幻引擎中赫爾辛基的逼真和高度詳細的3D模型。
在創建 3D 城市模型應用程序時，開發人員應根據應用考慮平臺的技術特點和功能。這些可能與支持 3D 地理信息（即地理坐標系統和 API）、可視化功能（例如實時渲染、VR/AR 支持）、使用靈活性（例如 Web 使用、開放性、交互性水平）、數據集成和管理（例如語義、傳感器數據或其他有意義的數據類型的集成）以及支持 3D 數據資產（例如網格模型） 有關。 點云，城市GML，BIM模型等）。下面對其中一些屬性進行了解釋和簡要討論。
地理空間信息支持
由于應用平臺可能被各種地理空間數據集所利用，因此它們支持這些數據集的能力通常相當關鍵。這可能包括支持地理坐標系統和支持全市、國家或全球數據集所需的大型坐標空間等。除了 GeoTIFF 或 CityGML 等存儲格式外，能夠通過通常用于交換 GIS 數據（如 WFS 和 WMS）的界面獲取數據可能非常有用，并減少了對額外數據準備的需求。
可視化功能
可視化水平對于向用戶傳達所需的信息至關重要。當代游戲引擎和 WebGL 技術在 Web 瀏覽器中都嚴重依賴實時計算機圖形。實時 3D 圖形允許開發人員創建引人入勝的交互式可視化和體驗，例如，通過動態實時照明使用戶能夠在場景中自由移動。
許多最先進的可視化技術都由視頻游戲行業驅動并應用。現代渲染技術（如基于物理的渲染 （PBR） 可以進一步提高場景的逼真性。此外，通過VR和AR支持身臨其境的可視化，可以成為使用真實規模和維度傳達城市環境的極其強大的工具。使用適用的顯示設備 ， 如頭戴式顯示器 （HMD） 或移動設備 - VR 和 AR 可以使用游戲引擎或至少在某種程度上在 Web 上（例如通過 WebXR 標準）進行本地應用。
使用靈活性
在單個 3D 應用開發平臺中，其使用的靈活性包括幾個組件：
數據集成和管理
數據集成是有意義的應用的核心，可被視為城市數據分析和數字雙胞胎創造的關鍵推動者。通過生成城市的語義信息模型，集成屬性信息（例如與建筑地籍、城市規劃、公用事業網絡相關的數據）或其他附加信息（例如統計數據、城市服務和企業），3D 城市模型可以不僅僅是城市環境的可視化。此外，正在使用與交通、天氣和構建 HVAC 系統相關的實時傳感器收集越來越多的數據。3D 城市模型可以作為集成和可視化這些數據源的平臺。
除了包含動態數據的各個點外，城市本身也是動態的，環境也在不斷變化。因此，例如，使用時間系列數據來傳達城市環境的變化是有用的。此時間相關數據可以是歷史數據，也可以是描述未來的模擬或計劃數據。
在數據管理方面，3D 城市模型可以包含不同規模和詳細級別的數據。簡單地管理龐大的數據量是一個常見的挑戰。因此，明智的做法是考慮平臺處理多個級別詳細信息的能力，并在存儲和加載中應用優化方法，以方便大數據量。
支持 3D 資產
毋庸置疑，對于構建利用 3D 數據的應用程序，支持城市建模環境中使用的各種 3D 數據資產至關重要。不同的 3D 資產類型包括密集的彩色點云（如 LAS、E57）、大紋理網狀模型（如 OBJ、FBX、glTF）、各種語法豐富的城市信息模型（如 CityGML、CityJSON）或建筑信息模型（如IFC），提供對單個建筑物的高度詳細視圖。此外，對適用于多種資產類型的靈活數據格式（如 3D Tiles）的支持正變得越來越重要。
4、結論和可能的未來發展
考慮到3D城市建模的復雜性和多樣性，沒有一個平臺可以滿足城市環境3D模型的制作、更新、維護和利用等所有要求。目前可用的虛擬地球儀和游戲引擎往往突出略有不同的技術方面（見圖4）。應用程序開發需要靈活的平臺，以便開發可訪問、開放、可視和交互式的應用程序，以滿足用戶的需求。實現這種靈活性通常需要作為開源解決方案或至少可以免費學習的解決方案。
圖4：虛擬地球和游戲引擎的比較
