（应用心理学专业论文）不同提示方式、元素空间设置对多元素视觉显示决策绩效的影响.pdf

浙江大学硕士论文 不同提示方式、元素空间设置 对多元素视觉显示决策绩效的影响 摘要 本研究运用感觉辨别力和元素权重为实验指标，在各元素可靠性不相同的 情况下，研究不同提示方式、元素空间设置对被试决策续效的影晌。 本研究麸有三个实验：实验一和实验二分别以数字和图形作为元素类型， 在各元素可靠性不相同的情况下，考察不同提示方式( 颜色、亮度、闪烁) 对 被试决策绩效的影响，并确定数字显示和图形显示时较优的提示方式。实验三 考察元素空间设置( 聚群、分散) 对被试决策绩效的影响。 本研究得出以下几个结论： 1 在多元素视觉显示中，对高可靠性元素畴提示能够显著地提高被试的决策续 效。在亮度、颜色、闪烁三种提示方式中，较优的提示方式是闪烁。 2 在育提示的显示条件下，被试赋予高可靠性元素的元素权重显著高于赋予低 可靠j 睦元素的元素权重。 3 有提示时被试决策绩效较高睁原因根可能是在有提示的条件下，被试能够有 效地进行注意的分配，将注意力集中到高可靠性元素上，从而保证较高的决策 效率。 4 被试对每个位置上元素赋予的元素权重随着元素可靠性的变化而变化。 5 在多元素视觉显示中，元素以聚群的形式呈现时被试的决策绩效显著优于元 素以分散的形式呈现时被试的决策绩效。 关键词：多元素视觉显示；元素可靠性；元素类型；c o s s 分析技术； 元素权重；元素空间设置 浙江大学硕士论文 t h ee f f e c t so fc u ew a ya n de l e m e n ts p a t i a l a r r a n g e m e n to nw a k i n g - d e c i s i o n p e r f o r 曩a n c e i nt h e u l t i e l e m e n tv i s u a ld i s p l a y a b s l e r a ct t h i ss t u d yw a sc o n d u c t e dt or e s e a r c ht h ee f f e c t so fc u ew a y ， e l e m e n ts p a t i a la r r a n g e m e n to nm k i n g d e c i s i o n - p e r f o r m a n c ei nt h e m u i t i e l e m e n tv i s u a ld i s p l a y ，w h i l et h er e l i a b i l i t yo fe v e r ye l e m e n tw a s d i f f e r e n t i nt h i ss t u d y ，s e n s ed i s c r i m i n a t i o nc a p a c i t ya n de l e m e n t w e i g h tw e r ea n a l y s i s e c l t h e r ew e r et h r e ee x p e r i m e n t si nt h i ss t u d y e x p e r i m e n t 1a n d e x p e r i m e n t2r e s e a r c h e dt h ee f f e c t so fc u ew a y ( c o l o r ，l u m i n a n c e ，f l a s h i n g ) o nm a k i n g d e c i s i o n - p e r f o r m a n c e ，a n dc o n f i r m e dt h eb e s tc u ew a y ，w h i c h u s e dd i g i ta n dg r a p h i c sr e s p e c t i v e l y e x p e r i m e n t3e x p l o r e dt h ee f f e c t s o fe l e m e n ts p a t i a la r r a n g e m e n t ( b l o c k i n g ，d i s t r i b u t e d ) o i lt h em a k i n g d e c i s i o n - p e r f o r m a n c e t h ef o l l o w