摘要本文讨论了混合游戏环境的问题和实现,它允许用户利用无处不在的计算技术来提供新颖的交互体验。 本文首先讨论人机交互的最新趋势以及混合游戏的新兴应用领域,这些应用领域是通过有形的用户界面和智能工件实现的。 然后,通过对混合游戏的概念模型的深入讨论,对混合游戏领域进行更详细的讨论和分析。 最后,以混合游戏新兴领域为例,介绍混合游戏“寻找Amulet”的具体实现。
可信的游戏关系更复杂的传统游戏通常倾向于使用简单或不切实际的游戏对象之间的关系。这是因为要求保持游戏的流畅性,不要浪费时间从手册中收集太多相关参数或手动执行复杂的计算。通过在软件应用程序中对游戏逻辑的部分进行建模,可以实现更真实的对象关系,而不会干扰游戏流程,并导致更为合理的游戏行为效果[21]。
许多传统的棋盘游戏比单个会话的典型的两个或三个小时的时间要长。随着复杂性的增加,实现游戏世界的持续性成为一个问题,其中包括记录游戏事件并且可能创建相应的游戏历史。这可以在计算机应用程序中自动和隐含地实现,从而最大限度地减少不受欢迎的文书工作,例如,与许多角色扮演游戏和冲突模拟相关联。
传统桌面游戏的静态游戏媒体背离了当代电脑游戏的视听盛宴。随着智能计算环境的出现,如Fraunhofer IPSI的AMBIENTE实验室[26],整个环境(包括墙壁和桌子被集成在一个联合输出机制中)可以实现更加身临其境的多模态刺激。传统物理媒体(比如游戏板)的静态特性通过计算机在游戏事件过程中提供高度动态可视化的能力而获益。
对重要的游戏体验没有直接贡献的重复活动是许多游戏的一部分。其中大部分可以通过让电脑洗牌或建立游戏板来消除。此外,角色扮演冒险游戏和桌面游戏的预处理可以通过向游戏大师提供设计地下城,陷阱,珍宝等的软件工具来实现。
物理领域由我们周围的世界组成。 它是用户在其中执行相关应用程序的功能,执行和执行决策的实际物理环境。 物理环境可以直接影响用户如何与游戏应用进行交互。 根据Hassenzahl [11],用户采取了一种视角和心理模式,部分偏见的物理环境的行动。 影响用户与游戏交互的物理空间元素包括以下内容:
有形的接口
物理对象
真实世界的属性
真实世界属性的整合可以增加游戏体验的沉浸感,特别是在使用大气属性(如背景音频或照明级别)的情况下。例如,人们可以想到一个吸血鬼游戏,游戏桌上的光线条件直接关系到被不死生物攻击的危险,或者是一个间谍游戏,因为现实世界的噪音使得难以听到非吸烟者之间的对话,播放器字符在虚拟域中。当虚拟游戏逻辑考虑真实世界的属性时,通过专用感知技术(例如通过分布式传感器粒子(参考文献[3]))可以有多种方式来整合不同类型的模式。这里面临的挑战显然更多地涉及到最佳使用真实世界的数据,而不是收集数据并将其转化为数字游戏逻辑。从虚拟到物理领域的方式比较难以实现。自然,计算机只能有限地改变现实世界。然而,通过电子调光器来创建大气音频或改变照明度只是两个可行的例子。即使通过简单地利用网络控制的硬件接口(例如电源插座),也可以调节许多现实世界的上下文生成设备。
有形的界面将物理的,有形的物体与虚拟信息联系起来[18,22],并允许基于用户以前对现实世界的了解的相互作用隐喻。许多物理文物“承担”他们的预期用途,从而促进直观的交互。感觉心理学家J.J.吉布森(J.J.Gibson)[9]提出的术语“可供选择的”是指物体与被动物隐含传达的动作特性。由于家庭和办公室环境中建筑空间的复杂性,所以不要以完全新颖的交互方式来超越用户,而是为了支持对于外行用户来说自然而直观的接口。
为了使社会支持性的游戏体验出现,需要虚拟域的用户界面,这不会让玩家重新回到以技术为中心的交互风格,将注意力集中在计算机本身上[6]。为了创建以人为中心的交互风格,有形的界面(如物理游戏板)通过状态操纵的手段来融合状态表示。正如Ullmer和Ishii [28]提出的那样,一个理想的有形界面并不像GUI那样区分输入和输出,因为通过操纵一个物理状态,这个状态已经是它自己的表示。因此,只要可能的虚拟表示与接口的物理表示相匹配,有形界面就比GUI更加直接和自然。这对空间关系也是如此,例如棋子的位置,而对于将物理状态或标记链接到虚拟信息的关联关系也是如此。举例来说,在增强的计算机游戏中打开胸部可以通过在桌面上打开胸部的物理模型来简单地实现。移动和转动胸部对应于移动和转动物理控制。对控制器施加的任何物理动作也更新其表示,即胸部显然是并保持打开或转动。
典型的有形界面具有公共性质,即每个玩家通常应该能够感知和改变界面组件的物理状态,例如游戏棋子的位置。因此,有形界面的表征对于社交和虚拟领域都同样重要。转移到社交领域是由团队成员只是看着(或触摸)界面,而虚拟领域必须利用适当的传感器,以了解物理状态。
类似于没有虚拟表示的纯粹的社交游戏元素,也不是所有的物理状态都必须被转移到虚拟域。例如,一块棋子的形状或颜色可能对组有意义,而计算机只能理解它的位置和身份。同样,虚拟中的表示实际上可能比物理域中更复杂。例如,属于一个物理游戏的虚拟游戏实体可能具有许多虚拟属性,如力量,智力或生命值,这些属性通过GUI传递到社交领域,而不是通过物理表示。游戏状态本身并不代表物理领域。这是因为物理域的每个与游戏相关的属性要么转移到社交域(玩家看到游戏的颜色),要么转移到虚拟域(计算机感知到玩件)。由于物理域的中介性,因此它完全由游戏状态信息组成,这些信息是重复的/冗余的或不相关的。因此,游戏状态并不存在唯一的细分部分。
