我们提出一种方法,通过结合生理数据和自我报告数据,实现对观众在社交数字游戏中的参与度进行测量。由于该数字游戏涉及一组自由移动的参与者,因此采用同步技术记录游戏过程,将生理数据与游戏中的事件进行关联。
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我们提出一种方法,通过结合生理数据和自我报告数据,实现对观众在社交数字游戏中的参与度进行测量。由于该数字游戏涉及一组自由移动的参与者,因此采用同步技术记录游戏过程,将生理数据与游戏中的事件进行关联。
本方法旨在通过运动追踪系统,评估一组参与者在进行社交类数字游戏时,作为观众的显性和隐性参与度指标。在游戏不局限于屏幕内的场景下,测量参与度的不同维度(例如生理唤醒)可能具有挑战性。本研究重点关注游戏的观众,以及他们在不同互动条件下的参与度差异。参与度通过生理唤醒、自我报告的唤醒水平,以及实验结束后的参与度问卷进行测量。生理唤醒通过便携式设备(EDA 盒)上的皮肤电活动(EDA)传感器进行记录。由于该游戏类似于真人大小的乒乓球游戏,包含多名移动的参与者,因此设备的便携性至关重要。为了全面掌握游戏中的事件,使用三台摄像机从三个角度拍摄比赛场地。为了将 EDA 数据与游戏中的事件同步,采用带有数字显示的盒子并将其置于摄像机画面中。同步信号箱同时向 EDA 盒和灯光盒子发送信号。灯光盒子将同步数字显示给摄像机拍摄,同时相同的数字也被记录在 EDA 数据文件中。通过这种方式,可以记录多名在大范围内自由移动人员的 EDA 数据,并将这些数据与游戏中的事件进行同步。在我们的特定研究中,能够评估不同互动条件下唤醒水平的差异。该方法的一个局限性是信号传输距离不能超过 20 米。因此,该方法适用于记录无限数量玩家参与的游戏中的生理数据,但受限于有限的空间范围。
研究游戏观众的体验有助于更好地理解游戏的积极与消极方面,进而有助于改进游戏设计1。游戏产业的最新创新推动了超越传统基于主机游戏的新型体验形式2。随着采用不受屏幕限制的动作追踪系统的数字游戏的出现,观众不再需要固定在某一特定位置。这一新情况为评估观众体验带来了挑战。本实验在游戏开发者的工作室中进行,但也可在具备足够空间容纳该游戏的实验室或其他环境中重复实施。
本方法的目的是测量观众在参与社交类数字游戏时的投入度。更准确地说,当观众能够通过访问影响游戏进程的网络应用程序时,将对其因唤醒水平升高而产生的投入状态进行测量。该方法结合了生理数据与受试者自述数据。由于该游戏具有社交性,并涉及一组人员的移动,因此实验过程被全程录像。通过使用摄像机和便携式生理信号采集设备,我们能够将生理数据与游戏中的具体事件进行同步。这些便携式设备(EDA 盒)为3D打印制成的盒子,连接电极以记录生理活动。盒子上设有电源开关、视觉指示灯、microSD 卡插槽以及充电接口。视觉指示灯有助于故障排查,例如指示 microSD 卡是否正常工作、蓝牙和 Wi-Fi 连接状态,以及是否正在记录生理数据。
使用生理指标是测量游戏参与度的一种常见且经过验证的方法3。在电子游戏情境中已有对生理效价的测量研究4。该方法也已应用于其他研究领域,例如教育领域5。由于情绪参与无法直接观察,且自我报告可能存在偏差,Charland 等人采用生理唤醒水平来评估学习者在解决问题时的情绪参与程度5。他们使用皮肤电活动(EDA)来测量生理唤醒,这是一种被广泛使用的方法6。EDA 是指皮肤导电性的测量,其数值随汗腺活动的变化而变化3。该指标与实时情绪变化具有重要相关性。EDA 与多种心理构念相关,包括压力、兴奋、挫败感和参与度7。因此,建议将 EDA 数据与自我报告结果结合使用,以将数据与正确的心理构念相对应3。自我评估量表(Self-Assessment Manikin, SAM)是一种自我报告式的图示量表,用于评估情绪的三个维度:效价、唤醒度和支配感8。本研究采用了其中的唤醒度维度,通过一个视觉化的9点李克特量表进行评估,范围从平静到兴奋。主观感知的唤醒度已被与生理唤醒度联合使用7。
在传统的视频游戏环境中,观众坐在椅子上,在整个实验过程中基本保持在同一位置。他们被要求注视显示游戏动作的屏幕。此前使用生理数据的游戏研究中已采用过这种设置9。在这种情况下,可以方便地在同一时间点开始游戏录制和生理数据的记录10。
在参与者站立并可自由移动的屏幕外新型数字游戏情境中,传统的皮肤电活动(EDA)记录方法可能并不适用。本研究中使用的游戏类似于真人大小的“打砖块”游戏11。该游戏由一个球和两个球拍组成,球拍分别位于游戏区域的两端。玩家通过移动自己的球拍,将球从场地的一端击打至另一端。在本研究采用的版本中,游戏画面被投影到地面上,玩家用自己的身体作为球拍的控制器。运动检测技术使球拍能够跟随位于游戏区域两侧相对位置的两名玩家。玩家如何阻止球击中身后虚拟墙壁的示例如图1所示。该游戏还包括站在游戏区域两侧的观众,他们可以通过智能手机影响游戏进程。通过一个移动网页应用程序,观众可以投票选择特定的增益效果或障碍,这些效果可能对玩家有利或不利(例如,减少墙壁数量或增加球的数量,或调节球的移动速度)。得票最多的选项将被激活。
