Διάχυτα παιχνίδια ρόλων: σχεδίαση, ανάπτυξη και αξιολόγηση ενός ερευνητικού πρωτοτύπου

Pervasive games shape an exciting and commercially promising new form of computer games that builds upon a combination of hybrid interfaces, mobile device equipment, wireless networking, positioning systems and context-sensing technologies. These games extend the gaming experience enabling players (typically equipped with mobile devices) to move through the physical world; built-in or external sensors capture information about their current context, used to deliver gaming experiences adaptable to where they are, what they do or even how they feel.Over the years the research community has investigated several issues relevant to pervasive games. Firstly, the unique characteristics of pervasive games have attracted the attention of theoreticians (mainly with social/cultural studies background) who proposed extensions upon existing conceptual frameworks for play and games so as to capture the specifics of pervasive computing. Several researchers have proposed the classification of pervasive games in several sub-genres and articulated design guidelines for pervasive games developers. Furthermore, substantial effort has been put in executing field trials for evaluating a number of pervasive game prototypes. Finally, preliminary research has been pursued towards incorporating user generated content in pervasive games (so as to enable the staging of the games anywhere) and documenting results regarding its impact on the overall player experience.However, the increasing heterogeneity of pervasive games has invalidated classification approaches of pervasive games in sub-genres. Meanwhile, questions have emerged (from the evaluation trials of several pervasive game prototypes) as regards the applicability of existing design guidelines across all game instances. Moreover, findings from recent research have questioned the validity of methods currently utilized to recruit participants for pervasive games field trials, mainly due to imbalanced and biased feedback provision. Finally, it appears that, despite the potential of user generated content in pervasive games, thorough investigation is required to derive ‘good practices’ and enable its effective exploitation while also increasing the fun element of players.The work presented in this thesis has been largely motivated by the abovementioned research challenges. Herein, we first present a detailed survey of the pervasive gaming field and propose a novel generation-based scheme to classify pervasive games. Our approach addresses the weaknesses of previous classification schemes and captures the evolutionary path of pervasive games. We then extract several good -design and implementation- practices while also highlighting current trends, open research issues, risks, threats and barriers in pervasive gaming.Then, we investigate a novel methodological approach for performing user evaluation trials for pervasive games. We present a cost-effective method for recruiting highly qualified subjects for user trials through executing a preparatory game phase.On our next research step, we shed light on the applicability of documented design guidelines for pervasive games by testing diverse design approaches on core aspects of pervasive games. Our focus is on the core game elements of challenge and control. To support our investigation, we utilize games adopting opposing approaches with respect to challenge and control. We then cross-check the evaluation findings for those games and propose revisions on existing design guidelines.Finally, we study the impact of user generated content in pervasive games focusing on factors impacting the player’s enjoyment, game awareness and interest towards the game. We also document best practices with respect to the effective use of user generated content in pervasive games (e.g. design of meaningful reward systems), which could be useful to future developers.To pursue the above discussed research objectives, we have developed and evaluated Barbarossa, a pervasive role-playing game. Barbarossa deliberately ‘simulates’ the heterogeneity inherent in pervasive games as it comprises four (4) game modes, which adopt diverse design principles. Along this line, Barbarossa is utilized as a testbed, in order to validate our research hypotheses with respect to our novel recruitment method for field trials participants, the applicability of pervasive games design guidelines and best practices for user generated content. Τα διάχυτα παιχνίδια αποτελούν ένα εμπορικά πολλά υποσχόμενο, καινοφανές είδος παιχνιδιών το οποίο βασίζεται στο συνδυασμό υβριδικών διεπαφών, κινητών συσκευών, ασύρματων επικοινωνιών, συστημάτων εντοπισμού θέσης καθώς και τεχνολογιών επίγνωσης πλαισίου. Τα παιχνίδια αυτά επεκτείνουν την εμπειρία των παικτών, δίνοντάς τους την δυνατότητα να κινούνται στον πραγματικό κόσμο ενώ μια σειρά από αισθητήρες ανακτούν πληροφορίες σχετικά με το περιβάλλον στο οποίο αυτοί βρίσκονται. Η πληροφορία που ανακτάται από τους αισθητήρες αξιοποιείται ώστε να διαμορφωθούν εμπειρίες παιχνιδιού που προσαρμόζονται ανάλογα με τη θέση, τη δραστηριότητα ή ακόμα και τα συναισθήματα του χρήστη.