Помощь студентам в учебе
Разработка техник и оценок вовлеченности для виртуальных лабораторий
|
Введение 3
Г лава 1. “Серьезные” игры 8
1.1 Определение “серьезной” игры 8
1.2 Что отличает “серьезную” игру от видеоигры? 9
1.3 Актуальность “серьезных” игр 9
1.4 Примеры “серьезных” игр 10
Глава 2. Г еймдизайн 13
2.1 Типы геймдизайна 14
2.2 Основные этапы разработки игр 14
Глава 3. Виртуальная лаборатория 16
3.1 Редактор сценариев 17
Глава 4. Техники вовлеченности 20
4.1 Концепция “железного треугольника” вовлеченности 20
4.2 Примеры техник повышения вовлеченности 22
Глава 5. Оценка вовлеченности 25
5.1 Протоколирование показателей вовлеченности 25
5.1 Построение графиков по протоколу 27
5.2 Оценка вовлеченности 28
Заключение 33
Глоссарий 34
Список использованных источников 35
Приложение
Г лава 1. “Серьезные” игры 8
1.1 Определение “серьезной” игры 8
1.2 Что отличает “серьезную” игру от видеоигры? 9
1.3 Актуальность “серьезных” игр 9
1.4 Примеры “серьезных” игр 10
Глава 2. Г еймдизайн 13
2.1 Типы геймдизайна 14
2.2 Основные этапы разработки игр 14
Глава 3. Виртуальная лаборатория 16
3.1 Редактор сценариев 17
Глава 4. Техники вовлеченности 20
4.1 Концепция “железного треугольника” вовлеченности 20
4.2 Примеры техник повышения вовлеченности 22
Глава 5. Оценка вовлеченности 25
5.1 Протоколирование показателей вовлеченности 25
5.1 Построение графиков по протоколу 27
5.2 Оценка вовлеченности 28
Заключение 33
Глоссарий 34
Список использованных источников 35
Приложение
Виртуальные лаборатории стали уже привычным примером “серьезных” игр с целью подготовки и обучения специалистов, эффективность такого подхода был подробно описан в [1, 2].
В настоящее время разработаны проекты с целью подготовки и обучения, которые сосредоточены только с единственной целью продвинуть важную идею в формате игры, тем самым забывая о важном аспекте вовлеченности, не достигая одной из важных целей игровых проектов “развлечь” пользователя. Иллюстрацией является проект “Arden: TheWorldofShakespeare” (см. рис. 1), основанный на пьесах великого Шекспира, он разрабатывался в целях научно-социальных исследований.Игра быланасыщена, но игровая механика не привлекала внимания пользователей, и проект вынужден был закрыться [3].
Рисунок 1, скриншотизигрыArden: The World of Shakespeare
Предметом данной работыявляется систематическийанализ разработок “серьезных” игровых проектов и геймдизайна, также основные аспекты вовлеченности пользователей.
На просторах игровой индустрии, отсутствует точное понимание того, как можно эффективно привлечь или мотивировать пользователей в свой проект развлекательного характера. Каждый имеет свою позицию на этот счет, а в случае коммерческих разработок такая информация вообще хранится в тайне.
В [4] представлены некоторые мотивационные стратегии, которые были реализованы в “серьезную” игру HeapMotiv, поддерживающую работоспособность и мотивациюучащихся. В нём построено несколько скрытых Марковских моделей, которые используют модель Keller’sARCS^a 2), используя электрофизиологические данные (частота сердечных сокращений и SC, EEG). С помощью физиологических закономерностей можно коррелировать мотивационные стратегии, что позволяет выявить общую оценку вовлеченности пользователей в игровой процесс. Согласно [5] вовлечение активно до тех пор, пока игровой процесс даёт игроку новые знания, при этом игрок остается заинтересованным в них. Слишком сложная игра уровня выше общего развития пользователя “отбивает” интерес. Так как отведенное время на процесс обучения, ассоциируется с лучшими результатами обучения [6, 7], видеоигры были рассмотрены как интересный образовательный метод [8], что способствовало в целом продвижению идеи “серьезных” игр в объединении утилитарного содержания, к игровым проектам, где пользователи будут играть долгое время, обучаясь самостоятельно, без специального консультанта, тьютора, педагога [9].В связи с этим тема дипломной работы безусловно является практически значимой и удовлетворяет требованиям новизны.