i n gr e s u l t sw e r eo b t a i n e d ： 1 t h ec u e sp r o m o t e dt h ep e r f o r m a n c es i g n i f i c a n t l yi nm u l t i e l e m e n t v i s u a ld i s p l a y a m o n gc o l o r ，l u m i a n c e ，f l a s h i n g ，t h eb e s t c u ew a yw a s f l a s h i n g 2 t h ee l e m e n tw e i g h to fh i g hr e l i a b i l i t ye l e m e n tr e c e i v e dw a s s i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h a to fl o wr e l i a b i l i t ye l e m e n t w h i l ec u e i n g t h eh i g hr e l i a b i l i t ye l e m e n t 3 i tw a st h er e a s o no fh i g h e rp e r f o r m a n c ew h i l ec u e i n gt h eh i g h r e l i a b i l i t ye l e m e n tt h a tt h ec u ec o u l dh e l pt h es u b j e c td i s t r i b u t e i i 蛳江大学顽士论文 a t t e n t i o ne l f e c t i v e l y ，f o c u st h e i ra t t e n t i o no nh i g h e rr e l i a b i l i t y e l e m e n t s 4 t h ep e r f o r m a n c eo f b l o c k i n gd i s p l a yw a ss i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h a t o fd i s t r i b u t e dd i s p l a yi n a l t i e l e m e n tv i s u a ld i s p l a y k e yw o r d s ： m u l t l e l e m e n t v i s u a ld i s p l a y ；e l e m e n tr e l i a b i l i t y e l e m e n tt y p e ：c o s sa n a l y ti ct e c h n i q u e ： e l e m e n tw e i g h te l e m e n ts p a t i a la r r a d 蟮e m e n t l 浙江大学硕士论文 前言 视觉显示( v i s u a ld i s p l a y ) 在人机系统中有着非常重要的作用。人从 外界接收的信息有8 0 以上是通过视觉通道完成的。以往的视觉显示大多是 单元素视觉显示，有关的研究主要是围绕着人的知觉特点进行的。随着科学 技术和计算机科学的不断发展，复杂的人机交互作用系统要求呈现的信息日 趋复杂化和多样化，在这和背景下，产生了多元素视觉显示这种新兴的视觉 显示界面。 多元素视觉显示界面同时呈现多个显示元素，以表达系统的整体信息。 它要求操作者首先对多个元素提供的信息进行整合，然后对系统整体状态作 出判断和决策，从而保证整个人机系统的安全运作和决策绩效。 与无需系统操作者注意分配的单元素视觉显示界面相比较，在多元素视 觉显示界面中，操作者在获得多种信息、对信号进行决策或判断的过程中。 涉及到操作者对信息的整合和注意的分配，其绩效是操作者对系统整体状态 的操作结果。然而，对操作者来说，同时从多个显示元素中获得全丽的信息 是有一定难度的。如果多元素视觉显示界面的设计能够设置一定的视觉显示 条件。例如对高可靠性即变异度较低的元素以亮度或其它的方式进行提示、 可靠性较高的元素以聚群的形式呈现等，就可以帮助操作者把注意力合理地 分配到最具有影响力或最关键的元素即可靠性较高的元素上。对同时量现的 多个元素所代表的系统整体状态作出准确、快速的决镶，从而提高操作者的 决策绩效。