Developing the spatial performance of puzzle games in virtual reality environments with spatial presence
Sanal gerçeklik ortamındaki bulmaca çözme oyunlarının mekansal mevcudiyet ile mekansal performansının geliştirilmesi
- Tez No: 865349
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DERYA GÜLEÇ ÖZER, DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞEGÜL AKÇAY KAVAKOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilişim Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Gün geçtikçe sanal dünyaların önem kazandığı düşünülürse tasarımcıların yeni teknolojileri benimsemesi de kaçınılmazdır. Oyun motoru olarak geliştirilmiş Unreal Engine, Unity gibi programların mimari görselleştirmede kullanılması, Rhinoceros ve Blender gibi 3 boyutlu modelleme programlarının mimari model yapımında kullanılması, Cinema 4D ve Houdini programlarının animasyon için kullanılması gibi örnekler mevcuttur. Oyun tasarımcılarının kullandıkları programlara, tasarımcılar da hakim olmaya başlamış, kendileri için yeni bir yol haritası çizmişlerdir. Mekan algısı, mekan bilişi gibi konularda da bilgisi ve ilgisi olan tasarımcıların, bu bilgi aktarımını oyun tasarımda nasıl kullanacakları önemli bir araştırma sorusudur. Tasarımcılar; mekan, katılımcı, etkileşime geçilen veya geçilmeyen objelere odaklanarak, araştırma alanını genişletmektedirler. Mekansal kurgu alanında işinin ehli olan mimarlar, iç mimarların bu alanda da söyleyecek sözleri bulunmaktadır. Oyun sektöründe giderek artan mimarların sayısı da bu durumu desteklemektedir. Son yirmi yılda video oyun endüstrisi, dünya çapındaki eğlence ekonomisinin önemli bir katılımcısı olarak ortaya çıkmıştır. Gelişen teknoloji ile birlikte oyun bilgisayarlardan çıkmış, çeşitli konsollarda, tabletlerde ve telefonlarda oynanabilir hale gelmiştir. Kinect sensörleri, hareket algılayan balans tahtaları ve hatta elin hareketini takip eden sensörleri olan kumanda Nintendo Wii, Xbox 360, HTC Vive, Oculus Quest gibi cihazlar hayatımıza girmiştir. Bir gözlük ve kontrolcü ile sanal ortama bağlanılan, hareketi algılayan bu son nesil sanal gerçeklik gözlükleri ile gerçek dünyadan koparak size sunulan sanal dünyada var olunmaktadır. Video oyunları oynayanların aksine, VR oyuncuları bu gerçekliği deneyimlerken tehlike ve oluşumlarla doğrudan karşı karşıya kalırlar, bu da daha fazla eylemlilik ve mevcudiyetle sonuçlanır. Yapay nesnelerin sanal ortamdaki deneyimi ve orada olma yanılsaması, sanal gerçeklik (SG) ortamının birincil bir sağlayıcısıdır. Sarmalanmış bir ortamda konumlanmış olma inancı, mekansal mevcudiyet olarak adlandırılır. Uzamsal zekâ insanlar için günlük yaşamlarında önemli olduğu kadar, sanal ortamda yön bulma, kısa süreli hafızayı kullanarak muhakeme etme gibi aşamalarda önemlidir. Uzamsal bilgi toplama, uzamsal görevleri yerine getirme ve uzamsal oryantasyon süreçlerinin tümü uzamsal davranış örnekleridir. Uzamsal yetiler mekânsal konumlarındaki değişiklikleri öngörme ve muhakeme etme gibi bilişsel