速度知觉实验

速度知觉实验12级心理系师范班 10120330131 李敏 摘 要 知觉是当前的客观事物的各个部分和属性在人脑中的综合反映。速度知觉反映了个人对速度感觉的差异，它是各项体育运动中不可缺少的技术指标。本实验利用计算机辅助系统，学习使用遮挡范式测量速度的感知能力，采用6名被试的实验数据统计分析，用公式 AE=xs/n 计算速度知觉差别阈限，讨论快速和慢速知觉阈限的差异，检验Gibson光线分布的理论，以及反馈信息对知觉调整的影响，并对实验中所可能的误差与不足之处进行猜测。关键字 速度知觉 差别阈限 反馈 遮挡范式 时间估计1 引言 知觉（perception）是当前的客观事物的各个部分和属性在人脑中的综合反映。因此，知觉的事物是复合刺激物，知觉一般是由多种分析器的联合活动产生的。知觉形成过程中，分析器的活动起着极大作用。人们在研究经典条件反射的时候，曾做过一个有意义的实验。如以频率500 赫的纯音来形成狗对食物的条件反射，起先，在其他频率的纯音作用下，狗也有流唾液的反应。但是，当进一步对这个500 赫的频率给以食物强化，也就是说，只有在这种音频后才给予食物，几次之后，狗对其他的频率便不再反应，甚至极相近的频率譬如498 赫的纯音，也引不起它们的反应了。从这两个实验中，可见分析器对刺激物的辨识能力是很高的，而这种辨识能力的精确度是从后天训练获得的。知觉的形式不仅与分析器的活动有关，而且依赖于过去的知识和经验。这两者是相互联系的。当所感知的事物同过去的知识经验没有联系时，就不能立刻把它确认为一定的对象。例如，当我们看到一个芒果时，虽然它的颜色、形状、大小等已经通过了我们的眼睛，刺激了视觉神经和视觉分析器，但这只是一件实物反映于我们的大脑。如果事实仅限于此，那么这种感觉是没有多大意义的。因为我们还不能就此认出芒果。如果我们过去曾吃过或见过芒果，情形就不同了。当我们一眼看到它那黄色的果皮、类似球形的外表时，由于过去经验的作用，当然晓得它是可以吃的芒果了。不仅如此，就是当我们看到芒果的图画时，也能认出它。可见，正是由于人在实践活动中积累了关于一定对象的知识和经验，才能够借助于这些知识和经验把当前的刺激认知为现实界的确定事物。通过无反馈的知觉实验可以了解自身知觉的准确度，通过有反馈的知觉实验可以进行训练，提高自身知觉的准确度。从知觉的通道特点和知觉对象的时空属性划分，知觉包含了视知觉、听知觉、空间知觉、时间知觉等，目前还有无觉察知觉的实验。 在这里，我们将研究的是其中的速度知觉。速度知觉反映了每个人对速度感觉的差异，是工作操作实践中和各项体育运动中不可缺少的技术指标。如司机开车，要对前方有可能碰到的障碍物所需时间作出精确的估计，这段时间称为碰撞时间（TC），对于司机控制好刹车或驾驶行为至关重要。一般情况下，司机判断碰撞时间有一定的难度，因为它们无法得到障碍物的连续视觉信息，司机在开车时必须得将视觉注意分配于环境的其他方面，转弯时障碍物还会暂时的被隔绝与司机的视野之外。因此司机的时间估计线索只能是障碍物遮住之前的视觉信息。 有关这些视觉信息，目前偏向于知觉的生态学理论（Gibson）。Schiff，Caviness and Gibson（1962）利用投射装置，进行了碰撞时间的判断实验，Gibson（1979）认为这个实验说明了人对碰撞直觉的直接性，其TC估计的视觉信息是指可直接由移动物体的光线变化范围获得。Gibson认为自然环境中不同大小和位置的物体收到各种方向的光线照射，都有其特定的光线分布，在周围空间的每一个点上的光线分布都含有一定的差别，光线分布的结构或表面质地的密度与物体的视网像都是按视角规律而变化的，因此人可以直接知觉距离，即知觉系统从流动的系列中抽取不变性。很多实验研究都已经证明了这点。Lee（1976）发展了这一观点。Savelsberge等（1991）使用泄气的球来做实验，发现被试接球的时间调节取决于球的视网膜像的扩大速率。郭秀艳等（2000）采用遮挡范式的实验也证明了对碰撞时间的估计依赖于全局光流变化率（the roke of globaloptic flow rate）的作用。本实验将探讨视觉信息对时间估计的影响，以确定究竟哪一种方法更科学，采用的研究范式是遮挡范式（occlusion paradigm）。即在不同速度条件下，离终点一定距离时物体被遮挡，由被试判断何时到达终点，自变量为移动速度。实验分为两部分，无反馈实验中设置快、慢两个水平，有反馈实验只有一种快速度。想要预期的结果是，若TC直接由光线分布决定，那么速度的提高会导致估计的准确性提高。与无反馈的速度知觉实验相比，有反馈实验增加了速度误差的反馈信息，实验中每次都将被试的估计结果反馈给被试，呈现于屏幕，以分析有反馈情况下对速度知觉准确性的影响。利用公式 AE=xs/n 计算速度知觉差别阈限。xs：每次测得的绝对误差X：被试估计时间 S：标准时间 N：实验次数。2 方法2.1被试华东师范大学心理学系12级本科生6名，3名男生，3名女生2.2材料和仪器2.2.1 仪器计算机及PsyTech实验系统2.2.2 材料黄亮点从左至右以不同速度移动，距离终点前约1/3处亮点被遮挡。2.3程序2.3.1无反馈速度知觉3.1.1预备实验：打开PsyTech软件，登录选择无反馈速度知觉实验程序。（实验参数：速度：快120像素/秒，慢60像素/秒， 顺序：快10次，慢20次，快10次，实验间隔1s。）被试将手放在1号反应盒任意按键上，黄色亮点从左向右移动，在距离终点前约1/3处被遮挡，被试估计黄点移动速度，在黄点到达终点线时，按下反应键。本实验无反馈信息。3.1.2正式实验：实验共40次，无休息，被试自行按下反应键进行实验。按照实验指导语进行操作。实验结束后记录数据进行保存。2.3.2 有反馈速度知觉3.2.1预备实验：打开PsyTech软件，登录选择无反馈速度知觉实验程序。（实验参数：速度：120像素/秒，40次，实验间隔1s。）被试将手放在1号反应盒任意按键上，黄色亮点从左向右移动，在距离终点前约1/3处被遮挡，被试估计黄点移动速度，在黄点到达终点线时，按下反应键。