Estudi de la càrrega atencional en diversos gèneres de videojocs en funció de la freqüència de parpelleig

1 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa MÁSTER UNIVERSITARIO EN OPTOMETRIA Y CIÉNCIES DE LA VISIÓN TREBAJO FINAL DE MÁSTER Estudi de la càrrega atencional en diversos gèneres de videojocs en funció de la freqüència de parpelleig CARMEN SASTRE JIMÉNEZ Director: MARC ARGILÉS SANS Co-director: GENÍS CARDONA TORRADEFLOT DEPARTAMENT D’ÒPTICA I OPTOMETRIA GENER DE 2025 2 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa MÁSTER UNIVERSITARIO EN OPTOMETRIA Y CIÉNCIES DE LA VISIÓN Estudio de la carga atencional en diversos géneros de videojuegos en función de la frecuencia del parpadeo RESUMEN Antecedentes: Se ha demostrado que los videojuegos de acción pueden mejorar, mediante entrenamiento, los procesos atencionales y cognitivos de los jugadores. El objetivo del estudio fue investigar la caracterización del parpadeo, en términos de frecuencia, amplitud y regularidad, entre diferentes géneros de videojuegos, contribuyendo a comprender mejor la relación entre la carga atencional y la frecuencia de parpadeo en diferentes géneros de videojuegos. Métodos: Se realizó un análisis de la caracterización del parpadeo incluyendo la tasa y la regularidad en la frecuencia del parpadeo en tres géneros de videojuegos; acción, deportes y aventuras. El estudio contempló el análisis en tres condiciones; observar una imagen estática (Baseline), ver el gameplay con las escenas a jugar y jugar a los videojuegos, con una muestra de 10 participantes, edad media y desviación estándar (±) de 27.10 ± 6.33 años, rango de 21 a 40. Los parámetros del parpadeo fueron registrados mediante un eye-tracker Pupil Core, mientras los sujetos completaban las sesiones de juego. Los participantes jugaron los géneros seleccionados en orden aleatorio para evitar sesgos, para obtener los resultados se evaluaron los minutos centrales de cada registro. Resultados: Todos los géneros de videojuegos mostraron una tendencia de disminución en la frecuencia de parpadeo, sin embargo, si se observaron diferencias al ver una imagen estática, videos del juego, o jugarlo, donde la carga atencional era de menor a mayor respectivamente. Conclusiones: Una caracterización completa de los parámetros de parpadeo es esencial para poder comprender mejor la carga atencional asociada con diferentes géneros de videojuegos. Estos resultados son interesantes para orientar futuras investigaciones utilizando videojuegos para la mejora de procesos atencionales. Palabras clave: Carga atencional ; Frecuencia de parpadeo ; Videojuegos ; EyeTracker ; Pupil Core ; Parpadeo 3 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa MÀSTER UNIVERSITARI EN OPTOMETRIA I CIÈNCIES DE LA VISIÓ Estudi de la càrrega atencional en diversos gèneres de videojocs en funció de la freqüència de parpelleig RESUM Antecedents: S'ha demostrat que els videojocs d'acció poden millorar, mitjançant entrenament, els processos atencionals i cognitius dels jugadors. L'objectiu de l'estudi va ser investigar la caracterització del parpelleig, en termes de freqüència, amplitud i regularitat, entre diferents gèneres de videojocs, contribuint a comprendre millor la relació entre la càrrega atencional i la freqüència de parpelleig en diferents gèneres de videojocs. Mètodes: Es va realitzar una anàlisi de la caracterització del parpelleig incloent la taxa i la regularitat en la freqüència del parpelleig en tres gèneres de videojocs; acció, esports i aventures. L'estudi va contemplar l'anàlisi en tres condicions; observar una imatge estàtica (Baseline), veure el gameplay amb les escenes a jugar i jugar als videojocs, amb una mostra de 10 participants, edat mitjana i desviació estàndard (±) de 27.10 ± 6.33 anys, rang de 21 a 40. Els paràmetres del parpelleig van ser registrats mitjançant un eye-tracker Pupil Core, mentre els subjectes completaven les sessions de joc. Els participants van jugar els gèneres seleccionats en ordre aleatori per a evitar biaixos, per a obtenir els resultats es van avaluar els minuts centrals de cada registre. Resultats: Tots els gèneres de videojocs van mostrar una tendència de disminució en la freqüència de parpelleig, no