（基础心理学专业论文）速度及静态线索对运动诱发知觉组织过程的影响.pdf

的指导下， i 用的内容 外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品 成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 彳霉冲处 日期：多汐f p 年占月6 日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复 制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位 论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其 他方法保存学位论文。 学位敝作者躲酣迎导师签名：以 日期：易肜年e 月易日日期：d 咿矽年月g 为刺激，结合信号检测及 激的所诱发视知觉组织过 程。 研究包括两个部分： 一、检验刺激的速度、对比度和颜色对运动诱发知觉分组特征辨别效应的影 响，结果发现：1 刺激速度对知觉分组特征辨别呈非线性影响关系，即提高刺激 的运动速度，个体辨别水平先升后降；在总体上下，颜色和对比度对辨别力没有 影响，不过如果与速度一起考虑，显示其与速度有交互作用，对知觉辨别存在显 著影响； 二：检验颜色诱发知觉组织过程和运动诱发知觉组织过程间的作用关系。结 果发现：1 当两种知觉组织特征不一致时，颜色诱发的知觉分组特征能对辨别运 动诱发的知觉分组特征形成干扰，反之不立；当两种知觉组织特征一致时，颜色 与运动则互为增益，有助辨别力的提升。 研究的结果提示，运动诱发的知觉组织过程受特定动态因素的影响，但在一 定条件下，某些静态刺激成分对其具有调制作用；同时，当不同线索的知觉分组 特征发生冲突时，个体首先加工由静态因素所产生的知觉分组特征，但这并不意 味着个体完全忽略运动的知觉分组特征线索。 关键词：相对运动知觉组织随机动点图速度颜色对比度 o f o f f i r s t l y , t h es t u d ye x p l o r e st h ee f f e c t so fv e l o c i t y , c o n s t r a c t sa n dh u e so nt h e d i s c r i m i n a b i l i t yo fp e r c e p t u a lg r o u p i n gf e a t u r e s t h er e s u l t sm a n i f e s tt h a tv e l o c i t y , a s ad y n a m i cf a c t o rh a san o n l i n e a re f f e c to nt h ed i s c r i m i n a b i l i t y ：t h ed i s r i m i n a b i l i t y f n - s t l yi n c r e a s e sa n dt h e nd e c r e a s e sw h i l ev e l o c i t yk e e p si n c r e a s i n g a ss t a t i cf a c t o r s ， h u e sa n dc o n t r a s t sp e rs eh a v en om a i ne f f e c to nt h ed i s c r i m i n a b i l i t y ；h o w e v e r , t h e y h a v et h ei n t e r a c t i o nw i t ht h ef a c t o ro fv e l o c i t ya n dc a ns i g n i f i c a n t l yc h a n g et h e t e n d e n c yo ft h ee f f e c to fv e l o c i t yo nt h ed i s c r i m i n a b i l i t y t h es e c o n dp a r to ft h es t u d ye x p l o r eh o wt w od i f f e r e n tt w op e r c e p t u a lg r o u p i n g p r o c e d u r e s ，h u es i m i l a r i t yi n d u c e da n dr e l a t i v em o t i o ni n d u c e do n e s ，i n t e r a c tw i t h e a c ho t h e r t h er e s u rm a n