信息技术正在迅速融入我们日常生活的自然环境。 目前无数的研究项目正在探索提供无处不在的嵌入式家庭和办公室的无处不在的计算功能。 虚拟领域的这种普遍需求，要求新颖的交互范式。这种要求超越了桌面计算机时代突出的传统图形用户界面。 这些新的界面是自适应的，灵活的，分布式的，可扩展的，并且将物理和虚拟域无缝集成，从而在家庭娱乐和游戏领域创造自然而连贯的交互体验。但是，计算机结合现实世界，将会同时带来更高的多显示器，输入设备，应用程序和用户的复杂性。

因此，Abowd和Mynatt [1]确定了界定智能计算环境下人类体验的界面的三个明显改变。
首先，也是最重要的一点，与智能环境的互动不能像桌面时代那样被视为一个明确的通信行为。计算机系统的虚拟域的用户输入现在可以是隐含的，这意味着与物理世界的自然交互提供足够的输入，而不需要任何额外的动作来通知虚拟域。这包括有形或可控接口的概念，“为用户提供并行访问多个专用输入设备，可以作为专用的物理接口小部件，提供物理操作和空间安排。这些有形的界面通过物理形状提供了预期的用途，因此可以进行自然而直观的交互。例如，有感知的游戏板就像一个物理棋盘一样运行，但隐含地将其状态传达给智能环境中的其他设备。除了这些物理接口之外，许多研究人员还在研究如何使用各种传感技术，如无线电频率识别（RFID），光线或惯性传感器，以一种完全隐含的甚至是无形的方式来感知和推理人类活动。

与运算环境交互的第二个主要变化在于输出机制的分布和可扩展性。 虽然输入变得更加隐含，使得人类能够应付普及计算的复杂性，但输出对不同尺度和人类感知方式的适应也是实现更为自然的将信息传递给用户的方式的目标，他们不会分心实际的任务。 Weiser已经确定了不同类型和规模的显示器，从普遍存在于个人数字助理（PDA）或手机中的小型“英寸”便携式显示器到具有极高分辨率的巨大壁式显示器，如普林斯顿显示墙或达姆施塔特DynaWall [23]。提供具有完全不同分辨率的设备信息的适当机制是在普适计算环境中要研究的问题之一。另一个更重要的问题涉及通过不同的展示传递公共和私人信息的概念。在具有多个显示器的多用户设置中，适当地将显示器和用户关联起来是非常重要的，这样两个公共信息都可以被每个人轻松地看到，而另一方面，私人信息只能被传递给正确的目标人。
由于用户的身体移动性，手机中的小型私人显示器是私人输出的首选设备，而且大型公共显示器可用于私人信息，例如提供特殊模式的Hello.Wall [25]并支持动态地“借”其他私人展示的概念。私人和公共交互设备的这种相互作用是智能环境的分布式输出能力的一个重要方面。正如格林伯格等人[10]或Mager-kurth和Stenzel [14]已经证明，私人和公共显示器与不同可供性的耦合提供了独特的交互隐喻，直接与Weiser的无处不在的计算能力的概念相关联，所有不同的设备。前面提到的Hello.Wall也是所谓的环境显示的一个例子，它需要最少的关注和认知努力，因为它可以以外围的方式传递信息。由于智能环境中潜在的显示器数量，使用环境显示器的趋势日益增长，这些环境显示器需要用户较少的关注，并留下更多的社交互动能力。通常情况下，这些环境显示涉及其他模式或形式比视觉输出。例如，音频光环[17]在移动设备中使用听觉线索，AROMA意识系统甚至提供嗅觉信息[5]。