Στο πέρασμα των ετών η ερευνητική κοινότητα έχει διερευνήσει μια σειρά από ζητήματα που σχετίζονται με τα διάχυτα παιχνίδια. Αρχικά, τα ειδικά χαρακτηριστικά των διάχυτων παιχνιδιών προσέλκυσαν το ενδιαφέρων θεωρητικών επιστημόνων (οι περισσότεροι από τους οποίους προέρχονται από τα πεδία των κοινωνικών/πολιτιστικών επιστημών) οι οποίοι πρότειναν επεκτάσεις υπαρχόντων εννοιολογικών πλαισίων που αναφέρονται στα παιχνίδια, ώστε αυτά να εντάξουν τις ιδιαιτερότητες του διάχυτου υπολογισμού και των διάχυτων παιχνιδιών.Μια σειρά από ερευνητές έχουν κατά καιρούς προτείνει την ταξινόμηση των διάχυτων παιχνιδιών σε διακριτά υπο-είδη, ενώ έχουν αναπτύξει και σχεδιαστικές οδηγίες που απευθύνονται σε σχεδιαστές διάχυτων παιχνιδιών. Ακόμη, σημαντική προσπάθεια έχει επικεντρωθεί στην εκτέλεση πειραματικών δοκιμών με σκοπό την αξιολόγηση πρωτοτύπων διάχυτων παιχνιδιών. Τέλος, προκαταρτική έρευνα έχει διενεργηθεί στο πεδίο της αξιοποίησης περιεχομένου που δημιουργείται από τους χρήστες (user generated content, UGC) στα διάχυτα παιχνίδια (με στόχο να καταστεί δυνατή η «μεταφορά» των παιχνιδιών οπουδήποτε) και της καταγραφής αποτελεσμάτων σχετικά με την επίδραση του UGC στη συνολική εμπειρία του χρήστη.Ωστόσο, η αυξανόμενη ετερογένεια που παρατηρείται μεταξύ των διάχυτων παιχνιδιών έχει πρακτικά ακυρώσει προσεγγίσεις ταξινόμησής τους σε υπο-είδη. Ταυτόχρονα, εγείρονται ερωτήματα (προερχόμενα από πειραματικές αξιολογήσεις πρωτότυπων διάχυτων παιχνιδιών) σχετικά με την εφαρμοσιμότητα υφιστάμενων σχεδιαστικών οδηγιών σε όλα το φάσμα των διάχυτων παιχνιδιών. Ακόμη, ευρήματα πρόσφατων ερευνών αμφισβητούν την εγκυρότητα των μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την «πρόσληψη» συμμετεχόντων σε πειραματικές δοκιμές αξιολόγησης διάχυτων παιχνιδιών, κυρίως λόγω της παρατηρούμενης ασύμμετρης και μεροληπτικής παροχής ανάδρασης. Τέλος, παρά την καταρχάς θετική προοπτική του UGC στην εμπειρία των παικτών διάχυτων παιχνιδιών, είναι απαραίτητη η συστηματική μελέτη του θέματος ώστε να αναπτυχθούν «καλές πρακτικές» σχεδιασμού με σκοπό την αποτελεσματική του εκμετάλλευση και τη βελτίωση της ποιότητας της εμπειρίας των παικτών.Η παρούσα διδακτορική έρευνα έχει σε μεγάλο βαθμό υποκινηθεί από τις παραπάνω ερευνητικές προκλήσεις. Αρχικά, παρουσιάζουμε μια εκτενή ανάλυση του πεδίου των διάχυτων παιχνιδιών και προτείνουμε μια πρωτότυπη μέθοδο ταξινόμησής τους με βάση ένα σχήμα γενεών. Η συγκεκριμένη προσέγγιση αντιμετωπίζει τις αδυναμίες των προηγούμενων μεθόδων ταξινόμησης ενώ ταυτόχρονα συλλαμβάνει την εξέλιξη του πεδίου των διάχυτων παιχνιδιών. Ακόμη παρουσιάζουμε μια σειρά από καλές πρακτικές σχεδιασμού και ανάπτυξης διάχυτων παιχνιδιών, αναλύονται σύγχρονες τάσεις, ανοικτά ερευνητικά θέματα, και συζητούνται κίνδυνοι και εμπόδια στην περαιτέρω διάδοση των διάχυτων παιχνιδιών.Στην συνέχεια ερευνούμε μια πρωτότυπη μέθοδο για την διεξαγωγή πειραματικών δοκιμών αξιολόγησης διάχυτων παιχνιδιών. Συγκεκριμένα παρουσιάζουμε μια πρωτότυπη μέθοδο για την πρόσκληση συμμετεχόντων υψηλής εξειδίκευσης μέσω της διεξαγωγής προπαρασκευαστικών φάσεων παιχνιδιού.Το επόμενο ερευνητικό μας βήμα αφορά στη διερεύνηση της εφαρμοσιμότητας των καταγεγραμμένων σχεδιαστικών εξετάζοντας διαφορετικές προσεγγίσεις σχεδιασμού όσον αφορά καίριες πτυχές των διάχυτων παιχνιδιών. Το ενδιαφέρον μας εστιάζει στα στοιχεία της πρόκλησης και του ελέγχου. Για την υποστήριξη των ερευνητικών μας σκοπών χρησιμοποιήσαμε διαφορετικές προσεγγίσεις σχεδιασμού της πρόκλησης και του ελέγχου σε διάχυτα παιχνίδια. Τέλος, συγκρίναμε τα αποτελέσματα της αξιολόγησης των διαφορετικών αυτών προσεγγίσεων, προτείνοντάς στη συνέχεια την αναθεώρηση υφιστάμενων σχεδιαστικών οδηγιών.Τέλος, μελετήσαμε την επίδραση του UGC στα διάχυτα παιχνίδια, δίνοντας έμφαση στους παράγοντες που επηρεάζουν την ευχαρίστηση, την αντίληψη και το ενδιαφέρον του χρήστη. Ακόμη καταγράψαμε μια σειρά από καλές πρακτικές για τη αποτελεσματική αξιοποίηση του UGC στα διάχυτα παιχνίδια (π.χ. το σχεδιασμό ενός αποτελεσματικού συστήματος ανταμοιβών) που θα είναι ενδεχομένως ωφέλιμες μελλοντικά σε σχεδιαστές διάχυτων παιχνιδιών.Για την επίτευξη των παραπάνω ερευνητικών στόχων αναπτύχθηκε και αξιολογήθηκε το Barbarossa, ένα διάχυτο παιχνίδι ρόλων. Το Barbarossa σκοπίμως «προσομοιώνει» την ετερογένεια που παρατηρείται μεταξύ των διάχυτων παιχνιδιών, εμπεριέχοντας τέσσερα (4) διαφορετικά υπο-παιχνίδια τα οποία υιοθετούν διαφορετικές σχεδιαστικές αρχές. Το Barbarossa χρησιμοποιείται ως πλατφόρμα δοκιμών ώστε να επαληθεύσουμε τις ερευνητικές μας υποθέσεις σχετικά με την δημιουργία μιας νέα μεθόδου πρόσκλησης συμμετεχόντων σε πειραματικές αξιολογήσεις διάχυτων παιχνιδιών, στην εξέταση της εφαρμοσιμότητας σχεδιαστικών οδηγιών στα διάχυτα παιχνίδια καθώς και στην εξαγωγή καλών πρακτικών για την αποδοτική χρήση του UGC στο πλαίσιο των διάχυτων παιχνιδιών