Целью данной работы является построить механизмы получения обратной связи о вовлеченности в процесс обучения и создать количественные метрики для её оценки.
Задачами данной работы является:
• провести анализ определения “серьезных” игр и геймдизайна;
• изучить возможности авторского нодового редактора сценариев для Unity проектов [10];
• разработать подходы для реализации техник вовлеченности и для количественной оценки вовлеченности;
• предложитьтехники вовлеченности в разработанные сценариивиртуальных биотехнологических лабораторий
Рисунок 2, виртуальная лаборатория биомедицинских технологий
Для реализации проекта был выбран Ш^(рис. 3), который представляет собой современный кроссплатформенный движок для разработки 2D/3D приложений и игр под различные операционные системы (Windows, OS X, Android, AppleiOS, Linux, а также на игровых приставках Wii, PlayStation 3 и Xbox 360), поддерживает языки программирования C# и Java. Среди преимуществ ипйу[11-17]стоит выделить возможности импорта, тестированияприложениянепосредственновредакторе,
кроссплатформенность, инструментарий для совместной разработки, гибкость и масштабируемость, а также ценовая доступность и наличие бесплатной версии с большим количеством функций.
Рисунок 3,система разработки приложений Unity 3D
Методологические основой дипломной работы послужили логический метод, методы системного и систематического анализа, изучения материалов научных и периодических изданий по проблеме, абстрактно-логический метод позволил раскрыть теоритические аспекты оценки вовлеченности пользователей.
Практическая значимость: разработанные техники вовлеченности и оценки вовлеченности, дают возможность сделать игровой проект, создаваемый в образовательных целях, интересным большему числу пользователей.
Структура работы включает введение, пять глав, заключение, список использованной литературы и приложения, из которых первые две главы являются описанием основных элементов игровой индустрии. Во второй главе раскрываются особенности геймдизайна и способы его проектирования. В третьей главе описана разработанная виртуальная биотехнологическая лаборатория. В четвертой и пятой главе описаны разработанные техники вовлеченности и оценки вовлеченности. В
заключении подводятся итоги исследования и формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
В настоящее время разработаны проекты с целью подготовки и обучения, которые сосредоточены только с единственной целью продвинуть важную идею в формате игры, тем самым забывая о важном аспекте вовлеченности, не достигая одной из важных целей игровых проектов “развлечь” пользователя. Иллюстрацией является проект “Arden: TheWorldofShakespeare” (см. рис. 1), основанный на пьесах великого Шекспира, он разрабатывался в целях научно-социальных исследований.Игра быланасыщена, но игровая механика не привлекала внимания пользователей, и проект вынужден был закрыться [3].
Рисунок 1, скриншотизигрыArden: The World of Shakespeare
Предметом данной работыявляется систематическийанализ разработок “серьезных” игровых проектов и геймдизайна, также основные аспекты вовлеченности пользователей.
На просторах игровой индустрии, отсутствует точное понимание того, как можно эффективно привлечь или мотивировать пользователей в свой проект развлекательного характера. Каждый имеет свою позицию на этот счет, а в случае коммерческих разработок такая информация вообще хранится в тайне.