obstant això, si es van observar diferències en veure una imatge estàtica, vídeos del joc, o jugar-lo, on la càrrega atencional era de menor a major respectivament. Conclusions: Una caracterització completa dels paràmetres de parpelleig és essencial per a poder comprendre millor la càrrega atencional associada amb diferents gèneres de videojocs. Aquests resultats són interessants per a orientar futures recerques utilitzant videojocs per a la millora de processos atencionals. Paraules clau: Càrrega atencional ; Freqüència de parpelleig ; Videojocs ; EyeTracker ; Pupil Core ; Parpelleig 4 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa MÀSTER UNIVERSITARI EN OPTOMETRIA I CIÈNCIES DE LA VISIÓ Study of attentional load in various genres of video games as a function of blink frequency ABSTRACT Background: Action video games have been shown to improve players attentional and cognitive processes through training. The aim of this study was to investigate blink characterization, in terms of frequency, amplitude, and regularity, across different video game genres, contributing to a better understanding of the relationship between attentional load and blink frequency in various game genres. Methods: Blink characterization, including blink rate and regularity, was analyzed across three video game genres: action, sports, and adventure. The study included three conditions: observing a static image (Baseline), watching gameplay scenes, and playing video games. The sample consisted of 10 participants, with a mean age of 27.10 ± 6.33 years, ranging from 21 to 40. Blink parameters were recorded using a Pupil Core eye tracker as participants completed the sessions. The participants played the selected game genres in randomized order to avoid bias, and the central minutes of each recording were evaluated. Results: All video game genres showed a tendency towards decreased blink frequency; however, differences were observed between viewing a static image, watching gameplay, and playing the game, where the attentional load increased respectively. Conclusions: A comprehensive characterization of blink parameters is essential for a better understanding of the attentional load associated with different video game genres. These findings are useful for guiding future research using video games to enhance attentional processes. Keywords: Attentional load; Blink frequency; Video games; EyeTracker; Pupil Core; Blinking 5 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa Índice 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................ 6 2. MATERIAL Y MÉTODOS ........................................................................ 7 2.1 Participantes ............................................................................................................................... 7 2.2 Videojuegos y plataforma ...................................................................................................... 7 2.3 Medición del parpadeo ........................................................................................................... 7 2.4 Diseño del estudio ..................................................................................................................... 9 3. RESULTADOS ........................................................................................... 10 4. DISCUSIÓN................................................................................................ 12 5. CONCLUSIONES ...................................................................................... 16 6. REFERENCIAS ......................................................................................... 