Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-08T17:05:30Z No. of bitstreams: 1 2015_FabricioNogueiraBuzeto.pdf: 27416931 bytes, checksum: 3986da2f23ebcd141d1cda7d7dc3927a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-14T20:33:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_FabricioNogueiraBuzeto.pdf: 27416931 bytes, checksum: 3986da2f23ebcd141d1cda7d7dc3927a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-14T20:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_FabricioNogueiraBuzeto.pdf: 27416931 bytes, checksum: 3986da2f23ebcd141d1cda7d7dc3927a (MD5) / CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) e CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico). / O aumento da diversidade e pervasividade dos dispositivos computacionais no cotidiano das pessoas é uma condição básica para o desenvolvimento da Computação Ubíqua ubicomp. São fatores que, associados à novas interfaces e à mobilidade dos dispositivos, permitem o desenvolvimento de sistemas progressivamente mais próximos do ideal de computação invisível, incorporada ao dia a dia do usuário. A exploração dos princípios da ubicomp no ramo dos jogos eletrônicos deu origem aos jogos ubíquos ou pervasivos - também conhecidos por ubigames, que se interessam pela criação de universos lúdicos, intrinsecamente conectados ao mundo real, na busca de um maior engajamento e imersão dos jogadores. Embora tragam características da ubicomp ao contexto do entretenimento eletrônico, observa-se nestes jogos relativamente pouca inovação quanto a exploração de novos game designs, com o uso restrito das informações de contexto e uma limitada exploração das possibilidades de interação. Considerando-se o potencial de inovação possibilitado pelos ubigames e as possibilidade de novos game design, a primeira contribuição deste trabalho é um estudo das alternativas de interação de forma a introduzir maior variabilidade e mobilidade de dispositivos no ambiente e seu reflexo nos diferentes aspectos dos jogos. Este estudo culmina com a proposta de uma definição de um tipo particular de ubigame, a saber, os jogos ubíquos reconfiguráveis. Onde reconfigurabilidade diz respeito a adaptação do jogo a configuração do ambiente em tempo real. Definição esta que torna explícita algumas possibilidades de inovação auxiliando game designers na concepção de novos jogos ubíquos, apontando dimensões relevantes para a exploração criativa do espaço de soluções na direção de um entretenimento mais envolvente e imersivo. Neste espaço, soma-se ainda o desafio técnico de quem materializa estes jogos, os desenvolvedores. Diversas plataformas com o intuito de auxiliar nesta tarefa podem ser encontradas na literatura. Porém, nenhuma delas atende de forma abrangente os requisitos tecnológicos necessários a estes jogos, em particular os aspectos relacionados à heterogeneidade das tecnologias, mobilidade, sensibilidade ao contexto e integração espontânea de dispositivos. Neste trabalho foi desenvolvida uma plataforma para apoio à construção de jogos ubíquos em geral, a uOS, contemplando de forma transversal tais aspectos. Adicionalmente esta plataforma fornece ainda recursos de mobilidade de código, permitindo o ajuste dinâmico do comportamento dos jogos através da transferência de informações de execução. Ambas contribuições foram avaliadas através da concepção e desenvolvimento de jogos que exploram conceitos definidos pelos jogos ubíquos reconfiguráveis e que utilizam a uOS. Os jogos obtidos incorporam diferentes aspectos da ubicomp, e sua descrição e análise é apresentada nos resultados da tese, demonstrando que os principais objetivos propostos neste trabalho foram atingidos. / The development of ubiquitous computing arises from the increasing number, diversity and pervasiveness of computational devices in our everyday lives. In addition to new interfaces and mobility of devices, these factors allow the development of systems more aligned with the ideal of invisible computing embedded in the user routine. It is by exploring ubicomp principles that electronic entertainment, specifically games, brought to life the concept of ubiquitous games, also known as pervasive games or just ubigames. These are focused on creating imaginary environments closely embedded to the real world aiming for greater immersion and engagement from players. Although such games bring new characteristics of entertainment to the table they still lack of innovation regarding new game designs. This is clear by the fact that the usage of contextual information remains limited to just a few, restricting the possibilities of interaction. In face of the innovation potential of new game designs possible through ubigames, this work first dives in the study of alternatives that take advantage of these capabilities. This way more variability of design and exploration of game aspects can be introduced in the ubiquitous games scenario. This ends in the first contribution of this work, a definition of a subset of ubigame called ``Reconfigurable ubigame'', which brings reconfigurability (the ability to change and adapt in real time according to the context) as central part of the game design. This makes possibilities more explicit to designers when creating new games, pointing dimensions and characteristics relevant to explore in a creative way solutions for a more immersive and engaging entertainment. Developers are another group involved in this scenario, being involved in the challenges of bringing these concepts to life. The literature lists a few platform focused on easing the task of developing such games. Although, none of them satisfy in a broader and complete way the technical requirements involved in such task. Among these requirements can be highlighted the heterogeneity of technologies, mobility, context sensitivity, spontaneous integration and additional tooling for games themselves. The second contribution of this work is the uOS game development platform that satisfies these requirements. Additionally, it provides means of using code mobility in the environment, allowing the dynamic reconfiguration of game behaviour in runtime. Both contributions were evaluated through the creation and development of games that makes use of the defined concept of reconfigurable ubigames. The different aspects incorporated in these games, their description and analysis is presented as result of this thesis, as part of the main goals of this work.