反之，如果没有一定的视觉显示条件帮助操作者识别元素可靠性 的高低，操作者就很难把握同时呈现的多个元素所代表的系统整体状态，进 而影响操作者的决策绩效。因此。研究多元素视觉显示再面中各种显示条件 对操作者决策绩效的影响就可以使我们了解操作者在多元索视觉显示中的操 作特点，从而更好地设计多元素视觉显示界面使其符合操作耆的操作规律， 促进操作者的决策绩效。 有关的多元素视觉显示界面的研究始于九十年代。在各元素的可靠性都 浙旺大学硕士论文 相同的情况下，s o r k i n 等人以元素个数( 1 、2 、4 、9 、1 6 个) 、元素类型( 数字、图形) 、刺激的呈现时阆( 5 0 0 m s 、2 3 3 m s 、1 1 7 m s ) 、元素空间设置( 水平直线式、方形矩阵式) 为自变量，研究了这些变量对被试决策绩效的影 响。研究结果表明：元素类型、元素个数和元素空间设置对被试的决策绩效 有显著的影响( s o r k i ne ta 1 ，1 9 9 1 ) 。在各元素可靠性不相同的情况下， 1 0 n t g o m e r y 等人考察了一定的视觉显示条件( 如延长刺激的呈现时间、对可 靠性较高的元素用亮度进彳亍提示等) 对操作者决策绩效的影响，证实了刺激 呈现时间的延长、“亮度提示”对被试的决策绩效有一定的促进作用( m o n t g o m e r ye ta 1 ，1 9 9 6 ) ( 见附录一文献综述) 。 在多元素视觉显示方面，s o r k i n 等人和m o n t g o m e r y 等人的研究得出了 许多有意义的结果，但也有许多问题值得避步地研究。首先tm o n t g o m e r y 只研究“亮度提示”对操作者决策绩效的影响，而没有研究其它的提示方式 ( 如颜色、闪烁等) 对操作者决策绩效的影响。其次，s o r k i n 是在各元素可 靠性都相同的情况下研究元素空间设鬟对操作者决策绩效的影响，没有考虑 在各元素可靠性不相同的情况下元素窆闻设置对操作耆决策绩效的影响。 综合以上分析。本研究以感觉辨别力和元索权重为指标，试图在各元素 可靠性不相同的情况下，研究提示方式( 有。没有提示”、“亮度提示”、 “颜色提示”、“闪烁提示”四种情况) 、元素空间设置( 聚群、分散) 对 被试决簸绩效的影响。 本研究共包括三个实验： ( 1 ) 实验一以数字为元素类型，以对可靠性较高的数字的提示方式( 分为 “没有提示”、“颜色提示”、“亮度提示”、“闪烁提示”四种情况) 为 自变量，研究不同提示方式对被试决策绩效的影响，并确定数字显示时较优 的提示方式。 ( 2 ) 实验二以圈形为元索类型，以对可靠性较高的图形的提示方式( 分为 “没有提示”、“颜色提示”、“亮度提示”、“闪烁提示”四种情况) 为 自变量，研究不同提示方式澍被试决策绩效的影响，并确定i 晷形显示时较优 的提示方式。 2 浙匝大学颈士论文 ( 3 ) 实验三以闪烁作为对可靠性较赢的元素的提示方式，采用数字和图形 两种元素类型，以元素空间设置( 可靠性较高的元素以聚群或分散的形式呈 现) 、元素类型( 数字、图形) 为自变量，研究元素空闻设置对被试决策绩 效的影响 新酞学颈士论文 实验研究 实验一多数字视觉显示中提示方式的t 效研究 i 引言 视觉搜索的有关研究证明亮度、闪烁、顾色作为突显( h i g h l i g h t i n g ) 方式能够显著地减少视觉搜索时间( f i s h e r t a n , 1 9 8 9 ：w i c k e n s a n d r e ，1 9 9 0 ：v a no r d e ne ta 1 ，1 9 9 3 ) 。m o n t g o m e r y 等人在多元素视觉显示 中的研究也证明“亮度提示”能够提高被试的决策绩效( m o n t g o m e r yc ta l + ， 1 9 9 6 ) 。本实验的目的是在以往研究的基础上在多元素视觉显示作业中， 在各元素可靠性不相同的情况下，当元素以数字作为元素类型呈现时考察 颜色、亮度、闪烁三种提示方式对被试决策绩效的影响，并确定多数字显示 的较优提示方式。 2 实验方法 2 1 实验材料和设备 实验在实验室中进行。实验设备主要有5 8 6 微机、v g a 彩色显示器、标 准键盘。计算机用来控制实验程序并自动记录被试的反映，显示嚣用来呈现 实验刺激，链用来作为被试的反映键。实验中，被试的眼靖离计算机屏幕 的距离大约为7 0 c m 。