在3D城市模型應用平臺的背景下，最有趣的發展之一是基于瀏覽器的游戲引擎的進步。這不僅有望為基于瀏覽器的 3D 應用程序帶來類似游戲引擎的功能，還有望將 VR 等可視化功能與未來的在線 GIS 應用程序集成在一起。在專業應用中，游戲引擎的使用越來越多，甚至導致游戲引擎和虛擬地球的集成，也可以看到同樣的集成過程。軟件生態系統中已經出現了這方面的例子。
技術和軟件領域不斷變化，并取得可喜的成果。研究和推進可用 3D 城市數據的利用，對于充分利用數據提供的潛在優勢至關重要。盡管在技術和組織層面的數據質量、互操作性、標準化和管理方面經常面臨挑戰，但越來越多的可行和公開的數據正等待在城市本身范圍之外使用。
原文鏈接：http://www.bimant.com/blog/webgl-vs-game-engine/
上周，國際圖書館協會（International Federation of Library Associations and Institutions, 簡稱IFILA）宣布了第六屆年度公共圖書館獎的五名最終候選：澳大利亞的Marrickville圖書館，比利時的Het Predikheren城市圖書館，挪威奧斯陸的新中央圖書館（Deichman Bj?rvika），荷蘭的格羅寧根論壇（Forum Groningen）和中國的寧波圖書館新館。
這不僅是寧波圖書館首次獲得該獎提名，也是中國公共圖書館界在該獎項零的突破。寧波圖書館新館的亮點之一，就是為殘障人士提供了便利。它的盲人閱覽室使書本這種依托文字、專屬視覺的知識敲門磚，為所有人服務。而24小時自助圖書館、讀者服務區等區域也意味著圖書館在以更為親近的姿態在努力服務。第六屆年度公共圖書館獎的最終獲獎者將在八月中旬揭曉，寧波圖書館新館或許成為這個國際獎項的第一個中國獲獎者。
2018年12月28日開館的寧波圖書館新館。（圖片來源于寧波圖書館官網）
從本屆公共圖書館獎可以看到，人們對于圖書館的需求卻不是一成不變的。最近幾年新修或重建的圖書館呈現了一些新的方向，這也體現在年度公共圖書館獎這個年輕獎項的評選標準中：實用的建筑空間，信息技術的靈活與全面應用，以及與當地文化生活的融合。
本期讀刊從近期的各國公共圖書館動向出發，希望一窺這些動態后的觀念轉變。文中列舉的多是西方國家的案例，但這些趨勢并不限于歐美。圖書館評估標準的變化背后，是人們對圖書館這一公共機構的不同設想。圖書館不再是知識集權的象征，不是高不可攀的殿堂，它可以成為社交碰撞的場域與創意的孵化器，是扎根于當地社區的有機結構。
撰文 | 馮塬雅
翻修與重建：疫情下的逆勢高歌
過去的一年因為疫情而事事擱置，公共空間也因為社交距離而成死水。但圖書館的修建卻沒有停滯，甚至可能因為人們對社交環境的渴望而加快了腳步。從去年年底開始，西方公共圖書館的修建計劃就持續猛進，而其中尤其引人注目的是華盛頓公共圖書館系統的全面升級。
2020年底，華盛頓公共圖書館宣布斥資1750萬美元，開啟為期十年的“新代圖書館”（Next Libris）計劃。這項工程打算在2024年前翻修華盛頓現有26座圖書館中的24所；這個十年計劃一結束，公共圖書館系統就將緊跟著開展持續至2030年的全面升級。2020年9月24日，閉門整修了三年半的馬丁·路德·金圖書館在華盛頓強勢重開，算是為這計劃成功試水。
疫情期間，公共圖書館普遍采取了各種降低傳染風險的防護措施。
與此同時，堪稱全球體量之最的華盛頓國會圖書館，在去年九月底贊助舉辦了第二十屆國家圖書節（National Book Festival），邀請了120余位作家、詩人和插畫藝術家進行線上討論，內容切中黑人民權和二十一世紀民主形式等熱點話題。而在洛杉磯，圖書、故事與靈感節（Festival of Books, Stories & Ideas）剛剛在網上落幕，參與者包括普利策獎獲得者Viet Thanh Nguyen。
從這些改建和新建計劃中，我們不難總結出如下趨勢：管理數字化，公眾的資源利用更加無障礙，以及公眾活動的多樣化。
華盛頓國會圖書館內景。興建于1800年的華盛頓國會圖書館是世界上藏書量最大的圖書館之一。
數字化管理：不轉型就淘汰？
