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1、 淺談信息可視化在國(guó)內(nèi)外數(shù)字圖書館資源揭示中的應(yīng)用進(jìn)展 孫倩摘要計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的信息可視化技術(shù)正在被圖書館資源整合與知識(shí)服務(wù)所需要,國(guó)內(nèi)外將可視化技術(shù)投入到館藏資源揭示與知識(shí)服務(wù)中的實(shí)踐已越來(lái)越多。通過科學(xué)的信息組織模式與技術(shù)手段的結(jié)合,可視化應(yīng)用可以提高資源發(fā)布和關(guān)聯(lián)關(guān)系的揭示程度,并大幅提升用戶體驗(yàn)的滿意度。關(guān)鍵詞信息可視化;資源揭示;知識(shí)服務(wù)中圖分類號(hào)g25076kg22mm文獻(xiàn)標(biāo)志碼a文章編號(hào)1005-6041(2017)02-0053-05近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提升和進(jìn)步對(duì)數(shù)字內(nèi)容的存儲(chǔ)和運(yùn)算提供了重要的技術(shù)保障,人們獲取信息和閱讀的方式
2、也向多元化拓展。龐大的信息數(shù)據(jù)來(lái)源也為大眾從中獲取精準(zhǔn)有效的信息帶來(lái)了困擾,面對(duì)無(wú)處不在的信息洪流,要讓大型數(shù)據(jù)集變得親切和易于理解,可視化無(wú)疑是最有效的途徑。信息可視化作為一門涉及多個(gè)領(lǐng)域的綜合性學(xué)科,是對(duì)海量信息或數(shù)據(jù)中知識(shí)的高度壓縮,依托計(jì)算機(jī)技術(shù)借助人腦的視覺思維能力,幫助人們從大量的數(shù)據(jù)信息中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)隱藏的規(guī)律,從而提高數(shù)據(jù)的使用效率??梢暬瘡?qiáng)調(diào)生動(dòng)性與準(zhǔn)確性兼得,目的在于對(duì)信息或數(shù)據(jù)的深度挖掘與利用。在數(shù)字圖書館領(lǐng)域,海量數(shù)據(jù)與資源之間以不同維度形成縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)狀集合,利用信息可視化做好數(shù)據(jù)與資源的揭示工作,不僅能夠發(fā)揮現(xiàn)有資源的服務(wù)價(jià)值,也能在挖掘、分析和展現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系時(shí),為
3、用戶提供更有用、有效的信息渠道,更加精準(zhǔn)地滿足用戶信息需求。1信息可視化概念及范圍11 信息可視化概念信息可視化來(lái)源于早期的數(shù)據(jù)圖形學(xué),即人們希望通過抽象信息的視覺表達(dá)來(lái)揭示數(shù)據(jù)及其他隱藏關(guān)系的一門科學(xué)。20世紀(jì)90年代開始普及計(jì)算機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的爆炸式信息流,使人們直接使用可視化信息的愿望變得迫切,從而造就和帶動(dòng)了信息可視化研究。關(guān)于信息可視化的概念界定,在不同的文獻(xiàn)中有不同的說(shuō)法。1999年卡德等人在早期將信息可視化引入視線的著作中,對(duì)其給出的定義是:“使用計(jì)算機(jī)支撐的、交互性的、對(duì)抽象數(shù)據(jù)的可視表示法,以增強(qiáng)人們對(duì)抽象信息的認(rèn)知?!敝男畔⒖梢暬瘜?shí)踐者manuel lima提到,信息
