（应用心理学专业论文）视错觉中的视觉标签机制研究.pdf

视错觉中的视觉标签机制研究 视错觉中的视觉标签机制研究 摘要 视觉标签( v i s u a lm a r k i n g ) 是近年来视觉领域的热点问题之一。目前关于视 觉标签的作用机制，主要存在抑制模版、注意捕获和时间分组等三种假说。虽然 三者对视觉标签的加工特点和核心解释存在较大差别，但均获得了实验证据。本 文通过对以往研究的深入分析，针对其视觉搜索范式的不足，提出了视错觉( v i s u a l i l l u s i o n ) 范式，以错觉量为指标，就视觉标签的作用机制进行了系统探讨。实验 一以艾宾浩斯错觉为材料，比较被试在同步呈现和异步呈现两种条件下的主观相 等点，检测以视错觉范式探讨视觉标签机制的有效性；实验二以z 6 1 1 n e r 错觉为材 料，将新项目与旧项目在同一空问位置呈现，检验视觉标签的位置抑制假设；实 验三以艾宾浩斯错觉为材料，要求被试注意旧项目，同时忽略新项目，探讨视觉 标签的对象选择机制问题，同时检验时间分组假说与注意捕获假说。 本研究主要获得以下结果： ( 1 ) 视错觉范式下出现预览效应； ( 2 )视觉标签不是通过对旧项目的位置抑制实现，不支持抑制模版假说： ( 3 )视觉标签并非总选择后呈现的新项目进行优化，而可根据任务设置选 择优化先呈现的旧项目，不支持注意捕获假说，而支持时间分组假说。 根据上述结果，本研究获得如下结论：视觉标签不是通过抑制位置实现，也 非一新刺激捕获注意的过程，而是一根据时间间隔把当前刺激分组，并将注意分 配至与目标相关的某个亚组的过程。 关键词：视觉标签选择性注意抑制模版注意捕获时间分组 浙z 大掣q 士尊| 位论文 视错觉中的视觉标签机制研究 h o wd o e st h ev i s u a lm a r k i n gw o r ku n d e ri l l u s i o n p a r a d i g m 1 1 l ep h e n o m e n o no fv i s u a lm a r k i n g ( dh a sb e e ne x t e n s i v e l yi n v e s t i g a t e d ，a n ds of a r t h e r ee x i s tt h r e em a j o rh y p o t h e s e sa b o u ti t s w o r k i n gm e c h a n i s m ：t h ei n h i b i t i o n t e m p l a t eh y p o t h e s i s ；t h ea b r u p to n s e th y p o t h e s i sa n dt h et e m p o r a lg r o u p i n gh y p o t h e s i s a l t h o u l g he a c ho ft h eh y p o t h e s e sa b o u tv mh a sb e e ns u p p o r t e db ym u c he x p e r i m e n t e v i d e n c e ，n o n ec a np r o v i d eac o m p l e t ea c c o u n to fk n o w nr e s u l t s i nt h ec u r r e n ts t u d y ， w ed e v e l o p e dan e w p a r a d i g mt oi n v e s t i g a t et h em e c h a n i s ma n dc h a r a c t e r i s t i c so fv m w i t ht h r e ee x p e r i m e n t s i nt h ef i r s te x p e r i m e n t ，t h ee b b i n g h a u s ei l l u s i o np i c t u r ew a s n s e da sm a t e d a l st om e a s u r ea n dc o m p a r et h ep s e ( p o i n to fs b 研e c t i v ee q u a l i t y ) u n d e r t w oc o n d i t i o n s ：t h eb a s e l i n ea n dt e m p o r a lg a pc o n d i t i o n 皿er e s u l ti n d i c a t e dt h a tt h e t e m p o r a lg a pc o u l dd i m i n i s ht h ee f f e c to fi l l u s i o n n i si st h eb a s i cp r e v i e we f f e c t u n d e rt h ei l l u s i o np a r a d i g m i nt h ef o l l o w i n gt w oe x p e r