侯文軍，唐力行

DPC：基于增強現(xiàn)實兒童繪本的多視角評估框架

侯文軍1,2，唐力行1,2

(1. 北京郵電大學(xué)數(shù)字媒體與設(shè)計藝術(shù)學(xué)院，北京 100876；2. 北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)文化北京市重點實驗室，北京 100876)

增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)作為溝通現(xiàn)實與虛擬場景的橋梁，能夠激發(fā)使用者的想象力、空間感和創(chuàng)造力?，F(xiàn)有AR兒童繪本在虛實結(jié)合方面不足、游戲形式和互動種類單一，缺少寓教于樂的AR兒童繪本游戲作為內(nèi)容。首先試用和研究了59款移動AR游戲并分類。使用Delphi法選擇了一些合適的游戲類型，并將其遷移到兒童繪本上。再讓6~12歲兒童(=6)試玩并進行觀察和訪談。同時，組織家長/老師(=7)與開發(fā)者(=5)形成焦點小組并針對繪本和應(yīng)用進行討論。最終，提取了開發(fā)者(developer)、家長/老師(parents/teachers)和孩子(children)對于AR兒童繪本不同的需求和對應(yīng)指標(biāo)，收獲了對應(yīng)3個維度的框架DPC (developer, parents/teachers, children)，且每個維度被細(xì)分。使用DPC框架對AR兒童繪本游戲進行了改進。

Delphi法；用戶體驗；評估框架；增強現(xiàn)實；兒童繪本

增強現(xiàn)實(augmented reality, AR)技術(shù)在實際場景中提供了虛擬視圖對現(xiàn)實環(huán)境的數(shù)字增強，從而連接了真實和虛擬世界。隨著神奇寶貝Go (Pokémon Go)在全球范圍內(nèi)的興起，AR被證明為一種有效的游戲技術(shù)，并能改變?nèi)祟惖囊苿幽Ｊ絒1]。AR也被應(yīng)用于藝術(shù)品展覽、博物館、植物種類鑒定和教育環(huán)境等[2-4]并被不斷改進，取得了良好的效果。而隨著移動技術(shù)不斷普及，在如數(shù)學(xué)、地理、工圖等科目中使用移動AR應(yīng)用并不罕見[5]。

傳統(tǒng)的教育游戲?qū)⒔逃齼r值和游戲樂趣相結(jié)合，但通常很難取得二者的平衡。而AR技術(shù)作為一種新的探索方式，旨在通過將教育和娛樂價值整合到AR體驗中。AR技術(shù)在繪本方面的應(yīng)用隨著MagicBook的問世而變得流行。市面上的AR兒童繪本和配套應(yīng)用通常以圖畫著色結(jié)合故事敘述為主，種類不夠豐富。

本文針對59款移動AR游戲的試用和研究，對目前主流的AR游戲進行了分類。且考慮游戲是否適合兒童及是否適合繪本化2個方面，選擇了其中的一些類別，再設(shè)計并遷移。

為了探索開發(fā)者、孩子和家長/老師3類不同視角需求上的差異，讓孩子試玩繪本游戲并進行了訪談。同時對家長/老師和開發(fā)者之間形成了焦點小組，通過觀察孩子玩并親身體驗的方式提出了討論和建議。最終收獲了3個維度的評定框架DPC (developer, parents/teachers, children)，并以此框架為指導(dǎo)對各類游戲提出了改進建議。

1 相關(guān)工作

1.1 教育中的移動增強現(xiàn)實

隨著移動設(shè)備的不斷普及，移動應(yīng)用在教育領(lǐng)域有著越來越多的嘗試。而AR所帶來的不可替代的空間性、虛實結(jié)合性和創(chuàng)造性等特點，使得越來越多的教育相關(guān)的AR移動應(yīng)用顯現(xiàn)[6-9]。越來越多的研究鼓勵將AR技術(shù)用于教育領(lǐng)域[10]。

相關(guān)研究表明，AR可以成為一個創(chuàng)新的教學(xué)工具，有助于更有效的教育活動，并支持各個教育領(lǐng)域的認(rèn)知過程[11]。此外，與傳統(tǒng)的基于紙質(zhì)方法相比，AR可以支持自主學(xué)習(xí)并提高任務(wù)執(zhí)行效率[12]。