Virtual reality in education: The impact of high-fidelity nonverbal cues on the learning experience

Integrating variant Information and Communication Technologies (ICTs) into the learning process provides students and teachers alike with specialized tools which eliminate the distance between them and create a classroom-like experience. Virtual Reality (VR) is bound to not only match the qualities of interpersonal communication for distance-learning but reconfigure the learning process altogether, providing students and teachers with novel hyper-tools and methods for presentation and interaction. Virtual Reality Learning Environments (VRLEs) are already being designed, developed, and tested out as an educational tool. Among the less investigated aspects of VRLEs is the impact of avatars and characters Nonverbal Cues (NVCs) on the students' learning experience. This study presents the development of a prototype which uses off-the-shelf technologies commonly used in Social Virtual Reality (SVR) platforms to capture a real professor's body motion and gaze, along with his facial expressions, in real-time, during the delivery of a real lecture. The recorded data are later solved onto a high-fidelity avatar delivering the same lecture in a VRLE. A between-groups study including ninety-six (96) participants, all university students, revealed no correlation between the professor's avatar NVCs fidelity and perceived usability, realism, usefulness, and social presence, and no differences in knowledge acquisition as well

Geovisualization of the excavation process in the Lesvos petrified forest, Greece using augmented reality

Augmented reality (AR), in conjunction with 3D geovisualization methods, can provide significant support in monitoring geoconservation activities in protected geosites, such as the excavation process in fossil sites. The excavation process requires a monitoring methodology that will provide a complete and accurate overview of the fossils, their dimensions, and location within the different pyroclastic horizons, and the progress of the excavation works. The main purpose of this paper is the development of a user-friendly augmented map application, specifically designed for tracking the position of petrified tree trunks, providing information for their geometric features, and mapping the spatiotemporal changes occurring in the surrounding space. It also aims to probe whether the rapid acquisition of a 4K video can generate cartographic derivatives of petrified findings during a geosite excavation. A database accumulated 2D and 3D cartographic information, while the geovisualization environment displayed the surface alterations, at two scales: a) 1:500 (excavation area) and b) 1:50 (trench level). Unmanned aerial systems (UASs), used for data acquisition in three excavation periods, consisted of two flights at two different altitudes: one to record changes throughout the study area and the other to provide information on trunks at trench level, via a high-resolution (4K) video. Image-based 3D modeling followed, in which image georeferencing was conducted with ground control points (GCPs). Finally, 2D and 3D geovisualizations were created to depict the excavation changes through time. The cartographic products generated at two cartographic scales depicted the spatiotemporal changes of the excavation

The academic advantage: gender disparities in patenting.

We analyzed gender disparities in patenting by country, technological area, and type of assignee using the 4.6 million utility patents issued between 1976 and 2013 by the United States Patent and Trade Office (USPTO). Our analyses of fractionalized inventorships demonstrate that women's rate of patenting has increased from 2.7% of total patenting activity to 10.8% over the nearly 40-year period. Our results show that, in every technological area, female patenting is proportionally more likely to occur in academic institutions than in corporate or government environments. However, women's patents have a lower technological impact than that of men, and that gap is wider in the case of academic patents. We also provide evidence that patents to which women--and in particular academic women--contributed are associated with a higher number of International Patent Classification (IPC) codes and co-inventors than men. The policy implications of these disparities and academic setting advantages are discussed