一旦玩家收集到单个护身符的所有碎片,她就获胜。一些事件和虚拟角色也加剧了这种努力。例如,邪恶的狗头人围绕游戏板的虚拟表示移动,并不时地与玩家对话,例如告诉一个玩家目前为止另一个玩家已经收集了什么物品或者从一个玩家那里窃取物品并将其卖给其他。计算机控制的虚拟角色所采取的具体行动受到玩家个人得分的影响,使得虚拟领域即使对于有利的玩家也具有保持游戏的挑战性(参见设计要求#4)。游戏事件通过公共或私人显示器传达给玩家。向玩家展示游戏相关公共信息的是大型公共展示。举例来说,公开展示显示哪个玩家目前轮到她回合,以及在这个回合中她允许多少动作。此外,公共显示器用于显示游戏的全局状态,例如显示关于游戏板上的当前天气状况的信息(天气影响游戏中的多个因素,诸如玩家可以做出的移动的范围在转弯或某些事件的可能性,如在降雨期间卡在泥里)。
作为大型公共展示的补充,每个玩家还有一个小型显示屏,显示其他玩家不能察觉的隐私信息,例如包内容或私人活动的效果(与虚拟的非玩家角色会面,陷入陷阱等)。这两种类型的显示器自然显示图形用户界面,这可能会干扰刺激人类玩家之间的交互的目标,而不是人类和计算机之间的交互。因此,通过不使用鼠标或其他间接交互设备与GUI进行交互,通过仅显示最少量的信息来显示图形显示的侵入效果,并通过传送信息,在适用的情况下,如下一段所述,可以在其他附加通道上使用。
为了强调物理世界和虚拟世界之间的相互作用,游戏板不是实现从物理到虚拟域的信息流的唯一接口。虚拟域也具有将虚拟参数传送回物理世界的接口。例如,由于当前天气是影响运动员运动和某些比赛事件发生概率的中心游戏元素,因此在物理领域中也表现为增加玩家之间的沉浸感。游戏应用程序除了在公开显示器上显示相应的信息之外,还可以改变来自虚拟域的物理光,风和声音,以实现多模态激励(参见设计要求#3)。一个计算机程序为用户的物理领域提供声音通道并不罕见;然而,游戏信息的声音表示(例如,天气好的时候唱歌,或雷雨来临的时候滚动雷鸣)是从虚拟领域到物理领域的有效激励手段。游戏另外还集成了灯泡和风扇作为物理输出设备,通过网络控制的电源插座连接。在阳光明媚的天气里,灯光直接照射在游戏板上,而虚拟世界的风吹起风扇,从而在物理领域创造出真实的风。因此,天气条件对多种感官形式有促进作用,并且通过在环境不显眼的事物中传递相关信息来有效地减少GUI交互时间。
为了通过提供玩家之间的直接面对面交互来确保游戏获利,玩家之间的交易项目是游戏的中心元素,因为一个玩家可能已经找到对手需要的物品,并且反之亦然。这需要大量的谈判和假装的技巧来说服对方放弃自己的碎片,而不会引起怀疑,这些碎片可能意味着对手的突然胜利。这种类似扑克的游戏元素只能在真实的面对面交互情况下才能有效地工作(参见设计要求#1),因为在计算机中介的沟通中,必要的上下文线索不会被平等地传输,导致较少的富人沟通渠道。
关于设计问题#4,虚拟领域的主要角色不是调解玩家之间的沟通,而是将虚拟游戏逻辑中的私人信息分发给个人玩家,以便调节游戏。这是通过游戏板上的虚拟人物来实现的,并且偶尔出现在玩家的私人显示器上,以根据游戏的当前状态与他们进行交互。因此,他们可能会帮助找到对手的物品和暗示,甚至偷走玩家(后来接近对手把被盗物品卖给他们)。
1. Abowd, G., Mynatt, E.: Designing for the human experience in smart environments. In: Cook, D.J., Das, S. (eds.) Smart Environ- ments: Technologies, Protocols, and Applications, pp. 153–174. Wiley, London (2005)
2. Ballagas, R., Ringel, M., Stone, M., and Borchers, J.: iStuff: a physical user interface toolkit for ubiquitous computing envi- ronments. In: Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (Ft. Lauderdale, Florida, USA, 05–10 Apr 2003), CHI ‘03. pp. 537–544. ACM Press, New York (2003)
3. Beigl, M., Gellersen, H.W.: Smart-its: an embedded platform for smart objects. In: Proceedings of Smart Objects Conference (SOC 2003), Grenoble, France (2003)
4. Benford, S., Magerkurth, C., Ljungstrand, P.: Bridging the physical and digital in pervasive gaming. Commun. ACM 48(3), 54–57 (2005)
5. Bodnar, A., Corbett, R., Nekrasovski, D.: AROMA: ambient awareness through olfaction in a messaging application. In: Proceedings of the 6th International Conference on Multimodal Interfaces (State College, PA, USA, 13–15 Oct 2004), ICMI ‘04. pp. 183–190. ACM Press, New York (2004)
