信息内容和呈现速度对 SRT 时距估计的影响1.doc

精品论文推荐信息内容和呈现速度对 srt 时距估计的影响1张智君，温 菲，刘玉丽 浙江大学心理与行为科学系，杭州（310028） email: 摘要： 随着电脑和网络越来越频繁地得到使用，因系统响应时间（system response time，srt）过长而引发的信息延迟和可用性降低等问题已引起越来越研究者的注意。本研究采用 时距生成范式，考察了等待信息的内容和呈现速度对srt时距估计的影响。结果发现，信息 意义和呈现速度对时距估计均有显著影响，有意义信息导致较大的高估偏差，以6 hz的速度 呈现信息可导致较大的高估偏差。该研究对推动时间知觉等相关理论的进一步发展也具有一 定的理论意义。关键词：系统响应时间，主观时距估计，等待信息，人-计算计交互，可用性 中图分类号：b8421. 引言随着技术的不断发展，电脑和网络的运行也越来越快。但是，由于用户数量的剧增和各 种音、视频文件容量的增加，在人机交互的过程中不可避免会出现因系统/网络响应时间（srt：system response time）过长而导致的可用性问题，影响用户的任务绩效和对系统或网络的满意度1-6。在购物网站中等待较长时间还可能引发用户对卖主的消极评价7。对 srt 时距估计的影响因素进行研究，不仅能揭示时距估计的基本特征，而且有利于缩短用户 对固有系统响应时间长度的主观感觉，对于提高用户满意度也有一定的应用价值。时距是指两个连续事件间的间隔或某一事件的持续时间，是客观现象的持续性在人脑中 的反映。时距估计属于时间知觉的范畴。从认知的角度来说，对特定时间的主观估计受在该 时间段内所发生的客观信息的影响，不仅与客观信息的特征有关，还涉及到记忆信息加工等 的过程8，9。以往相关研究考虑最多的是客观刺激的特征，包括信息量的多少、信息的内容（无意义 字符与有意义句子）、信息的性质（文本与图片，或新异性）以及信息呈现的速度和变化节 奏等10-14，即探讨这些因素对时距估计的影响。大多数研究显示，信息量越大，人们越倾向 于将逝去的时间作较长估计8。同时，对于越新异的信息（出现概率较小的信息），人们越 倾向于判断有较长的持续时间14。此外，任务/事件的节奏也影响时距评估，在快速情境下， 人们也对时距有较长的评估 10，11。但是，以往研究中也存在分歧，尤其当信息的特征包含多个维度时11，12。对此，我们 认为，可能是实验任务差异所致。不同研究采用了不同的非时间任务与时间任务组合，而非 时间任务和时间任务通常涉及不同的认知过程和认知资源。对时间知觉的测量常采用两种方法：主观时间评价和时距估计。本研究采用再生时距估 计范式，让被试对网络等待期间的句子呈现时间进行主观估计。具体地说，本研究设置了信 息呈现速度和信息内容两个变量，希望通过实验深入考察两者对主观时距估计的影响效应， 以进一步揭示主观时距估计的特点和规律，并指导网络等待时间的设计。1 本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（20050335093）和浙江大学语言与认知中心资助。- 7 -2. 方法2.1 材料本研究采用的材料包括“有意义信息”和“无意义信息”两类。有意义信息选用 72 句中国 常见的名言警句或谚语，而无意义信息为同样文字但打乱顺序的句子。两种材料在计算机屏 幕上按照一定的速度逐字呈现。2.2 任务和设计2.2.1 时距估计任务 每次任务由被试自行按键开始。实验采用时距生成范式的时距估计任务，操作计算机鼠标来完成。具体地说，每次试验的程序如下：（1）被试按“开始”键启动实验；（2）屏幕中央呈现谚语（有意义）或乱序文字（无意义），采用逐字呈现的方式，呈现完毕后文字消失；（3）被试持续按住鼠标左键，在 生成与先前信息呈现时间长度相同的时距后释放鼠标键。试验流程如图 1 所示。图 1：试验流程示意图实验采用 3（srt）2（呈现速度）2（信息内容）的三因素被试内设计，组合成 12 种处理。srt 长度分为 2s、5s 和 8s 三个水平。信息按照 4hz 和 6hz 两种速度逐字呈现，即 每秒呈现 4 个中文字符或 6 个中文字符。