В [4] представлены некоторые мотивационные стратегии, которые были реализованы в “серьезную” игру HeapMotiv, поддерживающую работоспособность и мотивациюучащихся. В нём построено несколько скрытых Марковских моделей, которые используют модель Keller’sARCS^a 2), используя электрофизиологические данные (частота сердечных сокращений и SC, EEG). С помощью физиологических закономерностей можно коррелировать мотивационные стратегии, что позволяет выявить общую оценку вовлеченности пользователей в игровой процесс. Согласно [5] вовлечение активно до тех пор, пока игровой процесс даёт игроку новые знания, при этом игрок остается заинтересованным в них. Слишком сложная игра уровня выше общего развития пользователя “отбивает” интерес. Так как отведенное время на процесс обучения, ассоциируется с лучшими результатами обучения [6, 7], видеоигры были рассмотрены как интересный образовательный метод [8], что способствовало в целом продвижению идеи “серьезных” игр в объединении утилитарного содержания, к игровым проектам, где пользователи будут играть долгое время, обучаясь самостоятельно, без специального консультанта, тьютора, педагога [9].В связи с этим тема дипломной работы безусловно является практически значимой и удовлетворяет требованиям новизны.
Целью данной работы является построить механизмы получения обратной связи о вовлеченности в процесс обучения и создать количественные метрики для её оценки.
Задачами данной работы является:
• провести анализ определения “серьезных” игр и геймдизайна;
• изучить возможности авторского нодового редактора сценариев для Unity проектов [10];
• разработать подходы для реализации техник вовлеченности и для количественной оценки вовлеченности;
• предложитьтехники вовлеченности в разработанные сценариивиртуальных биотехнологических лабораторий
Рисунок 2, виртуальная лаборатория биомедицинских технологий
Для реализации проекта был выбран Ш^(рис. 3), который представляет собой современный кроссплатформенный движок для разработки 2D/3D приложений и игр под различные операционные системы (Windows, OS X, Android, AppleiOS, Linux, а также на игровых приставках Wii, PlayStation 3 и Xbox 360), поддерживает языки программирования C# и Java. Среди преимуществ ипйу[11-17]стоит выделить возможности импорта, тестированияприложениянепосредственновредакторе,
кроссплатформенность, инструментарий для совместной разработки, гибкость и масштабируемость, а также ценовая доступность и наличие бесплатной версии с большим количеством функций.
Рисунок 3,система разработки приложений Unity 3D
Методологические основой дипломной работы послужили логический метод, методы системного и систематического анализа, изучения материалов научных и периодических изданий по проблеме, абстрактно-логический метод позволил раскрыть теоритические аспекты оценки вовлеченности пользователей.
Практическая значимость: разработанные техники вовлеченности и оценки вовлеченности, дают возможность сделать игровой проект, создаваемый в образовательных целях, интересным большему числу пользователей.
Структура работы включает введение, пять глав, заключение, список использованной литературы и приложения, из которых первые две главы являются описанием основных элементов игровой индустрии. Во второй главе раскрываются особенности геймдизайна и способы его проектирования. В третьей главе описана разработанная виртуальная биотехнологическая лаборатория. В четвертой и пятой главе описаны разработанные техники вовлеченности и оценки вовлеченности. В
заключении подводятся итоги исследования и формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
В ходе написания дипломной работы был проведен систематический анализ геймдизайна и seriousgames- комбинации утилитарного (serious) контента и развлекательной (game) составляющей. Рассмотрена роль жанра “серьезных” игр в игровой индустрии.Рассмотрен процесс проектирования содержания и правил компьютерных игр - геймдизайн и его типы. Роль геймдизайна в разработке игры сравнима с ролью постановки задачи в обычном программировании и режиссёрской работы в кино.
Проведено участие в разработке визуального (с использованием нодового редактора [11]) сценария эксперимента по выявлению “красной волчанки” в виртуальной биотехнологической лаборатории[10],которая быларазработана в рамках НИЛ симуляционных и виртуальных технологий в биомедицине (SIM) КФУ.
Разработана концепция “железного треугольника” вовлеченности[11] в образовании, описывающая баланс разных аспектов контента и сценария для серьезных игр. Предложена метрика количественной оценки вовлеченности на основе активности и осознанных действий пользователя.
В качестве недостатков можно отметить отсутствие социологического тестирования пользователей для сравнения с качественной метрикой, а также не выявлена точная зависимость техниквовлеченности и метрики количественной оценки вовлеченности.