華盛頓圖書館升級計劃書中提到，新一代的圖書館將更加公平和智能（grow equitably and smartly）。這兩個關鍵詞很能代表西方圖書館的轉型方向，又相互沖突。
首先，數字化是圖書館的必然發展趨勢。根據圖書館管理咨詢網站Bibliotheca的調查，自2010年起超過800座英國圖書館因為使用不足而倒閉。一方面，亞馬遜、奈菲和其他網絡平臺使傳統的圖書館租借業務形同虛設。另一方面，隨著手機軟件成為主要的消費和業務處理模式，依托于客戶端軟件的高效自助系統成為研發重點和大勢所趨。
傳統圖書館模式已經輸給手機了，但數字化能夠輕易地為圖書館找回失去的陣地。畢竟，很多書籍、手稿和文件資料是商業化平臺無法也無意提供的。公共圖書館迫于疫情而關閉，但封鎖令也在很大程度上促進了圖書館本已迫在眉睫的網絡化趨勢。
在今年十一月的市政會議上，布魯克林圖書館館長琳達約翰森提到，會將圖書館的預算集中用數字化檔案和線上活動——電子書，有聲書，手機軟件和Zoom等視頻平臺上的課程和討論等，種類俱全。事實上，機構擁抱數字化的決定其實迫不得已：疫情中，公共圖書館的資金狀況越發窘迫。在眾多繼續維護和拓展的項目中，負責人鑒于信息時代的大趨勢和疫情的特殊需求，只能優先選擇數字化。以今年圖書館大獎候選之一的澳大利亞Marrickville圖書館為例，IFLA強調了圖書館的全自動檔案管理體系。
現代主義風格的馬丁·路德·金圖書館。
離開書架，走進社區
剛才提到，公共圖書館的第二個發展方向是強化公共性——分散圖書館資源，并深入惠及社區——但這同時也是公共圖書館的發展困境之一。要讓圖書館系統扎根社區并日漸鞏固與社群的聯系，需要基礎設施的鋪設和長期且持續的活動支持。但這個資金支持卻來之不易，且依賴于政府部門和商業大亨的捐助。
就在疫情開始之前，紐約圖書館系統向紐約市議會提交預算，協商過程十分膠著。全市圖書館系統最終只得到紐約市2021年總預算的不足百分之一。疫情暴發后，真正到手的可用資金寥寥無幾，而圖書館工作人員的健康防護又是一筆額外的開銷。這就意味著，公共圖書館非常依賴會員費、個人捐助和基金會補助等社會資金。幸運的是，紐約公共圖書館從紐約生命基金會得到了一百萬美元的“領導力禮金”（leadership gift），并與HBO、美國銀行和Bloomberg慈善基金會保持長期合作關系。布魯克林圖書館也有Whole Foods、Goldman Sachs等大型公司的穩定支持。
Bibliotheca在調查中提出：“具有前瞻性的公共圖書館，已經從資源租賃的單一服務轉向，開始提供日常課程、實際服務和各種臨時活動，為社區提供終生學習機會。”這個結論的隱含條件是，公共圖書館也在積極地將觸角伸入社會，從單一的政府扶持部門轉型成主動求存的非盈利組織，擁有多樣化的資金來源和服務方式。
費城公共圖書館的自行車借書模式。
為了在疫情中依然深入社區，各地圖書館也變出了很多花樣。除了擴充電子檔案、舉辦在線活動、提供快遞服務、增加消毒機器和自助機等，美國和歐洲圖書館在社區中散布了供兒童學習的故事板，使他們在沒有圖書館的隔離生活中也能在自然環境里保持閱讀習慣；有的圖書館推廣了有借書功能的自行車或篷車；每晚，家長可以收聽圖書館的床前故事節目；俄亥俄州的Dayton Metro圖書館計劃為八百戶人家提供四個月的免費WiFi，繼續著資源平等化的公共職能。甚至連之前倒閉了的圖書館也找到了復活的方式：丹麥的Book1青年旅社今秋開張；旅社改建自1934年的老圖書館建筑，既是住所也是閱讀空間。這樣的例子在美國和日本也屢見不鮮。而尚未從疫情中恢復過來的西方公共空間，也促使各大圖書館以更安全的方式滲透進日常生活，各種各樣的社區活動就是主要的普及手段。
這也是為什么，在約翰霍普金斯大學的健康安全中心3月公布的社會場所疫情期間危險度評估中，圖書館被視作低危場所，引起了全美圖書館工作人員的激烈反抗——圖書館已經逐漸變為社交場所，但學術界似乎還沒反應過來。于是一個月后，健康安全中心更正了報告，將圖書館列為與超市、社區活動中心等同級的中高危場所。