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6616_1.pdf: 9892055 bytes, checksum: 0828f37503faca4c0d47ca0207b07da9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Ao longo dos últimos anos, jogos multiusuário distribuídos vêm se tornando um tópico em grande evidência tanto no meio acadêmico quanto industrial. Tradicionalmente, sua aplicação foi voltada para computadores pessoais de mesa. Recentemente, avanços na área de computação móvel impulsionaram a aplicação de jogos multiusuário também em dispositivos móveis. Um conceito ainda mais recente é o de jogos pervasivos ou ubíquos, onde o jogo é definido como uma aplicação sempre presente, disponível aos jogadores através de diferentes dispositivos e redes. A concepção destes jogos, bem como a necessidade de infra-estrutura de suporte à implementação e execução destas aplicações são questões que têm despertado grande interesse na comunidade mundial de jogos. O trabalho apresentado nesta tese contribui para solução de parte destas questões, particularmente em relação à adaptação da participação do jogador quando do uso de diferentes dispositivos. São apresentados cenários, onde o acesso ao jogo é irrestrito, criando situações onde jogadores utilizando diferentes dispositivos possam estar lado a lado dentro do mundo virtual, competindo ou cooperando de acordo com os objetivos do jogo. Ao mesmo tempo, estes jogos aproveitam situações específicas da computação móvel, como a formação de redes espontâneas, com objetivo de aumentar a imersão do usuário no jogo. Neste documento, este jogos são denominados Jogos Multiusuário Multiplataforma Pervasivos (PM2G do inglês, Pervasive Multiplayer Multiplatform Games). A partir de cenários definidos, são apresentados dois modelos. O primeiro, chamado de Modelo de Aplicação, diz respeito à visão de elementos que compõem o jogo PM2G, enquanto o segundo, chamado Modelo de Utilização, ressalta a forma como jogadores interagem. A partir destes cenários e modelos, foi especificada uma arquitetura baseada em uma camada de middleware que amplia os serviços de um jogo multiusuário tradicional, agregando serviços de suporte relativos aos conceitos específicos dos modelos apresentados. Para validação, foram implementados cenários de um típico jogo de representação de papéis (RPG do inglês, Role Playing Games) chamado Pervasive Wizards, utilizando os serviços definidos

[pt] A pervasividade em jogos pode ser reconhecida cada vez que as fronteiras do jogo se expandem do mundo virtual para o mundo real. Sensores, aparelhos móveis, redes de computadores e a internet tornam possível a existência dos jogos pervasivos. Neste trabalho, consideramos como jogos pervasivos móveis os jogos que usam ciência de contexto e aparelhos móveis. Consideramos também que os smartphones são o veículo ideal para a viabilização dos jogos pervasivos. Até onde sabemos, este é o primeiro trabalho sobre projeto geral de jogos pervasivos móveis. Esta tese propõe uma metodologia para apoiar a etapa de projeto conceitual de jogos pervasivos móveis. As contribuições principais deste trabalho são duas: (1) uma lista de características peculiares e importantes de jogos pervasivos, identificadas na literatura do assunto e em projetos de jogos pervasivos existentes. Cada característica possui também um conjunto de perguntas de verificação. Essa lista de características (e as perguntas de verificação) podem ser usadas para inspirar novas ideias de jogos e também para ajudar a descobrir requisitos funcionais e não-funcionais para jogos pervasivos móveis. (2) Uma linguagem específica de domínio para ajudar a especificar atividades em jogos pervasivos móveis que usem aparelhos móveis, sensores e atuadores como elementos principais de interface. Com essa metodologia, os projetistas podem discutir, identificar, verificar e aplicar características importantes de jogos pervasivos móveis. Também, por se tratar de uma metodologia de natureza leve, os projetistas podem trabalhar no nível geral dos jogos (projeto), ao manterem-se focados na especificação das atividades e evitando se preocupar com detalhes de implementação e código-fonte. / [en] Pervasiveness can be recognized in game playing every time the boundaries of playing expand from the virtual (or fictional) world to the real world. Sensor technologies, mobile devices, networking capabilities, and the internet make pervasive games possible. In the present work, we consider pervasive mobile games as context-aware games that necessarily use mobile devices. Also we consider that smartphones are the main driver to fulfill the promises of pervasive game playing. As far as we are aware, this is the first general work on pervasive mobile game design. This thesis proposes a methodology to support the conceptual design stage of pervasive mobile games. The main contributions of this research work are twofold: (1) A novel list of prominent features of pervasive games, identified from game projects and the literature, and checklists for each feature. This feature list (and corresponding checklists) can be used to spark novel game ideas, and to help in discovering functional and non-functional requirements for pervasive mobile games. (2) A domain specific language to help in specifying activities in pervasive mobile games that use mobile devices, sensors, and actuators as the main interface elements. With the proposed methodology, designers can discuss, identify, verify, and apply important features of pervasive mobile games. Also, due to the lightweight nature of the methodology, designers can easily catch the big picture of the games by keeping focused on the intents of the game activities, and not getting lost in the source code.