本研究探讨了互动性对观众的影响。互动性的条件包括使用或不使用智能手机。我们比较了观众在这两种条件下的参与度。为了评估唤醒程度(从而评估参与度)的差异,本研究对互动性条件采用了被试内设计。在本研究中,每组12人最有利于提高比赛的生态效度12,其中包括2名玩家和10名观众。由于本研究仅能提供两个EDA记录设备,因此共招募了八组被试,总计获得16套EDA数据集(每组12人中有2名参与者进行EDA记录)。每位观众被随机分配参与两场可使用智能手机影响游戏进程的比赛,以及一场不可使用智能手机的比赛。游戏参与度相关文献表明,提供多种互动选项可提升参与度13。教育领域的研究发现,生理唤醒是情绪参与的关联指标5。基于游戏参与度文献及教育研究,我们假设:允许观众进行互动将提高其生理唤醒水平,从而增强其参与度。
与关于玩家体验的研究不同,针对数字游戏观众的研究很少使用心理生理学测量方法。这些研究大多采用问卷调查14、观察15和访谈16的方式进行。对观众使用心理生理学测量方法的一个难点在于,观众通常是一个群体,其动作不如玩家那样可预测。本方法通过使用多个摄像头捕捉参与者和光源盒,实现将参与者的视频数据与生理数据进行同步关联。
由于我们对智能手机条件采用了被试内设计,每位受试者均参与了两轮互动条件下的游戏(使用其智能手机)以及一轮控制条件下的游戏(不使用其智能手机)。因此,将皮电活动(EDA)数据与每轮游戏的开始和结束时间进行同步,对于评估不同互动条件之间的差异至关重要。由于房间空间的限制,无法使三台摄像机的录制时间与观众EDA数据的记录时间完全同步。为解决这一问题,我们采用了一种名为“多模态用户数据无线同步协议”的新型同步技术17。同步盒会同时向EDA记录设备和灯光盒发送蓝牙低功耗(BLE)信号(参见图2)。同步盒是一个3D打印的装置,配有开启/关闭开关、自动/手动模式切换开关以及一个按钮。手动模式可通过按钮用于测试信号。信号为递增的数字序列,从1开始,并显示在3D打印的灯光盒上。这些数字会被摄像机记录,同时相同的数字也会被记录在EDA数据文件中(参见图3)。该方法实现了游戏中发生的事件与皮电活动记录变化之间的同步。在本研究中,所识别的事件为三轮游戏的开始与结束时间点。随后,我们可将每轮游戏与对应的实验条件及参与者编号进行关联,从而确定每个数据集所对应的实验条件。
以下部分描述了采用Courtemanche等人开发的技术的实验方案17。我们对该技术进行了调整,以回答本研究的科学问题。本方案已获得本机构伦理委员会的伦理认证。在本方案中,我们使用了安装在3D打印外壳中的生理信号采集设备18。我们将这些设备分别称为EDA记录盒(用于记录被试的皮电活动)、光刺激盒(带有数字光源的盒子)和同步盒(向EDA记录盒和光刺激盒发送信号以实现数据同步的装置)。用于实现多模态用户数据无线同步采集的同步软件17已嵌入上述设备中。
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在开始数据收集之前,本方案已获得蒙特利尔高等商学院伦理委员会的批准。
1. 实验参与者的筛选
2. 条件与实验设计
3. 准备
注意:执行该方案需要以下材料:EDA 盒,用于记录受试者的皮肤电活动(EDA);数字光盒,内含发光数字的盒子;同步盒,向 EDA 盒和数字光盒发送信号以实现数据同步的装置。此外,还需要两个臂带、EDA 电极、EDA 传感器、医用胶带和消毒湿巾。
4. 欢迎参与者
5. 生理装置的安装
6. 记录基线
7. 开始实验
8. 开始游戏
9. 生理监测设备的移除
10. 向参与者进行总结说明
11. 清理材料
12. 生理数据管理
13. 分析数据
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本部分描述了本研究的代表性结果。我们通过社交媒体以及本机构的参与者数据库招募了受试者。在78名参与者中,有40名为女性。平均年龄为22岁。所有参与者此前均未玩过该游戏。其他排除标准详见方案第1步。
描述性统计结果如表1所示,包含每种条件下各测量指标的平均值。表中第二行报告了自我评估量表(Self-Assessment Manikin, SAM)唤醒维度的平均值。SAM量表采用视觉化的9点李克特量表进行施测,范围从平静到兴奋8(见补充文件)。结果表明,参与者在使用智能手机时更为兴奋。第三行显示了每种条件下标准化皮肤电活动(EDA)均值的差异,同样表明智能手机条件下的数值更高。第四行报告了用户参与度问卷短式量表(User Engagement Questionnaire Short Form, UES-SF)在各条件下的均值,该量表采用5点李克特量表,范围从“强烈同意”到“强烈不同意”22。结果再次显示,智能手机条件下的感知...
