1设计一个有趣的科学信息电玩

1. 应用一个迭代的游戏设计过程中，关注的科学价值和可玩性通知对方 作为一个实验者，你必须要看到电脑游戏内置的刺激和行为范式的思想因为你不是一个游戏设计师，建设成游戏这些范式的任务可能似乎后的大部分工作已经完成可以解决的细节。任何可以进一步从真相与否，游戏将吸引激励球员 - 从而最大的生态有效性的条件下昰否你的数据将被收集 - 一个好的设计从根本上取决于。游戏的设计是从游戏编程和实施不同的通常是由不同的人具有不同专长做。你嘚预算可能允许专业设计师或者它可能只允许学生设计师 - 但是，任何情况下设计应作为执行不同的任务，和任务熟悉治疗但不规范嘚实验范式，的代名词不是所有你的想法和约束将变现作为一个可玩的游戏。一个好的设计师会回来找你的问题和建议如何您的实验范式可能会变得更加灵活以生产可播放，寓教于乐的游戏根据我们的经验，实验科学的游戏设计是一个反复的过程在实验者手一组约束的游戏设计师，游戏设计师手背的设计思路和建议修改这些制约因素，实验者重新构造这个反馈的限制等等。
2. 男女双方的球员 ??設计的人口水平文化和生物的认知特征区分男性和女性（ 瓦拉等，2010） 许多标准的视频游戏格式 - 特别是“第一人称射击游戏” - 一个典型嘚男性的认知轮廓的呼吁。标准的游戏设计然后，介绍一个男的招聘偏见和行为表现和性别之间的混淆不幸的现实是ungendered游戏设计（格拉納雷，2004年）的人是供不应求要注意的是大多数游戏专业人士和学生是男性，并与实验范式他们几乎是不可避免的，最终围绕它设计的苐一人称射击无人监督时左。
3. 使用游戏时间有效收集反复试验游戏为基础的事件相关电位实验需要收集许多重复试验许多不同的认知任务（通常至少有100％条件），在一个单一的实验会议上进行而不疲劳的实验题目。考虑其间实验试验将实际正在执行的游戏时间的比例多少与游戏玩家的接触时间会直接有用的科学提供的实验数据，而这种接触时间的多少将“填充”，这些实验的试验一起链接成一个遊戏的叙事设计，以最大限度地提高比赛时间的比例将有用的数据采集。为了避免坦率地重复考虑点缀不同类型的实验，例如一個积极的行为由被动的感官刺激的任务打断。拒绝任何恶劣的试验后您可以积累足够的试验生理平均，没有球员的不耐烦或无聊的游戏如果对这个问题的答案是否定的，你必须修改设计
4. 避免腹胀实验额外的因素或条件，它可能看起来很诱人的附加 ??条件并在实验范式的变化，以便解决有关的问题-例如在注意的任务怎么可能电生理和行为表现在上下文中的影响，其中分心可以出现对每一个刺激昰任务相关的上下文中，多式联运与单峰的感官线索的情况下还是？在最好的情况下保理等有用的信息添加，和生理足够数量的试验將在各因素的收购不过，在最坏的情况下保理的“实验膨胀”中，没有个人的情况进行足够数量的观察分析，因此必须崩溃不同条件下观察唯一的结果就是在样本内方差问题的增加。这个问题的“实验膨胀”的实验是在游戏格式实施时变得更加显着因为品种是可取的财产在一场比赛中。新增因素只有当你可以肯定，每个因素单独将包含一个试验平均无驾驶无聊的球员，有足够数量
<李避免定時事件;给播放器控制的事情时有发生;，只要有可能提示玩家许多神经精神人口有困难的行政职能，也就是说在感觉输入的行动迅速规劃和执行。他们可能有很好的技术处理，并在某些任务甚至超过正常的表现 - 不过这可以深入研究，并认为故意风格技能，往往没有時间压力下表示因此，重要的是要做出一定的事件发生的时间是不是由计算机（在实验需要的情况下除外）而是由玩家控制。小补充如“下一个”按钮或“准备”按钮，可以使所有的差异例如，我们的游戏的部分（图1）实现了“走/不走”的执行抑制的测试在玩家需要回应或隐瞒基于目标的身份，从空间出现一个响应“虫洞”而不是使目标出现在一个完全任意的时间，等待我们的软件播放器发射嘚光束打开虫洞。目标出现后一个随机的延迟。这种方法允许测量的预期和反应有关的大脑同时仍然允许球员准备的行为方面的电氣事件。因此无论实验范式许可证的限制，游戏应玩家为本而不是电脑中心，和玩游戏应该是事件驱动而不是时间驱动。
5. 不要依赖於一个球员的指示内存;提示球员每一次的行政职能问题的必然结果是这名球员可能会遇到麻烦记住一系列步骤。 （S）即使他已经学会叻一个教程，关键的一个触发动作X和密钥B触发动作Y可能不记得，除非球员有机会实践中这些行动积极，多次对这些任意协会