在提升效率的同時，很多應(yīng)用用于克服教育過程中遇到的障礙。如文獻(xiàn)[13]通過增強對用戶真實環(huán)境的視覺感知，采用新穎形式的內(nèi)容和教育服務(wù)提供的技術(shù)增強學(xué)習(xí)，頗受殘疾學(xué)習(xí)者的青睞。很多研究也被用于改善患有自閉癥孩子的相關(guān)教育[14-15]。AR游戲也被認(rèn)為對玩家改變行為的意圖會產(chǎn)生積極影響，且比基本的手機游戲更具吸引力和樂趣[16]。

有形界面在計算中越來越受歡迎，反映了更強調(diào)物理身體和環(huán)境在互動中的作用[17-19]。隨之而來的是關(guān)于有形接口特定特征的研究，如文獻(xiàn)[20]探究了6個有關(guān)學(xué)習(xí)有形界面的觀點分析框架，強調(diào)了對有形界面設(shè)計使用的材料的物理性學(xué)習(xí)的潛在影響。而目前很多所謂的移動AR游戲在虛實結(jié)合方面并不理想，導(dǎo)致其教育價值受到了嚴(yán)重影響。

1.2 增強現(xiàn)實兒童繪本

AR繪本最早的產(chǎn)品之一為MagicBook[21]，其是一本普通的書，無需任何額外技術(shù)即可閱讀。但是，當(dāng)通過手持顯示器查看書頁時，三維虛擬圖像將疊加在上面。讀者可以從任何角度查看這些AR場景，也可以飛入場景并體驗其作為沉浸式VR世界。文獻(xiàn)[22]報告了一種新型“混合現(xiàn)實書”的設(shè)計和開發(fā)，同時總結(jié)了在不同用戶試驗和原型演示期間收集的用戶反饋。文獻(xiàn)[23]提出The haunted book，其不需要標(biāo)記，就可以實現(xiàn)真實和虛擬元素的無縫集成，以創(chuàng)建所需的氛圍?？梢暬谟嬎銠C屏幕上完成，以避免繁瑣的頭戴式顯示器。相機隱藏在臺燈中，使觀眾沉浸更加輕松。

隨著越來越多的AR繪本問世，質(zhì)疑聲也隨之而來。由于上述的AR繪本缺乏交互性，每一次閱讀帶來的體驗是相同且沒有沉浸感的，這樣對閱讀者的創(chuàng)造力和想象力有很大的制約。DOW等[24]提出的facade演示了2種版本的體驗：沉浸式AR和基于桌面計算實現(xiàn)的版本，并發(fā)現(xiàn)身臨其境的AR可以增強存在感，從而確認(rèn)普遍持有的期望。KAPADIA等[25]通過一系列的研究，提出了互動敘事創(chuàng)作框架，使用AR來克服以前的創(chuàng)作框架中存在的局限性，同時認(rèn)為不良的互動會阻礙創(chuàng)造力。

2 研究方法

2.1 增強現(xiàn)實游戲分類與德爾菲法

本文有AR繪本和其他AR應(yīng)用的設(shè)計和開發(fā)經(jīng)驗。同時也擁有游戲設(shè)計和開發(fā)的相關(guān)經(jīng)驗，其為本文研究提供了便利。

本文從開發(fā)者的角度思考了現(xiàn)有AR兒童繪本面臨的問題并指出，目前的AR兒童繪本在虛實結(jié)合方面有所欠缺，并且由于游戲形式和互動種類單一，導(dǎo)致其使用過程中的教育價值、樂趣和沉浸感大打折扣。本文借助研究更多的AR游戲得到啟發(fā)。首先根據(jù)59款A(yù)R游戲的試玩明確分類，接下來研究什么樣的游戲適合遷移到繪本，什么樣的游戲是適合兒童的等等。

因此，在對現(xiàn)有的AR游戲分類后，還需要通過一些方法選擇適合兒童且適合遷移到繪本的AR游戲。Delphi法[26]是一種結(jié)構(gòu)化的決策支持技術(shù)，其目的是在信息收集過程中，通過多位專家獨立的反復(fù)主觀判斷，獲取相對客觀的信息、意見和見解。專家需回答兩輪或多輪問卷，每輪結(jié)束后，協(xié)調(diào)人或變革推動者提供了上一輪專家預(yù)測的匿名摘要及為判斷提供的理由。因此，本文鼓勵專家根據(jù)其專家組其他成員的答復(fù)修改其之前的答案。在此過程中，答案的范圍將減小，并向“正確”答案收斂。最后，在預(yù)定義的停止標(biāo)準(zhǔn)(例如，輪數(shù)，達(dá)成共識，結(jié)果的穩(wěn)定性)之后停止該過程，并且最后一輪的平均或中值分?jǐn)?shù)確定結(jié)果。