实验刺激与被试的眼睛形成的视角约为7 7 d e g 。 宴验材料是l 9 的七个整数。这七个数字共同组成个显示系统。每个 数字代表这个系统中的一个元素。这七个不同数字自砰均值袭示系统的某种 状态。当呈现的七个数字的平均值太于4 5 时t 表示系统处于信号状态；当 呈现的七个数字的平均值小于4 5 时表示系统处于噪音状态。 系统中。七个数字佳的大小变化程度对系统的整体状态有很太的影响。 系统中，七个数字僮的大小变化程度对系统的整体状态有很大的影响。 浙扛大学顼士论文 实验研究 实验一多数字视觉显示中提示方式的工效研究 l 引言 视觉搜索的有关研究证明亮度、闪烁、颜色作为突显( h i g h l i g h t i n g ) 方式能够显著地减少视觉搜索丑寸问( f i s h e r t a n , 1 9 8 9 ；w i c k e n s a n d r e ，1 9 9 0 ：v a no r d e ne ta 1 ，1 9 9 3 ) 。m o n t g o m e r y 等人在多元素视觉显示 中的研究也证明“亮度提示”能够提高被试的决策绩效( m o n t g o m e r ye ta 1 ， 1 9 9 6 ) 。本实验的目的是在以往研究的基础上，在多元素视觉显示作业中， 在各元素可靠性不相同的情况下，当元素以数字作为元素类型呈现时，考察 颜色、亮度、闪烁三种提示方式对被试决策绩效的影响，并确定多数字显示 的较优提示方式。 2 实验方法 2 1 实验材料和设备 实验在实验室中进行。实验设备主要有5 8 6 微机、v g a 彩色显示器、标 准键盘。计算机用来控制实验程序并自动记录被试的反映，显示船用来呈现 实验刺激，键盘用来作为被试的反映键。实验中，被试的眼睛离计算机屏幕 的距离大约为7 0 c m 。实验刺激与被试的眼晴形成的视角约为7 7 d e g 。 实验材料是l 9 的七个整数。这七个数字共同组成一个显示系统，每个 数字代表这个系统中的一个元素。这七个不同数字的平均值表示系统的某种 状态。当呈现的七个数字的平均值大于4 5 时，表示系统处于信号状态；当 呈现的七个数字的平均值小于4 5 时表示系统处于噪音状态。 系统中，七个数字值的大小变化程度对系统的整体状态有很大的影响。 浙江太学硕士论文 在本实验中用呈现数字值的大小变化程度表示这个数字的可靠性程度即元 素在系统中具有的关键性或影响力，并以标准蓑作为这个数字可靠性高低的 指标。当一个数字的值交化较大即这个位置上的数字分布的标准差较大时， 表明这个数字的可靠性较低。其在系统中对系统状态判断的影响力较小；当 一个数字的值变化较小即这个位置上的数字分布的标准差较小时，表明这个 数字的可靠性较高，其在系统中对系统状态判断的影响力较大。 如表卜l 和表卜2 所示，本实验对各数字的可靠性作了如下设景：( 骑 数和偶数位置上的数字的可靠性各不相同。奇数位置上的数字可靠性高时的 呈现次数和偶数位置上的数字可靠性高时的呈现次数相同。当奇数位置( 第l 、3 、5 、7 位) 上的数字可靠性较高时，奇数位登上的数字分布的标准蓑 是0 8 5 ，其余位置上的数字分布的标准羞是1 3 。当偶数位置( 第2 、4 、 6 位) 上的数字可靠性较高时。偶数位置上的数字分布的标准差等于0 7 5 ， 其余位置上的数字分布的标准差等于1 5 。 表卜1奇数位置上的数字可靠性高时各位置上的数字分布 表卜2偶数位置上的数字可靠性高时各位置上的数字分布 实验中，当呈现的是信号时，各数字的值是从平均值为5 0 的正态分布 中选取。当呈现的是噪音时，各数字的值是从平均值为4 0 的正态分布中选 5 浙江大学硕士论文 取。 本实验的提示方式分为“没有提示”、“颜色提示”、“亮度提示”、 “闪烁提示”四种情况。如袭卜3 所示，被提示的数字均为可靠性较高的数 字。在每种提示方式下，背景色均采用黑色。在“没有提示”的条件下，各 数字均采用白色呈现。在“颜色提示”的条件下，被提示的数字采用黄色呈 现，其余的数字采用白色呈现。在“亮度提示”的条件下，被提示的数字的 亮度值较高( t 0 2 c d m 2 ) ，采用白色呈现，其余各数字孵亮度值较低( 4 0 2 c d m 2 ) ，采用浅灰色呈现。在“闪烁提示”的条件下，各数字均采用自色墨现， 被提示的数字畎8 1 h z 的闪烁频率呈现，其余的数字贝n 在刺激呈现的时间内一 直被呈现。 表1 - 3 实验中对数字提示的位麓控制 无提示有提示 当偶数位置上的数字可靠性高时l h l h l h l 1 h 1 h 1 h 1 堂童垫焦黑占鲤墼至丑壅丝查整 ! ! 