i m e n t s ，w ef u r t h e ri n v e s t i g a t e d t h ec 0 h y p o t h e s i sa b o u tv mt h a tt h el o c a t i o no fo l di t e r n sw a si n h i b i t e dd u r i n g p r e v i e wp e r i o d , a n dt h ep a r t i c i p a n t sc o u l do n l yp r i o r i t i z et h en e wi t e m so v e rt h eo l d i t e m s t h em a i nf i n d i n g so ft h i ss t u d ya r ca sf o l l o w s ( 1 ) t h e r ei sap r e v i e we f f e c tu n d e rt h ev i s u a li l l u s i o np a r a d i g m ( 2 ) t h ep r e v i e we f f e c t sw e r es t i l lf o u n de v e nt h eo l di t e m sh e l dt h es a m ep l a c ew i t h n e wi t e m s t h u st h ep r o c e s so fv mu n d e ri l l u s i o np a r a d i g mc a nn o te x p l a i n e db y t h el o c a t i o ni n h i b i t i o nh y p o t h e s i s ( 3 ) t h eo l di t e m sc o u l da l s ob es e l e c t e dw h e nt h e yw e r et h et a s k - r e l e v a n ts t i m u l u s ， w h i c hc a nn o te x p l a i n e db yt h ea b r u p to n s e th y p o t h e s i s h o w e v e r , i ti sag o o d s u p p o r tt ot h et e m p o r a lg r o u p i n gh y p o t h e s i s t h e s er e s u l t ss u g g e s t e dt h a tv mi sac o m m o np h e n o m e n o nw h e r e i nt e m p o r a lg i l e sa r e u s e df o rs e l e c t e da t t e n t i o n d u r i n gi t sp r o c e s s ，t h et e m p o r a lg a pi su s e dt og r o u pt h e s t i m u l ii nt h e i rv i s u a lf i e l d , a n da t t e n t i o ni sd i s t r i b u t e dt os u b g r o u p sm o r er e l e v a n tt o t h em a j o rt a s k k e yw o r d s ：v i s u a lm a r k i n g ；s e l e c t e da t t e n t i o n ；l o c a t i o ni n h i b i t i o n ；a b r u p to n s e t ； t e m p o r a lg r o u p i n g 视错觉中的视觉标签机制研究 1 引言 人的视觉注意容量是有限的( c h u n & w o l f e 。2 0 0 1 ；p a s h l e r , 1 9 9 8 ) ，使得人们无 法同时注意多个客体和位置( d u n c a n , 1 9 8 0 ；k a l m e m a n , 1 9 7 3 ；t r e i s m a n & g e l a d e ，1 9 8 0 ；w o l f e ，1 9 9 4 ) ，而只能选择、操作其中部分视觉信息。通常人们需要 就环境中刺激的重要性进行排序，以保证对重要信息的优先加工。以往研究表明， 视觉注意可利用空间信息将注意分配至空间某一特定位置、客体或者特征上，以 提高加工效率，如突然出现的刺激捕获注意( y a n t i s j o n i d e s ，1 9 8 4 ) ，自上而下 目标设置引导注意( p a q u e t , 1 9 9 0 ) 等。 近期的研究发现，视觉系统不仅可运用空间信息引导注意并对刺激进行排序， 也可运用时间信息对刺激排序。w a t s o n 和h u m p h r e y s ( 1 9 9 7 ) 提出一种根据时间线 索优化搜索的新机制：视觉标签( v i s u a lm a r k i n g ) 。