Povscape: a research through design approach to anamorphic projection as a spatial game mechanic in impossible game spaces
Povscape: imkânsız oyun mekânlarında anamorfik projeksiyonun mekânsal bir oyun mekaniği olarak kullanımına yönelik tasarım yoluyla araştırma yaklaşımı
- Tez No: 953872
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEMA ALAÇAM DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Mimarlık, Computer Engineering and Computer Science and Control, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Oyun ve Etkileşim Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Oyun ve Etkileşim Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Anamorfik projeksiyon, çarpıtılmış bir görüntünün yalnızca belirli bir açıdan bakıldığında doğru bir biçimi aldığı optik bir ilüzyondur. Bu teknik, tarihsel olarak resim, mimarlık ve heykel gibi alanlarda görsel algıyı manipüle etmek amacıyla kullanışmıştır. Bu algısal fenomen, özellikle dijital oyunlar gibi etkileşimin ön plana çıktığı ortamlarda henüz tam anlamıyla keşfedilmemiş bir potansiyele sahiptir. Görsel algının estetik bir deneyimin ötesinde işlevsel bir etkileşim halinde sunulması dijital oyun ortamlarında mümkün olmaktadır. Bu oyunlarda oyuncular sadece gözlemci değil, aynı zamanda mekânsal çözümleyici rolünü üstlenmektedir. Bu çalışmada, anamorfik projeksiyon da yalnızca yüzeysel bir görsel efekt olarak değil; oyun mekaniğinin temelinde yer alan, çözüm üretmeye yönelik bir etkileşim sistemi olarak ele alınmaktadır. Bu araştırma aynı zamanda, dijital oyun tasarımında son yıllarda giderek ilgi görmeye başlayan“imkânsız mekânlar”konseptiyle doğrudan ilişki kurmaktadır. Gerçek dünyanın fiziksel ve geomektrik kurallarını bilinçli olarak ihlal eden bu ortamlar, gerçek hayatta deneyimlemesi mümkün olmasa da dijital ortamlar bu imkânsız mekanların görsel olarak ifade edilebilmesini sağlamaktadır. Bu bağlamda oyunlar bu imkansızlıkların temsili için ideal ortamlar olarak ortaya çıkmaktadır. M.C. Escher'in çizimleri ve Penrose üçgeni gibi görsel yanılsamalardan ilham alan ve oyuncuların mekânsal beklentilerini yeniden sorgulatan bir deneyim sunan bu mekânlar son zamanlarda oyun tasarımcıları tarafından kullanılmaya başlanmıştır. Antichamber, Manifold Garden, Superliminal gibi oyunlar bu yaklaşımların kullanıldığı örnekler olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu örneklerin bir kısmında anamorfik ilüzyon kullanılsa da, çoğunlukla yalnızca görsel bir motif ya da geçici bir bulmaca öğesi olarak ele alınmakta, sürdürülebilir, sistemli ve mekânsal temelli bir oyun mantığında görülmemektedir. Bu çalışma, anamorfik projeksiyonda, yansıtılan obje olarak mekânın kendisini temek almış ve anamorfik ilüzyonları temel mekânsal mekanik olarak kullanmayı amaçlamıştır. Bu hedef doğrultusunda, Tasarıma Dayalı Araştırma metodolojisi kullanılmıştır. Tasarıma dayalı araştırma yöntemi, prototip geliştirme sürecini aynı zamanda araştırma süreci olarak ele alır. Bu yaklaşım, teorik araştırmalara dayanan bilgileri uygulamalı deneme yoluyla destekler. Bu çerçevede yürütülen tez, hem teorik düzlemde bir mekânsal oyun mekaniği önermiş, hem de bu mekaniği test etmek amacıyla çalışan bir prototip geliştirmiştir. Bu doğrultuda bir tasarım çerçevesi oluşturulmuş, anamorfik projeksiyonun çeşitli oyun tasarımı süreçlerine uyarlanabilecek bir sistem olarak nasıl uygulanabileceği tarif edilmiştir. Çerçeve, iki farklı ortama yerleştirilen portal düzlemleri ve sahne fotoğrafı çekecek kamera bileşenleri yardımıyla bir ortamdaki görüntünün diğerine yansıtılmasıyla çalışmaktadır. Projeksiyon elemanları olarak mekanların kullanılması ve projeksiyonların modüler tasarlanmış objelere yansıtılması sonucunda mekan anamorfik ilüzyon sağlayan görüntü parçalarına bölünmüştür. Bu parçalar sadece tek bir açıdan bakıldığında bir bütünlük oluşturarak mekân görüntüsünü vermekte ve sistemdeki portal düzlemlerinin aktif hale geçmesi sayesinde de seviyeler arasında geçisi sağlamaktadır. Geliştirilen çerçevenin uygulanabilirliğini ölçmek amacıyla POVscape isimli bir prototip oluşturulmuştur. Bu prototip Unreal Engine 5 oyun motoru kullanılarak geliştirilmiş ve tasarım çerçevesinde açıklanan kuralların oyun motoru içine entegre edilmesi ve sistemin seviye tasarımlarına yerleştirilmesiyle uygulanmıştır. Bu