三垦也! ! ! ! h ! ! 注：_ 箕中h 表示数字的可靠性高脯提示th 表示数字的可靠性高 但。没寄提示”；1 表示数字的可靠桎低 本实验中，黑色背景的亮度值为1 8 9 c d m 2 ，白色数字的亮度值为1 0 2 c d e 2 ，黄色数字的亮度值为1 0 5 c d 一，浅灰色数字的亮度值为4 0 2 c d m 2 ， 白色、黄色和浅灰色的色度坐标值分别为( o 1 8 ，0 2 8 ) 、( 0 3 3 ，0 5 2 ) 、 ( 0 1 4 ，0 2 8 ) 。键盘的照度值为5 2 1 t u 【。各壳度值、色度值及键盘的照度值 分别用u g d i l 4 亮度计和s z - 3 0 1 照度计测定。 2 2 实验任务 实验时。当呈现七个数字时，要求被试根据这七个数字的平均值的大小 判断系统的整体状态是信号或是噪音，即要求被试判断呈现的七个数字的平 均值是太于4 5 或小于4 5 。如果这七个数字的平均值大于4 5 ，按数字键 “l ”表示系统处于信号状态；如果这七个数字的平均值小于4 5 ，技数字 键“2 ”，表示系统处于嗓音状态。 浙江大学硕士论文 2 3 实验变量及设计 实验的自变量为对高可靠性数字的提示方式，分为“没有提示”、“颜 色提示”、“亮度提示”、“闪烁提示”四种方式。实验采取单因素的被试 内设计，每个被试均参加四种实验条件下的试验。每种实验条件下，刺激随 机呈现2 0 0 次，其中信号和噪音各1 0 0 次；奇数位置上的数字可靠性高时的 呈现次数和偶数位置上的数字可靠性高时的呈现次数各1 0 0 次。每个被试参 加的实验次数共有8 0 0 次。采用拉丁方设计消除实验可能产生的顺序效应。 2 4 实验程序 实验开始前，主试先通过计算枧屏幕向被试呈现实验的指导语( 详见附 录二) ，让被试充分了解和熟悉实验情景和步骤。然后，被试进入练习。在 正式实验之前，被试都经过了大量、充分的练习。 正式实验时，先在黑色屏幕中心呈现面积为1 2 5 1 2 5 c m 的白色注视小 方块。被试按空格键白色小方块消失后，在计算机屏幕中心水平地呈现七个 数字，时间为5 0 0 m s 。刺激消失后呈现白色屏幕，时间为2 0 0 m s 。接着屏幕 变黑5 s 。在这5 s 的时闻中，请被试根据实验任务的要求进行判断，并作相 应的按键反应。先于或后于这段时闻的反应不予计算。最后，根据被试的反 应是否正确，在屏幕中心呈现“正确”或“错误”的反馈信息。如果被试的 反应时间超过了规定的5 s 时间，屏幕e 就会呈现“请尽快反应”的提示。 实验程序由c 语言编制。 2 5 实验被试 本实验的被试共有8 名，均为浙江大学西溪校区的本科生或研究生，男 女各半。年龄在1 8 岁和2 6 岁之间，视力或矫正视力均在1 0 以上，色觉正 常。 3 结果分析 本研究采用感觉辨别力和元素权重作为实验指标。感觉辨别力是根据操 作者在信号决策过程中的击中次数和虚惊次数，利用击中率和虚谅率计算得 浙江大学硕士论文 如的一个实验指标( 杨治良，1 9 9 0 ) 。在本研究中感觉辨别力用来反映操作者 对多元素视觉显示中每次呈现时的整体决策绩效。元素权重是根据操作者依 据单个元素值的大小对每次呈现作出信号反应的概率，利用g o s s 分析技术( c o n d i t i o n a l - o n - a - s i n g l e - s t i m u l u s - a n a l y t i c - t e c h n i q u e ) 计算褥出的一 个实验指标( b e r g ，1 9 8 9 ) 。在本研究中元素权重用来反映操作者对多元素视 觉显示中每次呈现时单个元素的注意程度( c o s s 分析技术详见附录三，元素 权重及其计算详见附录四) 。 3 1 显示数字的整体绩效分析 四种实验条件下，被试的平均决策绩效如表卜4 所示。从表卜4 可见： 四种实验条件下，“闪烁提示”时梭试的绩效( 2 4 6 ) 最好，其次是“亮度 提示”时被试的绩效( 2 1 0 ) 和“颜色提示”时被试的绩效( 2 0 4 ) ，“没 有提示”时被试的绩效( 1 8 4 ) 最差。单因素重复测量方差分析结果表明： 不同实验条件下被试的决策绩效之间有显蓍的差异( 氏2 1 ) = 6 1 5 ，p ( o 0 0 5 ) ( 方差分析袁见附录五附表1 ) 。这些结果说明在多数字视觉显示中。