在一项包含干扰项的视觉搜索 任务中，若将刺激分为两部分依次呈现，且不包含目标的刺激部分较包含目标的 刺激部分的出现至少提前4 0 0 毫秒，个体会将搜索局限于包含目标的部分，而选择 性地忽略不包含目标的部分，这种现象称为预览效应( p r e v i e we f f e c t ) 。w a t s o n 等 研究者将预览效应的原因归结为一种对1 日刺激的主动抑制机制，即视觉标签。 1 1 视觉标签机制的研究现状 1 w a t s o n 等提出视觉标签以来，研究者就其作用机制等问题进行了大量研究。 目前就视觉标签的作用机制问题主要存在三种假说：抑制模板假说、注意捕获假 说和时间分组假说。 1 1 1 抑制模版假说 f h w a t s o n 和h u m p h r e y s ( 1 9 9 7 ) 提出。该假说认为，视觉标签利化对新出现物 体的搜索，在于个体已提前获知先呈现的刺激中无目标出现，故抑制这些刺激所 在的位置，以使这些位置不再参与随后的搜索。简而言之，w a t s o n 和h u m p h r e y s 认为视觉标签通过对预览项目位置的抑制起作用。 视觉标签的建立过程如图1 所示。个体根据当前的目标设置建立一暂时的模 版，在该模版上对旧项目打标记：静止的物体标记其位置，运动的物体标记其特 征，并进而抑制这些标记。通过抑制预览项目，减少干扰项的数量，以提高搜索 视错觉中的视觉标签机制研究 效率。 图1 抑制模板假说假设的视觉标签建立过程( 引自w a t s o n h u m p h r e y s ，2 0 0 3 ) 抑制模版假说包含如下几个重要假设： ( 1 ) 抑制基于位置发生。w a t s o n 等运用探测点范式( p r o b e d o tp a r a d i g m ) 表 明视觉标签对旧物体的抑制基于位置发生( w a t s o n & h u m p h r e y s ，2 0 0 0 ) 。在其研究 中，7 6 的试验( t r a i l s ) 要求被试搜索指定的目标，而其余2 4 的试验要求被试听 到声音提示后，检测一白色圆点是否出现。实验结果表明，检测出现于旧项目位 置的圆点的正确率低于其出现于新项目位置。当检测圆点任务为主任务( 7 6 的 试验) 时，圆点出现在上述两种位置下的检测绩效无显著差异。w a t s o n 等由此推 论，在旧项目位置上的圆点检测较难是由于个体对该位置进行了主动抑制，且抑 制是根据呈现刺激的时间信息对位置进行选择的。 ( 2 ) 抑制需要注意资源，抑制效果取决于注意资源的多寡( w a t s o n & h u m p h r e y s ，2 0 0 3 ) 。当执行搜索的同时完成一次要任务时，分配给抑制先呈现的旧 项目的资源减少，抑制标签的效果降低，导致预览效应消失。 ( 3 ) 抑制机制灵活，会随任务的不同而变化，且对自下而上的刺激变化敏感。 当有新的刺激出现在旧项目的位置，或者旧项目位置上有亮度的突然变化时，抑 制模版会被重置或取消，从而表现出预览效应的消失( w a t s o n & h t m a p h r e y s ，2 0 0 3 ) 。 虽然抑制模版假说可解释众多实验结果，但有研究者指出，该假说并未完全 一2 视错觉中的视觉标签机制研究 揭示视觉标签的作用机制( g i b s o n & j i a n g , 2 0 0 1 ；j i a n g c h u n , 2 0 0 2 ) 。抑制模版假 说最大的问题在于不能清楚的说明在何种条件下视觉标签会被破坏：哪些感知觉 层面的事件会破坏该标签；该抑制系统是否可忽略一些无关的变化；如果变化不 出现在先前呈现的旧项目位置上，结果又如何。也正因为上述原因，有研究者提 出视觉标签抑制的灵活性似乎可解释任一实验结果。此外，对于视觉标签的一些 基本问题，如视觉标签在什么时间、哪个知觉层面发生等，抑制模板假说也不能 给与较好的解释。 综上所述，抑制模版假说认为视觉标签是一资源限制的目标导引过程，是一 自上而下的、主动的、灵活的位置抑制机制，但对该假说的解释力仍有异议。 1 1 2 注意捕获假说 有研究者就预览效应提出了完全不同于抑制模板假说的解释。他们认为，视 觉标签反映了由新项目的突然出现引起的注意捕获( d o n k t h e e u w e s ，2 0 0 1 ； b e l o p o l s d y & t h e e u w e s 2 0 0 5 ) 。 注意捕获是指突然出现的刺激会自动捕获注意( y a n t i s & j o n i d e s ，1 9 8 4 ；y a n t i s h i l l s t r o m ，1 9 9 4 ) 。由于突然出现的刺激对个体而言可能具有重要的生理意义，如 含有新信息或危险信息，因此研究者推测，人的认知系统中可能存在对新出现的 刺激优先注意的机制。 注意捕获假说认为，在视觉标签的实验中，新项目在目标搜索中是否表现出 优势，取决于新项且是否可以捕获注意。有实验表明，当新呈现的刺激亮度与背 景相同时，预览效应消失( d o n k & t h e e u w e s ，2 0 0 1 ；a g t e r & d o n k ，2 0 0 5 ) 。