Evaluating the Usability and User Experience of XR Augmented Board Games with Physical Interfaces

Abstract

Denne avhandlingen utforsker utviklingen av en prototypet brettspillapplikasjon i utvidet virkelighet (Extended Reality, XR) ved bruk av skjermbriller (head-mounted displays). Hovedfokuset i oppgaven er knyttet til å analysere resultater og observasjoner fra en kvalitativ brukertest (n = 12), hvor testbrukerne utforsket forskjellige måter å flytte på virtuelle brettspillbrikker. Dette inkluderer to forskjellige mekanismer som muliggjør flytting av virtuelle brikker både med og uten bruk av fysiske brikker, for å se nærmere på hvordan taktilitet (det å fysisk kjenne brikkene) påvirker brukbarheten og spillopplevelsen. Applikasjon er designet slik at brukere kan instansiere (lage) et virtuelt sjakkbrett og plassere det på et fysisk sjakkbrett, slik at brukerne kan flytte på fysiske og korresponderende virtuelle brikker samtidig. Dette ble muliggjort ved å implementere en løsning for manuell ankring av virtuelle sjakkbrett, hvor man kan opprette et virtuelt sjakkbrett og bestemme brettets størrelse og posisjon slik at det samsvarer med det fysiske sjakkbrettet. Dette gjør at man kan flytte på fysiske og virtuelle brikker samtidig, uten bruk av gjenstandsdeteksjon eller elektroniske spillbrett. Denne oppgaven utforsker brukbarheten, potensialet og begrensningene med med denne tilnærmingen. I tillegg blir andre faktorer som potensielt kan ha en påvirkning på brukeropplevelsen og det sosiale aspektet ved brettspill testet, analysert og diskutert gjennom prototypen. Dette inkluderer sammenligning av brukeropplevelsen i virtuell virkelighet (VR) og augmentert virkelighet (AR), samt å studere effekten av digitale avatarer på sosial tilstedeværelse og fordypning i spillet. Til slutt ble dataen som ble samlet fra brukertestene gjennom intervjuer og observasjoner analysert og diskutert for å skaffe verdifulle innsikter knyttet til brukervennlighet, brukeropplevelse og potensielle områder for forbedring i forbindelse med design og utvikling av brettspill i utvidet virkelighet.

This thesis explores the design, creation, and use of a prototype application developed with the purpose of creating a tabletop playing experience for extended reality (XR) using head-mounted displays (HMDs). The main research focus is related to analyzing results and observations from a qualitative user test (n = 12), where test participants explored different ways of moving virtual board game pieces. This includes two different methods of moving virtual pieces, each of which were tested with and without physical pieces, to compare the effect tactility has on the usability and user experience. The application was designed to enable users to spawn a virtual chessboard and pieces on top of a physical chessboard, allowing them to move physical and virtual pieces simultaneously. This was made possible by manually anchoring the virtual gameboard to the physical gameboard, without relying on object recognition or electronic gameboards or pieces. The thesis explores the usability, potential and limitations of this approach. Moreover, other factors that was considered to potentially have an impact on the user experience and social presence while playing board games with XR is tested, analyzed and discussed. This includes studying and comparing the playing experience in virtual reality (VR) and augmented reality (AR) environments and studying the effect of digital avatars on the social presence and immersion. Finally, the data gathered from interviews and observations was analyzed to gain valuable insights into the usability, user experience, and potential areas for improvement in XR board game design and implementation.