16 6 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa 1. INTRODUCCIÓN El mercado de los videojuegos engloba varios géneros como por ejemplo los de videojuegos de acción, deportes, aventuras, simulación social o MOBA/RPG. El género más estudiado es los de acción (VA), como el juego comercial Call of Duty, Medal of Honor, Quake, o Halo, donde se ha observado que jugar regularmente en este género de videojuegos mejora habilidades perceptivas, cognitivas y atencionales, en comparación a los videojuegos no de acción (NAVG), como por ejemplo el Tetris, o The Sims, [1-3] así como la agudeza visual en casos de ambliopía, o la velocidad lectora en casos de dislexia. [4-5] Aun así, también se ha observado que no solo este género está consiguiendo resultados a nivel clínico, también los videojuegos deportivos pueden ayudar a mejorar habilidades atencionales. [6] La frecuencia del parpadeo, calculado a través de la relación parpadeo/minuto, se ha relacionado con la carga cognitiva y atencional, a mayor demanda cognitiva menor frecuencia del parpadeo y viceversa, [7] y se ha observado que jugar a videojuegos de acción disminuye la frecuencia de parpadeo y aumenta los síntomas de sequedad ocular. [8] La carga atencional hace referencia a los recursos cognitivos necesarios para procesar y lleva a cabo una tarea de manera eficiente. A mayor complicidad de la tarea se requiere más atención y concentración, por lo tanto, el nivel de carga atencional será mayor, y la frecuencia de parpadeo disminuirá. [9] Además, la relación entre frecuencia del parpadeo y carga atencional ha sido un gran tema de debate entre la comunidad psicológica, dando grandes aportaciones para entender el funcionamiento del cerebro humano. Por ejemplo, una disminución de la frecuencia de parpadeo está relacionado con la fatiga visual, [10-12] así como un aumento de los parpadeos de tipo incompleto (un parpadeo que no termina de tocar el borde inferior en su acción) [13]. Específicamente, solamente un estudio ha investigado como está afectado el parpadeo jugando a videojuegos. El estudio concluyó que los VA disminuyen la frecuencia de parpadeo aproximadamente 4 parp/min [8]. Ya que los géneros de videojuegos pueden ser similares a nivel atencional, por ejemplo, entre los géneros de deporte, 7 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa MOBA/RPG y acción, que también contienen escenas rápidas con alta carga atencional [14], el estudio de como podría afectar jugar a varios géneros de videojuegos en el comportamiento de parpadeo es un tema importante a explorar. El objetivo de este trabajo es investigar la caracterización del parpadeo, en términos de frecuencia, amplitud y regularidad, entre diferentes géneros de videojuegos, contribuyendo a comprender mejor la carga atencional en diferentes géneros de videojuegos, además los resultados poder ser utilizados para discutir sobre el diseño de videojuegos y su implicación a la salud ocular. 2. MATERIAL Y MÉTODOS 2.1 Participantes Se buscaron participantes entre 18 y 35 años, con una agudeza visual ≥20/20 de lejos medida con el test de Snellen a 5 m, y una estereoagudeza ≤ 70 segundos de arco, medido con el test Random Dot 2. Todos los participantes deberían tener una noción básica de cómo funciona un mando de videojuego. Se descartaron participantes que jugaran ≥ 5 h a la semana a videojuegos en un mínimo de 6 meses. 2.2 Videojuegos y plataforma Se utilizaron 3 tipos de géneros de videojuegos, acción (Call of Duty), aventuras (SackBoy) y fútbol (FIFA 19) con la plataforma PlayStation 4. Se utilizó una televisión TD Systems de 50 pulgadas, modelo W50CF 12 Smart, de 4096 x 2160 px. y 60 Hz. a una distancia de 2 metros. Las instrucciones e indicaciones que se dieron a los participantes fueron que los videojuegos se debían jugar en silencio y que durante el análisis serían evaluados sus movimientos oculomotores, de esta forma evitamos un factor condicionante a nuestras medidas, además de estar motivados y atentos al juego. 2.3 Medición del parpadeo Para la medición se empleó el eye-tracker Pupil Core (Pupil Labs, Berlín, Alemania), que, al simular unas gafas permite un movimiento libre para los 8 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa participantes mientras se realizan las medidas. El software del instrumento utiliza la secuencia de vídeo para detectar la pupila y rastrear su fijación, así como grabar videos y transmitir los datos a tiempo real. Posteriormente, se pueden editar los ajustes del análisis para que estos sean más precisos. Pupil Core está formado por tres cámaras, una central que permite analizar el campo visual del participante y dos laterales, las cuales analizan el movimiento ocular mediante luz infrarroja con una frecuencia de 200 Hz, Figura 1. El propio software registra