在不同的 srt 长度和呈现速度组合中，信息量 srt 长度呈现速度。信息内容分为“有意义”信息和“无意义”信息两种类型，有意义信息为 中文谚语，无意义信息则为与有意义信息字符相同的乱序文字，两种信息各 72 句。每种处 理各重复 12 次试验，即每个被试共需完成 144 试验。各实验处理之间采用传统的拉丁方平 衡安排顺序。记录被试每次时距估计时从按下鼠标到松开鼠标的时距长度，该时间即为主观估计时距（set：subjective estimate time）。结合对应的 srt（客观长度），可计算时距估计偏差 t作为因变量。t 的具体计算方法是：t（时距估计偏差）= srt set当 t0 时，为低估；反之，当 t0 时，为高估。2.2.2 再认任务从上述 72 句有意义谚语中挑选出 50 句，混合 10 句前面没有出现过的句子，从而形成 再认项目，由电脑随机呈现，让被试在事后判断这些句子是否曾经在时距估计任务中出现过。 采用七分评分制，“7”分代表“肯定出现过”，“1”分代表“肯定没有出现过”，以此作为判断被 试在试验过程中是否阅读过对应信息的依据。2.3 被试48 名大学生作为实验被试。女 26 名，男 22 名，视力或矫正视力正常，均为右利势手。 其中，两名被试因数据异常而被剔除。3. 结果与分析在再认任务中，被试对句子熟悉度的评分均值为 5.48，最大值 6.84，最小值 3.66，表明 被试大多阅读过信息内容。由此，在本实验中，可排除被试因没有阅读信息而致使时距估计 不受信息特征影响的情况。将每位被试每次试验的时距估计偏差 t 按 12 种实验处理进行平均，得到平均时距估计 偏差。然后，对平均时距估计偏差采用三因素重复测量的方差分析。3.1 时距估计的偏向分析表1为被试在所有实验处理下进行时距估计的平均时距估计偏差及其标准差。当t（时 距估计偏差）= 0 时，可认为时间估计正确。因此，分别对srt长度、信息内容和呈现速度 进行“t = 0”的假设检验（t 检验）。结果发现：对于srt长度，在2s（t(179)= -4.695，p =0.000） 和 5s（t(179)= -4.171，p =0.000）情境下都表现出显著的高估倾向，而在8s情境下则没有显 著的估计倾向（t(179)=0.782，p =0.435）；对于信息内容，有意义信息情境下表现出显著的 高估倾向（t(269)= -8.108，p =0.000），无意义信息情境下则表现出显著的低估倾向（t(269)=2.408，p =0.017）；对于呈现速度，在快速呈现情境下表现显著的高估倾向（t(269)= -4.449，p =0.000），在慢速呈现情境下没有表现出显著的估计倾向（t(269)= -1.156，p = 0.249）。表 1：被试在 12 种实验处理下的平均时距估计偏差及标准差（毫秒）有意义信息无意义信息srt（s）速度4 hz速度6 hz速度4 hz速度6 hz-320.302（420.88）-326.975（700.34）-33.568（559.03）-264.23（562.78）-515.97（561.13）-368.67（772.03）-134.54（417.02）185.57（593.75）374.99（563.61）28.20（499.76）-135.31（468.84）194.87（749.90）注：括号内的数据为标准差3.2 时距估计偏差的影响因素分析对 srt 长度、信息内容和呈现速度三个因素进行重复测量方差分析。结果发现，srt长度（f(2, 88) = 19.516，p =0.000）、信息内容（f(1, 44) = 82.160，p=0. 000）和呈现速度（f(1,44) = 17.353，p =0.000）的主效应都显著。其中，对 srt 长度来说，对 8s 的估计偏差最小， 没有明显的估计偏向，对 5s 的估计偏差最大，且表现为明显的高估；对信息内容，在有意 义的情况下，时距估计的偏差较大，表现为高估；对呈现速度，在 6hz 的情况下，时间估计 的偏差较大，表现为高估。