此时屏幕将显示判断的时间误差。负数表示判断（按键）过早，正数表示判断（按键）过晚，然后被试根据反馈对判断进行调整，开始下一次实验。3.2.2正式实验：实验共40次，无休息，被试自行按下反应键进行实验。按实验指导语进行操作，实验结束后记录数据进行保存。2.3.3 实验误差防范先进行无反馈速度知觉测试，再进行有反馈测试，避免反馈影响。试验快慢速的顺序采用ABBA法减少误差。实验时间较短，疲劳误差不大，不设置实验过程中的休息时间。3 结果3.1速度知觉无反馈单个样本统计量N均值标准差均值的标准误无反馈快速6999.3333821.05607335.19474无反馈慢速61524.00001197.17467488.74451单个样本检验检验值 = 0tdfSig.(双侧)均值差值差分的 95% 置信区间下限上限无反馈快速2.9815.031999.33333137.68781860.9788无反馈慢速3.1185.0261524.00000267.64222780.3578描述N均值标准差标准误均值的 95% 置信区间极小值极大值下限上限无反馈快速男3844.6667486.40552280.82636-363.63162052.9650385.001354.00女31154.00001173.44663677.48973-1761.00304069.0030277.002487.00总数6999.3333821.05607335.19474137.68781860.9788277.002487.00无反馈慢速男31130.6667418.48815241.6142591.08452170.2489701.001537.00女31917.33331715.75124990.58944-2344.82906179.4957511.003829.00总数61524.00001197.17467488.74451267.64222780.3578511.003829.00方差齐性检验Levene 统计量df1df2显著性无反馈快速3.53314.133无反馈慢速5.23414.084以性别为因子的方差分析单因素方差分析平方和df均方F显著性无反馈快速组间143530.6671143530.667.178.695组内3227134.6674806783.667总数3370665.3335无反馈慢速组间928266.6671928266.667.595.483组内6237869.33341559467.333总数7166136.00053.2 速度知觉有反馈单个样本统计量N均值标准差均值的标准误无反馈快速6999.3333821.05607335.19474有反馈快速6296.1667118.8602848.52451单个样本检验检验值 = 0.05tdfSig.(双侧)均值差值差分的 95% 置信区间下限上限无反馈快速2.9815.031999.28333137.63781860.9288有反馈快速6.1025.002296.11667171.3805420.8529描述N均值标准差标准误均值的 95% 置信区间极小值极大值下限上限无反馈快速男3844.6667486.40552280.82636-363.63162052.9650385.001354.00女31154.00001173.44663677.48973-1761.00304069.0030277.002487.00总数6999.3333821.05607335.19474137.68781860.9788277.002487.00有反馈快速男3254.666785.5121849.3704842.2426467.0907170.00341.00女3337.6667151.1301987.25505-37.7615713.0949172.00468.00总数6296.1667118.8602848.52451171.4305420.9029170.00468.00方差齐性检验Levene 统计量df1df2显著性无反馈快速3.53314.133有反馈快速1.21914.332单因素方差分析平方和df均方F显著性无反馈快速组间143530.6671143530.667.178.695组内3227134.6674806783.667总数3370665.3335有反馈快速组间10333.500110333.500.685.454组内60305.333415076.333总数70638.83354 分析与讨论无反馈情况下对快慢速两种水平进行比较：被试快速度知觉均好于慢速度知觉，被试间有显著差异，性别差异慢速有显著差异，快速无显著差异。依照Gibson理论，若TC直接由光线分布决定，那么速度的提高会导致估计的准确性提高，本实验被试的AE值符合该理论。在实验过程中，快慢速不同水平带来的影响可能不仅仅是光线分布问题，被试当时的心态情绪以及实验时间也有其影响。在快速水平下，由于遮挡路程恒定，相对是一个短时间的估计，比较容易掌握，被试还能记住或回忆起之前的准确速度。在慢速水平下，由于遮挡路程恒定，相对是一个长时间的估计，在估算到一半时，对之前准确速度的感觉基本已经淡忘，在把握不明确的情况下，加上犹豫或回忆，导致时间估算不准确。快速度情况下对有无反馈两种水平的比较：被试有反馈的速度知觉均好于无反馈的速度知觉，有显著性差异，个体间有显著差异，存在性别差异但不显著，在有反馈情况下，速度估计在有调整时更好。但在实验过程中，反馈情况下所得的数据并非时完全是凭借速度知觉得到的，被试完全可以在心中默数数字，在得到反馈后，多（少）数几个数字来精确，于是，反馈后期的实验数据可以无视黄点的速度，与速度知觉没有直接关系了。但这样的误差在反馈实验的情况下是无法避免的，只能在实验前告诉被试，尽量靠速度知觉来观察，不要借助其它的方法。速度估计阈限不像反应时那样，有一个生物墙，它的值是有可能达到0的，比如本人在无反馈的快慢速度下分别有一个