görevlerin başarılı bir şekilde yönetilmesi için katalizör olarak kabul edilir. Araştırmacılar, 20. yüzyılın başından itibaren bu uzamsal yetileri ölçmek için testler ve yöntemler geliştirmiştir. Uzamsal test kavramı, öncelikle teknik mesleklerde yeterliliği tahmin etmek amacıyla mekanik becerileri ölçmeye yönelik ilk çabalardan kaynaklanmıştır. Bu yeteneklerin fiziksel manipülasyon gerektirdiği düşünüldüğünden, bu değerlendirmelerin çoğu gerçek nesnelerin montajını veya manipülasyonunu içeren faaliyetlerdeki performansa dayanmaktadır. VR oyunlarına dahil edilebilecek yaygın uzamsal görev örnekleri navigasyon, nesne manipülasyonu ve nesne tanımadır. Sanal gerçeklik oyunları, sanal ortamlar ve nesnelerle daha doğal ve sezgisel etkileşimleri kolaylaştırarak oyunculara bir varlık ve sarmalanma hissi sağlayabilir. Hareket kontrolörleri, dokunsal geri bildirim ve gerçek dünya etkileşimlerini simüle eden diğer teknolojiler kullanılarak mevcudiyet ve gerçekçilik duygusu artırılabilir. Böylece, VR oyunları geleneksel video oyunlarından daha ilgi çekici ve akılda kalıcı bir deneyim sağlayabilir. VR oyunlarının kullanıcısını sarmalayarak içine çekmesi ve gerçek dünya ile sanal ortam arasındaki çizgiyi silikleştirmesi mevcudiyet olarak adlandırılabilir. Mekânsal mevcudiyet, insan yapımı teknoloji, özellikle de medya sistemleri tarafından yaratılan bir platformda olma hissidir. Sanal ortamların daldırma ve etkileşim düzeyine bağlı olarak, bu öznel deneyim değişebilir. Yüksek kaliteli görsel ve işitsel sinyallerin yanı sıra dokunsal geri bildirime sahip bir VR deneyiminin, daha az sürükleyici bir deneyime kıyasla güçlü bir mekânsal mevcudiyet hissi uyandırması daha olasıdır. Bazı çalışmalar sanal gerçeklik ile uzamsal zeka arasındaki ilişkiyi araştırsa da kullanıcıların sanal gerçeklik oyun ortamlarında nasıl bir uzamsal varlık oluşturdukları belirsizliğini korumaktadır. Bu çalışma, oyun mekaniği ile mekansal mevcudiyet kavramı arasındaki ilişkileri ortaya koyarak, sanal gerçeklik (SG) bulmaca çözme oyunlarındaki uzamsal varlık deneyimi inşasını ve özelliklerini detaylandırmaya çalışmaktadır. SG bulmaca çözme oyunları, oyuncuların çevreleriyle etkileşime girmesini ve içindeki nesneleri manipüle etmesini sağlayarak varlık hissini geliştiren daha sürükleyici ve ilgi çekici bir deneyim sunabilir. Bu çalışmada mevcudiyet-mekansal performans ilişkileri öncelikle önceki çalışmalar temel alınarak incelenmekte ve Mekansal Durum Modeli ile analiz edilmektedir. Mekansal Durum Modeli, insanların zihinsel modeli ve mekansal yetenekleri üzerine inşa edilen çalışmanın hipotezlerini test etmek için iki basamaklı bir model oluşturur. Bu model ilk aşamada mekan içerisinde sanal dünya ile gerçek dünya arasındaki çizginin tamamen yok olmasını, sonrasında ise sunulan sanal dünyadaki olası hareketleri yapma konusunda kullanıcının ne kadar ikna olduğunu sorgular. Bu modeli kullanarak, bir SG oyununda görev performansının uzamsal yeteneklere bağlı olduğunu, daha yüksek