研究者 认为，这是由于新出现的刺激一般伴随着亮度的变化，具有高显著性从而捕获注 意。由此，d o n k 等研究者用注意捕获假设解释预览效应：由于注意被亮度的突然 变化所捕获，因此后呈现的刺激较先呈现的具有加工优势。注意捕获假说认为新 项目的优先选择与对旧项目的主动抑制无关，彻底否认了抑制标签的观点。 然而，注意捕获假说同样存在问题。首先，w a t s o n 等研究者认为在d o n k 等人 的研究中，当刺激亮度与背景相同时，对刺激的搜索通常是非常困难的，使得被 试无法对刺激出现位置进行精确加工，而视觉标签是需要对新旧项目的位置作精 确区分的( w a t s o n & h u m p h r e y s ，2 0 0 5 ) ，因此在其研究中无预览效应。此外，有研 究表明，亮度等特征的突变并不是视觉标签的必要条件( o l i v e r s & h u m p h r e y s ， 一3 视错觉中的视觉标签机制研究 2 0 0 3 ) ，在新旧项目亮度相同的条件下，预览效应仍存在。其次，引发捕获注意的 项目数一般较少，且注意捕获是一快速的过程；而预览效应中新项目的容量最大 可达1 5 个单个刺激，且新项目必须较旧项目至少提前4 0 0 毫秒呈现。最后，一些实 验结果无法用自动捕获假说进行解释，如加入一与搜索任务无关的次要任务时， 预览效应消失( w a t s o n & h u m p h r e y s 1 9 9 7 ) 。 1 1 3 时间分组假说 时间分组假说f h j i a n g 等研究者提出，该假说将视觉标签的作用过程分为两个 阶段。首先，根据时间上的瞬时差异将刺激分为前后两个时间亚组；然后根据当 前任务目标，注意有选择地投向其中一组刺激。注意通常会选择后呈现的一组刺 激( j i a n g c h u n ，2 0 0 2 ) 。 时间分组假说借鉴了视觉领域的知觉组织观点。知觉组织由k a n i z s a 等于1 9 7 9 年提出，他们认为个体可根据颜色等知觉线索将刺激整体分为几个亚组，注意可 投向其中一个亚组而忽略其他亚组。如在e g e t h 等的研究中，要求被试在黑色字母 o 和红色字母n 中搜索红色字母o ，该任务属联合特征搜索任务，一般会表现为典 型的低效搜索；当要求被试只在红色字母中搜索目标字母( 红色o ) 时，结果表现 为高效搜索。在后一种搜索任务中，可认为黑色项目和红色项目各自形成一知觉 组织，且注意可以有效地投向其中之一。研究发现，选择性注意可以通过多种线 索，如颜色、深度、共同命运( c o m m o nf a t e ) 以及方向等，形成知觉组织。与之 相似，视觉标签的实验现象反映的可能也是注意投向相应的知觉组织而引起的搜 索效率提高，而新旧项目间的时间差成为构建知觉组织的线索。 时间分组假说预测，伴随新项目出现同时发生的旧项目形状、亮度或颜色等 的变化会破坏视觉标签。这一预测得至j j 7 j i a n g 等人的研究支持( j i a n g & c h u n ， 2 0 0 2 ) 。因为一旦旧项目的形状等特征在新物体出现的同时发生变化，那么新旧项 目难以被知觉为两个知觉组织，注意很难仅选择其中一部分刺激进行搜索，故预 览效应消失。然而，该假说仍不能解释次要任务可以破坏视觉标签、在1 日项目上 的某些变化可破坏视觉标签，而另一些变化不能破坏视觉标签( w a t s o n & h u m p h r e y s ，2 0 0 3 ) 等实验现象。 综上所述，抑制模板假说、注意捕获假说和时间分组假说对视觉标签的作用 机制解释存在较大差异，同时各有相应的实验证据支持。因此，对视觉标签的作 视错觉中的视觉标签机制研究 用机制问题有待进一步澄清。 1 2 问题提出 如前所述，以往关于视觉标签的研究均采用视觉搜索范式，不同研究的实验 结果不尽一致，笔者认为这可能与其所采用的实验范式有关。此外，有关视觉标 签的作用机制上述三个假说存在较大的差异，就现有研究结果而言，尚未能形成 一致的解释。 1 2 1 搜索范式在研究视觉标签中的不足 w a t s o n 首次采用视觉搜索范式研究视觉标签问题，基本任务为搜索一蓝色h 。 实验分三种条件：单特征搜索、联合特征搜索和预览搜索，如图2 ( a ) 所示。在单特 s 融l e a h 鹏 图2 _ 视觉标鐾牙研羌琵夏弋“；li “w a 函i ”i 谲；蠢品蠢2 0 0 3 ) 一 征搜索条件下，被试在一些蓝色a 中搜索目标蓝色h ；联合特征搜索条件下，在一 些蓝色a 和绿色的h 中搜索目标蓝色h 。在预览搜索条件下，先呈现一部分绿色的 h 作为干扰子，1 0 0 0 毫秒后将另一部分干扰子和目标一起呈现，任务仍是搜索蓝色 h ，且目标始终在后一帧刺激中呈现；该条件的最终呈现和联合特征搜索条件相同， 仅是将一部分干扰子提前呈现1 0 0 0 毫秒，故称为预览搜索。实验结果如图2 ( b ) 所示， 单特征条件下为高效搜索( 1 5 毫秒，项目) ，联合特征条件下为低效搜索( 3 0 毫秒 项目) ；而在预览搜索条件下，其搜索效率是高效的，与单特征条件下的搜索效率 无显著差异。