В дальнейшем планируется усовершенствовать метрику вовлеченности с применением дополнительных технологий, таких как трекинг глаз, измерение частоты сердечных сокращений и других,что позволит выявить более достоверную оценку.
ГЛОССАРИЙ
Геймплей (Gameplay) - игровой процесс компьютерной игры с точки зрения игрока. Геймплей включает в себя разные аспекты компьютерной игры в том числе технические такие как внутриигровая механика, совокупность определеных методов взаимодействия игры с игроком и др.
Геймдизайн (Gamedesign) -процесс проектирования содержания и правил компьютерных игр. Термин также используется как процесс описания воплощенного проекта игры в документации. Роль гейм-дизайна в разработке игры сравнима с ролью постановки задачи в обычном программировании и режиссёрской работы в кино.
Игровая механика - совокупность различных сущностей,
формирующих техническое представление, также задают правила игрового проекта.
Игровой движок - центральныйпрограммныйкомпоненткомпьютерных и видеоигрили других интерактивных приложений с графикой, обрабатываемой в реальном времени. Он обеспечивает основные технологии, упрощает разработку и часто даёт игре возможность запускаться на нескольких платформах, таких как игровые консоли и настольныеоперационные системы, например^Ии/Ьтих,Мас OS
XиMicrosoftWindows.
Exergaming - жанр игр, “лечащих” пользователя от различных фобий и болезненных неврологических состояний.
Лапароскопия - современный метод хирургии, в котором операции на внутренних органах проводят через небольшие (обычно 0,5—1,5 см) отверстия, в то время как при традиционной хирургии требуются большие разрезы.
Проведено участие в разработке визуального (с использованием нодового редактора [11]) сценария эксперимента по выявлению “красной волчанки” в виртуальной биотехнологической лаборатории[10],которая быларазработана в рамках НИЛ симуляционных и виртуальных технологий в биомедицине (SIM) КФУ.
Разработана концепция “железного треугольника” вовлеченности[11] в образовании, описывающая баланс разных аспектов контента и сценария для серьезных игр. Предложена метрика количественной оценки вовлеченности на основе активности и осознанных действий пользователя.
В качестве недостатков можно отметить отсутствие социологического тестирования пользователей для сравнения с качественной метрикой, а также не выявлена точная зависимость техниквовлеченности и метрики количественной оценки вовлеченности.
В дальнейшем планируется усовершенствовать метрику вовлеченности с применением дополнительных технологий, таких как трекинг глаз, измерение частоты сердечных сокращений и других,что позволит выявить более достоверную оценку.
ГЛОССАРИЙ
Геймплей (Gameplay) - игровой процесс компьютерной игры с точки зрения игрока. Геймплей включает в себя разные аспекты компьютерной игры в том числе технические такие как внутриигровая механика, совокупность определеных методов взаимодействия игры с игроком и др.
Геймдизайн (Gamedesign) -процесс проектирования содержания и правил компьютерных игр. Термин также используется как процесс описания воплощенного проекта игры в документации. Роль гейм-дизайна в разработке игры сравнима с ролью постановки задачи в обычном программировании и режиссёрской работы в кино.
Игровая механика - совокупность различных сущностей,
формирующих техническое представление, также задают правила игрового проекта.
Игровой движок - центральныйпрограммныйкомпоненткомпьютерных и видеоигрили других интерактивных приложений с графикой, обрабатываемой в реальном времени. Он обеспечивает основные технологии, упрощает разработку и часто даёт игре возможность запускаться на нескольких платформах, таких как игровые консоли и настольныеоперационные системы, например^Ии/Ьтих,Мас OS
XиMicrosoftWindows.
Exergaming - жанр игр, “лечащих” пользователя от различных фобий и болезненных неврологических состояний.
Лапароскопия - современный метод хирургии, в котором операции на внутренних органах проводят через небольшие (обычно 0,5—1,5 см) отверстия, в то время как при традиционной хирургии требуются большие разрезы.