2.2 觀察訪談和焦點小組

本文關(guān)注的不僅僅是AR繪本給開發(fā)者帶來的困境，也希望收集用戶的意見，比如老師和家長覺得是否有一定的教育價值，孩子是否覺得好玩等等。這種思路在很多其他的AR應(yīng)用研究中也有體現(xiàn)，如文獻(xiàn)[28]使用自然界的植物作為AR標(biāo)記，邀請兒童試玩并進行觀察訪談以及組織俱樂部顧問和小學(xué)教師組成焦點小組進行評估。

因此，在第一步完成后，需要完成以下階段并收集定性數(shù)據(jù)：

對兒童的觀察和訪談包括：①為兒童進行AR繪本簡單地介紹和樣例演示；②現(xiàn)場觀測并記錄；③兒童訪談(過程中遇到了哪些問題，覺得繪本怎么樣，有什么樣的意見或建議等)；④體驗完成后的打分(對繪本每一個游戲的難度和樂趣打分)。對老師和家長包括：①AR兒童繪本的演示和體驗；②觀察孩子體驗兒童繪本；③焦點小組討論關(guān)于繪本的想法(教育價值、樂趣、覺得繪本怎么樣、有什么意見或建議等)；④定性問卷打分(包括樂趣、教育價值等)。

3 增強現(xiàn)實游戲

3.1 增強現(xiàn)實游戲分類

本文試玩了59款游戲，且搜集的類型如圖1所示。

圖1 AR游戲截圖

(1) AR+FPS。圖1(a)和(b)屬于第一人稱射擊游戲的AR版。游戲在真實世界出現(xiàn)怪物，用戶點擊屏幕來完成射擊動作。此類游戲手機移動范圍廣，用戶有時需要自身不斷旋轉(zhuǎn)來找到怪物。而游戲的玩法通常是擊敗怪物而后獲得升級或者是對怪物的搜集。

(2) AR+TPS。圖1(c)為第三人稱射擊游戲的AR版。與FPS同為射擊游戲，不過視角上發(fā)生了變化，用戶通過找到現(xiàn)實空間中的平面放置整個游戲場景。在游戲場景中控制自己的人物使用各種武器與其他NPC之間展開格斗。這類游戲需要用戶移動手機并操縱角色在平面內(nèi)移動和格斗。

(3) AR+LBS。圖1(d)所示游戲類似于Pokémon GO，需要手機聯(lián)網(wǎng)，打開GPS。用戶在真實世界的地圖上找到自己要去的地方，到達(dá)后進入AR場景完成戰(zhàn)斗或是怪物搜集等。

(4) AR+解謎。圖1(e)為解密類游戲的AR版，用戶通過掃描現(xiàn)實場景中的平面放置游戲場景，并通過圍繞平面移動手機查看模型，點擊屏幕搜集到對應(yīng)的解謎線索，完成整關(guān)解謎后進入下一關(guān)。

(5) AR+塔防。圖1(f)為塔防游戲的AR版，用戶通過掃描現(xiàn)實場景的平面放置游戲場景。游戲進行中會不斷出現(xiàn)入侵者，用戶需要通過點擊屏幕來放置更多的防御塔或釋放技能攻擊入侵者，獲勝條件是保護好自己的基地。

(6) AR+怪物養(yǎng)成。圖1(g)所示游戲為寵物養(yǎng)成的AR版。用戶可以在任意的真實場景召喚自己的寵物，通過點擊屏幕喂食、換裝、拍照、分享等。

(7) AR+模型。圖1(h)為AR模式下獨有的一種模型游戲。用戶可以在超市中放置貨架、家中放置家居、玩具等，模型比例為1∶1。用戶可以觀看對應(yīng)模型是否適合場景，一些游戲可以通過點擊模型來進行互動。