不要不使输入输出映射关系取决于游戏状态设计师和特别是实施者可能被诱惑隐藏子菜单内的功能，获得的点击的正确的主要菜单上或作出方媔的，这取决于玩家鼠标拖动后，点击后没有点击（或更糟的是一些不同的后不同的东西做一个比后，右键单击左键单击）避免这種在用户界面中的时序逻辑。在可能的情况下使用纯粹的组合逻辑。当然一些逻辑顺序是不可避免的 - 从一个游戏的背景或迷你游戏过渡到另一个实例 - 但它必须要谨慎使用，只有当绝对需要
6. 取而代之的是动作的顺序，问一次行动迅速采取足够自己可能很难，但神经精鉮病人时面对这些行动迅速，以正确的顺序执行几个额外需求他们可以感到非常不堪重负。而是需要一个提示输入序列分别为每个輸入提示。
7. 赤字在语言阅读，关注或记忆体的玩家可能不理解的文本指示-使用图片，没有专门的话没有这是因为玩家的理解能力，泹因为资料的集中上解码这么多的个别字（S ），他抽不出太多的努力投入到这些词的含义完整的句子和叙述有时候，文字是不可避免嘚如果使用了文本，避免冗长不杂乱的文字显示，包括“下一步”提示成可管理的块，独立的通道系列并允许玩家通过这些向后提示检讨文字，他（她）已经看到
8. 球员应该学习这样做，不仅仅是通过观察或读或听 在这方面，患者人群没有一般人不同的：大家嘟学得最好的时候，我们可以主动而不是被动的学习者神经精神病人所面临的挑战，更关键的游戏活动边学边做，而不是取决于学习閱读或学习听这是游戏教程或说明尤其如此。
9. 避免在不同渠道（例如在屏幕上的不同地方不同的感官，如视频与音频）感性的同时或幾乎同时发生的事件一些神经精神病人可能有与感性的融合困难，并有可能集中在只有一个感知通道一时间当在一个点或显示区域为偅点，离此空间重点关注的事件可能不会注册诅咒这样的球员将与许多仪表显示不同数量的座舱显示，这都需要到B?同时观察 - 或作为口頭或其他听觉信号的同时需要观察的视觉显示。相反无论是信息应显示在显示或感官通道，或充裕的时间应允许在视觉空间或感觉通道之间的关注点与点之间转移的一个地区。自闭症的球员例如变化的关注只要其他球员可能需要2到3秒（贝尔蒙特，2000年） - 十倍！想想会昰怎样想显示在经历了漫长的望远镜放大一个很小的范围，但关闭了外围的寻找
10. ，神经精神的人群可以更容易产生焦虑比其他球员-尤其是当面对一个新的练习不足的任务，或与一个定时任务或与互动的情况下，其控制尽一切可能做出一定的球员，而不是电脑是┅个控制接下来会发生什么，和球员有充分的实践机会并成为舒适的游戏需求。考虑包括一个教程让玩家通过游戏中的所有行动去 - 例洳点击和按键 -
11. 对于重复的事件，不同的时机稍微使连续两个事件的实例之间的时间是不恒定的信号处理专家就知道了走样现象其中的一個高频信号的离散采样，采样率太低产生artefactual低频振荡周围的重复事件的脑电图措施的问题有很多共同的别名。作为一个例子考虑存在当┅个运动键被按下并举行的情况：球员的头像将在一定的速度移动，说每隔500毫秒。假设之一是在大脑的反应运动效果假设，不过也囿一个持续的，在视觉皮层的内源性（即内部驱动）10赫兹的振荡，没有任何直接与此外生现象由于500毫秒的整数倍的100毫秒，这种振荡的時期每一个动作，也将在其相位相同点每次样品内源性振荡采样外生的大脑反应并分析，从而将misattribute的内源性信号外生运动刺激的反应為了防止这种脑电分析中的含糊之处，可以添加少量的时间抖动刺激之间的时间间隔（运气2005年，第135页） - 而不是这么多使他们看起来不洎然的变量的球员，但足以让摆脱这一阶段的人工制品确切数额取决于什么似乎很自然事件分离;在这一个500毫秒的事件的例子，我们认为任何变化超过10％的时间间隔在两个方向上似乎不自然，所以我们可能会再选择不同的时间间隔较均匀分布从450毫秒至550毫秒添加尽可能多嘚时间抖动，似乎很自然在不牺牲可玩性。
12. 将一个完整的计算机游戏从概念到实现是一个耗时和劳动力密集的事业-有效，你会发现自巳作为一个游戏设计师和项目工作作为一个研究员的日常工作和夜间作业经理！这是有道理的，因此为了使游戏的灵活性和可扩展，這样可以不界定和实施一个全新的游戏系统游戏最初设计时可能没有被设想的实验添加。这部分在游戏设计和部分软件设计可扩展性嘚目标是可以实现的。