4、可視化主要用于解釋數(shù)據(jù),“換句話說(shuō),就是歸納數(shù)據(jù)內(nèi)在的模式、關(guān)聯(lián)和結(jié)構(gòu)”,“它既涉及科學(xué)也有關(guān)設(shè)計(jì):信息可視化設(shè)計(jì)師和平面設(shè)計(jì)師一樣,不僅要能夠迅速、準(zhǔn)確地呈現(xiàn)信息,而且需要掌握準(zhǔn)確表達(dá)數(shù)據(jù)的技巧和視覺表達(dá)能力,呈現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的觀點(diǎn),喚起讀者的內(nèi)心情感”1??梢暬夹g(shù)是將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)集構(gòu)成數(shù)據(jù)圖像,然后以數(shù)據(jù)的各個(gè)屬性為展示維度進(jìn)行表示,從而獲得不同的維度的觀察結(jié)果,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)深入的觀察和分析。12 信息可視化范圍信息可視化包括數(shù)據(jù)可視化、信息圖形、知識(shí)可視化、科學(xué)可視化以及視覺設(shè)計(jì)等多方面。廣義的信息可視化,囊括了以信息可視化和科學(xué)可視化為基礎(chǔ)衍生出的數(shù)據(jù)可視化以及知識(shí)可視化。科學(xué)可視化比信
5、息可視化的概念出現(xiàn)得更早2。1987年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)報(bào)告visualization in scientific computing“科學(xué)計(jì)算之中的可視化”就是后來(lái)“scientific visualization”即科學(xué)可視化的始源,主要指科學(xué)實(shí)踐中對(duì)計(jì)算機(jī)建模和模擬的運(yùn)用。隨著來(lái)自商業(yè)、數(shù)字媒體、信息管理等行業(yè)大型異質(zhì)數(shù)據(jù)集的密集出現(xiàn),數(shù)據(jù)可視化成為涵蓋科學(xué)可視化與信息可視化的新生術(shù)語(yǔ)。知識(shí)可視化又是從信息可視化的領(lǐng)域中分支出來(lái)的又一獨(dú)立概念。知識(shí)可視化指的是用來(lái)解構(gòu)復(fù)雜知識(shí)的圖形化展現(xiàn)手段。其目標(biāo)更側(cè)重于傳達(dá)主觀性的見解、觀點(diǎn)和預(yù)測(cè)等,并以這種方式幫助他人正確地重構(gòu)、記憶和應(yīng)用這些知識(shí)
6、。在我們討論的信息可視化領(lǐng)域,涉及數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)三者的關(guān)系。三者關(guān)聯(lián)性十分密切,數(shù)據(jù)是信息的載體,信息是數(shù)據(jù)的含義,知識(shí)是由信息加工和提煉而成的結(jié)晶。而可視化,就是把三者轉(zhuǎn)化為可視的表示形式的過程3。實(shí)際上,我們所談及的信息可視化,就包含了數(shù)據(jù)可視化和知識(shí)的可視化。從狹義上來(lái)說(shuō),信息可視化適用于大規(guī)模非數(shù)字型信息資源的可視化表達(dá),這里的信息范圍主要包括各類抽象的數(shù)據(jù)集,大致可以概括為異構(gòu)的文本信息及數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序中的運(yùn)行數(shù)據(jù),以及萬(wàn)維網(wǎng)站內(nèi)容和數(shù)據(jù)庫(kù)檢索內(nèi)容等,最后一項(xiàng)集中的應(yīng)用領(lǐng)域就是在數(shù)字圖書館當(dāng)中。當(dāng)然除此之外,信息可視化與科學(xué)可視化在眾多技術(shù)和方法上的融合發(fā)展,使可視化的范圍深入到