(8) AR+RPG。圖1(i)所示游戲為角色扮演的AR版。角色扮演有很多種類似且存在差異的玩法。如圖游戲用戶通過掃描不同的卡片生成不同的怪物，戰(zhàn)斗后發(fā)生不同的劇情。也有的角色扮演是通過掃描不同的圖片來進行的。此類游戲都是掃描以后出現(xiàn)劇情、NPC等，用戶通過點擊屏幕查看劇情，與NPC對話或戰(zhàn)斗。

(9) AR+拼裝。圖1(j)為拼裝類游戲的AR版。在游戲中，用戶掃描圖書后在AR環(huán)境下出現(xiàn)樂高積木，用戶可以通過虛擬環(huán)境下裝配完成不同模型的組裝。

(10) AR+競速冒險。圖1(k)為競速冒險類游戲的AR版。在游戲中，用戶在AR場景中控制自己的賽車在賽道行駛，并通過移動手機或點擊屏幕更好地控制賽車。

(11) AR+百科。圖1(l)為百科類游戲的AR版。在游戲中，用戶在掃描圖片后出現(xiàn)對應(yīng)的虛擬模型。并通過點擊屏幕與模型進行互動，獲取語音、圖像、文字等信息進行學(xué)習(xí)。此方法被用于天文、自然、地理、數(shù)學(xué)、美術(shù)、音樂等各個學(xué)科。

3.2 德爾菲法

本文根據(jù)Delphi法的流程，首先確定問題：“上述11類游戲，哪6類是最適合兒童且最適合遷移到繪本？”小組成員(=5)根據(jù)自己的經(jīng)驗和見解確定游戲是否適合遷移到繪本。根據(jù)以往的經(jīng)驗，本文認(rèn)為單個繪本承載的游戲數(shù)在6個左右，因此，選擇6類具有代表性的游戲以支持接下來的實驗。

由于問題總體類別數(shù)量不多，且針對的問題比較集中，其內(nèi)部成員均有AR繪本的相關(guān)經(jīng)歷，通過兩輪線上的匿名問卷的形式收集了具有一致性的結(jié)果。

本文小組成員在每一輪中被要求對自己選擇的6類游戲進行適合兒童(child-friendly score, CS)和適合遷移到繪本(migration score, MS)的程度進行打分(分?jǐn)?shù)為0–9)，即

式(1)考慮了小組成員對兩項指標(biāo)的個人優(yōu)先級。由于兩項評分的最高總分可能為18分(即9+9)，本文將總分除以18，綜合指數(shù)(composite index, CI)將介于0和1之間。

第一輪的結(jié)果見表1，本文統(tǒng)計了選擇率、適合兒童的分?jǐn)?shù)、適合繪本的分?jǐn)?shù)及綜合指數(shù)。

表1 Delphi法第一輪問卷統(tǒng)計結(jié)果

本文將那些至少有一個人選擇的游戲類型作為選擇項，并且將第一輪問卷的結(jié)果作為參考項發(fā)放給小組成員。經(jīng)過第二輪的選擇，最終得出了6類游戲分別為解謎、模型、拼裝、RPG、百科和塔防(表2)。

表2 Delphi法第二輪問卷統(tǒng)計結(jié)果

4 增強現(xiàn)實繪本設(shè)計和游戲開發(fā)

4.1 設(shè)計流程

在AR兒童繪本設(shè)計過程中，其整體流程步驟如下：

(1) 概念設(shè)計。選定繪本中故事發(fā)生的背景并提取知識點，此過程需要設(shè)計師考慮選定的背景是否適合兒童、是否適合用繪本展現(xiàn)及是否能夠較好的串聯(lián)本文可能的游戲類型。

(2) 故事創(chuàng)作。在選定的背景下進行人物設(shè)計和故事內(nèi)容創(chuàng)作，此過程需要設(shè)計師創(chuàng)作適合兒童的人物和情節(jié)，考慮故事情節(jié)是否利于穿插本文可能的游戲類型。

(3) 繪本設(shè)計。由設(shè)計師根據(jù)上述流程得出的概念、故事和人物，經(jīng)過分鏡、草圖及上色等過程創(chuàng)作出繪本的實體端(圖2)。繪本中的某些頁面是軟件端的掃描入口，即識別圖，這些頁面需要考慮識別率，如識別率過低，需要加入一些元素或者重新設(shè)計該頁面。