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请注意,这些步骤是在游戏创建者的工作室中进行的,但也可以在实验室或其他有足够空间容纳该游戏的环境中复制。需要注意的是,同步盒只能向20米范围内的灯光和EDA盒发送脉冲信号,因此游戏室或游戏场地的面积不能超过此范围。
现有的实验室方法已使用软件同时开始记录电子游戏画面和生理测量工具的数据10。然而,在非屏幕环境进行的数字游戏研究中,该方法并不适用。本研究方案中描述的同步方法可规避这一问题:无论记录何时开始,数据均可实现同步。我们的研究已证实,Courtemanche 等人提出的技术可应用于游戏研究,特别是适用于传统主机游戏之外的游戏形式17。通过结合同步的生理数据与视频数据,以及受试者自报量表,我们能够比较两种交互条件,并观察到参与度上的差异。
对于希望使用本方案的研究人员,有一些重要建议不容忽视。该方法依赖于需要持久电池供电的技术,因此所有设备均应在实验前充满电,以防止数据丢失。实验前应始终测试皮肤电活动(EDA)设备,确保其电量充...
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作者无任何利益冲突需要披露。
我们感谢 MITACS 与开发该游戏的公司合作,为本研究项目提供了资金支持。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| BITalino (r)evolution Freestyle Kit(PLUX Wireless biosignals S.A.) | BITalino | 810121006 | |
| 设备(1个同步盒、3个信号灯箱、2个EDA数据记录盒) | 由 Tech3Lab 研究人员开发1 | n/a | |
| CubeHX2 | n/a | n/a | |
| 充电站 | Prime 60W 12A 6端口桌面充电器 | RP-PC028 | |
| 6 根用于充电的 USB3 线缆 | Insignia 3米(10英尺)充电即用型USB A/ Micro USB数据线 | NS-GPS4CC101-C2 | |
| 3D扫描仪 | Velodyne LiDAR | VLP-16 | |
| 投影仪 | 巴尔科 | F90-W13 | |
| 运动衫*(织物、胶带、绳子) | 任何 | 任何 | |
| 2 台低照度摄像机 | 索尼 | A7S | |
| 2 个用于 A7S 的三脚架 | 曼富图 | MVK500190XV | |
| 2 个用于 Go Pro 和同步盒的灯架 | 影响 | LS-8AI | |
| 1 把用于同步盒灯光支架的钳子 | Neewer | 超级夹钳钳夹 | |
| 1 个用于 Go Pro 灯箱的魔术臂 | 魔术臂 | 143A | |
| 1 Go Pro | Go Pro | 5 | |
| 1 麦克风 | Rode | VideoMic Rycote | |
| 2 个臂带 | Amyzor | 吸湿排汗头带 | |
| 用胶带将数字固定在织物上,并打两个孔用于穿绳,即可自行制作 | |||
| 来源: 1. Courtemanche, F. 等. 一种用于处理感知信号的方法及系统 来自用户。US 15/552,788(2018)。 2. Léger, P.M., Courtemanche, F., Fredette, M., Sénécal,S。基于云的实验室 以人为中心的三角化研究的管理与分析软件 在信息系统与神经科学讲义中。由 Thomas 编辑 Fischer, 93-99, Springer. Cham (2019) |
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