7、眾多相關(guān)領(lǐng)域。2信息可視化在數(shù)字圖書館的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)字圖書館的出現(xiàn)開始就與數(shù)據(jù)信息息息相關(guān),如何以嶄新的數(shù)字信息服務(wù)為讀者提供友好的知識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境,是數(shù)字圖書館的核心目標(biāo)。相對(duì)于傳統(tǒng)圖書館的資源構(gòu)成,數(shù)字圖書館環(huán)境下的數(shù)字資源類型變得復(fù)雜而多樣,既有系統(tǒng)技術(shù)資源,也有占據(jù)核心作用的數(shù)字信息資源,有實(shí)體文獻(xiàn)數(shù)字化資源也有虛擬電子資源,這又包括了館藏書目數(shù)據(jù)庫(kù),館藏實(shí)體文獻(xiàn)數(shù)字化后的自建數(shù)字資源數(shù)據(jù)庫(kù),由外購(gòu)或其他渠道獲得的商用文獻(xiàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù),以及解決版權(quán)問題的網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)等。另外圖書館積累的讀者數(shù)據(jù),也隱藏著大量有價(jià)值的信息,對(duì)這些信息的挖掘和利用十分重要。可視化技術(shù)在數(shù)字圖書館環(huán)境中主要應(yīng)用于兩個(gè)領(lǐng)
8、域:一是對(duì)數(shù)字圖書館服務(wù)場(chǎng)景的優(yōu)化升級(jí),能夠?yàn)橛脩籼峁┏絺鹘y(tǒng)的空間認(rèn)知工具,如最早用于揭示館藏資源分布的電子地圖,隨著科技的發(fā)展現(xiàn)在又增添了虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented reality)等;二是通過強(qiáng)化數(shù)據(jù)的直接應(yīng)用改變服務(wù)方式、提升用戶體驗(yàn),包括可視化信息資源描述、可視化信息導(dǎo)航、可視化信息檢索,以及可視化知識(shí)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘等。具體可以歸結(jié)為以下5個(gè)熱點(diǎn)主題:1)館藏資源分布的可視化,以直觀的圖形或圖像方式為用戶展示出資源分布的情況,可以說(shuō)是可視化服務(wù)于數(shù)字圖書館領(lǐng)域的基礎(chǔ)性應(yīng)用;2)信息描述的可視化,信息描述可以以聚類的方式將信息進(jìn)行可視化,主
9、要通過聚類方法創(chuàng)造主題,同時(shí)以圖形化方式進(jìn)行揭示;3)信息檢索的可視化,可視化在信息檢索中的應(yīng)用包括檢索過程的可視化和檢索結(jié)果的可視化兩方面,當(dāng)前在圖情領(lǐng)域成為重視程度最高的研究主題;4)知識(shí)可視化,更注重知識(shí)的圖解表示以及傳播利用,在研究知識(shí)可視化的一些學(xué)者關(guān)于理論基礎(chǔ)、知識(shí)表征、研究框架的成果基礎(chǔ)上,數(shù)字圖書館領(lǐng)域關(guān)于信息檢索可視化的方向已經(jīng)向知識(shí)檢索可視化發(fā)展;5)用戶界面的可視化,用戶界面的設(shè)計(jì)與研究是人機(jī)交互領(lǐng)域重要的一部分?,F(xiàn)階段多數(shù)是以二維圖形為主的用戶界面(gui)和多媒體用戶界面,未來(lái)的發(fā)展則是更廣泛的多媒體交互集成,通過人工語(yǔ)音、多維圖形、人的動(dòng)作指令等人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)更人
10、性化的人機(jī)交互效果。可視化界面設(shè)計(jì)通常會(huì)采取各種界面比擬來(lái)表現(xiàn),如時(shí)間軸、拓?fù)鋱D、熱力圖等。 3可視化在數(shù)字圖書館資源揭示中的應(yīng)用實(shí)踐目前,國(guó)內(nèi)外將可視化技術(shù)投入到優(yōu)化數(shù)字圖書館館藏資源揭示并進(jìn)行知識(shí)服務(wù)提供的實(shí)踐已越來(lái)越多。多數(shù)集中在特定數(shù)據(jù)集或數(shù)據(jù)庫(kù)的信息檢索過程、信息檢索結(jié)果的揭示效果上,局部試驗(yàn)轉(zhuǎn)換為整體性布局還尚待成熟完善。數(shù)字圖書館在資源整合方面發(fā)展的理論成果和計(jì)算機(jī)與信息科技發(fā)展帶來(lái)的技術(shù)支撐,為可視化作為一種建設(shè)理念深入數(shù)字圖書館資源揭示中帶來(lái)了可能性與實(shí)施基礎(chǔ)。31 世界數(shù)字圖書館的時(shí)間軸、地域軸展示世界數(shù)字圖書館在網(wǎng)站資源展示的可視化效果上已經(jīng)形成了一定的影響力。它在館藏揭