与超级计算技术相互作用的第三个重要特性是物理和虚拟世界的无缝集成。这涉及到一个在数字世界中代表物理对象的补充过程，同样，计算机的数字世界也被带回现实世界。结果是混合信息空间，其中物理和计算工件被合并到混合对象中。从概念上讲，Romermer等人[20]将虚拟世界中存在的“虚拟对应物”的概念引入到物理人造物的数字表示中，而Mavrommati和Kameas [16]将超对象称为数字增强的物理对象。通常，一些混合对象的属性在物理域和虚拟域中均被表示，而另一些属性则是虚拟的或仅仅是物理的。例如，一个智能物理工具箱[12]包含一套RFID标签工具。它的内容是在真实世界和虚拟世界中表现的混合性质，而工具的磨损物理状态不是数字表示的。在用户交互方面，虚拟世界与物理世界的无缝整合往往是通过Wellner [31]提出的增强现实（AR）领域的技术来实现的。凭借他的DigitalDesk原型，他通过从计算机应用程序的虚拟领域投射额外的信息来扩充普通桌面的物理现实。另外，摄像机跟踪了在桌子上工作的人的写作，从而建立了真实与虚拟世界之间的双向沟通​​渠道。

在普适计算环境的交互设计中所提出的所有方法共享了改变实现交互的方式向更自然和直观的改变计算机感知方式的技术的共同目标。 与传统的人机交互（HCI）不同的是，当计算机作为主要设备从人的感知退后时，智能环境中出现了新的人与人之间的信息交互形式。 为了深入了解智能环境的影响，在这些环境中，虚拟世界和物理世界的界限消失，新的交互形式被应用，世界各地的研究人员已经开始建立这样的环境的原型实现。

这些测试地点，例如德国达姆施塔特着名的AMBIENTE实验室，包括配有分布式普适计算技术的房间，甚至是完整的合作建筑，以帮助居民。 调查家庭和办公室环境，每个环境都有独特的目标和研究兴趣。 虽然智能办公室致力于支持用户的工作和协作，严格执行以任务为导向的情境感知服务，但家庭环境更注重支持不同的休闲活动。这将效率和生产力的设计目标与用户接受度，舒适度和福祉形成对比。聪明的办公室有着更早的研究传统，早期的系统可以追溯到上个世纪八十年代末和九十年代初的Active徽章[29]，当时无处不在的计算概念即将被创造出来。大型的研究项目，例如麻省理工学院的智能室（Intelligent Room）[27]已经出现了，现在关于智能办公的问题的研究一般比智能家居环境更好地理解。
然而，智能家居的范围也包括娱乐和娱乐，以及老人和残疾人士的援助。特别是电脑娱乐和游戏的传统领域已经成为一个蓬勃发展的市场。仅2003年，整个电脑娱乐市场的总收入就超过了15亿欧元。作为将普及计算技术与其他家庭和办公室应用相结合的补充趋势，电脑游戏最近也开始离开传统的面向屏幕的交互范例。所谓的混合游戏或普适游戏[4]通过将玩家的物理环境，他们的位置以及真实世界的参数作为游戏体验不可分割的一部分来填补虚拟世界和物理世界之间的鸿沟。
本文将抓住这个新兴的趋势，重点关注支持娱乐活动和游戏的智能家居应用。这些应用被称为“混合游戏”，因为它们在智能家庭中集成了物理和虚拟元素的混合性质。混合游戏的核心思想是汇集传统物理游戏（如棋盘游戏）和电脑娱乐的最佳元素。这两种游戏类型都强调了娱乐体验的特定方面。传统的棋盘游戏注重人类玩家之间的直接互动。他们围坐在同一张桌子旁边，讨论，笑，听，互相看解释面部表情和手势，这有助于了解他人的行为，并创造一个丰富的社会情况。另一方面，复杂的游戏规则，聪明主动的行为，或者多种刺激，是电脑游戏出类拔萃的地方[15]。然而，电脑游戏的缺点是缺乏面对面的社交互动。即使是通过互联网连接的多人游戏，彼此的玩家概念也大部分通过屏幕和键盘来传达，这与面对面群体交互的丰富性相抵触。混合游戏为计算技术的优势提供了机会和挑战，以此来增强传统物理游戏中以人为本的群体境况。