(4) 游戲設(shè)計與開發(fā)。根據(jù)之前得出的游戲類型，結(jié)合本文的故事概念和情節(jié)，創(chuàng)作出不同類型的AR繪本游戲(圖3)。每個游戲?qū)⒔Y(jié)合情節(jié)討論和設(shè)計具體玩法，準(zhǔn)備相應(yīng)的識別圖、模型、聲音、視頻等素材，設(shè)計UI界面和交互邏輯，最終完成開發(fā)。

圖2 AR繪本實物端設(shè)計

圖3 AR繪本游戲識別圖

4.2 AR繪本游戲開發(fā)

游戲是在Unity 5.6.0f3中開發(fā)的，使用Vuforia 5.7.5的unity包為游戲提供了AR開發(fā)環(huán)境。這款游戲是為具有AR處理能力的安卓和IOS設(shè)備設(shè)計的。在用戶研究中，為測試者提供了三星Galaxy Tab S2 SM-T810，用于滿足軟件包的硬件要求，以獲得足夠平滑的AR體驗。

本文軟件的識別圖是某一頁繪本的整頁或者某個局部。所有的識別圖頁面通過Vuforia的目標(biāo)管理器導(dǎo)入本文的工程中。在Vuforia的目標(biāo)質(zhì)量等級中，所有識別圖頁面均在3顆星以上，因此均有比較好的識別率。

本文使用搭載AR應(yīng)用的設(shè)備掃描這些識別圖會觸發(fā)對應(yīng)的交互事件：

(1) 解謎。圖4(a)為用戶掃描繪本后，屏幕上出現(xiàn)線索按鈕。用戶需要依靠觀察力識別這些按鈕，點擊后觸發(fā)交互事件，完成解謎。

(2) 模型。圖4(b)用戶掃描繪本后，屏幕上出現(xiàn)未著色的飛機模型。用戶根據(jù)繪本和屏幕上的多重提醒對模型進行著色。系統(tǒng)會根據(jù)實時的著色情況改變模型對應(yīng)位置的顏色。

(3) 拼裝。圖4(c)為用戶掃描繪本后，屏幕上出現(xiàn)對應(yīng)的火箭模型線框，空間中出現(xiàn)散落的模型碎片。用戶需要根據(jù)提示，移動設(shè)備在空間中找到模型碎片。當(dāng)所有碎片拼合完成后，屏幕上出現(xiàn)復(fù)原的火箭模型，點擊發(fā)射按鈕可以發(fā)射火箭。

(4) RPG。圖4(d)為用戶通過提示掃描繪本來了解接下來的劇情。此頁在右下角通過AR畫中畫的形式播放對應(yīng)的劇情視頻，幫助用戶了解劇情的發(fā)展。

(5) 百科。圖4(e)為用戶掃描繪本后，屏幕上出現(xiàn)對應(yīng)的太陽系模型組。用戶可以旋轉(zhuǎn)和放大模型，點擊其中的星球可以查看對應(yīng)的文字和語音講解。

(6) 塔防。圖4(f)為用戶掃描繪本后，屏幕上出現(xiàn)要守護的模型和入侵的怪物。用戶通過點擊發(fā)射子彈來防御，在防御塔血量清零之前殺死所有怪物即勝利。

圖4 AR繪本游戲效果圖

5 針對兒童的用戶研究

5.1 實驗前準(zhǔn)備

為了研究孩子、家長和教師對繪本的看法，本文開發(fā)了上述的軟件，并邀請了6名兒童(編號FS-A1至FS-A6)在家長和教師的陪伴下試玩繪本。實驗前，需與孩子的父母溝通關(guān)于實驗的相關(guān)事宜并簽署知情同意書，包括同意和孩子簡單的交談、拍照等等。測試于2018年10月在中國北京的一個舞蹈培訓(xùn)機構(gòu)進行。在孩子上課前組織其進行試玩。

參加測試的有3名男孩和3名女孩，年齡在5~8歲，屬于本文繪本的目標(biāo)群體，且均沒有AR游戲的體驗經(jīng)歷。組織者包括1名老師和4名有相關(guān)學(xué)術(shù)和測試經(jīng)驗的研究生。其中，4名研究生在孩子體驗過程中充當(dāng)觀察者和記錄者。

試玩開始前，用5 min左右的時間為孩子呈現(xiàn)AR繪本游戲的概念。之后孩子們收到《飛天的夢》應(yīng)用程序的Android平板電腦，并開始閱讀繪本和體驗AR游戲。