11、示方式上,直觀地提供給讀者“時(shí)間線”和“互動(dòng)式”地圖兩種較為通用的可視化選擇。圍繞“世界歷史”“中國(guó)書籍、手稿、地圖和印刷品”“歐洲的泥金裝飾手抄本”以及“美國(guó)歷史”四個(gè)分類文獻(xiàn),網(wǎng)站分別給出時(shí)間軸和地域軸兩種展示方式。以“時(shí)間線”為例,當(dāng)選擇“中國(guó)書籍、手稿、地圖和印刷品”時(shí),可以看到下方的時(shí)間標(biāo)尺,在時(shí)間標(biāo)尺上對(duì)文獻(xiàn)類型又進(jìn)行了細(xì)分,分為“地圖”“手稿”“圖書”“印刷品”,如圖1所示:以帶有互操作性的時(shí)間標(biāo)尺加上圖文最大限度地簡(jiǎn)化了文獻(xiàn)資源的檢索過程,同時(shí)為用戶提供了文獻(xiàn)資源的整體景觀,使用戶對(duì)此類文獻(xiàn)收藏布局一目了然,也對(duì)歷史發(fā)展進(jìn)程有直觀了解。同樣以“中國(guó)書籍、手稿、地圖和印刷品”為例
12、,網(wǎng)站為我們提供了“互動(dòng)式地圖”的區(qū)域性資源揭示方式。互動(dòng)式地圖是由美國(guó)“l(fā)eaflet”基于javascript的開源交互地圖數(shù)據(jù)庫(kù),這種基于gis(地理信息系統(tǒng))的可視化應(yīng)用是由natural earth提供了開放的地理數(shù)據(jù),該網(wǎng)站提供了全球110 000 000、150 000 000、1110 000 000比例尺的矢量和柵格數(shù)據(jù)下載。這種帶有交互性的地域展示方式使世界范圍內(nèi)的文獻(xiàn)資源典藏分布更加清晰明了,間接地也對(duì)跨區(qū)域、跨國(guó)家的資源共建共享、資源服務(wù)范圍擴(kuò)大帶來(lái)方便(詳見圖2)。值得一提的是,世界數(shù)字圖書館網(wǎng)站把時(shí)間軸和地圖的概念貫徹在了網(wǎng)站各個(gè)維度的資源展示中。不論在“專題”“條
13、目類型”還是“典藏單位”分類中,都將地圖嵌入其中,充分體現(xiàn)了“世界”區(qū)域性的特點(diǎn)。32 國(guó)際虛擬規(guī)則文檔項(xiàng)目(viaf)可視化由oclc牽頭負(fù)責(zé)的虛擬國(guó)際規(guī)范文檔(virtual international authority file,viaf)項(xiàng)目,建設(shè)目的是要為用戶提供全球范圍內(nèi)主要名稱規(guī)范文檔的便捷獲取服務(wù),從個(gè)人名稱虛擬規(guī)范文檔逐步擴(kuò)展到團(tuán)體名稱和地名規(guī)范4。每一條規(guī)范記錄都有分配的唯一標(biāo)識(shí)符,且均可以鏈接到由合作機(jī)構(gòu)維護(hù)的文檔。目前viaf數(shù)據(jù)已成為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)云圖中最大的規(guī)范名稱數(shù)據(jù)集,也是互聯(lián)網(wǎng)中各類開放數(shù)據(jù)項(xiàng)目利用圖書館規(guī)范數(shù)據(jù)的途徑和方式,在與各種社會(huì)開放性項(xiàng)目的互通共享中自身