日本圖書館旅社。
在未來，實體圖書館還有存在的意義嗎？
一方面來看，公共化與數字化的趨勢相互推進。在博物館與圖書館服務機構（Institute of Museum and library Services, IMLS）的最新調查中，各大圖書館的公共活動量在2006至2016年間增長了48%，而活動參與率提高了35%，但38%的美國圖書館使用者依然不知道這些互動的存在。更高效的在線推廣必會收效明顯。
但在另一方面，實體圖書館具有不可取代的公共性。即使在紐約等國際都市，技術普及也并沒有達到百分之百；部分居民依然只能借用圖書館的免費網絡和打印機等技術服務完成學習工作項目。圖書館的兒童區也為所有社會階層敞開教育大門，提供兒童教育項目、書籍玩具等資源和社交機會。公共圖書館最裨益的，是在大眾傳媒、尤其是消費社會中逐漸隱形的社會底層公民。圖書館的實體存在，依然是穩定、權威和保障的象征，圖書管理員也為并不熟練自助系統、數字化平臺的少數人提供了必要的指引。即使預算窘迫，紐約公共圖書館也依然為生活平均線以下的黑人社區提供了免費教育資源。盲目的數字化，意味著公共圖書館也會從資源不平等的問題中抽身而出，可沒有了這份社會關懷，公共圖書館又如何匹敵極度豐富的商業網絡平臺？
Gensler網站就未來圖書館的模式進行了民意調查，其中“社群與社會服務”、“去中心化的圖書館空間”、“技術集成向的會議場所”、“在線課程”等成為了多數人的選擇。
著名紀錄片導演Frederick Wiseman在《書緣：紐約公共圖書館》（Ex Libris:New York Public Library, 2017）一片中，以他獨特的幽靈般的敘事視角，以極其中立的態度解剖了紐約圖書館體系這個龐然大物。影片中沒有主角，正如這個高度平等性地、鋪展在92個據點之間的圖書館運轉網絡一樣。他的鏡頭從蝕刻畫藏品轉到詩歌再到高度數字化的智能大樓，采訪了Patti Smith、Richard Dawkins這樣的文化名人，也將普通員工納入其中。他呈現的紐約公共圖書館是一個百足之蟲，雖然有龐大體系都會有的官僚化問題，卻依然在掙扎著從各個角度、在各種空間提供事無巨細的公共服務。這也是全球新建公眾博物館的共同追求。
紐約公共圖書館內景。圖片來自紀錄片《書緣：紐約公共圖書館》。
圖書館的蝶變
從上世紀末開始，圖書館建筑逐漸變成建筑奇觀，在設計中注重集會功能。譬如2016年成立的俄亥俄州Toledo圖書館King Road分館，現代主義風格亮眼，書柜不再扎堆得令人畏怯，而是像書店一樣鋪散開來、任人取閱；2018年，南方中心圖書館在肯塔基州開館，以梯形的平面規制和閃耀的鋼鐵裝飾獲得了美國建筑大獎；今年，奧斯陸的Deichman Bj?rvika中央圖書館一開館，就以懸臂式的上層結構獲得普遍關注，而其中分化出眾多角落，滿足了桌面游戲、音樂表演和個人閱讀的需求。圖書館社會性質的轉變，是作用于其物質載體的。
南方中心圖書館。
圖書館的定義在發生改變。曾經，圖書館是德里達在《檔案狂熱：弗洛伊德印象》里所描述的具有威懾力的知識權威機構，是希臘官員的私人空間里開辟出的公共空間，是博爾赫斯筆下迷宮般的、暗含存檔邏輯體系的超越個體存在的建筑——它們是用來存放物化知識的倉庫，不需要令人愉悅的自然光線、舒服的座椅、有趣的公共活動或秉持社會公正目的的公益項目。它們和中央權力機構一樣，因為深不可測和難以觸及而成為某種獨立普通人的抽象存在。
美國作家蘇珊·奧爾琳在《親愛的圖書館》中寫道：“圖書館既使人敬畏，又令人恐懼，人們相信圖書館是活物：一個巨大的、無限的公共大腦，霸占了全世界現在所有的知識，并且有可能成為我們在超級計算機時代所害怕的那種擁有獨立思考能力的智能生物。”這意味著圖書館一如權力機構，它的公共性對普通人施加著知識上的壓迫性權威，不容質疑。它為文化提供正當性，也因為象征合法性成為專政權力的爭奪和毀滅對象——始皇焚書、中世紀教皇下令“火化”（cremated）猶太書籍、納粹對猶太書籍的更徹底的抹除等等。奧爾琳在書中仔細梳理了有史以來的圖書焚毀行為，并感嘆道：“據教科文組織統計，被摧毀的書籍數量是如此之多——有幾十億冊之巨——以至于我有時都難以相信這個世界上還有書幸存下來”。