2混合游戏

混合游戏使用嵌入在智能家居环境中的计算和通信基础设施，以信息技术来增强传统游戏，如电路板或桌面。与移动和基于位置的游戏相反，玩家的位置通常不是游戏的一部分。 Mandryk和Maranan [15]讨论了这种混合棋盘游戏“假先知”。
与移动或基于位置的游戏相比，混合游戏通常部署在单个房间内，提供了许多有形的图形用户界面。正如我在图1中所说明的那样，房间内的气氛也经常通过改变照明，声音和环境显示来适应游戏应用程序的当前状态。因此，用户界面编排对于这类娱乐应用尤为重要。 Streitz等人[24]从用户角度确定定义混合游戏的独特的体验和感知品质。这些品质将在下一部分中进行介绍。

2.1经验和看法的质量

混合游戏的主要目标是捕捉传统的协同定位游戏的体验，并用平静，普及的技术不显眼地增加它，从而实现Weiser经常引用的最深刻的，消失的技术的愿景：“将自己编织到织物我们的日常生活中，直到他们没有区别“（[30]，第86页）。以下特定品质可以被识别，具体涉及混合游戏的经验。

2.1.1社会质量

玩家面对面地玩混合游戏，并利用丰富的沟通方式，包括模仿或手势等非语言提示。与传统的电脑娱乐相比，社交动态更容易出现，其中玩家的概念只能通过计算机显示。

2.1.2触觉质量

类似于棋盘游戏，混合游戏中的主要界面是有形的文物，例如智能玩件或游戏板。这些工件的触觉质量提供了自然的交互手段。此外，许多实物很容易触摸，查看，组装或收集。

2.1.3多模式刺激

多模式刺激增加了游戏体验的沉浸感[8]，并且可以通过连接各种输出设备的普及计算基础设施来有效实现。通过改变玩家的环境来反映游戏的状态，可以大大增强游戏体验的氛围。刺激的模式是多方面的，环境光线或声音，甚至创造一个简单的风扇风可以添加到玩家的多模式刺激。

2.1.4现实世界的参数

就像游戏体验可以通过改变光线或声音等物理方面来刺激一样，这些真实世界的属性也可以为游戏的虚拟部分提供输入。例如，房间里的噪音水平可能会影响试图窃听对话的虚拟间谍的效率。或者房间里的光线可能会影响数字花朵的绽放。

2.1.5物理伪像的虚拟属性

不同游戏的任意虚拟属性可以分配给物理伪像。在一个游戏中，一个神器可能与诸如智能或灵巧等属性相关联，而在另一个游戏中，可能会将某些行为或对准放入该神器的数字表示中，以提供上下文感知丰富。即使是专用的GUI工件也可能用于窥探物理工件并修改其虚拟状态。这些品质简要描述了混合游戏的典型用户体验，以便对应用领域进行非正式的介绍;下一节将介绍一个系统的概念模型，该模型可以作为推导混合游戏开发的设计建议的基础。

2.2混合游戏模型

与传统电脑娱乐相比，混合游戏应用将物理和社交领域的游戏元素定义为游戏体验的组成部分。这里介绍一个特定的混合游戏模型，其中侧重于构成混合游戏的空间（“域”）以及它们之间的接口。这背后的基本原理是，通过定义信息可以在它们之间的领域和流程，可以减去这里提出的设计建议。
该模型包含三个共享游戏元素并通过专用接口连接的域。
首先，在传统计算机游戏应用中存在虚拟域，其存储游戏数据，将规则应用于当前游戏状态，并且可能包括主动游戏实例，其作为人类玩家的自主同盟者或敌人。
其次，社交领域包括个人玩家及其共享的游戏知识。玩家之间的某些信息可能并不为虚拟域所知，但对游戏的进度仍然有重要的影响。例如，玩家X与玩家Y分享仇恨的上下文信息可能不会在虚拟域中得到反映，但在组织的决策和行动中仍然起着重要的作用。
第三个领域是玩家所在的物理世界。真实世界的物理文物可能被用来让玩家与虚拟域相互交互。现实世界的性质可能受到其他领域的影响，也会对其他领域产生积极的影响。
如图2所示，这三个领域是相互联系的，现在开发混合游戏的问题是在这些领域中寻找游戏元素的最优分配。有些元素显然属于一个领域或另一个领域，但在许多情况下，这是一个慎重的选择问题。在下面的章节中，将讨论每个域在混合游戏应用中的范围和功能。