由此，w a t s o n 等推论被试在搜索过程中有意忽略了提前呈现的项目， 而将搜索仅局限于后呈现的项目中。随后所有视觉标签的研究一般均采用加入时 间间隔的视觉搜索范式，而仅在实验变量和指标选取上有所不同或对基本范式进 一5 一 视错觉中的视觉标签机制研究 行改进( j i a n g c h t m , 2 0 0 2 ) 。 笔者认为导致目前众多视觉标签的研究结果不一致的原因，同上述搜索范式 的选用有关。首先，几乎所有研究视觉标签的实验均采用视觉搜索范式，而研究 表明，诸多额外因素会影响视觉搜索的反应时并进而影响搜索斜率，如目标和干 扰子间的相似程度、干扰子间的相似程度、目标在被试心理表征中的熟悉度等 ( h o p fe t a l ，2 0 0 2 ) 。在视觉标签的相关研究中，由于采用的目标和干扰子不尽相 同，反应时中混入了过多的其它额外因素，因此结果在各研究问无法直接比较。 其次，以往研究使用该范式时所采用的因变量及其解释不一致。在视觉标签的研 究中，一般选用反应时或是反应时相对于刺激集大小的搜索斜率作为因变量。在 采用反应时作为指标的研究中，若有时间间隔的条件( 预览搜索) 与无时间间隔 的条件( 控制条件) 二者反应时差异显著，则表示存在视觉标签。但该实验结果 若用搜索斜率计算，则可能表现为搜索斜率上并无显著差异而仅在截距上存在差 异，此时推论应为无预览效应出现，不存在视觉标签，这与采用反应时做指标得 出的结果相矛盾。 由于使用视觉搜索范式会存在上述问题，笔者认为应采用一种更为直观、有 效的范式探讨视觉标签机制。为此，笔者提出视错觉范式，以错觉图片作为实验 材料，错觉量为检测指标，通过检验时间间隔是否会使错觉量发生变化来探讨视 觉标签的作用机制问题。 1 2 2 视觉标签的位置抑制假设 关于视觉标签机制的核心问题之一是：当视觉标签发生作用时，旧项目所在 的空间位置是否被抑制? 抑制模版假说认为，静止条件下视觉标签对旧客体所在 的空间位置进行抑制。w a t s o n 等的线索点范式研究表明当旧项目被抑制时其所在 位置上的其他刺激也同时被抑制( w a t s o n & h u m p h r e y s ，2 0 0 0 ) 。该观点也受到另 一些研究的质疑，如j i a n g 等学者认为，视觉标签发生时保存的并非是被抑制的旧 项目的位置信息，而是新旧项目问的时间异步信息( j i a n g w a n g ，2 0 0 4 ) 。然而b a n g 等人提出的时间分组假说虽不强调位置抑制，但该假说的支持实验却是以位置抑 制作为基本假设的，在研究中研究者将新项目呈现时，旧项目的位置是否改变作 为一重要的实验操作( j i a n g c h u n , 2 0 0 2 ) 。 视错觉中的视觉标签机制研究 此外，尚有一些研究者认为视觉标签抑制的是旧客体的特征而非旧项目的所 在位置( o l i v e r h u m p h r e y s ，2 0 0 3 ) 。同时，运动客体范式下表现出的视觉标签 亦不能用位置抑制来解释( w a t s o n h u m p h r e y s ，1 9 9 8 ) 。因此，视觉标签中抑制 的是否为位置，还需进一步探讨。 1 2 3 视觉标签选择的作用对象 抑制模板假说和注意捕获假说均认为，视觉标签反映了一种对新项目优先选 择的机制。抑制模板假说认为，旧项目的位置被抑制，搜索仅局限于新项目中； 注意捕获假说则认为新项目因突然出现捕获了注意从而得到优先选择。与上述两 种假说相反，时间分组假说认为新项目并无注意上的优先性。由上可以看出，时 间分组假说与其他两种假说的最大区别在于，时间分组假说认为新项目和旧项目 间在注意优先性上无差异，注意投向哪个刺激亚组取决于当前任务设置。根据时 间分组假说推论，若先呈现的旧项目与任务相关( 包含目标) ，那么旧项目即将被 优先选择而提高其任务效率；而根据另两种解释，旧项目始终被抑制，任务效率 不会提高。 1 3 研究构思 本研究针对上述问题，采用视错觉范式，以三个实验对视觉标签的作用机制 进行了系统探讨。 实验一采用视错觉范式，以艾宾浩斯错觉为实验材料，在错觉图片中插入时 间间隔的方式，检验在新范式下预览效应是否出现，为随后的实验提供基础。 实验二采用视错觉范式，以位置上有重叠的z j l l n e r 错觉为材料，检验提前呈 现一部分刺激是否出现预览效应，以探讨视觉标签是否抑制旧项目的位置假设。 实验三采用视错觉范式，以艾宾浩斯错觉为材料，先呈现需注意的部分( 中 央圆) ，然后呈现需忽略的部分( 周围圆) ，检验中心圆为非突现( a b r u p to n s e t ) 刺激( 旧项目) 时，被试是否能根据时间线索注意中心圆，而忽略突现的周围圆， 即检验旧项目和目标相关时，预览效应是否仍会出现，以检验时间分组假说与注 意捕获假说。 一7 一 视错觉中的视觉标签机制研究 2 实验研究 2 1 实验一视错觉范式下的预览效应 本实验采用艾宾浩斯错觉为材料，通过将同一错觉图片的不同部分分时段异 步呈现，就视错觉范式下是否有预览效应进行了检验，以期为随后的实验提供基 础。 2 1 1 实验方法 2 1 1 1 被试 9 名浙江大学在校学生参加实验，所有被试视力( 或矫正视力) 正常，色觉正 常，年龄在2 0 2 6 岁之间，平均年龄为2 3 2 岁。 