uzamsal yeteneğe sahip kişilerin görevleri daha hızlı bitirdiğini ve uzamsal varlık sonuçlarının daha düşük uzamsal yeteneğe sahip insanlardan daha yüksek olacağını öngörülmüştür. İTÜ Mimari Tasarımda Bilişim Programı'ndaki MBL538 Sanal Mimari Tasarım Stüdyosu dersi kapsamında geliştirdiğimiz Golden Gate isimli SG oyunu, yukarıdaki hipotezi test etmek ve detaylandırmak için bir vaka çalışması olarak kullanılacaktır. Bu çalışmanın beş adımı vardır: (1) Oyun ortamının geliştirilmesi, (2) Görsel-uzamsal yetenek için ön psikometrik değerlendirme; (i) Zihinsel İmgeleme ve zihinsel Rotasyon, (ii) Mekansal oryantasyon, (iii) Navigasyon becerisi testleri, (3) SG Oyunu Deneyimi, (4) Deneyimlerinin mekansal varlık deneyimi ölçeği ile, değerlendirilmesi (5) Oyun ortamının yeniden geliştirilmesi. Deney için başlangıç olarak bir matris oluşturulmuş, ilk deneyler bu matristeki karakteristik özelliklerin etkisi de göz önüne alınarak değerlendirilmiştir. Deney 20-35 yaş aralığında, farklı meslek mensuplarından 30 kişiye uygulanmıştır. Oyuna başlamadan önce katılımcılara oyun hakkında kısa bilgiler verilmiştir. Katılımcılara oyun süresinin önemine ilişkin bir hatırlatma yapılmıştır. İki ile on beş dakika süren deney süresi sonucunda veriler toplanmış ve analiz için düzenlenmiştir. Rapidminer uygulaması, bulgulardaki korelasyonları belirlemek amacıyla veri madenciliği yapmak için kullanılmıştır. Bu analiz, söz konusu testler ve kriterler arasında pozitif veya negatif korelasyonların varlığını belirlemeyi amaçlamıştır. Bu çalışmada, tasarımcı olmanın test veya oyun oturumları sırasında performans üzerindeki potansiyel etkisi aydınlatılmaya çalışılmıştır. Buna göre ilk deneylerde oyuncu olmanın etkisi, tasarımcı olmanın etkisinden daha çok etkili olmuştur. Grubun SPES sonuçları üzerinden yapılan değerlendirmede, katılımcıların mekansal aidiyetlerini sanal ortama taşımakta zorlanmazken, sanal ortam içerisinde eylemleri gerçekleştirirken kendilerini daha az dahil hissettikleri ortaya çıkmıştır. Uzamsal yetenek kısmında ise, her ne kadar örneklem kümesi kısıtlı olsa da, zihinsel rotasyon haricinde, oyuncu grubu diğer tüm uzamsal yetenek ve mevcudiyet değerlendirmelerinde oyuncu olmayanlardan daha iyi performans gösterdiği görülmüştür. Öte yandan, mekansal oryantasyon puanları dışında, tasarımcılar sürekli olarak tasarımcı olmayanlardan daha yüksek sonuçlar üretmişlerdir. Son olarak, uzamsal yetenekler ve uzamsal mevcudiyet arasındaki ilişkinin, oyun tasarımı araştırmaları için büyük bir potansiyel içerdiği görülmüştür. Literatürdeki boşluklara değinerek, hangi noktalarda önceki çalışmaları desteklediği, hangi noktaları ortaya çıkarmakta zorlandığı analiz edilmiştir. Gelecekteki olası araştırma konularını ortaya çıkarmak için, disiplinler arası araştırma konuları ve potansiyeller incelenmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, mimarlık, sanal gerçeklik, oyun ve mekansal biliş arayüzünde gelecekteki araştırmalar için temel oluşturabilir.