对 srt 长度做两两比较，2s 与 8s 之间（p0.000）以及 5s 与 8s 之间的差异均显著（p0.000），而 2s 与 5s 之间的差异不显著（p0.548）。图 2 显示，三种 srt 条件下估计偏差 的变化趋势并不相同，即对 2s 的估计，估计偏差在不同处理间的变化趋势最平缓，而对 5s 和 8s 的估计，两者偏差的变化趋势相似。500400平均估计偏差（毫秒）3002001000-100-200-300-400-500-6002s有意义4hz 有意义6hz 无意义4hz 无意义6hz 5s8s图 2：三种 srt 长度在不同呈现速度和信息内容下的平均时距估计偏差各因素之间存在两项显著的交互作用，它们分别是 srt 长度与信息内容（f(2, 88) =7.683，p=0.001）以及 srt 长度与呈现速度（f(2,88) = 13.309，p=0.000）。呈现速度与信息 内容的交互作用不显著（f(1, 44) = 0.782，p = 0.381）。srt 长度、信息内容和呈现速度的三 因素交互作用也不显著（f(2, 92) = 5.609，p= 0.603）。进一步做简单效应分析，结果发现：信息内容在 2s（f(1, 44)= 33.68，p=0.000）、5s（f(1,44)= 48.55，p=0.000）和8s（f(1, 44)= 54.35，p=0.000）水平下都有显著的效应；srt长度在 有意义信息（f(2, 88)= 8.30，p=0.000）和无意义信息（f(2, 88)= 21.59，p=0.000）上的简单 效应也都显著。具体情况如图3所示。400平均估计偏差（毫秒）3002001000-100-200-300-400-5002s有意义 无意义 5s8s图3：srt长度在不同信息内容下的平均时距估计偏差类似的，呈现速度在2s（f(1, 44)= 8.05，p=0.007、5s（f(1, 44)=26.93，p=0.000）和8s（f(1, 44)= 11.21，p=0.002）的水平上都有显著的简单效应；srt长度在4hz（f(2, 88)= 28.75，p=0.000）和6hz（f(2, 88)= 8.19，p=0.001）两个水平上的简单效应也都显著。具体情况如图4所示。200平均估计偏差（毫秒）1000-100-2004hz 6hz 2s5s8s-300-4004. 讨论图4：srt长度在不同呈现速度下的平均时距估计偏差借助认知心理学的理论和方法，以往研究者基于时间信息或非时间信息的加工及提取特征，提出了一系列时间知觉与估计的理论，并由此发展了各种相应的认知模型，如“加工时 间模型”（processing time model）和“存储容量模型”（storage size model）等。这些理论模 型虽然反映了时间研究领域内的各种有影响的观点，但其发展都还不尽完善。zakay（1983）的一项研究显示：对包含信息的时间间隔的估计比对内容空白的时间间 隔的估计更长；主观估计的时距随任务难度的增大而增长，并与外部节拍有关，即外部节拍 越快，估计时距越长10。于是，他们推测，人类信息加工系统中存在着两个加工器：一个 是时间信息加工器（temporal processor），专门负责时间信息的加工和编码，另一个是非时 间信息加工器（non-temporal processors），专门负责对刺激的加工和编码。对时距的判断取 决于两者的输出。注意在这两个加工器之间进行分配。如果对刺激信息投入的注意资源较多， 则分配给时间信息加工器的注意资源将会减少，因而对时距的估计将缩短；反之，时距估计 会较长。上述假设即为“加工时间模型”（processing time model）。该模型强调注意资源的有限性，强调注意在两个加工器之间的分配，因此也称为“注意模型”（attention model）。ornstein（1969）则认为，人们对持续时间的估计取决于该段时距内存储在记忆中的事 件的数量。对于同样长的物理时距，所存储的相关事件的信息越多，判断的时距越长；反之， 对时距的估计就越短8。