2 1 1 2 实验装置与材料 本实验由一台p e n t i u mm s 0 0 计算机控制，刺激呈现在1 7 英寸彩色显示器中央。 屏幕分辨率为8 0 0 x 6 0 0 ，刷新频率为1 2 0 h z 。被试眼睛与屏幕中心等高，眼睛距屏 幕距离约为5 7 c m 。全部实验在暗室环境下进行。 所有刺激呈现在亮度为1 4 c d m 2 的黑色背景上。刺激材料为艾宾浩斯错觉图 片，对象亮度为6 1 7 c d m 2 。标准刺激内圆直径为2 4 m m ，外周圆直径1 2 毫米。比较 刺激外周圆直径3 6 m m ，内圆大小分7 个变化，直径分别为2 2 、2 4 、2 6 、2 8 、3 0 、 3 2 、3 4 m m 。实验程序用p r e s e n t a t i o n 编制和呈现。 2 1 1 3 实验设计与程序 正式实验采用被试内设计，自变量为比较刺激中心圆的大小，直径分别为2 2 、 2 4 、2 6 、2 8 、3 0 、3 2 、3 4 毫米七个水平；标准刺激中心圆的大小保持恒定，均为 2 2 毫米。系统变化比较刺激大小，以测量其直径的主观相等点( 因变量) 。实验分 基线和实验两种条件。基线条件下单次试验流程如图3 ( a ) 所示，实验开始时注 视点呈现在屏幕正中央，1 2 0 0 毫秒后注视点消失，同时呈现两个左右排列的艾宾 浩斯错觉图，刺激呈现4 0 0 毫秒后消失，要求被试忽略周围圆，按键判断屏幕哪边 的中心圆比较大。实验条件下单次试验流程如图3 ( b ) 所示，实验开始时呈现注 8 一 视错觉中的视觉标签机制研究 视点，1 2 0 0 毫秒后注视点消失，呈现两个左右排列的艾宾浩斯错觉图的外周圆1 0 0 0 毫秒，之后叠加呈现中心圆，所有刺激呈现4 0 0 毫秒之后消失，要求被试判断屏幕 哪边的中心圆比较大，并按键反应。实验开始前明确告诉被试，忽略外周圆，只 判断中心圆大小。 ( a ) 基线条件( b ) 实验条件 图3 实验一单次试验流程图 实验分基线条件和实验条件两节进行，采用a b b a l z ：衡设计。每节实验含2 6 6 次试验，标准刺激和比较刺激出现在左右位置的概率为0 5 0 。各次试验次序在节内 做完全随机排列。整个实验包括5 3 2 次试验，约需4 0 分钟。 2 1 2 实验结果 9 9 被试各自的主观相等点见图4 。 图4 实验一不同务件下被试的主观湘等点 目囊4 嚏掌位论文 视错觉中的视觉标签机制研究 对基线条件和实验条件下的主观相等点进行t 检验，考察提前呈现外周圆对艾 宾浩斯错觉产生的错觉量是否有影响。结果显示，基线条件下主观相等点为 3 0 2 3 r a m ( 标准差：1 3 4 r a m ) ，错觉量为6 2 3 r a m ；实验条件下主观相等点为2 6 8 7 r a m ( 标准差：1 1 8 r a m ) ，错觉量为2 8 7 m m ；两种条件下的主观相等点差异显著， f = 1 2 8 9 ，p o 0 1 ，即提前1 秒呈现外周圆会显著降低艾宾浩斯错觉量。 2 1 3 小结 本实验的结果表明，提前呈现条件下对中心圆大小判断的错觉量显著小于同 时呈现条件。笔者认为，该结果显示视错觉范式可有效地引发视觉标签，即视错 觉范式可用于探讨视觉标签的作用机制问题。 视错觉中的视觉标签机制研究 2 2 实验二视觉标签的位置抑制假设 如果视觉标签通过对旧项目的位置抑制实现，那么当新项目和旧项目处于同 一空间位置时，即新项目出现在旧项目所在位最时，视觉标签应不起作用，预览 效应消失。本实验采用视错觉范式，以位置上有重叠的z 6 l l n e r 错觉为材料，检验 提前呈现一部分刺激时是否存在预览效应，以探讨视觉标签是否抑制旧项目的位 置。 2 2 1 实验方法 2 2 1 1 被试 9 - g 浙江大学在校学生参加实验，所有被试视力( 或矫正视力) 正常，色觉正 常，年龄在2 0 - 2 6 岁之间，平均年龄2 3 8 岁。 2 2 1 2 实验装置与材料 刺激材料为z 6 1 1 n e r 错觉图片，由长斜线和短斜线组成，长斜线长9 5 m m ，宽 l m m ；短斜线长1 5 r a m ，宽l m m 。短斜线始终只有水平和垂直两个方向。长斜线共 有三条，旁边两条倾斜角度始终为4 1 。，中间一条长斜线的倾斜角度有七个变化， 分别为4 0 。、4 1 。、4 2 。、4 3 。、4 4 。、4 5 。、4 6 。 2 2 1 3 实验设计与程序 正式实验采用被试内设计，自变量为中间长斜线的倾斜角度，分七个水平。 实验分基线和实验两种条件。基线条件下单次试验流程如图5 ( a ) 所示，实验开 始时注视点呈现在屏幕正中央，1 2 0 0 毫秒后注视点消失，出现一个z 6 1 1 n e r 错觉图， 刺激呈现6 0 0 毫秒之后消失，要求被试忽略短斜线，按键判断三条长斜线是否平行。 实验条件下单次试验流程如图5 ( b ) 所示，实验开始时呈现注视点，1 2 0 0 毫秒之 后注视点消失，呈现z i l l n e r 错觉图的短斜线部分1 0 0 0 毫秒，之后叠加呈现长斜线 部分，所有刺激呈现6 0 0 毫秒之后消失，要求被试判断三条长斜线是否平行，并按 键反应。