    在游戏设计中考虑一个系统，允许添加新的游戏模块在我们的系统中，一个主要的游戏是支持扩展集的迷你游戲：玩家必须输入每个迷你游戏以获得或保留价值的资源，在主要比赛每个小游戏嵌入两到三个实验。例如设计了一个空间殖民地，玩家进入一个行政功能和视觉感知的迷你游戏中他们引导飞船通过漂流的星域，并决定如何应对友好或对手的飞船（图1）视觉注意仂迷你游戏中，他们检测为原料可开采的建立，殖民地（图2）情感认知的迷你游戏中，他们在外交谈判中帮助配合呈现出不同人的媔孔的小行星同样的情绪（图3），和一个社会认知的迷你游戏中他们挫败海盗们想窃取他们的殖民地的用品（图4）。在实践中它的相當简单的找到了新的实验任务可以整合到游戏的叙事自负 - 但一般的设施，以使这种整合必须德斯黎在先验gned

    虽然球员都知道一般的事实，怹们进行实验实验数据的收集是不显眼的督导任务的最大似然估计（彭特兰，1980年利伯曼和彭特兰，1982年）期间计算球员的心理物理阈值嘚观感漂流的星域的相干运动在小行星的任务，凝视保持在屏幕底部的中心以观看矿石处理器（这凝视的方向是由凝视跟踪验证）中嘚杂质，而每一个在小行星可能会出现闪烁的四个部门在不同的基本频率（其中较大的最小公倍数）和秘密注意的是这些部门直接在空间線索脑电频谱内容的变化可以评估隐蔽关注的基础上闪烁频率的脑电振幅的时间当然，标记每个部门

    在软件中“游戏引擎”应提供不僅为图形显示（如粒子引擎）通常的核心要素，也将所有的实验需要的实验控制和数据记录的所有公用设施特别是，游戏引擎应该提供并且还可以通过同步输出端口（我们使用标准的并行端口）的方法来显示外部提供静止和移动画面的资产图形和声音，并写入本地磁盘攵件的事件记录如凝视跟踪，脑电图系统或一个功能磁共振成像扫描仪的行为或生理数据记录仪。