5.2 試玩《飛天的夢》

先交給孩子1個繪本和1臺平板電腦，且不限制他們的閱讀方式，只是讓其盡可能多地體驗繪本游戲。當(dāng)孩子認(rèn)為自己體驗完畢后，如果還未能體驗到的游戲，將會引導(dǎo)他去體驗。

每個孩子均有研究人員陪同，觀察孩子的行為并記錄。記錄內(nèi)容不僅包括孩子玩游戲時的行為和時長等信息，還包括孩子如何使用繪本等。

試玩結(jié)束后，可與孩子進行簡單地討論，包括回答設(shè)計中遇到的問題，以及提出自己的想法。

5.3 研究結(jié)果

對孩子的訪談結(jié)果表明，繪本的AR化是非常不錯的體驗，并覺得一些游戲是有趣的，同時對于一些游戲的玩法感到困惑。這與觀察結(jié)果一致：所有孩子花在AR游戲的時間遠(yuǎn)大于閱讀繪本本身。當(dāng)一些孩子掃描出一些游戲時，不知道該怎么玩。當(dāng)孩子們弄清楚游戲的具體玩法時，愿意至少玩一遍游戲至通關(guān)。對于一些游戲他們愿意反復(fù)試玩。下面是一些孩子的評論：

“一些游戲很好玩，比如說找火箭(拼裝)?！?(FS-A2)；

“第一頁開始不知道怎么玩(解謎)，打怪物那個有點難。” (FS-A3)；

“可以畫畫、找火箭、看視頻、打怪，很有意思?！?(FS-A5)。

本文記錄了每一位孩子對于每一款游戲在沒有研究人員的提示下的體驗率(掃描出游戲并理解玩法)、完成率(成功完成游戲任務(wù))、體驗時長，在體驗完成以后也邀請孩子們對每款游戲難度和整體印象進行評分(0~9)并取平均分(表3)。

表3 每類游戲?qū)?yīng)的5項指標(biāo)

觀察發(fā)現(xiàn)，部分孩子是從第一頁翻至最后一頁去體驗游戲的，而部分孩子是隨意翻看的。前者(C1：FS-A1，F(xiàn)S-A4，F(xiàn)S-A6)對于每一個游戲在不需要提示的情況下體驗率會更高，且更能注意到繪本頁上的掃描提示及掃描后來自軟件的提示；后者(C2：FS-A2，F(xiàn)S-A3，F(xiàn)S-A5)對于無論是體驗率還是體驗的總體時長均略低，其更在意自己喜歡的游戲，對于這些游戲完成率更高，愿意反復(fù)試玩，體驗時長更高(圖5)，甚至提出增加游戲難度。部分孩子的評論如下：

圖5 C1和C2兩類兒童在各種游戲中的體驗時長(s)

“我看到書上有這個圖案，其代表我可以掃描?！?(FS-A1)；

“我覺得找火箭那個還可以再難一點，打怪那個有點難，不過很好玩?！?(FS-A3)；

“畫畫那個我一開始不知道做什么，聽到聲音以后才知道?！?(FS-A6)。

6 針對家長/教師的焦點小組

6.1 參與者和流程

為了更好地從教育者和監(jiān)護人的角度獲取對AR繪本的認(rèn)知，需組織家長和教師陪同且觀察孩子體驗游戲，在之后組織了一個焦點小組討論。

參與者包括6名孩子的家長(編號FS-P1至FS-P6)以及培訓(xùn)機構(gòu)的1名教師(編號FS-T1)，3名男性和4名女性。會議由3名研究人員組織，討論進行了30 min左右。

討論前需讓家長和教師結(jié)合剛觀察的經(jīng)歷體驗繪本，可不做任何要求，自由體驗。然后針對以下主題展開焦點小組討論：①對AR繪本的第一印象；②使用AR繪本最關(guān)注的方面；③在使用過程中具有吸引力的地方；④在使用過程中擔(dān)憂的地方；⑤對AR繪本的建議和意見。

6.2 焦點小組結(jié)果

總體而言，AR繪本被認(rèn)為是吸引人的。家長們最關(guān)注的是其教育價值，其次孩子是否覺得好玩，也有部分家長關(guān)注繪本是否能帶給孩子持續(xù)的關(guān)注：