实验开始前明确告诉被视忽略短斜线，只需判断长斜线是否平行。 其他实验条件和操作均与实验一相同。 一1 1 视错觉中的视觉标签机制研究 ( a ) 基线条件 图5实验二单次试验流程图 ( b ) 实验务件 2 2 2 实验结果 各被试的主观相等点均表现出基线条件下大于实验条件，见图6 。 图6 实验二各被试的主观相等点 本实验中测得基线条件下的主观相等点为4 3 8 。( 标准差：0 4 9 。) ，错觉量为 2 8 。；实验条件下的主观相等点为4 3 0 。( 标准差：0 4 2 0 ) ，错觉量为2 0 。t k r 验的结 果表明，基线条件下和实验条件下主观相等点差异显著，f 倒= 7 8 7 ，p o 0 1 ，即在 实验条件下提前呈现短斜线，会使得其对长斜线角度判断的影响显著变小，即在 本实验采用的材料和范式下，仍可观察到视觉标签现象。本实验采用的错觉材料 为z 6 1 1 n e r 错觉，由于两个方向的短斜线的存在，使得对长斜线的角度判断产生偏 差。实验中将所有短斜线提前呈现1 秒，与同时呈现相比，其对长斜线角度判断的 影响变小。由于长斜线和短斜线位置上有重叠，故可认为二者占有相同的空间位 1 2 视错觉中的视觉标签机制研究 置。根据抑制模板假说，短斜线的提前呈现使得其所在的位置受到抑制，那么此 时出现在该位置上的刺激也应被抑制，预览效应消失。然而本实验中仍然存在预 览效应。 2 2 3 小结 本实验的结果表明，对长斜线角度的判断比同时呈现时的错觉量更小，更加 精确。因此本实验不支持视觉标签抑制位置这一观点，即不支持抑制模版假说。 视错觉中的视觉标签机制研究 2 3 实验三视觉标签选择的作用对象 实验三采用以艾宾浩斯错觉为材料的视错觉范式，检验目标出现在旧项目的 条件下是否出现预览效应，以区分时间分组假说与注意捕获假说。 2 3 1 实验方法 2 3 1 1 被试 8 名浙江大学在校学生参加实验，所有被试视力( 或矫正视力) 正常，色觉正 常，年龄在2 0 - 2 6 岁之间，平均年龄2 4 2 岁。 2 3 1 2 实验设计与程序 实验分基线和实验两种条件。基线条件下单次试验流程如图7 ( a ) 所示，实 验开始时注视点呈现在屏幕正中央，1 2 0 0 毫秒之后注视点消失，同时出现两个左 右排列的艾宾浩斯错觉图，刺激呈现4 0 0 毫秒之后消失，要求被试忽略周围圆，按 键判断屏幕哪边的中心圆比较大。基线条件实验条件下单次试验流程如图7 ( b ) 所示，实验开始时呈现注视点，1 2 0 0 毫秒之后注视点消失，呈现两个艾宾浩斯错 觉图的中心圆1 0 0 0 毫秒，之后呈现外周圆同时中心圆不消失，所有刺激呈现4 0 0 毫 秒后消失，要求被试判断屏幕哪边的中心圆比较大，并按键反应。实验开始前明 确告诉被视忽略外周圆，只判断中心圆大小。 ( a ) 基线条件( b ) 实验条件 图7 实验三单次试验流程图 实验分基线条件和实验条件两节进行，采用a b b a 平衡设计。每节实验含3 3 6 次试验。整个实验包括6 7 2 次试验，约需5 0 分钟。 1 4 视错觉中的视觉标签机制研究 实验装置与刺激材料，以及其他实验条件均与实验一相同。 2 3 2 实验结果 各被试在两种条件下的主观相等点如图8 所示。 图8 实验三被试主观相等点 对基线条件下和实验条件下的主观相等点进行t 检验，考察提前呈现中心圆对 艾宾浩斯错觉产生的错觉量是否有影响。结果显示，基线条件下主观相等点为3 0 3 4 l l l n l ( 标准差：1 2 1 r a m ) ，错觉量为6 3 41 1 1 1 1 1 ；在实验条件下主观相等点为2 7 8 6m m ( 标准差：0 8 6 n m a ) ，错觉量为3 8 6m m 。两种条件下的主观相等点差异显著， 吖7 ，= 6 5 6 ，p 0 0 1 ，即提前1 秒呈现中心圆会显著减小艾宾浩斯错觉量。 2 3 3 小结 在本实验条件下，中心圆先呈现，周围圆后呈现，这时对中心圆的加工更少 的受到周围圆的干扰。这一结果不能用捕获注意假说加以解释，而与时间分组假 说相符，故本实验的结果支持时间分组假说。 1 5 - 视错觉中的视觉标签机制研究 3 综合讨论 本研究采用视错觉范式，以错觉图为材料，以错觉量为指标，通过三个实验 系统地探讨了视觉标签的作用机制问题。结果表明，笔者提出的视错觉范式可有 效的引发视觉标签，且该范式下所获的实验结果支持时间分组假说。 3 1 视错觉范式的选择 鉴于以往视觉标签研究范式的局限，笔者采用视错觉范式，探讨视觉标签的 机制问题。视错觉范式具有如下优点：( 1 ) 无关干扰因素较少。在以往的视觉搜 索范式中，随着选用的目标和干扰子不同，干扰效应亦不同，且其干扰效应无法 直接测量，故视觉搜索范式下的实验结果间存在相互矛盾，不同研究的结果也不 可直接比较。然而，视错觉范式使无关信息对目标判断的干扰变小，且各种相对 错觉量间也可实现互相比较。( 2 ) 检测指标单一直接。在视错觉范式中测量主观 相等点，以实验条件和基线条件问的错觉量差异作为视觉标签的指标，可直观表 示异步呈现刺激导致的效应量。