6. Cohen, P.R., McGee, D.: Tangible multimodal interfaces for safety-critical applications. Commun ACM47(1), 41–46 (2004)
7. Fitzmaurice, G.W.: Graspable user interfaces, Ph.D. thesis, University of Toronto (1996)
8. Foley, J., Wallace, V., Chan, P.: The human factors of computer graphics interaction techniques. IEEE Comput. Graph. Appl. 4(11), 13–48 (1984)
9. Gibson, J.J.: The Ecological Approach to Visual Perception. Houghton Mifflin, Boston (1979)
10.Greenberg, S., Boyle, M.: Customizable physical interfaces for interacting with conventional applications. In: Proceedings of the 15th Annual ACM Symposium on User interface Software and Technology (Paris, France, 27–30 Oct 2002), UIST ‘02. pp. 31–40. ACM Press, New York (2002)
11. Hassenzahl, M.: The interplay of beauty, goodness, and usability in interactive products. Hum. Comput. Interact. 19(4), 319–349 (2004)
12. Lampe, M., Strassner, M., Fleisch, E.: A ubiquitous computing environment for aircraft maintenance. In: Proceedings of the 2004 ACM Symposium on Applied Computing (Nicosia, Cyprus, 14–17 Mar 2004), SAC ‘04. pp. 1586–1592. ACM Press, New York (2004)
13. Magerkurth, C., Engelke, T., Memisoglu, M.: Augmenting the virtual domain with physical and social elements: towards a paradigm shift in computer entertainment technology. In: Pro- ceedings of the 2004 ACM SIGCHI International Conference on Advances in Computer Entertainment Technology (Singapore, 03–05 June 2005), ACE ‘04, vol. 74. pp. 163–172. ACM, New York (2004)
14. Magerkurth, C., Stenzel, R.: A pervasive keyboard—separating input from display. In: Proceedings of the First IEEE Interna- tional Conference on Pervasive Computing and Communications (PerCom 2003), pp. 388–395. (2003)
15. Mandryk, R.L., Maranan, D.S.: False prophets: exploring hybrid board/video games. In: CHI ‘02 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems (Minneapolis, Minnesota, USA, 20–25 Apr 2002), CHI ‘02. pp. 640–641.ACM Press, New York (2002)
16. Mavrommati, I., Kameas, A.: The evolution of objects into hyper- objects: will it be mostly harmless? Pers. Ubiquit. Comput. 7(3–4), 176–181 (2003)
17. Mynatt, E.D., Back, M., Want, R., Baer, M., Ellis, J.B.: Designing audio aura. In: Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (Los Angeles, Cali- fornia, United States, 18–23 Apr 1998). pp. 566–573. ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co., New York (1998)