i f e s t st h a t ：( 1 ) w h e nt h ef e a t u r e sf r o mt h e s et w oa r e i n c o n g r u e n t ，t h eh u e i n d u c e d p e r c e p t u a lg r o u p i n g f e a t u r e sc a na t t e n u a t et h e d i s c r i m i n a b i l i t yo fm o t i o ni n d u c e dp e r c e p t u a lg r o u p i n gf e a t u r e s ，b u tn o tv i c ev e r s a ；( 2 ) w h e nt h ef e a t u r e sf r o mt h e s et w oa r ec o n g r u e n t ，b o t ho ft h e mc a ne n h a n c et h e d i s c r i m i n a b i l i t yo fe a c ho t h e r t h er e s u l t so ft h i ss t u d ys u g g e s t s ：( 1 ) d e s p i t et h ef a c tt h a tm o t i o ni n d u c e dp e r c e p t u a l g r o u p i n ga r ei n f l u e n c e db ys o m eu n i q u ed y n a m i df a c t o r s ，t h ee f f e c tc a l lb em o d u l a t e d b ys o m es t a t i cf a c t o r si ns o m es i t u a t i o n s ；( 2 ) w h e nt h ep e r c e p t u a lg r o u p i n gf e a c t u r e s f r o md i f f e r e n tc u e sh a v et h ec o n f l i c t s ，i n d i v i d u a l st e n dt op r o c e s st h ef e a t u r e sf r o m s t a t i cc u e s ( s u c ha sh u e s ) ，w h i c h , h o w e v e r ，d o e sn o tm e a nt h a ti n d i v i d u a l ss h e e r i g n o r et h ef e a t u r e sf r o md y n a m i cc u e s k e y w o r d ：r e l a t i v e m o t i o n , p e r c e p t u a lg r o u p i n g ，v e l o c i t y , r a n d o m d o t k i n e m a t o g r a m s ，h u e ，c o n t r a s t 2 目录 4 程4 ! ； 6 响7 9 1 ( ) 对运动诱发知觉组织过程的影响1 1 1 1 1 9 4 研究- - ：运动诱发的知觉组织过程和颜色相似性诱发的知觉组织过程间的相互影响2 5 4 1 实验设计2 5 4 2 被试2 5 4 3 实验设备2 5 4 4 实验刺激。2 5 4 5 实验流程。2 7 4 6 数据处理2 9 4 7 实验结果2 9 4 8 结果讨论3 2 5 讨论3 3 5 1 关于实验结果3 3 5 2 本研究的意义及可能的深入研究3 5 5 3 本研究的不足3 6 6 结论：1 7 参考文献3 8 附录q 1 1 附录一：实验一指导语4 1 附录二：实验二指导语4 2 附录- - ： 研究二实验指导语4 3 3 1 1 基于相对运动的视知觉组织过程 知觉组织这个词某种程度上是一个模糊的概念，总体而言它是对将感觉信息 加工成特定的知觉结构的过程的总称。作为正常人最基本的能力之一，知觉组织 过程保证了人类的生存和发展有着极为重要的意义。尤其是对于视知觉组织而 言，人类8 0 以上的信息是通过视感觉通路所获得的，而将这些杂乱的感觉信息 整合并使之成为能被个体理解的信息则是视知觉组织最主要的功能。尽管这一功 能令人习以为常，但不可否认的是人类的绝大多少活动都必须基于这一功能才能 够完成。 而对于知觉组织过程的研究亦由来已久，其中最为著名的莫过于德国的格式 塔学派所做成的杰出贡献( k o f f k a ，1 9 3 5 ；p a l m e r , 2 0 0 2 ) 。