prototip, zorluk seviyeleri artarak ilerleyen üç seviyeden oluşmaktadır. Anamorfik projeksiyon mekaniğinin ön plana çıkması amacıyla sade ve imkânsız mekân algısını destekleyecek bir sanat tasarımı tercih edilmiştir. Her bir seviye, farklı bakış açıları ve mekânsal yapılarla, oyuncunun projeksiyonu keşfetmesini ve çözmesini hedefler. Seviyelerin tasarımında bilerek oyun kuralları farklı temsillerle anlatılmamış, oyuncuların mekaniği sezgisel olarak keşfetmeleri amaçlanmıştır. Bu durum mekaniğin öğrenme sürecnin doğrudan deneyim üzerinden ilerlemesini sağlamış ve mekaniğin dış öğelere ihtiyaç duymadan kendini belli edip etmediğinin ölçülebilmesine olanak sunmuştur. Oyuncuların deneyimlerini değelerlendirmek için Player Experience Inventory (PXI) isimli, dijital oyunlarda oyuncuların deneyimlerini hem işlevsel hem de duygusal boyutlarda ölçmek için geliştirilmiş ve geçerliliği sağlanmış bir değerlendirme amacı kullanılmıştır. PXI oyuncu deneyimlerini kontrol kolaylığı, ilerleme geri bildirimi, görsel-işitsel çekicilik, hedefler ve kuralların açıklığı, zorluk seviyesi başlıkları altında fonksiyonel sonuçlar ve ustalık, merak, kendini kaptırma, özerklik ve anlamlılık başlıkları altında psikososyal sonuçlar üzerinden değerlendirmekte ve bu özelliği ile bu çalışma için ideal çerçeveyi oluşturmaktadır. Çünkü bu çalışmada da önerilen yeni mekansal oyun mekaniği hem kullanılabilirliği hem de bu mekaniğin oyuncu deneyimleri üzerinden etkileri açısından değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında PXI çerçevesinden tasaarlanan mekaniğin ve prototipin değerlendirilmesi açısından en faydalı olacak üç fonksiyonel (kontrol kolaylığı, hedefler ve kuralların açıklığı, zorluk seviyesi) ve üç psikososyal (ustalık, kendini kaptırma, merak) yapı seçilerek nicel araştırma bu yapılar üzerinden yürütülmüştür. Kullanıcı testleri 33 katılımcı ile gerçekleşmiştir. Katılımcılar öncelikle üç seviyeden oluşan prototipi oynarak deneyimlemiş sonra da PXI çerçevesine uygun soruları yanıtlamışlardır. Seçilen her bir yapı için Likert ölçeğinde üç soru sorulmıuş, aynı zamanda bu yapılar üzerinden her bir seviye için de aynı sorular tekrarlanmıştır. Böylece oyun hem genel olarak hem de seviyeler ölçeğinde değerlendirilmiştir. Nicel araştırmaya ek olarak bu araştırmayı destekleyecek şekilde beş adet açık uçlu soru sorulmuş ve tematik yöntemle nitel olarak değerlendirilmiştir. Sonuçlara göre, tüm PXI boyutlarında ortalama puanlar 5.0'ın üzerinde çıkmıştır. Özellikle“Ustalık”(M = 5.97) ve“Kurallar ve Hedefler”(M = 5.57) boyutlarında alınan yüksek puanlar, oyuncuların mekaniği anlama, uygulama ve oyunda ilerleme süreçlerinde başarılı olduklarını göstermektedir. Nitel veriler ise, oyuncuların projeksiyonun çözümleme sürecini hem eğlenceli hem de düşündürücü olarak değerlendirdiklerini ortaya koymuştur. Yorumlarda sıkça“sezgisel”,“görsel olarak tatmin edici”,“keşfe açık”ifadelerine yer verilmiştir. Bu çalışmanın önemli kısıtı, prototipin yalnızca üç seviyeden oluşan, aslında mekaniğin tanıtılması amacıyla oluşturulmuş ve çok fazla derinleşemeyen ölçekte olmasıdır. Bu durum, sistemin daha uzun vadeli kullanımda nasıl bir deneyim sunacağını ölçme imkânı sağlamamıştır. Ancak bu sınırlı uygulamaya rağmen, prototip oyunculara hem işlevsel hem de estetik düzeyde etkileyici bir deneyim sunmayı başarmıştır. Bu doğrultuda sistemin daha fazla seviye ile genişletilmesi, daha karmaşık bulmaca kurgularıyla denenmesi önerilmektedir. Ayrıca, bu mekanik sanal gerçeklik (VR) ortamlarına entegre edildiğinde, beden hareketi ve mekânsal farkındalıkla birlikte daha sezgisel ve derin bir deneyim sağlayabileceği düşünülmektedir. Sonuç olarak bu çalışma, anamorfik projeksiyonun oyunlarda imkânsız mekân konseptindeki potansiyelini araştırmayı amaçlamış ve bu potansiyelleri yeni bir oyun mekaniği tasarımıyla değerlendirmiştir. Geliştirilen tasarım çerçevesi, oyun geliştiriciler için yeniden kullanılabilir ve genişletilebilir bir yapı sunarken, algının oyun mantığına nasıl entegre edilebileceğine dair yenilikçi bir öneri ortaya koymaktadır. Bu yönüyle çalışma, hem kuramsal hem de pratik düzeyde özgün bir katkı sunmakta ve dijital oyunlarda mekân-algı-etkileşim ilişkisini yeniden düşünmek isteyen araştırmacı ve tasarımcılar için yeni bir perspektif önermektedir.