2.2.1虚拟域

传统计算机游戏中的主要领域是虚拟的，即整个游戏发生在微控制系统内部。数字游戏逻辑建立和维护一个虚拟的游戏世界，通过图形用户界面来感知和控制。虚拟域托管游戏状态信息的一部分。
根据Pearce的类型[19]，游戏状态信息可以是
•所有玩家都知道：在国际象棋中，这将包括游戏规则，棋盘布局和棋子移动参数。
•只有一个玩家所知：在杜松子酒中，这是玩家手中的牌。
•只有游戏已知：在杜松子酒中，这将是未使用的卡片在甲板上。在太空侵略者中，这将是外星飞船的路径和频率。
虚拟域是游戏已知的游戏状态信息仅存在的地方，可以通过共享（“所有玩家”已知的）或个人（“只有一个玩家”已知的）通信媒体。在传统的电脑游戏中，每个玩家使用一个GUI来访问在给定的游戏环境中与他相关的一段游戏状态。在增强的混合游戏中，游戏状态的片段也可以在计算机之外，例如在物理域中，并且GUI变成在虚拟域内修改和检索游戏信息的几种手段之一。
除了纯粹的信息管理之外，虚拟域也可以主动处理游戏事件，从而对传统的非数字游戏如不确定性生成和规则执行等功能进行建模。需要指出的是，将原本属于社交或物理性质的游戏元素转移到虚拟域中存在着一些危险。然而，计算功能的使用肯定引入了有益的效果，既增强了传统媒体的现有缺陷，例如在棋盘游戏或桌面游戏中，又创造了全新的体验。 Mandryk和Maranan [15]以及Magerkurth等人发现了其中的一些好处。下面讨论[13]。

2.2.1.1现实的规则

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]。

2.2.1.2持续性和会话管理

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。

2.2.1.3丰富的音频和视频演示

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。

2.2.1.4从平凡的任务中解脱

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。

2.2.2社交领域

面对面的团队设置与玩家之间的自然交互方式不可避免地会造成社交场合。通过使用有针对性的言语，手势和模仿，出现了一个社会领域，其中游戏状态的某些部分可以仅仅部分（或根本不）反映在游戏状态的虚拟部分中。例如，在强调合作与竞争的游戏中，外交和联盟将成为游戏体验的关键要素，但如果虚拟领域没有意识到这一点，它们可能完全是社会性质的。虚拟接口（如私有GUI）可能用于秘密协商，但除了通信功能之外，虚拟域仍然不了解玩家的外交状态。尽管如此，游戏状态信息也可以在两个领域之间共享，例如，一个社会联盟可能会导致实际上形成一个契约，允许控制合作伙伴的部队或共享虚拟资源。
根据Hassenzahl [11]，多个用户可以共享一个物理空间，每个用户也有一个独特的认知空间。用户的认知空间由许多因素组成，诸如个人的思维过程，印象，观点，计划，目标以及针对该个人的关注点。考虑到任何一套认知因素，与身体和社会环境相互作用，用户可以有一组计划和行动，这些计划和行动不同于那些由于另一组认知条件而出现的计划和行动。
由于个人认知空间的存在，社会领域的一个重要方面就是私人，共享和公共信息的概念。当一个游戏中的合作是重要的，个人信息将公开，以最大限度地发挥集团的功效。竞争激烈的游戏环境使得个人信息保密，因此不会失去竞争优势。在中间情况下，一些信息可能会被分享给其他一些玩家，并被阻止或伪装成其他玩家。虽然虚拟域可能不一定意识到彼此之间共享信息的玩家，但是在两个域之间的公共和私有接口之间的区别对于在社会领域中实现公共，私人和共享信息是必不可少的。因此，来自虚拟领域的私人和公共产出渠道应该可以用来促进社会动态。每当游戏信息通过专用界面从游戏状态的虚拟段传递时，由玩家决定是否公开，共享，伪造或隐藏社交领域中的信息。同样，其他玩家的社交技能也要相信，怀疑或不信任给定的信息并采取相应的行动。