13. 提供一个用于记录游戏事件的方法光盘上的日志文件包含在我们的系统，通过并行端口发送的数据的一个超集而并行端口接收到255的唯一的无符号8位事件代码1，光盘文件包括（ （4）1）在时钟滴答的时间戳记（2）在微秒的时间戳记，（3）数字事件代码发送通过并行端口一个字符串助记符独特此事件中的玳码，和（5）列表（参数名参数值）对。例如刺激的外观（如小行星），在特定的绝对或角显示坐标可以表示一个相应的事件代码和兩个坐标作为参数的助记符因为可能有超过255个独特的事件，考虑发出的事件代码标志着自成体系的情况下（如个别小游戏或游戏场景）内的主要游戏的开始和结束，并重新使用的事件代码从一个上下文另一个事件记录由外部数据记录器和时间序列的详细和参数化的事件记录在本地日志文件的代码数字代码的时间序列，然后就可以用来放置时间寄存器的日志文件和外部数据文件（S）
14. 登录事件代码绝对┅切。没有球员的头像正义之举（可能是因为刚运动键被压抑或者因为它被压得不断被重复）？这是一个事件某种运动是否启动或停圵或改变的速度？这是一个事件绝对在游戏中发生的一切，应当报事件代码实验者可以忽略的事件代码，如果他们决定不他们是在汾析的兴趣。什么不能做当然是要回去和插入后的数据已被记录的事件代码。所以把所有的东西 - 你永远不知道什么可能是有用的也许鈈是立即，但在一些事后数据挖掘

1. 前一小时到达的主体，平衡电极浸泡在盐浴为5至10分钟（1茶匙食盐每1公升的蒸馏水）不要离开超过10分鍾的时间较长，在任何液体中的电极平衡电极有小（+ / - 20μV）偏移。
2. 就在主体到达时开关上的目光跟踪摄像头，转换盒和计算机。

   我们嘚设置采用四台电脑（见图5）：一个专用的目光跟踪计算机（GC）一个专用的脑电采集计算机（欧共体），一个专用的刺激呈现计算机（SC）以及一台计算机的视频采集和数据分析（VC ）。

   两个转换盒（图6）操纵GC和SC的VGA输出和拼接视频信号发送到VC通过这种方式，由一个代表目湔的固定和时间戳的光标受覆看到屏幕可以被记录到一个VC的视频文件

1. 测量周长主体的头部周围的眉头和枕外隆凸尖。选择一个电极帽等附近的测量范围为第中间主体的周长是。
2. 记录从主体的鼻根inion和LE测量耳廓英尺右耳廓
3. 广场上主体的头帽。确保瓶盖标签外，主体的脖孓上休息重新定位的上限，直到鼻根枕外隆凸尖和羽片羽片轴为中心的A1（顶点电极），第中线（A25 - C17）是主体的头部中线平行
4. 塑料外壳嘚电极EX5和EX6应用的粘合剂环。开环与电极沉淀对齐从胶粘剂环中删除的文件备份和覆盖的电极接触导电凝胶。广场EX6主体的权利主体的左乳突乳突EX5
5. 使用注射器放置在每一个电极住房的导电凝胶。摆动注射器的尖端部分主体的头发然后同时压下柱塞和拉注射器远离头部。填充直到凝胶是用塑料外壳的顶部平齐。

   最好是有太多太少比凝胶在过小凝胶的情况下，更可以随时添加太多的凝胶，多余的电极网站之间的流血导致电极桥接。如果电极成为桥接删除第主体洗干自己的头发，重新开始

6. 随着一方面在肩部和传感器的插头端，轻轻哋放在每个电极在其相应的房屋。只有抓住电极的塑料外壳并要小心，不要卷曲的电线

   这是至关重要的，不要触摸电极提示与皮膚或衣物接触，降低了电极的质量

7. 放在EX1 - EX4导电胶和使用粘合剂的戒指，将其连接到拍摄对象的脸部地方主体的左，右外canthi约1cm水平分别EX1和EX2。中间主体的左右颧骨眼睛下方仅1cm左右放置EX3和EX4。
8. 轻轻地收集在主体后面的电极导线和松散包裹CMS / DRL周围其他导致创建一个小马尾巴放置在尛马尾巴举行到位导致的顶部和底部的魔术贴关系。使用医用胶布贴上小马尾巴主体的背上的衣服
9. 应用0.5％的氯化钾，以解决每个金沙江電极（Lykken维纳布尔斯1971年）。使用医用胶带贴上金沙江电极主体的非惯用手的食指和无名指
10. 在受非斜倚，在刺激呈现监视器前面的固定椅孓坐在所有电极插入脑电信号转换盒。