la escena y superpone las coordenadas de mirada, lo que nos permite analizar los registros de parpadeo automáticamente (Figura 2A). Figura 1. Pupil Core (Pupil Labs, Berlín, Alemania) Por otro lado, un ordenador principal fue conectado al instrumento para llevar a cabo los registros, además de ir controlando la correcta toma de medidas, así como la calibración del instrumento, el enfoque de las cámaras y la detección de los ojos del paciente. Al iniciar cada medida fue necesario calibrar, de forma binocular, el instrumento mediante la colocación de las cámaras, ajustadas a cada participante, y enfocar la cámara frontal. La calibración del instrumento dura aproximadamente 3 minutos. En la Figura 2 B se puede observar un participante durante las medidas del estudio. Las medidas de frecuencia (parp/min) es proporcionada de forma automática por el software. Para el cálculo del coeficiente de variación (CV) se definió el IBI (InterBlink Inteval) calculando el tiempo, en segundos, que hay entre cada parpadeo, en nuestro caso se determinaron 2 minutos, se hizo el cálculo por cada minuto y posteriormente la media de los valores de CV. 9 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa Por lo que, para llevar a cabo nuestro análisis, con el resultado del Coeficiente de regularidad definimos que los valores inferiores al 100% serán considerados con una varianza baja o una regularidad entre moderada y alta, mientras que los valores superiores al 100% corresponderán a una varianza alta o regularidad baja.[15] Figura 2. A) Pantalla de medidas del PupilCore, B) Participante durante las medidas del estudio, jugando al videojuego de deporte (FIFA 19). 2.4 Diseño del estudio En primer lugar, cada participante estuvo 2 minutos mirando una imagen naturalista en la televisión, en silencio. De esta forma se obtuvo la caracterización basal del parpadeo. Posteriormente, se registraron 3 videoclips de 2 minutos de duración de un gameplay de cada videojuego usado en el presente estudio. Se buscó a través de la plataforma Youtube las primeras escenas del videojuego Call of Duty y Sackboy, de esta forma los participantes mirarían los vídeos de forma pasiva, y posteriormente jugarían a las mismas escenas de forma activa. El videojuego FIFA 19 al ser partidas de fútbol, se grabó un gameplay, pero no se puede asegurar las mismas escenas. Los gameplays fueron visualizados de forma aleatoria por cada participante. Posteriormente a los vídeos de gameplays, cada participante jugó 5 minutos, de forma aleatoria, a los tres videojuegos. En todas las condiciones los participantes llevaban el Pupil Core. A B 16 Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa 5. CONCLUSIONES En este estudio se encontraron diferencias significativas cuando se comparó la frecuencia de parpadeo entre jugar activamente, ver un gameplay u observar una imagen estática (baseline). Específicamente, el videojuego "Sackboy" (aventura) mostró una reducción en la frecuencia de parpadeo, esto podría atribuirse a la multitarea en sus secuencias. En FIFA 19, se mostró mayor regularidad en la frecuencia de parpadeo al ver el gameplay de forma pasiva, en contraste con la disminución observada al jugarlo. Estos resultados sugieren que, aunque la carga atencional requerida para jugar videojuegos de diferentes géneros es similar, la participación activa en el juego, en lugar de la observación pasiva, influye significativamente en la regularidad del parpadeo. En particular, "Sackboy" podría presentar una mayor demanda atencional debido a la necesidad de realizar múltiples tareas simultáneamente, mientras que en FIFA 19 la atención activa durante el juego reduce la regularidad del parpadeo, en comparación con la observación pasiva del gameplay. En conclusión, aunque los videojuegos de acción han sido tradicionalmente el foco de estudio en investigaciones sobre la mejora de procesos atencionales, este trabajo sugiere que otros géneros presentan características atencionales similares, lo que invita a ampliar la caracterización de géneros en estudios futuros. 6. REFERENCIAS [1] Green, C. S., & Bavelier, D. (2003). Action video game modifies visual selective attention. 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