2.2.3物理域

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。

2.2.4有形的接口

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。

2.3.1范围

关于提出的模型的适用性的基本问题是可以实现的游戏类型的范围。首先，游戏需要适合多人使用。多人部分越占主导地位，就越容易形成强大的社交形势。其次，游戏不应该完全依赖实时GUI，这些GUI需要非共享的，永久性的关注，例如在太空作战模拟器或跳跃游戏中。然而，GUI本身和实时游戏都不是问题，而只有它们的组合妨碍以人为中心的交互形式，从而违背社会领域。当然，主要处理难以通过物理接口传递的信息的游戏比使用物理世界中的元素（如Sim City，Panzer General或益智游戏）的游戏更多地使用GUI。只要同一游戏元素的物理和虚拟属性相互补充，就会形成GUI和物理接口
为理想的组合。
而回合制游戏被证明是适合的
社交团体（思考板或桌面游戏），没有理由不利用实时游戏。由于鼠标驱动UI的时间复用问题，设计良好的有形界面实际上比许多普通的GUI要快得多。但是，必须注意保持游戏的可控性，以适应团队互动。

2.3.2设计问题

为混合设置开发游戏需要一些超越传统电脑游戏设计的考虑。首先，要考虑多个领域，必须注意在这些领域分配游戏元素。问题在于如何帮助实现不同计算设备获利的游戏，并保持团队设置的社会动态。设计用户体验时需要注意几个关键问题。

2.3.3域的适当选择

在合并计算功能和物理媒体时，将大量游戏元素移动到虚拟领域是特别诱人的，因为计算机作为一种多用途工具似乎非常适合大量不同的任务。或者实例中，在传统的计算机游戏中，用于实现可变游戏流程的随机数字生成通常由计算机容易地执行。然而，在引入物理和社交游戏领域时，在某些游戏场景中采用来自现实世界的技术可能是明智的，例如通过骰子的物理滚动创建随机数。对于大多数球员来说，滚动骰子的行为是一个高度社交活动，涉及熟练的滚动技术，永远由其他玩家监督，以防止作弊。这一切都取决于游戏情况的社会动态，也就是“幸运”的掷骰子是容忍，赞赏或谴责的。因此，当物理骰子界面被玩家之一看似操纵时，有必要权衡在虚拟领域中不显眼地产生随机性的优势与潜在令人兴奋的社会效果。
高估虚拟领域的另一个例子是角色扮演游戏中的所谓非玩家角色（NPC）的移动和动作。虽然人工智能领域的进步使得这种NPC的计算机控制行为越来越可信，但它们仍然背离了与人类游戏大师或讲故事者的社交互动的丰富性。根据具体的游戏情况，即使在同一场比赛中，人类和AI控制的NPC也都有空间。
另一方面，将过多的行为投入到社交领域可能会导致两个领域之间的界面的创建，并导致游戏风格与传统的桌面角色扮演游戏基本相同，这些游戏在没有任何计算机的情况下运行得非常好支持。
说明物理领域重要性的一个例子就是MonopolyTM等经济游戏中的货币表示。在针对混合设置的经典棋盘游戏的一个变体的早期测试中，用户立即反映出原始游戏的一个主要特征是纸币的触摸和感觉，并且丢失了它是不可接受的。因此，提供有形资金接口的额外实施开销必须权衡用户潜在的体验质量损失。

2.3.4私人和公共的互动

每当合作与竞争在游戏中相遇时，公共与私人信息，沟通和谈判的概念就成为一个非常有趣的研究领域。当玩家被迫合作成功，但只有一个玩家可以获胜时，社交困境和对秘密交流的需求就会成为开放的面对面交流的补充。阴谋可能是秘密伪造的，而游戏桌上的公开外交可能会用不同的语言。因此，混合游戏系统应该支持私人通信渠道。