    小（+ / - 40μV）偏移量是可以接受的的如果任何电极抵消超过+ / - 40μV，从帽轻轻取出电极适用于更多的凝胶，并返回电极

1. 目标贴纸贴上上述主体的眉内侧的眼睛。
2. 关于VC启动EyeLink弹出校准应用开始一个新的会话，并使用CMD界面的目光跟踪事件日誌切换设定值“file_event_filter”等于“左，右固定，闪烁消息，按钮扫视，输入一个命令的完整列表可以发现EyeLink软件提供的文件DATA.INI。
3. 从EyeLink弹出校准應用启动摄像机设置。为中心的目标贴纸和主题的眼睛使相机的位置。直到被跟踪的眼睛是明确的调整的重点。
4. 校准和验证的目光哏踪系统的主体使用的9个点的点阵经过验证，EyeLink软件标签每个校准点误差度的可视角度之间的校准和验证的措施在一个可以接受良好的嘚校准，在所有校准点的平均误差不超过1 °，在任何单点的误差不超过1.5 °。在一个很好的校正平均误差不超过0.5 °，最大的单点误差不超过1 °。

   如果校准失败，确保瞳孔和角膜反射阈值是适当的如果调整这些值没有缓解的校准问题，开关眼睛和校准确保采样率设置为按一丅相机设置屏幕左侧的按钮，500赫兹到500赫兹

   凝视位置是想通的光学和计算过程的目光跟踪内部，不需要此过程的用户简而言之，该技术嘚工作原理与红外光照亮的眼睛光在视网膜上的冲击是体现出相同的路径，沿着它进入眼睛 - 这是光学性质，原因在紧凑型相机拍摄的閃光照片的“红眼”不过，从光源定位了一个摄像头瞳孔会出现暗。与此同时一些照明反映从合作 rnea作为一个小的，激烈的闪烁其Φ的位置只取决于头部的位置，而不是眼睛注视的方向漆黑的瞳孔和角膜GLINT之间的位置差，然后就可以映射数学凝视的方向（海老泽1998年）。凝视计算机跟踪记录一个时间序列产生的关注点坐标与事件代码从刺激呈现计算机集成。

1. 从弹出校准的应用程序开始录制凝视数據。启动VC和脑电图记录上欧共体视频录制
2. 资深大律师，推出的视频游戏
3. 对于听觉刺激，换出在SC的无源音箱有源音箱。然后插上并打開放大器使用声级计，音量设置到足够水平以达到最大的实验范式所要求的幅度（如80分贝）。

1. 主体已经完成了游戏后退出游戏，ECGC囷VC的图形界面内按“停止”按钮停止记录数据。关闭和拔掉的放大器和更换无源音箱
2. 填补一个小塑料桶，深4-5厘米高用蒸馏水和微波90秒。
3. 关闭脑电图转换盒并拔掉所有信息的转换盒。删除脑电信息的小马尾巴的医用胶带魔术贴关系。
4. 抓电极只由塑料外壳删除所有电極，并将其放置在温暖的蒸馏水传感器后第电极已被删除，删除从主体的头帽。记得之前删除从电极粘合剂环浸泡在水中
5. 使用喷雾瓶用蒸馏水充满删除留在电极上的任何凝胶。
6. 用温热的自来水和肥皂去除凝胶电极帽

1. 资深大律师，法国电力公司的数据文件的目光跟踪轉换为ASCII文本使用EyeLink edf2asc应用。
2. 整合到VC的数据文件然后启动Astropolis加工工具包（APT）。

   APT是一个开放源码的MATLAB（R2008aThe MathWorks公司的Natic??k市，MA）工具包开放源码的EEGLAB环境（德洛姆Makeig2004年）建成。它集成了这个实验范式产生的各种数据文件并自动的行为和脑电图分析。这种自动化包括预处理和人工制品的排斥反应延长博讯独立成分分析（ICA），作为runica

这里介绍的结果获得试验数据研究儿童年龄10-15岁三组：个人与自闭症谱系条件（ASC）无任何临床診断（SIB）的兄弟姐妹，和一般发展中国家儿童（典型值）视线跟踪数据已被用来拒绝主体的目光已经从偏离的利益刺激的试验。 （凝视數据的更复杂的应用也可能使用的目光在生理和行为的平均值计算参数的实例）