《親愛的圖書館》，（美）蘇珊·奧爾琳，文澤爾譯，新經典文化｜文匯出版社2021年5月。
但圖書館在一次次的焚毀中幸存了下來。而在知識越發觸手可及的互聯網時代，圖書館所蘊含的令人生畏的權威也逐漸淡去。
可就像馬丁·路德·金圖書館剛剛開放的新建筑一樣——透明玻璃，寬闊的自習室和活動空間，專供非盈利機構租用的辦公場所，音效完美的演唱會空間，更多的使用指南和自助點……圖書館變得越來越輕盈，知識被數字化，真實的人的存在和社交需求成為新的主角。連建筑工具、藝術和音樂制作工具，也與書籍一樣可供租用。圖書館的生活化，或許也意味著知識權威機構正在根據社區的需求豐富著對“知識”的定義，走進平凡人的維度。正如蘇珊·奧爾琳所說，歷史上的圖書館在一次次的焚燒和摧毀后也被不斷重建，人們總是會努力修復文化的載體，重建過去和未來之間的紐帶。因此，即使是在疫情的困境之中，公共圖書館也依然在蝶變。它或許不再是那個令人恐懼的最強大腦、保衛著守衛森嚴的知識世界。它逐漸變得像溫暖的身體，各種社會活動像新陳代謝一樣在體內發生。更重要的是，它正在更為主動地走向社區，就像在向前敞開雙臂。
參考鏈接：
https://wtop.com/dc/2020/11/dc-could-build-3-new-libraries-by-2030-under-175-million-improvement-proposal/
https://www.nationalgeographic.com/travel/2020/09/libraries-respond-to-coronavirus-with-book-bikes-and-virtual-festivals/
https://www.gothamgazette.com/city/9974-new-york-public-libraries-adjust-pandemic-nyc
https://www.forbes.com/sites/leahrosenbaum/2020/04/23/johns-hopkins-changed-its-guidance-on-re-opening-the-economy-after-pushback-from-librarians/?sh=2980697f71a2
https://www.bibliotheca.com/reopening-libraries-after-covid-19/
https://www.govtech.com/network/Ohio-Library-System-to-Connect-800-Homes-to-Free-Internet.html
https://www.washingtonpost.com/dc-md-va/2020/07/17/mlk-library-will-reopen-september-giving-dc-renewed-central-library/
https://www.gensler.com/research-insight/blog/design-ideas-for-the-post-pandemic-public-library
https://www.sc.edu/uofsc/posts/2020/04/04_conversation_sensory.php#.X92Fotj7TD4
https://www.theguardian.com/books/gallery/2021/jul/07/a-cultural-masterpiece-the-worlds-best-new-public-libraries-in-pictures
撰文 | 馮塬雅
編輯 | 李永博；王青
校對 | 王心