3 寻找护身符：混合游戏

在智能环境中实施所讨论的模型，“搜索护身符”是混合游戏的研究原型，其使用专用的有形交互设备的组合来评估前述的交互体验质量。
这个在AMBIENTE实验室内实现的原型，提供了一个简单而又具有挑战性的游戏，在一个开放的房子或展览情况下，平均访问者可以立即掌握。它旨在通过在虚拟，物理和社交方面呈现可信和有益的游戏元素分布来展示混合游戏的潜力。

3.1设计要求

以下要求通知了游戏应用程序的详细设计，并允许在几个公共场所部署游戏之后的几个时间点用各自的调查问卷来测试这些要求。

3.1.1支持社交领域

应用程序应该实现混合游戏的首要属性，即例如在许多传统的桌面游戏中支持人类交互的丰富性。互动应该首先发生在玩家之间，而不是由计算机显示器和其他设备来主持。

3.1.2表示和控制

为了实现支持社会领域的目标，与游戏虚拟部分的交互应该基于统一表示和控制的界面[28]，从而减少精神负担，为社会领域留下更多的能力。因此，游戏应该通过有形的用户界面进行控制，并将与标准图形界面的交互保持在最低水平。

3.1.3多模式刺激

为了便于快速融入游戏世界，游戏应该使用多种输入输出模式。除了身临其境之外，多模式刺激还应该归因于支持游戏信息的外设接收，而不是与图形用户界面的主动交互，从而支持社交领域。

3.1.4有效使用虚拟域

虚拟游戏实例应该能够与个人玩家进行交流，并通过向玩家传达私人和公共的游戏信息来有效地影响游戏的流程。例如，它应该沟通或阻止私人信息取决于玩家与其他玩家相比的成功。通过这样做，单个玩家的优点和缺点可以在一定范围内平衡，以帮助保持游戏的挑战性。

3.2交互设计

这个游戏是由两到四名玩家通过在实体游戏板上移动有形的棋子来轮流玩的。为了解决设计需求＃2（表示和控制），游戏中的交互集中在这个显示8 * 8字段的地图的物理游戏板上。地图分为不同的地区，如山，森林，丘陵或沙漠。电路板上的每个区域都有一个集成的RFID天线，可以感知装有相应RFID标签的智能玩具的位置和身份。因此，游戏板通过永久更新地图的虚拟表示与物理件的状态（参见图3）来链接虚拟域和物理域。
玩家将他们的棋子移到地图上，搜索地图上隐藏的碎片和其他物品的碎片。每块棋子都有其独特的优点和缺点。例如，一件（“贝蒂·巴伦斯塔克”）由于她的实力可以携带增加数量的物品，而另一个角色非常擅长交易物品，第三个（“Gisela Glückspilz”）被祝福幸运的是，这是由虚拟游戏逻辑考虑的，例如随机事件。在适用的情况下，角色的这些个别特征也反映在他们的物理表征中，例如，强壮的角色由重型游戏棋子表示。

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）。

4 结论

本文概述了混合游戏的领域和概念模型。混合游戏在他的智能环境中支持和强调人类用户，并允许实现本文讨论的“寻找护身符”原型等应用程序。由于混合游戏对于普及计算技术来说仍然是一个相当新颖的应用领域，因此将概念与其潜在用户的期望和愿望统一起来将是非常重要的。因此，如果未来这些技术的用户将充分发挥潜力，或者如果当代娱乐和游戏形式已经足够的话，就必须进行调查。从用户界面的角度来看，可以清楚地看到，电脑游戏主要将用户的注意力集中在电脑屏幕或2D / 3D虚拟环境中，玩家在游戏的同时必然会使用键盘，鼠标和游戏手柄，从而限制了互动。通过将更多的物理运动，环境和多模式刺激以及社交互动引入游戏，可能会利用计算系统的好处，同时让普通人也能使用游戏。这将在未来进行调查。

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