Özet (Çeviri)
The experience of artificial objects in the virtual environment and the illusion of being there are primary affordances of the Virtual Reality environment. The conviction of being located in a mediated environment is called spatial presence. Spatial abilities play a crucial role in the proficient execution of cognitive activities, particularly in tasks involving the visualization and logical analysis of spatial transformations. Immersive settings, such as Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR), facilitate activities that necessitate physical mobility and the utilization of environmental spatial abilities. In contrast, two-dimensional (2D) games predominantly rely on figural spatial skills. Although some studies investigate the relationship between VR and spatial intelligence, how users build a spatial presence in VR game environments still needs to be clarified. This study tries to elaborate on the construction of spatial presence experience and its characteristics in VR puzzle-solving games by revealing the relationships between game mechanics and the notion of spatial presence. VR puzzle-solving games can offer a more immersive and engaging experience that enhances the feeling of presence by enabling players to interact with their environment and manipulate objects within it. In this study, the presence-spatial performance relations are initially investigated based on previous works and analyzed in terms of spatial definition. The Spatial Situation Model (SSM) is adapted to test the study's hypotheses, which are constructed based on people's mental models and spatial abilities. Suppose the VR task performance depends on spatial abilities; people with higher spatial abilities finish tasks faster, and their spatial presence score will be higher than those with lower spatial abilities. A VR game titled Golden Gate will be designed and developed as a case study to test and elaborate on the hypothesis above. This ongoing study has five steps: (1) Development of the game environment, (2) Pre-psychometric assessment for visuospatial ability (Pre-Test), (3) Experience of the VR Game, (4) Evaluation of the experiences, (5) Re-development of the game environment. The players' experiences are evaluated in terms of Mental Imagery, Mental Rotation, and Spatial Orientation regarding the Spatial Presence Experience Scale (SPES). Initially, a matrix was constructed for the experiment, and the initial experiments were evaluated based on the impact of the matrix's defining characteristics. Being a player seems to be more potent than the effects of gender and being a designer, according to the initial experiment results. The player-designer group accomplished the experiments in the shortest amount of time. In the evaluation of the first group's SPES results, it was discovered that while the participants had no trouble conveying their spatial belonging to the virtual environment, they felt less engaged while undertaking actions in the virtual environment. After calculating the average score for each question, the items that scored below the mean for spatial (Self Location) and interactive (Possible Action) items were divided in the fifth evaluation stage. Environmental modeling, in-game interactions, and sounds were re-created for the game's development, and their deficiencies were identified at the end. On the spatial ability side, the ensemble outperformed the non-players on all other spatial ability and presence assessments, except Mental Rotation, although the sample size was small. In contrast, designers consistently generated better results than non-designers, except for scores for spatial orientation. The present study aims to fill this research gap by examining the process of constructing a spatial presence experience in a VR puzzle game. Additionally, it investigates the potential influence of users' spatial ability, game experience, and professional background on developing spatial presence. The relationship between spatial ability and presence significantly impacts game design research and other virtual-available applications. The expansion of the video game industry involves numerous architectural production techniques. It is necessary to elucidate the disciplines and methodologies of relationship research to identify voids and potential future research topics. This study's findings could be a foundation for future architecture, virtual reality, gaming, and spatial cognition interface studies.
Benzer Tezler
- Analyzing spatial design patterns of third-person shooter video games
Üçüncü şahıs nişancı video oyunlarının mekansal tasarım örüntülerinin analizi
SENA AYÇA METİN AKŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERYEM BİRGÜL ÇOLAKOĞLU
- Mekansal belleğin ortaöğretim binaları bağlamında irdelenmesi
Analysis of spatial memory in the context of secondary schools
ZEYNEP TARÇIN TURGAY
- Mimarlık fakültelerinde mekansal performansın kullanıcılar üzerinden değerlendirilmesi: Erciyes Üniversitesi Mimarlık Fakültesi örneği
Evaluation of the spatial performance of users in the faculties of architecture: Unıversıty of Erciyes Faculty of Archıtecture sample
BURCA ARAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
MimarlıkHasan Kalyoncu ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ ALTINOLUK
- Performance evaluations on the spatial reuse techniques of the next generation wlans
Yeni nesil kablosuz yerel ağlarında spektral tekrar kullanım tekniklerinin değerlendirmesi
ÖMER FARUK TOPAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
- An improved multi-component metric for spatial pattern calibration of hydrologic models
Hidrolojik modellerin örüntüye dayalı kalibrasyonu için çok bileşenli metrik geliştirilmesi
EYMEN BERKAY YORULMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET CÜNEYD DEMİREL