18. Patten, J, Ishii, H.: A comparison of spatial organization strate- gies in graphical and tangible user interfaces. In: Proceedings of DARE 2000 on Designing Augmented Reality Environments (Elsinore, Denmark), DARE ‘00. pp. 41–50. ACM Press, New York, NY (2000)
19. Pearce, C.: The Interactive Book, pp. 422–423. Macmillan, New York (1997)
20. Ro ̈ mer, K., Schoch, T., Mattern, F., Du ̈ bendorfer, T.: Smart identification frameworks for ubiquitous computing applications. Wirel. Netw. 10(6), 689–700 (2004)
21. Salen, K., Zimmermann, E.: Rules of Play: Game Design Fun- damentals. MIT Press, Cambridge (2003)
22. Shaer, O., Leland, N., Calvillo-Gamez, E.H., Jacob, R.J.: The TAC paradigm: specifying tangible user interfaces. Pers. Ubiquit. Comput. 8(5), 359–369 (2004)
23. Streitz, N.A.: From human-computer interaction to human-arte- fact interaction design for smart environments. In: Hemmje, M., Niederee, C., Risse,T. (eds.): From Integrated Publication and Information Systems to Virtual Information and Knowledge Environments, Springer LNCS 3379, pp. 232–240. (2005)
24. Streitz, N.A., Magerkurth, C., Prante, T., Ro ̈cker, C.: From information design to experience design: smart artefacts and the disappearing computer. ACM Interact. 12(4), 21–25 (2005)
25. Streitz, N.A., Ro ̈cker, C., Prante, T., van Alphen, D., Stenzel, R., Magerkurth, C.: Designing smart artifacts for smart environ- ments. IEEE Comput. 38, 41–49 (2005)
26. Streitz, N.A., Tandler, P., Mu ̈ller-Tomfelde, C., Konomi, S.: Roomware. Towards the next generation of human-computer interaction based on an integrated design of real and virtual worlds. In: Carroll J.A. (ed.): Human-Computer Interaction in the New Millennium, Addison Wesley, pp. 553–578. (2001)
27. Torrance, M.: Advances in human computer interaction: the intelligent room. In: Working Notes of the CHI ‘95 Research Symposium, Denver, Colorado (1995)
28. Ullmer, B., Ishii, H.: Emerging frameworks for tangible user interfaces. IBM Syst. J. 39(3), 915–931 (2000)
29. Want, R., Hopper, A., Falcao, V., Gibbons, J.: The active badge location system. ACM Trans. Inform. Syst. 10(1), 91–102 (1992)
30. Weiser, M.: The computer for the twenty-first century. Sci. Am. 1991, 86–93 (1991)
31. Wellner, P.: Interacting with paper on the DigitalDesk. Commun. ACM 36(7), 87–96 (1993) a