对可 靠性较高的元素进行提示能够显著地提高被试的决策绩效；在亮度、颜色、 闪烁三种提示方式中，较优的提示方式是闪烁。 表1 - 4 四种实验条件下被试的平均绩效 3 2 显示数字的元素权重分析 3 2 1 显示数字的元素权重的位置分析 实验中，备元素在呈现中所处的位置( 奇数位、偶数位) 不同，各元素 的可靠性也不相同。因此，本实验对显示数字的元素权黧的位置分析分为两 种情况：当奇数位置上的数字可靠性离时的位置分析。当偶数位置上的 数字可靠性高时的位景分析。 浙江大学硕士论文 四种实验条件下，奇数位置上的数字可靠性高时和偶数位置上的数字可 靠性高时被试赋予每个数字的平均元素权重分别如表卜5 和表卜6 所示。 从表卜5 和表l - 6 可知：在“没有提示”的条件下，被试赋予高可靠性 数字的元素权重均低于赋予低可靠性数字的元素权重。在有提示的条件下， 被试赋予高可靠性数字盼元素权重均高于赋予低可靠性数字的元素权重。单 因桑重复测量的方差分析结果袭明：不同的实验条件下，被试赋予不同位置 上的数字的元素权篁之间有显著的差异( 奇数位置上的数字可靠性高对， ，kl 哪= 2 。7 2 ，p o 0 5 ：偶数位置上的数字可靠性高时，kl ) = 2 6 8 ，p o 0 5 ) ( 方差分析表分别见附录五附表2 和附袭3 ) 。以上分析说明在不同的实验 条件下，被试对确定位置上数字莳注意程度隧蓍该位置上元素可靠性的不同 而变化即在一个确定的数字呈现位置上数字可靠性高。被试对数字的洼 意程度就高，反之，注意程度低。例如：在“颜色提示”的显示条件下当 奇数位置上的数字可靠性高时，被试赋予第一个位置上数字的元素权重为 0 1 9 4 ( 见表卜5 ) ，当奇数位置上的数字可靠性低时，被试赋予第一个位置 上数字的元素权薹为0 0 9 ( 见袭卜6 ) 。 表卜5 奇数位置上的数字可靠性高时被试赋予每个数字的平均元素权重 表卜6 偶数位置上的数字可靠性高时被试赋予每个数字的平均元素权重 垒星!垒塞!垒薹i垒薹!壁薰!垒茎!垒蔓： 没有提示0 1 3 4 0 1 2 7 0 2 4 7 0 1 3 0 0 1 4 10 1 0 90 ，1 3 0 颜色提示q 尘盟0 1 6 6 0 1 2 3o 1 7 6 0 1 5 30 1 7 80 t 1 1 8 亮度提示 o 。1 4 9o ，1 4 50 2 1 6o 1 4 8 0 1 1 30 i 3 40 0 9 5 闪烁提示0 1 2 4 0 1 6 8 0 1 1 40 1 5 70 1 2 5 o 1 8 5 旦l 2 6 9 浙江大学硕士论文 3 2 2 显示数字的元索权重的可靠性分析 被试赋予可靠性不相同的数字的平均元素权重如表卜7 所示。从表卜7 可知：“没有提示”时被试赋予高可靠性数字的元素权重明显低于赋予低可 靠性数字的元素权重，配对t 检验的结果表明：在“没有提示”的条件下， 可靠性不相同的数字得到盼元素权重之间有显著的差异( t c 6 b ) 一4 3 5 ，p o 0 0 1 ) 。在有提示的三种条件下，被试对高可靠性数字赋予的元素权重均明显高 于赋予低可靠性数字的元索权重，配对t 检验的结果表职：有提示的显示条 件下可靠性不相同的数字得到的元索权重之间有显著的差异( “颜色提示” 时，t ( b b ) = 6 3 1 ，k o 0 0 1 ：“亮度提示”时，嘶) = 2 1 7 ，p o 0 5 ：“闪烁提示” 时，f = 6 1 6 ，p o 。0 0 1 ) 。这些结果说明在提示的帮助下，被试对低可靠性 元素的注意程度较低，而对高可靠性元素的注意程度较高，即操作者赋予高 可靠性元素的元素权重高于赋予低可靠性元素的元素权重。这一结果与以往 多个听觉任务中匏研究结果基本一致( b e r g ，1 9 9 0 ；b e r g g r e e n , 1 9 9 0 ) 。 表卜7 四种实验条件下被试赋予可靠性不同的数字的平均元索权重 通过上述的元素权重分析，我们认为：表卜4 中在有提示的显示条件下 被试的决策绩效之所以较高，其原因很可能就是因为在有提示的条件下，被 试能够有效地进行注意的分配，将注意力集中到高可靠性元素上，从而保证 了较高的决策绩效。 4 结论 综合以上分析，本实验得出以下五个结论： 对可靠性较高的数字进行提示能够显著地提高被试的决策绩敬。 在颜色、亮度、闵烁三种提示方式中，较忧的提示方式是闪烁。 浙江大学硕士论文 教试对每个位置上的数字所赋予啻q 元素权重随着元素可靠性的不厨而 变化。 