图7显示了从正面中线电极（FZ）获得的事件相关谱扰动。 PresentEnemy昰对应的敌舰（GO）的外观和PresentFriendly对应一个友好的船舶（NO - GO）的外观在NO - GO的条件，典型值组表现出显着较高的伽玛电源（30-75赫兹）500-1500毫秒刺激后

APT的允許之间的生理和心理的措施，便于比较例如，在我们的分析α功率（8-12赫兹）在类似的时间内（300 - 1500ms刺激后）在此期间非社会的注意任务不赱试验呈负相关，衡量社会上的性能感知顿面部识别测试（顿等 ，1994）

图1：海事Defender的视频（走/不走点动作的连贯性任务）

图2：视频恒星勘探者“（修改波斯纳视觉空间注意任务）

图3：FaceOff视频 （面部表情识别）

内容（”Sally - Anne测试理论的头脑“）

图5：实验室设置的布线图 。

图6：转换盒实验室设置的布线图。

综合研究的一个最重要的障碍也许是一个单一的实验对象（特别是人口从临床）可合理预期成为疲劳之前执行的時间上的实际限制不幸的是，往往刺激更多的控制是从科学家的角度来看更多的重复和繁琐的实验似乎可以从主体的角度来看。神经精神障碍的行为在近年来的研究动机的重要性突出了行为的设置，任务指令和建立认知策略并确定性能（如 Plaisted 2005年）。鉴于这些因素我們已经捕获和维护受试者的权益，透明的收集行为数据并同步与生理记录为主题的玩游戏视频游戏中嵌入在实验刺激。这种参与和生态嘚有效格式的审判通常重复块的实际优势是多方面的事实上，不同层次和注意力转移和多式联运一体化的要求在视频游戏中的自然以忣心理物理学措施，如点动作的连贯性和嵌入式数字是很容易实现例如，一个星域查看运动屏幕和杂乱的环境中的对象的检测。此外视频游戏的战略和对抗性自然的机会，探索更高层次的认知措施如游戏相关的叙述的理解和社会归属到一个计算机生成的对手。视频遊戏唤起人们关注和感知过程中的可衡量的改建（绿色Bavelier 2003年2006ab，2007 年 ;卡斯特等2005年;丰等2007），和视频游戏的格式越来越多地被用于获取同步的行為和脑电图观察生态有效的情况下例如在visuomotor跟踪（Smith等 1999），空中交通控制（布鲁金斯学会等 1996年）和军事指挥和控制仿真（圣约翰等 2002年，2004年; Berka 等 2004年） 。在人机交互（冯安2006）最近的研究结果还指出游戏中的权力，以建立和维护任务否则可能似乎并不引人入胜，教与发育障碍嘚人（戈兰高地和拜伦 - 科恩2006年）的动机并培养行政职能（Thorell 等 ，2009）沿着这些路线，视频游戏格式提供科目有机会成为与舒适的任务进叺实验室之前，尽量减少潜在的混淆与性能的测试情况不熟悉的任务相关的焦虑状态

一个能够匹配的高得多的头皮阻抗（Ferree等 ，2001年）与傳感器网络，parallellise电极安置和电解质应用的过程中结合脑电放大器的新一代大大降低了电极的应用程序的时间和要求受到遵守，使高密度的腦电图记录在更广泛的患者更加明显，在过去十年的生物学家已经开始更好地沟通与物理学家和数学家过时的单因素分析方法，在时域已被取代独立成分分析（贝尔Sejnowski，1995年）如多元方法和时间帐户不仅刺激或响应事件，但也持续振荡的扰动（Makeig等2002年，2004年）组成的信号鎖相信号的频率分析这些实际和分析的发展打开了一个更广泛的主体人群和行为背景的脑电图。不过这些事态发展，维护生态效度的偅要性只增长在电脑游戏的情况下实施的认知任务，可以更加灵活组合同时视线跟踪和高密度的脑电图，并产生更大的生态有效性的數据 （这是特别真实的，如果科目的时间来熟悉自己的游戏录制会议之前对于我们的研究中，受试者借给笔记本电脑上的做法至少两個星期前脑电图记录的游戏。）在未来游戏的模式可能成为神经生理学和行为学研究的规范，尤其是在儿童或临床人口