14、也得到豐富、增強(qiáng)。viaf與維基百科、isni、snac等項(xiàng)目都建立了合作,成為構(gòu)建關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)環(huán)境的重要內(nèi)容。viaf的用戶檢索界面也是采用了可視化的交互操作形式(見圖3),以檢索“魯迅”為例5,索引選擇為所有viaf,在檢索頁(yè)面上方顯示的是標(biāo)題詞、作者姓名在不同規(guī)范文檔中的形式、viaf id(唯一標(biāo)識(shí)符)、永久鏈接以及isni號(hào);檢索結(jié)果頁(yè)面下方中包括了其他作者頁(yè)面信息項(xiàng),如優(yōu)選形式、4xx字段中備用名稱形式、5xx字段中相關(guān)名稱、作品、出版國(guó)家和地區(qū)等。在優(yōu)選形式中,用戶可以看到不同圖書館所貢獻(xiàn)的相關(guān)記錄,并以超鏈接形式直接鏈接到相應(yīng)的記錄內(nèi)容。右下方的拓?fù)鋱D是通過一定的匹配方式,將不同國(guó)
15、家的規(guī)范文檔進(jìn)行匹配連接,并顯示相應(yīng)的匹配方式及標(biāo)識(shí)號(hào),如,某相連節(jié)點(diǎn)顯示“(match:title)rero-vtls000107707”,則表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與標(biāo)識(shí)號(hào)為rero-vtls000107707的節(jié)點(diǎn)“名稱”匹配,使用戶對(duì)規(guī)范文檔有了整體性的感官認(rèn)知,起到了在用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇時(shí)的輔助作用。33 挪威frbr概念模型可視化隨著rda(資源描述與檢索)規(guī)則逐漸在圖書館編目領(lǐng)域的普及和應(yīng)用,frbr(書目記錄的功能需求)所構(gòu)建的“實(shí)體關(guān)系”模型也逐漸成為書目數(shù)據(jù)編目中的研究重點(diǎn)。要想把基于frbr模型的所有潛在的數(shù)據(jù)關(guān)系與實(shí)體完整地揭示出來(lái),傳統(tǒng)的線性表單式的書目記錄組織與展示方式已經(jīng)無(wú)法做
16、到。由斯洛尼亞盧布爾雅那大學(xué)的tanja mercun、maja zumer以及挪威科技大學(xué)的trond aalberg為主要成員組成的frbrvis項(xiàng)目組,將研究焦點(diǎn)落在了旨在更好地在用戶界面展現(xiàn)frbr作品家族的信息可視化上。項(xiàng)目組從廣泛的書目數(shù)據(jù)中選取了不同復(fù)雜程度的作品家族樣例,每個(gè)作品家族中又通過人工選取40100條記錄以囊括實(shí)體、關(guān)系以及屬性中盡可能出現(xiàn)的復(fù)雜情況和變化。與大部分frbr實(shí)踐探索保持記錄樣本原樣的做法不同的是,項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按照最新的rda規(guī)則手動(dòng)改造了原書目記錄中不規(guī)范的著錄項(xiàng)與缺少的關(guān)系,以及不支持計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理的數(shù)據(jù)。利用frbr工具,項(xiàng)目建立了xml格式的基于
17、frbr的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并確保了其實(shí)體準(zhǔn)確建立、關(guān)系完整。在三種主要關(guān)系的基礎(chǔ)上,作品記錄被分為三層標(biāo)簽:“版本”層用來(lái)展示作品的內(nèi)容表達(dá)以及載體表現(xiàn);“相關(guān)作品”層用來(lái)展示其他與該作品相關(guān)的作品;“作者其他或作者相關(guān)作品”層用來(lái)展示同作者的其他作品或與該作者相關(guān)的作品。在展示具體標(biāo)簽層時(shí),左側(cè)標(biāo)簽圖用來(lái)使用戶了解文獻(xiàn)整體情況,用戶可以下拉點(diǎn)擊了解更深層的編目?jī)?nèi)容,并從右側(cè)了解到詳細(xì)內(nèi)容(如圖4):34 上海圖書館家譜本體可視化上海圖書館基于22 000余種的家譜影像資源庫(kù)建立起的cnmarc格式元數(shù)據(jù),在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下文獻(xiàn)揭示與使用中面臨無(wú)法滿足需求的現(xiàn)實(shí)。家譜中所包含的豐富的人、地、時(shí)、事等