这称为“存储容量模型”（storage size model）。该模型强调时距估计 与信息数量或复杂度存在正相关的关系，信息的存储方式和结构对时距估计存在影响。本研究显示，对 2s 和 5s 的主观估计呈现显著的高估倾向，这与 brown（1995）实验中 的“短的时间长度偏向于高估”结果一致11。但是，brown 实验的“短的时间长度”为 6s 和 9s， 本研究的 8s 虽然也属于他所认为的“短的时间长度”，却没有出现类似的估计倾向，其原因 可能是受到了信息内容的干扰。此外，本研究采用单任务设计，被试应该有充足的注意资源 分配到时间估计任务。按照“加工时间模型”，理论上也应呈高估倾向，但 8s 情境下却没有 出现这种估计倾向，因此本研究不完全支持“加工时间模型”。本研究显示，srt 长度的主效应显著，但估计偏差并不随 srt 的增加而增加，8s 的平 均偏差最小，这与一般研究结果不一致。2s 通常被认为是最准确的时间长度12，15-17。相对 于 2s 和 5s 而言，在 8s 情况下所呈现的信息量是最大的，所以该结果同样不支持“存储容量 模型”。本研究还发现，信息内容的主效应显著，表现为有意义信息条件下的估计偏差比无意义 信息条件下的大，且表呈现显著的高估倾向。对较大的估计偏差，可解释为：在有意义的条 件下，信息内容在更大程度上吸引了被试的非随意注意，让被试更投入到对信息的阅读上， 从而阻碍了被试自身计数的策略，也干扰了被试的时距估计，导致估计不准确。这与 franssen（2002）的结果相似。franssen 研究发现，投入到估计任务中的注意资源会影响估计的准确 性18。同时，他也支持非随意注意对时间估计存在干扰的观点。但是，对有意义信息下表现出来的高估倾向，本研究无法解释。因为在实验中只要求被试完成时距估计任务，可以认 为被试在任务中的注意资源比较充裕，无法肯定对信息的阅读会导致注意资源冲突（注意竞 争）。为进一步探讨这个问题，可通过增加非时间任务负荷的方法，考察注意资源冲突对 srt估计的影响。就呈现速度而言，本研究发现，在 6hz 的条件下估计偏差显著大于 4hz，表现为明显的 高估。这与 zakay（1983）的研究10和 meyer（1996）12的研究结果一致，可以解释为快速 呈现干扰了被试内部的“认知计时器”，使其出现计数加快，从而认为更长的时间过去了。srt 长度分别与信息内容、呈现速度有显著的交互作用，表现为在三种长度条件下，有 意义信息均导致更大的高估偏差。由此可以推断，被试基本上都对信息进行了加工。此外， 在 2s 条件下，4hz 的呈现速度导致较大的高估偏差；在 5s 和 8s 的条件下，6hz 的呈现速度 导致更大的估计偏差（其中，在 5s 时表现为显著的高估倾向）。5. 结论综合上述结果，本研究得到以下结论：（1）srt 长度对时距估计存在影响，对 8s 的估计偏差最小，对 5s 的高估偏差最大；（2）信息内容对时距估计存在影响，有意义信息导致较大的高估偏差；（3）呈现速度对时距估计存在影响，6hz 的速度呈现会导致较大的高估偏差；（4）信息内容和呈现速度的效应要结合不同的 srt 长度来考虑。在 2s 的条件下，4hz 的呈现速度导致更大的估计偏差；而在 5s 和 8s 的条件下，6hz 的呈现速度导致更大的估计 偏差。参考文献1 shneiderman, b. response time and display rate in human performance with computers j. computingsurveys, 1984, 16(3): 265-2852 guynes, j l. impact of system response time on state anxiety j. communications of the acm, 1988, 31(3):342-3473 lightner n j, bose i, salvendy g. what is wrong 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