“平時給孩子買一些教育類的游戲，這種繪本的形式讓我眼前一亮?！?(FS-P1)；

“除了教育性，游戲也要有趣的，我覺得里面有些游戲是不錯的。” (FS-P2)；

“家里有很多傳統(tǒng)繪本孩子看一遍就扔了，里面的一些游戲可以讓他反復(fù)使用?！?(FS-P5)。

家長們對提升孩子對于藝術(shù)、天文等方面知識的游戲非常感興趣，也擔(dān)心孩子沉迷于游戲。教師肯定了其中部分游戲的教育價值，但家長們也對部發(fā)游戲的教育價值提出了質(zhì)疑：

“像涂涂樂和天文模型這樣的游戲我認(rèn)為是很有教育價值的?！?(FS-P2)；

“拼模型和塔防是很吸引孩子的，不過需要考慮他們是不是會沉迷。” (FS-P3)；

“像涂涂樂、拼裝火箭還有太陽系這類的游戲是很有教育價值的，但我擔(dān)心其他的游戲教育價值不夠?！?(FS-T)。

關(guān)于AR繪本的構(gòu)想，部分家長認(rèn)為其中一些游戲可用到更多的科目，家長期待教育性和樂趣充分結(jié)合的游戲，同時還發(fā)現(xiàn)一些游戲有孩子和家長一起玩的可能性：

“太陽系這樣的游戲是很有教育價值的，也適合教孩子認(rèn)識各種動物、植物?！?(FS-P1)；

“我們關(guān)注的更多是教育，孩子只管好不好玩，所以這里面取得平衡很重要?！?(FS-P4)；

“涂涂樂這樣的游戲，我覺得家長和孩子一起玩可能會更有趣，教孩子涂的過程也是陪伴的過程?！?(FS-P6)。

最后邀請家長/教師對各游戲的教育價值和整體印象進行評分(0~9)并取平均分(表4)。

表4 家長/教師評分表

7 討論與總結(jié)

7.1 增強現(xiàn)實兒童繪本

本文為了改進現(xiàn)有AR兒童繪本的不足，提升AR繪本游戲的體驗，分別從開發(fā)者、兒童和家長/教師等多個視角獲得了反饋。

作為開發(fā)者，本文使用了將AR游戲分類并遷移至繪本的方法。遷移過程中，關(guān)注的是游戲是否適合兒童以及游戲是否適合繪本化，并以這兩點為判定依據(jù)，使用Delphi法選出了需要的游戲。

孩子在體驗的過程中，有部分孩子是從頭到尾閱讀繪本，也有部分孩子更專注于感興趣的部分。對于所有孩子來說，游戲部分的吸引遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過繪本，并且均更愿意在好玩程度高的游戲上花更多的時間。除此之外，部分孩子對于游戲的難度認(rèn)為，有些游戲難度可以提升，而有些則比較難。

在焦點小組中，可發(fā)現(xiàn)家長/教師更關(guān)注的是繪本游戲的教育價值。對于系統(tǒng)整體的教育性是肯定的。同時也關(guān)注孩子的體驗，希望游戲能夠寓教于樂，能使孩子有充分的體驗時間，但不沉迷其中。也提出其中一些游戲的教育性不足，以及一些游戲是可以遷移至其他學(xué)科的。

總體而言，本文開發(fā)者關(guān)注游戲是否適合兒童以及游戲是否適合繪本化，二者綜合形成評分的主要依據(jù)。孩子對于游戲的評分依據(jù)主要是吸引程度，其次是難度。此外，還搜集了體驗率、完成率、體驗時長作為改進時的參考數(shù)據(jù)。而影響家長評分的主要因素是教育價值，其次是孩子的體驗。

7.2 多視角評分框架DPC

本文將各個視角的綜合評分歸一化后制成表5，并以DPC框架為基礎(chǔ)對游戲未來的改進提出了指導(dǎo)性的建議。

表5 多視角評分表——DPC 框架

百科類和拼裝類的游戲綜合評分高，是非常受歡迎的游戲類型。將會繼續(xù)保持此類游戲的基本玩法，并跟據(jù)建議嘗試更多的科目。

解謎類游戲由于是第一次嘗試，故設(shè)計得比較簡單。從反饋來看，難度過于簡單(體驗時間短)且缺乏引導(dǎo)，對于家長來說教育價值不夠。下一步工作將完善新手引導(dǎo)機制，加入更多樣的解謎方式，同時在謎題中加入教育元素(如數(shù)字謎題)。