他们所提出的关于知觉组 织的基本原则至今依旧具有非常大的研究价值，并且受到绝大多数研究者的重 视，其中包括闭合律、相似律、接近律以及共同命运( k o f f k a , 1 9 3 5 ；w e r t h e i m e r , 1 9 3 8 ) 。不过尽管通常总会与其它原则一起被提及，共同命运( c o m m o nf a t e ) 这 一原则本身却与其它三条原则有着明显的差异，即共同命运所包含的特征需要通 过空间时间变化来表达，而不是如同其他原则那样仅通过静态的刺激就可以传 达。在共同命运的原则下，个体可以通过运动的一致性( m o t i o nc o h e r e n c e ) 来 完成知觉组织及对象背景分离任务- ( s t t i r z e l & s p i u m a n n ，2 0 0 4 ) 。换言之，共同命 运原则既是通过运动特征间的相对差异从而进行视知觉组织加工。 由于这样一种特殊性的存在，基于相对运动的知觉组织过程一直是研究者们 所非常关注的研究对象。而大量的研究结果表明，不同于一般的知觉组织过程， 4 影响基于相对运动的知觉组织过程的因素主要包括运动一致性，运动方向，点的 呈现周期( d o tl i f e t i m e ) ，呈现时间等( k a n d f l & f a b l e ，2 0 0 4 ；w a t a m a n i u k ，m c k e e ，& g r z y w a c z ，1 9 9 5 ；w a t a m a n i u k & s e k u l e r , 1 9 9 2 ) 。 然而基于相对运动的知觉组织过程与其它知觉组织过程的差异绝不仅限于 其定义方式及影响因素的不同，共同命运所提示的基于相对运动的知觉组织过程 无论从进化角度、发展角度还是行为角度都具有其独特的功能，而这些功能很大 程度上不能被其他知觉组织过程所替代。 1 2 视知觉组织系统的进化过程 诸多研究( h o r r i d g e ，1 9 8 7 ) 显示，运动线索对动物的知觉系统起着非常重要的 作用。尤其在低级的无脊椎动物( 如节肢动物和软体动物) 和低等脊椎动物( 两 栖类和鱼类) 中，客体( o b j e c t ) 与背 景( c o n t e x t ) 的相对运动对这些动物的 视知觉有决定性的作用。例如家蝇就依 赖运动线索来区分客体与背景 ( r e i c h a r d t & p o g g i o ，1 9 7 9 ) ；又如蟾蜍 极其依赖猎物的运动来确认猎物的位 图1 1 螃蟹视觉的效果图 置并进行捕捉。并且，即使鸟类的颜色辨别能力并不逊于人类及其它高级哺乳动 物，仍有研究显示( f r o s t n a k a y a m a ，1 9 8 3 ；f r o s t ，w y l i e ，& w a n g ，1 9 9 0 ) ，整体运 动物体对其视觉系统会产生抑制作用，而局部运动的物体则能促进其视神经系统 的活动这暗示鸟类可能也更善于依赖相对运动，将作为其线索辨别客体。同 时相较于猴和猫，两栖类与鱼类动物神经系统中，对方向运动敏感的神经元分布 更加地普遍。即使在哺乳动物中，相当部分的动物( 如猫和狗) 基于静态线索进 5 的生存威胁更多来自可以运动的物体，而非静态的物体) ，因此基于运动线索的 视知觉能力和可能远早于别的视知觉能力而进化产生，并且其很可能与其它知觉 能力有着本质性的差异( 例如优先性，自发性) ，并且这种差异也很有可能反应 在人类的视知觉系统上。 1 3 个体视知觉组织能力的发展 探讨人类的视知觉组织功能的发展过程及个中差异的最佳方法无外乎对于 婴幼儿发展的研究。尽管相关研究操作难度非常之大，鉴于此类研究有着相当大 的潜在意义与价值，还是有诸多研究者尝试并获得了一些相关的实证结果 ( o t s u k a , k o n i s h i , k a n a z a w a ，& y a m a g u c h i , 2 0 0 9 ；q u i n n & b h a t t ，2 0 0 5 ，2 0 0 6 ；q u i n n , b h a t t ，b r u s h , g r i m e s ，s h a r p n a c k ，2 0 0 2 ) 。例如q u i n n 等人( 2 0 0 2 ；2 0 0 6 ) 发现相 对于基于形状相似性的知觉组织能力，基于亮度相似性的知觉组织能力在婴儿身 上更早出现。这一研究结果说明知觉组织能力并非同早期格式塔学派的学者们所 认为的那样是先天获得i 拘( k o f f k a ，1 9 3 5 ) ，而是很可能需要从结构性框架中后天习 得的( s p e l k e ，1 9 8 2 ) ，至少基于形状的知觉组织能力很可能是通过后天学习获得的 ( q u i n n & b h a t t ，2 0 0 5 ) 。