在有提示的显示条件下，被试赋予高可靠性数字的元素权熏显著高于 赋予低可靠性数字的元素权重。 在有提示的显示条件下，被试的决策绩效较高的原因很可能是提示使 被试将注意力进行了合理的分配。从而保证了被试较高的决策绩效。 根据以上结果，多数字视觉显示界面的设计应遵循以下两个原则： 宜采用提示的方式促进操作者的决策绩效。 在颜色、亮度和闪烁三种提示方式中，宜采用闪烁作为提示方式。 浙江大学硕士论文 实验二多图形视觉显示中提示方式的工效研究 1 引言 多元素视觉显示界面的元素类型有数字( 或称符号、字母数字式) 和图 形两种形式( h u c m n g s c n , 1 9 8 1 ：s o r k i ne ta 1 ，1 9 9 1 ) 。实验一以数字为元 素类型。研究在多元素视觉显示中不同提示方式对被试决策绩效的影响。本 实验的目的是在各元素可靠性不相同的条件下，考察当各元素以图形的形式 呈现时，亮度、颜色、闪烁三种提示方式对被试决簸绩效的影响，并确定图 形显示时较优的提示方式。 2 实验方法 2 1 实验材料和设备 实验场地、设备均同实验一。实验刺激与被试的眼睛形成的视角约为 6 9 d e g 。 如图2 一l 所示。实验材料由七个桂形圈组成。这七个柱彤图组成一个显 示系统每个柱形圈代表这个系统中的一个元素。图2 - 1 中。每个柱形图的 宽度是0 5 c m 。高度为5 e m 两个相邻的柱形图之间的间隔为0 7 5 c m 。每个 柱形图左边的轮廓线上黼九条刻度线，用来帮助被试判断各柱形图的值。 每相邻的两条刻度线所表示的值相差1 。其中最下边的刻度线表示1 0 ，中间 较粗的刻度线表示5 0 。最上边的刻度线表示9 0 。每个柱形图中都有一条标 注线，表示这个柱形圈的值。每个柱形图的值都可以从这条标注线所处的刻 度值读取。各柱形图的值均为1 到9 之闻的整数。 呈现的七个柱形图的平均值表示系统的莱种状态。当呈现的七个柱形图 的平均值大于4 5 时，表示系统处于信号状态；当呈现的七个柱形圈的平均 值小于4 5 时，表示系统处于噪音状态。例如：图2 - 1 中，从各柱形圈的标 注线读取的七个柱形图的值依次是：4 、6 、3 、5 、5 、4 、2 ，它们的平均值小 浙江大学颟士论文 于4 。5 ，因此这七个柱形圈所代表的系统整体状态是噪音，而不是信号。 系统中，七个柱形图值的变化程度的大小对系统的整体状态有很大的影 响。实验中，用柱形图值的大小变化程度表示这个柱形图在系统中的可靠性 程度，并以标准差作为指标表示各位置上柱形图的可靠性高低。当个枝形 图的值变化较大时，其标准差较大，表明这个柱形图的可靠性较低；当一个 柱形图的值变化较小时，其标准差较小，表明这个柱彤圈的可靠性较高。本 实验对各撞形图可靠性的设置与实验一中对各数字可靠性的设置相同。 圈2 - i实验材料示意圈 本实验共有四种提示方式，分为亮度、颜色、闪烁三种提示方式和“没 有提示”。被提示的柱形图殉为可靠性高的柱形霉。每种提示方式下。背景 色均采用黑色，各柱形图的中间用黑色填充，用柱形圈轮廓线的颜色和亮度 值分别表示这个柱形图的颜色和亮度值。 2 2 实验任务 实验任务是当呈现七个柱形图时，要求被试判断所呈现的七个柱形图的 平均值是大予4 5 还是小于4 5 。如果这七个柱形图的平均值大于4 5 按数 字键“1 。表示系统处于信号状态；如果这七个挂形图的平均值小于4 5 ， 按数字键“2 ”，表示系统处于噪音状态。 9 8 7 6 5 哇3 2 l _ 1 9 f 江大学硕士论文 2 3 实验变量及设计 实验变量及设计同实验一。 2 4 实验程序 实验程序同实验一。 2 5 实验被试 本实验的被试共有8 个，均为浙江大学西溪校区的本科生或研究生，男 女各半。年龄在1 8 岁和2 6 岁之间。视力或矫正视力均在1 0 以上，色觉正 常。这8 个被试均没有参加过实验一的实验。 3 结果分析 3 1 显示图形的整体绩效分析 四种实验条件下，被试的平均绩效如表2 - 1 所示。从表2 - 1 可知：有提 示时被试的绩效均优于“没有提示”时被试的缋效。四种实验条件下，“闪 烁提示”时被试的绩效( 2 0 1 ) 最好，其次是“颜色提示”时被试的绩效 ( 1 8 3 ) 和“亮度提示”时被试的绩效( 1 6 5 ) 最差的是“没有提示”时 被试的绩效( 1 6 0 ) 。单因素重复澍量的方差分析结果表明：不同实验条件 下被试的决策绩效之间有十分显著的差异( p c 油) - - 8 9 8 ，只0 0 0 5 ) ( 方差分 析表见附录五附表4 ) 。