Quantifying the sense of presence in virtual reality using physiological data

Les mesures fisiològiques de l'experiència de joc (PX) durant el joc han anat incrementant en popularitat en les comunitats de recerca sobre jocs. La sensació de presència, que es refereix a la impressió psicològica d'estar en un entorn virtual, és vista com un factor principal influent en el PX. Aquesta tesi explora com les mesures fisiològiques hi estan relacionades mentre es juga a un joc de rol de realitat virtual (VR). En trobem una correlació negativa significativa amb la temperatura de la pell, la qual interpretem com a relacionada amb que la manca de confort tèrmic estigui associada amb nivells menors de sensació de presència. Un dispositiu wearable no invasiu comunament utilitzat per a mesures fisiológiques és la pulsera E4 d'Empatica, que ofereix múltiples mesures fisiològiques incloent l'activitat electrodèrmica, la freqüència cardíaca i la temperatura de la pell. Tanmateix, la integració de l'E4 amb motors de joc populars com Unity resulta difícil a causa d'obstacles com errors de programari crítics gens evidents a la llibreria i la limitada aplicabilitat de la documentació en el context de Unity. Així doncs presentem E4UnityIntegration-MIT, un plugin de Unity de codi obert dissenyat per a mitigar els reptes associats amb integrar l'E4 a projectes de Unity. El plugin exposa l'API de l'E4 permetent-ne la interacció amb scripts C# de Unity, habilitant així el recull i seguiment de dades en temps real, i proveeix la funcionalitat de guardar-les en un fitxer extern per permetre'n l'anàlisi. L'estudi presentat, que va dependre de E4UnityIntegration-MIT, alhora en serveix de validació.
Las medidas fisiológicas de la experiencia de juego (PX) durante el juego han ido incrementando en popularidad en los círculos de investigación de juegos. La sensación de presencia, que se refiere a la impresión psicológica de estar en un entorno virtual, es vista como un factor principal influyente en el PX. Esta tesis explora como las medidas fisiológicas estan relacionadas con ella mientras se juega a un juego de rol de realidad virtual (VR). Hallamos una correlación negativa significativa con la temperatura de la piel, la cual interpretamos como relacionada con que el disconfort térmico esté asociado con niveles menores de sensación de presencia. Un dispositivo wearable comúnmente usado para medidas fisiológicas es la pulsera E4 de Empatica, que ofrece múltiples medidas fisiológicas incluyendo la actividad electrodérmica, la frecuencia cardíaca y la temperatura de la piel. Sin embargo, la integración del E4 con motores de juego populares como Unity resulta difícil a causa de obstáculos como errores de software críticos nada obvios en la librería y la limitada aplicabilidad de su documentación en el contexto de Unity. Así pues presentamos E4UnityIntegration-MIT, un plugin de Unity de código abierto diseñado para mitigar los retos asociados con integrar el E4 en proyectos de Unity. El plugin expone la API del E4 permitiendo su interacción con scripts de C# de Unity, habilitando así la recolección y el seguimiento de los datos en tiempo real, y provee la funcionalidad de guardarlos en un fichero externo para permitir su análisis. El estudio presentado, que dependió de E4UnityIntegration-MIT, sirve al mismo tiempo como su validación.
Physiological measurement of player experience (PX) during gameplay has been of increasing interest within game research circles. Sense of presence, which refers to players’ psychological feeling of being in a virtual environment, is seen as a major factor influencing PX. This thesis work explores how physiological measurements relate to sense of presence while playing a virtual reality (VR) roleplaying game. We find a significant negative correlation with skin temperature, which we interpret as having to do with thermal discomfort being associated with lower levels of sense of presence in VR. A commonly-used non-invasive wearable device for physiological measurement is the Empatica E4 wristband, which offers multiple physiological metrics including electrodermal activity, heart rate and skin temperature. That said, the E4’s integration with popular game engines such as Unity proves difficult due to obstacles such as non-obvious critical bugs in the library and limited documentation applicability within the Unity context. We thus present E4UnityIntegration-MIT, an open-source Unity plugin designed to mitigate the challenges associated with integrating the E4 into Unity projects. The plugin exposes the E4’s API for interfacing with Unity C# scripts, thereby enabling realtime data collection and monitoring, and provides the affordance of saving the data in an external file for data analysis purposes. The study here presented, which relied on E4UnityIntegration-MIT, also serves as a validation study for the plugin.
Outgoing