而k e l l m a n 和s p e l k e 等人( k e l l m a n & s p e l k e ，1 9 8 3 ) 的研究 则提示，婴儿在其发展的早期( 3 4 个月) ，就已经能够根据运动线索知觉被遮 蔽的物体轮廓，而通过颜色和形状的线索则无法产生同样的效果，这一结果暗示 人类基于运动线索区分独立客体的能力很可能是先天的，并优先于对其他线索的 利用。尽管类似的效果并没有在新生儿身上得到验_ ；, i e ( s l a t e r , j o h n s o n ，b r o w n , 6 b a d e n o c h , 1 9 9 6 ；s l a t c rc ta 1 ，1 9 9 0 ) ，但这可能与新生儿的神经系统发育不完全有 关，并不能证明这种基于运动线索区分独立客体的能力必须是后天习得的。 而最近一个对于先天盲病人的研究( o s t r o v s k y , m e y e r s ，g a n e s h , m a t h u r , & s i n h a , 2 0 0 9 ) 也提示了相同的可能性。o s t r o v s k y 等人对三名先天盲病人做了为期 1 8 个月之久的纵向研究，记录了他们自手术复明之后逐步发展出视知觉组织能 力的过程。结果发现三名被试在其视觉恢复早期无法通过主要的视知觉组织的线 索，如空间连续性和连接结构对进行图像的解析( i m a g ep a r s i n g ) ；相反运动线 索则能帮助他们进行视知觉的整合。尽管这些被试最后习得了通过静态线索进行 知觉组织的能力，但这也很有可能是基于运动线索作为基础。 从以上研究不难发现，基于运动的知觉组织过程确实很有可能是在人类的成 长过程中的早期出现的，并有可能作为学习其他视觉线索的基础。不过这样一种 状态是否在视知觉系统成熟以后还依旧保留呢? 有研究者也对相关问题做了考 察( b r a d y & k e r s t e n ，2 0 0 3 ) ，结果发现当面对陌生的新异刺激混杂于复杂背景之中 时，个体会更多地依赖颜色和相对运动作为线索从而来分辨刺激，而不是根据形 状。这一结果同之前的结果一样，也说明相对运动作为知觉组织的线索，具有先 天性，不需要通过后天学习掌握。 1 4 相对运动对知觉过程的特殊影响 不同于动物，婴儿及先天盲病人，神经系统发育完善的正常人类在利用静态 线索进行知觉组织方面有着相当值得称道的能力，但这并不意味着人类可以完全 摆脱动态线索对于其行为的特殊影响。事实上，如果增加运动线索作为实验因素， 一些已有的研究结果将会得到相当令人意外的改变。 有研究( m e n d , j o h n s t o n , s h a p i r o ，2 0 0 6 ) 表明，注意瞬脱现象( a t t e n t i o n a l 7 的运动刺激的影响。无论运动刺激是朝向屏幕中央 被试在辨别中央快速呈现的字母时本应出现的注意 同样在a l v a r e z 等人的研究q 丁( a l v a r e z , k o n k l e ，& o l i v a ，2 0 0 7 ) 发现在完成视觉搜索任务时，刺激若是进行平滑运动，被试的反应结 果就不会受到整体框架效应的影响，而这一效应在刺激做非连续的空间位置的变 化时对行为结果有着显著的影响。也有研究报告，相较于只呈现几个静止的视角 ( 或者低速呈现) ，在学习过程中呈现平滑运动的物体更有利于提升之后的物体 识别能力( b a l a s & s i n h a ，2 0 0 8 ，2 0 0 9 ；v u o n g & t a n , 2 0 0 4 ) ，并且这样的学习可以帮 助消除物体辨别过程中视角效应( v i e w p o i n te f f e c t ) 和倒置效应( i n v e r s i o ne f f e c t ) 。 另外在自然场景下，平滑运动的客体同样也比静止的客体更容易辨别( v u o n g ，h o f , b t i l t h o f f , & t h o r n t o n ，2 0 0 6 ) 。 ： 以上这些实验结果似乎不停地在暗示我们，涉及运动刺激的加工过程包含着 不同于其他知觉过程的机制。事实上神经生理学的研究结果某种程度上支持了这 样一种假设。当刺激以平滑运动的方式向被试呈现时，相比于静止的刺激和打乱 的刺激，其能进一步激活顶叶区，额叶区及内侧颞叶n ( v u o n g & s c h u l t z ，2 0 0 8 ) ， 这些区域通常认为与运动加工有关。同时当面孔以平滑运动的方式反复呈现时， 梭状回区域( f f a ) 的激活程度相对其它的呈现方式，会有显著减弱( y ie ta l ， 2 0 0 8 ) ，这一现象暗示平滑运动的客体更易保持知觉恒常性。 