以上结果分析表明：在多图形视觉显示中，对图形 可靠性的提示融够显著地提高被试的决策绩效；在颜色、亮度、闪烁三种提 示方式中，较优的提示方式是闪烁。 表2 - 1 四种实验条侔下平均绩效 塑童整至堡垒量委塞堡堡歪固签堡歪 感觉辨别力1 6 01 8 31 6 5 2 0 1 3 2 显示图形的元素权重分析 3 2 1 显示图形的元索权重的位置分析 1 4 塑笙塞堂塑圭堡塞 四种实验条件下，奇数位置上的图形可靠性高时和偶数位置上的图形可 靠性高时被试赋予每个图形的平均元素权重分别如表2 - 2 和表2 - 3 所示， 从袭2 2 和表2 - 3 可知：在“没有提示”的条件下，被试赋予不同位置 上的图形的元素权重基本上没有规律性，有的高可靠性图形得到的元素权煎 高于低可靠性图形得到的元素权重，而有的却低于低可靠性图形得到的元素 权重。在有提示的条件下，被试赋予高可靠性图形的元素权重均离于赋予低 可靠性图形的元素权重，单因素熏复测量的方差分析结果表明：不同的实验 条件下授试赋予不f 司经置上的霉形的元素权重之间有显著的差异( 奇数位置 上的图形可靠性高时，氏l 鲋= 4 4 4 ，p o 0 0 1 ；偶数位置上的图形可靠性高时， ，kl 鞴j = 2 5 9 7 ，p o 0 5 ) 。在有提示的三种条件下， 被试对高可靠性图彤赋予的元素权重均明显高于赋予低可靠性图形的元素权 重，配对t 检验的结果表明有提示的显示条件下，被试赋予高可靠性图形的 元素权重与赋予低可靠性图形的元素权蕉之间有显著差异( “颜色提示” 时，t s 毋= l o 5 1 ， k o 0 0 1 ：“亮度提示”时，t ( 鳓= 3 5 9 ，p o 0 5 ) 。这些结果 说明不同元素类型对不同元素空间设置的绩效并无显著影响。 浙江大学硕士论文 3 2 显示元素的元素权重分析 3 2 1 显示元素的元素权重的位置分析 实验中，依据各元素在实验中所处的位置( 奇数位、偶数位、左边的三 个位置、右边的三个位置) 不同，各元素的可靠性也不相同因此。本实验 对显示元素的元素投童的位置分析分为四种情况：当奇数位置上的元素可 靠性高时的位置分析。当偶数位置上的元素可靠性高时的位置分析。当 左边三个位置上的元素可靠性高时的位翌分析。当右边三个位置上的元素 可靠性高时的位置分析。 不同元索可靠性设鼍的条件下，被试赋予每个位置上的元素的平均元素 权重分别如表3 - 2 、表3 - 3 、表3 4 和表3 - 5 所示。从表3 2 、表3 - 3 、袭3 4 和表3 5 可知：不论是数字显示还是图形显示，被试赋予高可靠性元素的 元素权重均明显高于赋予低可靠性元素的元素权重。单因素重复测量的方差 分析结果表明：除了奇数位置上的元素可靠性高时被试赋予每个元素的元素 权重之闻没有显著的差异( f 蠢g o ) = 2 1 7 ，p o 0 5 ) ( 方差分析表见附录五附表 8 ) 外，其它三种显示条件下，被试赋予每个位置上泡元素的元素权重之间均 有显著的差异( 偶数位置上的元素可靠性高时，曩b ) = 6 6 3 ，只0 0 0 1 ；左边三 个位置上的元素可靠性高时，氏鲫= 2 8 3 ，p o 0 5 ：右边三个位置上的元素可靠 性高时， h 产4 5 0 ，p o 0 0 1 ) ( 方差分折表分剐见附最五附袭9 、附表1 0 、 附表11 ) 。以上分析说明被试赋予每个位置上的元素的元素权重随着这个位 置上的元素可靠性的变化而变化。这个结果和宴验一、实验二基本相同。 表3 2 奇数位置上的元素可靠性高时被试赋予每个元素的平均元素权重 篮星! 焦堇壁篁! 垫薹! 丝点丝星丝篁! 数字显示0 1 4 2 0 1 3 7 o 1 5 30 1 0 90 1 4 70 1 7 6 0 1 3 6 图形显示 o 1 7 1 玑1 0 6o i b 4 o 堡生! ! ! 堑! ! ! 丝! ：! ! ! 塑望查塑圭篓茎 表3 - 3 偶数位置上的元素可靠性高时被试赋予每个元素的平均元素权重 位置l 位置2 位置3 位置4 位置5 位置6 位置7 数字显示 o 0 9 8o 1 8 40 1 0 10 1 7 80 1 4 4 o 。t 5 40 。1 4 0 圉形显示 0 1 1 70 1 7 4o 1 3 6 o 1 6 30 1 1 20 1 8 30 1 1 5 表3 4 左边三个位置上元素可靠性高时被试赋予每个元素的平均元素权重 位置1 位曩2 位置3 位置4 位置5 位置6 位置7 数字显示0 1 s 0o 1 5 8o 1