塔防類游戲最需要改進的是如何提升教育價值。這意味著需要加入一些教育元素在里面(如將發(fā)射炮彈由直線調(diào)整為拋物線，且需要蓄力)。也可以在游戲場景以及背景知識中加入教育元素。

模型游戲(涂涂樂)總體上是令人滿意的。后續(xù)將根據(jù)建議調(diào)整一些細(xì)節(jié)，如完善新手的引導(dǎo)，增加更多的互動元素等。

RPG類游戲?qū)τ诤⒆拥奈Σ粔?。根?jù)觀察發(fā)現(xiàn)，視頻對于孩子是有吸引力的(體驗率高，體驗時間短)，但需要在視頻播放之后加入更多的互動提升體驗的多樣性。而事實上，RPG類游戲本身就有很多展現(xiàn)形式值得嘗試(如與NPC模型戰(zhàn)斗)。

8 結(jié)束語

本文通過AR游戲的分類和Delphi法找出了6款A(yù)R游戲并遷移至繪本。通過孩子的體驗和與家長/教師的焦點小組，收集了很多數(shù)據(jù)和建議，并提出了AR繪本游戲的多視角評分框架。并以此為基礎(chǔ)，驗證了通過Delphi法選出的游戲基本符合多視角的要求。

同時，對不同游戲提出了各自的改進建議。如圖6所示，首先參照DPC框架得出需要改進的大方向，再根據(jù)討論結(jié)果和評分進行具體的改進設(shè)計。如在DPC框架中孩子整體評分低，將回溯到表3中的體驗率、完成率、平均體驗時長、難度平均分等數(shù)據(jù)，并根據(jù)孩子們的反饋和建議改進游戲。

圖6 DPC框架系統(tǒng)示意圖

本文研究的整體流程以及最后提出的DPC框架是對現(xiàn)有AR繪本游戲新的探索，為了解決現(xiàn)有AR繪本缺乏交互性及閱讀沉浸感等問題。從研究結(jié)果看，本文提出的6款游戲整體評分良好，同時得到了進一步的改進方向。從可遷移性方面，這樣的流程和框架可以被用于更多解決方案的研究之中。

未來的工作主要是繼續(xù)完善流程和探究框架，與更先進的技術(shù)相結(jié)合，探究三類使用群體存在的內(nèi)在聯(lián)系、如何協(xié)調(diào)三者的關(guān)系，以及探究AR繪本游戲更多的應(yīng)用場景和玩法。

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DPC: multi-perspective evaluation framework based on augmented reality children’s picture books

HOU Wen-jun1,2, TANG Li-xing1,2

(1. School of Digital Media and Design Arts, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China; 2.Beijing Key Laboratory of Network Systems and Network Culture, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China)

Augmented reality (AR) technology, as a bridge between reality and virtual scene, can stimulate users’ imagination, sense of space and creativity. In view of the problems with the existing AR children’s picture books such as inadequate integration of virtual and reality, and homogeneity in the form of games and type of interaction, this study intends to create AR children’s picture book games capable of teaching through lively activities. Firstly, 59 mobile augmented reality applications were studied and classified. The method of Delphi was used to select some suitable game types which were then transferred to children’s picture books. Next, children aged 6 to 12 (=6) were asked to try out our applications. At the same time, we observed what they did and interviewed them. A focus group made up of parents/teachers (=7) and our developers (=5) discussed the picture books and applications. Finally, the needs and corresponding indicators for AR children’s picture books were extracted from developers, parents/teachers and children. The framework DPC (developer, parents/teachers, children) on the three dimensions was obtained, each of which was further segmented. We adopted the framework DPC to improve our AR children’s picture book games.

Delphi method; user experience; evaluation framework; augmented reality; children’s picture book

TP 391

10.11996/JG.j.2095-302X.2020020178

A

2095-302X(2020)02-0178-09

2019-11-15；

2019-12-04

北京市科學(xué)技術(shù)委員會科普專項經(jīng)費

侯文軍(1964-)，女，山西太原人，教授，博士，博士生導(dǎo)師。主要研究方向為人機交互、增強現(xiàn)實等。E-mail：hwj1505@bupt.edu.cn