[pt] Jogos pervasivos móveis são um tipo novo de jogo que mistura aparelhos móveis (como telefones celulares), mundos virtuais e atividades que acontecem no mundo real. Nessa àrea recente, a literatura sobre projeto conceitual e requisitos de qualidade sobre pervasividade são escassas. A pervasividade é a qualidade (difícil de ser definida objetivamente) que difere os jogos pervasivos móveis dos jogos digitais tradicionais. Neste trabalho, nós discutimos o desenvolvimento de um jogo pervasivo móvel usando requisitos de qualidade relacionados à pervasividade. Nós consideramos esses requisitos durante todo o processo de desenvolvimento (i.e., as etapas de projeto, produção e pós-produção), focando na análise, implementação e gameplay. Nós esperamos que os nossos resultados possam ajudar a melhorar guias de desenvolvimento relacionadas a jogos pervasivos móveis. / [en] Pervasive games is an emerging game genre that mixes up mobile devices (such as smartphones), virtual worlds, and gameplay based on the real world, creating a mixed-reality game. This recent area lacks literature about conceptual design and quality requirements related to pervasiveness – the ultimate and elusive quality that differentiate pervasive mobile games from traditional digital games. In the present work, we discuss the development of a pervasive mobile game using quality requirements related to pervasiveness. Also, we consider those requirements in the entire game project (e.g., design, production, and post-production stages), focusing on the analysis, implementation, and gameplay. We expect that our results could help in improving the current state of design guidelines to develop pervasive mobile games.

[pt] Jogos pervasivos móveis são jogos que combinam os mundos real e virtual em um espaço híbrido, permitindo interações não apenas com o mundo do jogo virtualmente criado, mas também com o ambiente físico que envolve os jogadores. A Internet de Coisas Móveis (IoMT) especifica situações em que os dispositivos na Internet das Coisas (IoT) podem ser movidos ou se moverem de forma autônoma, mantendo conectividade remota e acessibilidade de qualquer lugar na Internet. Seguindo o enorme sucesso dos recentes jogos pervasivos móveis e a iminente expansão de IoT, nós fornecemos uma integração para toda a tecnologia envolvida no desenvolvimento de um jogo pervasivo móvel que incorpora dispositivos IoT. Também propomos um jogo móvel pervasivo que avalia os benefícios da união de ambos os campos. Este protótipo de jogo explora maneiras de aumentar a experiência dos jogadores através de mecânicas pervasivas, aproveitando a motivação dos jogadores para realizar tarefas de sensoriamento. O jogo também incorpora aplicações sérias na jogabilidade, tais como a localização de instalações e serviços. / [en] Mobile pervasive games are a game genre that combines the real and virtual worlds in a hybrid space, allowing interactions with not only the virtually created game world, but also with the physical environment that surrounds the players. The Internet of Mobile Things (IoMT) specifies situations in which devices on the Internet of Things (IoT) can be moved or move autonomously, while maintaining remote connectivity and accessibility from anywhere on the internet. Following the huge success of recent mobile pervasive games and the coming IoT boom, we provide an integration for all the technology involved in the development of a mobile pervasive game that incorporates IoT devices. We also propose a mobile pervasive game that evaluates the benefits of the union of both fields. This game prototype explores ways of increasing the experience of players through pervasive mechanics while taking advantage of the player s motivation to perform sensing tasks. It also incorporates serious applications into the gameplay, such as the localization of facilities and services.