而在以往有关视觉搜索范式的研究中，一般均以 反应时或搜索斜率作为指标，但这两种指标均存在一定的争议。反应时会受到诸 多其他因素的影响，研究中产生的差异不能仅仅归结为实验操作，故更多研究者 以搜索斜率为指标。然而就搜索斜率的计算各研究者采用了不同的方法。有研究 者认为应计算全部项目的搜索斜率( w a t s o n h u m p h r e y s ，1 9 9 7 ) ，而另有研究者则 指出应计算旧项目的搜索斜率( j i a n g & c h u n ，2 0 0 2 ) ，这种指标问的不统一也使得各 研究结果不可直接比较。 本研究的实验一采用艾宾浩斯错觉为材料，提前1 秒呈现周围圆，接着呈现 中心圆，检测时间上的异步呈现是否会影响错觉量，即检测先呈现周围圆是否会 减弱其对中间圆大小判断的干扰作用。结果发现，提前呈现和同时呈现两种条件 下，对中心圆大小判断的错觉量差异显著，提前呈现条件下的错觉量显著小于同 时呈现条件，表明预览效应出现，视觉标签在视错觉范式下起作用。可见，视错 觉范式适用于探讨视觉标签机制问题。 新蕾= 气审u i 【士掣| 位健- 文 视错觉中的视觉标签机制研究 3 2 视觉标签的作用机制 通过三个实验，笔者较为系统的探讨了视觉标签的作用机制问题，实验结果 支持时间分组假说，不支持抑制模板假说和注意捕获假说。 实验一结果表明，采用笔者提出的新范式可以有效的引起预览效应。该结果 用现有的三个理论假说均可予以解释。根据抑制模版假说，在实验条件下，被试 提前获知周围圆会对判断造成干扰，为更精确判断中央圆大小而不受周围圆影响， 被试会根据此时的任务设置建立一抑制模版，其中保存周围圆的空间位置信息， 并对模版中的这些位置进行抑制，使得错觉图片完整呈现时，周围圆的效应相对 降低而中央圆的效应相对提高，从而使得周围圆对中央圆的大小判断影响相对减 小，被试对中央圆的大小判断更加准确。而注意捕获假说认为，在实验条件下， 中央圆相对于周围圆为一突现刺激，自动捕获注意，由于注意投向区域的感受性 较高，故判断更加准确；在基线条件下，周围圆和中央圆均是突现刺激，同等程 度吸引注意，因此中心圆的大小判断仍受周围圆的较大干扰。时间分组假说则认 为，在实验条件下，被试根据周围圆和中心圆的呈现异步性将整个刺激分为新旧 两部分，由于任务仅涉及中心圆，故被试选择性的把注意投向含有中心圆的新刺 激部分，从而导致中心圆的大小判断较基线条件要准确。 基于实验一的结果，笔者选取当前视觉标签机制研究中的两核心问题：位置 抑制假设及视觉标签的作用对象选择进行了进一步探讨。 实验二采用z f l l n 盱错觉为材料，旧项目与新项目占用同一空间位置，探讨位 置抑制假设问题。抑制模板假说认为，视觉标签会对先呈现的旧项目的位置进行 抑制。根据该假说，若先呈现的旧项目与后呈现的新项目共用同一空间位置时， 由于旧项目的空间位置被抑制，使得新项目的空间位置亦被抑制，因此，新项目 较旧项目在加工上无任何优势可言，预览效应应该消失。然而，实验二发现，虽 然新旧项目处于同一位置上，预览效应仍存在。该结果与抑制模版假说的预测相 矛盾，不支持抑制模版假说。 实验二的结果可用注意捕获假说与时间分组假说加以解释。根据注意捕获假 说，无论新旧项目是否占用同一空间位置，新项目( 长线段) 为突现刺激，必然 会捕获注意，使得其感受性较旧项目( 短线段) 提高，因此出现预览效应。根据 时间分组假说，由于呈现的异步性，被试可利用该时间线索将整个刺激分为新旧 1 7 视错觉中的视觉标签机制研究 两组，由于任务设置仅与新刺激相关，因此选择性的注意新刺激，从而使得对长 线段是否平行的判断更准确。 为进一步明确澄清视觉标签的作用机制，笔者在实验三中对抑制作用对象的 选择问题进行了探讨，旨在检验时间分组假说与注意捕获假说。实验三采用艾宾 浩斯错觉为材料，实验中将被试需注意的目标中心圆提前呈现，周围圆随后呈现。 根据注意捕获假说，视觉标签过程总是忽略旧项目而注意新项目，那么预览效应 应消失；而根据时间分组假说，视觉标签过程可根据任务要求而选择性的注意旧 项目而忽略新项目，则预览效应仍会出现。实验结果支持时间分组假说，即视觉 标签过程并非总选择新项目，而是根据当前任务设置选择需注意的项目，以提高 任务的绩效。 综上所述，本研究的结果支持时间分组假说，而不支持抑制标签假说和注意 捕获假说。至于时间线索是如何被利用的，以及视觉标签优化搜索的记忆机制等 问题，尚待进一步的实验探讨。 视错觉中的视觉标签机制研究 4 结论及进一步研究设想 本研究采用视错觉范式，以视错觉为材料，系统探讨了视觉标签的作用机制 问题，获得以下主要结果： ( 1 ) 视错觉范式下预览效应出现； ( 2 ) 视觉标签不是通过对旧项目的位置抑制实现，不支持抑制模版假说； ( 3 ) 视觉标签并非总选择后呈现的新项目进行优化，而可根据任务设置选择 优化先呈现的旧项目，支持时间分组假说。 根据上述结果，本研究获得如下结论：视觉标签不是通过抑制位置实现，也 非一新刺激捕获注意的过程，而是一根据时间间隔把当前刺激分组，并将注意分 配至与目标相关的某个亚组的过程。 在本研究基础上，笔者提出如下进一步的研究设想： ( 1 ) 探索视觉标签中的记忆机制； ( 2 )探索是否可以根据时间线索进行两组以上的分组与选择： ( 3 )视