Özet (Çeviri)
Anamorphosis, an optical illusion in which a distorted image reveals its correct form only when viewed from a specific angle, has historically been used in painting, architecture, and sculpture to manipulate visual perception. This perceptual phenomenon holds untapped potential to be used in digital media, particularly in games. The player is forced to actively restore spatial coherence when perception is rendered functional rather than merely aesthetic, turning seeing into doing. This study investigates anamorphosis, uses anamorphic projection as a technique to create this illusion and adapts this into game design, and practices the projection on environments rather than objects, to transform the player's point of view into a game mechanic that is the key for the progression in spatially fragmented environments. The central research question is: How can anamorphic projection be used to redefine spatial interactions in game environments to challenge the conventional notions of reality and navigation? Simultaneously, the thesis fits into the growing interest in the concept of“impossible spaces,”which are environments that logically or visually defy the physical rules of the real world. Inspired by M.C. Escher's recursive structures and visual illusions like the Penrose triangle, recent games that are willing to explore experimental gameplay have been using impossible spaces. These settings challenge conventional ideas of space and continuity by creating a playful contradiction between what appears structurally valid and what is physically possible. While several games experiment with non-Euclidean design and perception-based logic and use anamorphosis, most treat it as a surface-level illusion rather than a systematized mechanic that can serve as the core mechanic of a game. The study uses a Research through Design (RtD) methodology, that emphasizes reflective practice and iterative prototyping as a research tool, producing both knowledge and artifacts. By using this method, the study aims to ground theoretical investigation in practical application. Thanks to this, the mechanic can be evaluated both technically and experientially. To seek the potential of a novel game mechanic that uses anamorphic projection, a generalizable design framework is created. This framework outlines how anamorphic projection can work as a repeatable and modular system in designing puzzles and levels. With connected portal planes and real-time camera capture, the framework makes it possible for fragmented level elements to visually align from a precise angle. When the player navigates and finds the correct viewpoint, the fragmented projected pieces align to form a coherent image and trigger spatial transitions with portals. This system is designed to be flexible, adaptable to a variety of games and levels, and provides a reusable framework for future development. The thesis adopts The Player Experience Inventory (PXI) as an evaluation tool to measure how players react to the mechanic. This validated framework evaluates player experience in two categories: functional consequences (ease of control, progress feedback, audiovisual appeal, goals and rules, challenge) and psychosocial consequences (mastery, curiosity, immersion, autonomy, meaning). The PXI provides a thorough analysis of the suggested mechanic by focusing on both usability and emotional engagement. Based on the general framework, a prototype called POVscape was developed using Unreal Engine 5. The prototype includes three levels, progressing from easier to harder, each designed to test the mechanic in various spatial arrangements. The level designs of the prototype emphasize perspective-dependent interaction. The players experiment with the mechanic and find answers through alignment and movement. Thirty-three people participated in the user testing of the prototype. The research included both quantitative and qualitative methods. Six out of ten PXI constructs that are more relevant for the mechanic were chosen to be scored on a 7-point Likert scale. The participants answered three questions for each construct, as well as three questions for the levels to see how each level affected their view on the constructs. The findings showed that the mechanic was understandable and enjoyable, with all constructs scoring an average point above 5. The qualitative feedback described the mechanic as“mentally engaging”and“intiutive.”Even though the prototype served as an introduction to the mechanic and only had three levels, it demonstrated the potential of the framework to create a novel spatial puzzle interaction. This study concludes that anamorphic projection can be used as a reliable spatial game mechanic. The level and puzzle designs could be expanded in future work. The system could be modified for virtual reality (VR), where perception an movement could improve further with the mechanic's features. Ultimately, this thesis offers a conceptual framework and a technical basis for exploring perception as the main interaction method in spatial game mechanic design.