18、關(guān)系,被認(rèn)為用marc這樣限定性、專業(yè)性較強(qiáng)的格式系統(tǒng)已無(wú)法充分描述和揭示,更加靈活的、多維度展示和操控工具成為家譜文獻(xiàn)服務(wù)的需要6。在這種背景下,上海圖書館采用目標(biāo)為取代并兼容marc的書目框架模型(bibframe)建立家譜信息本體。根據(jù)書目框架的核心模型,家譜被分為作品和實(shí)例兩部分,依據(jù)元數(shù)據(jù)不同的著錄項(xiàng)分別歸為作品和實(shí)例中,而規(guī)范和注釋都通過作品和實(shí)例各自的屬性所定義的關(guān)聯(lián)關(guān)系與作品和實(shí)例相關(guān)聯(lián)。 上海圖書館家譜知識(shí)庫(kù)在揭示資源的文獻(xiàn)特征及內(nèi)容特征、在各數(shù)據(jù)實(shí)體之間建立起易被理解的關(guān)聯(lián)關(guān)系并實(shí)現(xiàn)機(jī)器處理方面進(jìn)行了突破性的探索和嘗試。目前該系統(tǒng)可視化效果可以在其試驗(yàn)網(wǎng)站設(shè)計(jì)中看到基于時(shí)間
19、軸和地域軸的展示(如圖6):fl)圖8是以動(dòng)態(tài)熱力圖的方式,根據(jù)宗族遷徙時(shí)間、地點(diǎn),計(jì)算出家族的遷徙路線及后代散居地,將家族遷徙的過程演示了出來(lái),對(duì)宗族歷史深入發(fā)掘,跳出了對(duì)文獻(xiàn)載體本身進(jìn)行收藏和管理的資源服務(wù)范圍,講活了“故事”。4總結(jié)與展望信息可視化進(jìn)入圖書館視野已經(jīng)逐步深入,應(yīng)用于文獻(xiàn)資源揭示與知識(shí)組織服務(wù)的研究主題也漸漸得到細(xì)分。然而囿于針對(duì)包括書目數(shù)據(jù)在內(nèi)的各類資源數(shù)據(jù)在聚合、挖掘以及高效管理利用方面的探索尚未定型,以數(shù)字圖書館內(nèi)部海量資源為基礎(chǔ)的信息可視化并沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用,在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中數(shù)字圖書館的資源信息組織與服務(wù)方式面臨重構(gòu)與轉(zhuǎn)變的情況下,國(guó)內(nèi)外很多圖書館機(jī)構(gòu)都在針對(duì)某一特定領(lǐng)域進(jìn)行資源整合以及可視化服務(wù)方面的探索,如上文提到的基于frbr數(shù)目模型的可視化實(shí)踐項(xiàng)目(frbrvis項(xiàng)目)和上海圖書館家譜本體知識(shí)庫(kù)建立,也有諸如清華大學(xué)圖書館建立的學(xué)者知識(shí)庫(kù)等。另一方面,互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)蓬勃發(fā)展以及大數(shù)據(jù)給各行各業(yè)帶來(lái)的源源不斷的增值驅(qū)動(dòng),使數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)整合以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息可視化技術(shù)成果不斷在數(shù)據(jù)開放共享的氛圍下轉(zhuǎn)化為改變社會(huì)信息形態(tài)的創(chuàng)新動(dòng)力,數(shù)字圖書館本身就是數(shù)據(jù)與信息的組織者與提供者,因此在數(shù)字圖書館的資源生命周期建設(shè)中,隨著數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)關(guān)系的不斷立體化與完善,信息可視化在數(shù)字圖書館領(lǐng)域的全面深
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