尽管现有的研究只能停留在对现象的讨论上，而不能对上述现象的机制做出 充分的解释，不过以上这些由于运动线索所引发的行为特征上的变化足以说明， 运动刺激本身可以改变我们的知觉过程，而这种改变又是自动发生的，不受到个 体意识的调节。而能够对知觉系统产生如此特殊影响的相对运动本身是否能对知 觉组织过程产生类似的影响，当然也值得进一步去研究。 8 1 5 研究问题的提出 基于以上所提及的现象及研究结果，我们不难发现通过物体间相对运动所诱 发的知觉组织过程与其他知觉组织过程存在一定的功能上的差异。这种差异充分 体现在进化过程及发展过程中，同时深刻地影响到了人类的整体知觉过程，所以 有必要对这一知觉组织过程进行更细致的考察。尽管有研究提及了影响基于相对 运动的知觉组织过程的一些相关因素( s t f i r z e l & s p i l l m a n n ，2 0 0 4 ；u t t a l , s p i l l m a n n ， s t i i r z e l , & s e k u l e r , 2 0 0 0 ) ，但过于强调了运动方向一致性在其中的作用，而忽略 了其他因素的影响，尤其是与空间时间特征相关的因素( 如速度) 。同时相当部 分的研究只是关注了运动刺激如何改变个体的知觉加工过程( m e n de ta l ，2 0 0 6 ； b a l a s & s i n h a , 2 0 0 8 ，2 0 0 9 ) ，而没有充分考虑基于运动线索的知觉组织过程如何 受其他知觉组织因素的影响。研究者认为有必要进一步研究这一过程是如何受其 他物理因素，特别是一些与时空变化关系更紧密的因素( 如速度) 的调控。并且 研究不应该局限在基于相对运动的知觉组织过程本身，而应该进一步考虑不同线 索引发的知觉组织过程间的相互作用，从而帮助我们进一步了解人类的知觉组织 机制以及整个知觉系统，同时研究所得的结果也可以用于人机界面的优化设计。 因此基于之前所提到的研究结果，研究者做出如下两个假设： ( 1 ) 基于先前的研究( a l v a r e z & f r a n c o n e r i , 2 0 0 7 ；a r e n de ta 1 ，2 0 0 6 ；b a l a s & s i n h a ，2 0 0 8 ，2 0 0 9 ) ，研究者假设相对运动的知觉分组过程受动态因素( 如 速度) 的影响。尽管之前有研究报告，对知觉组织特征的辨别随着刺激 运动速度的上升( s e g a e r t ，n y g a r d ，& w a g e m a n s ，2 0 0 9 ) ，然而考虑到人类 对于速度的觉知存在上下阈限( 荆其诚& 叶绚，1 9 5 7 ) ，这种影响很可能 是非线性的；同时其不受或者更少受到静态因素( 如色彩和对比度) 的 影响。 ( 2 ) 根据进化和发展的视角( b r a d y & k e r s t e n , 2 0 0 3 ；f r o s t n a k a y a m a , 1 9 8 3 ； 9 a l ，1 9 9 0 ；h o r r i d g e ，1 9 8 7 ；o s t r o v s k ye ta 1 ，2 0 0 9 ；r e i c h a r d t & 1 9 7 9 ) ，基于相对运动线索的知觉加工能力很可能更早地涌现 e ) ，所以研究者就此假设基于相对运动的知觉组织过程相比于 其他线索的知觉组织过程，具有自发性和优先性，具体而言，当运动线 索和静态线索形成了相矛盾的知觉分组特征时，动态的格式塔会被优先 加工，并抑制对静态格式塔的加工。 2 研究方法 考虑到本研究的研究对象均是与运动有关的特征，所以为了更好地控制及调 节刺激的运动属性，本研究采用随机动点图的方法( r a n d o md o tk i n e m a t o g r a m s ) 呈现刺激( s e k u l e r , w a t a m a n i u k ，& b l a k e ，2 0 0 2 ) 。一般认为随机动点图是表征运动 最好的方式之一，因为其排除了绝大多数非运动因素对知觉过程的影响( p a l m e r , 2 0 0 2 ) 。尽管这一方法一直是用于研究运动探测( m o t i o nd e t e c t i o n ) 过程而非知觉 组织过程，也有研究者在其原有基础上做了一定的改动，以适应不同研究的需要。 s e g a e r t 等人( s e g a e r te ta 1 ，2 0 0 9 ) 就采用了随机动点图的变式，在不同区域内呈现 不同运动方向的点，通过运动方向的差异定义客体轮廓，从而探讨了个体通过相 对运动来区分物体轮廓的加工过程。为了简化实验设计及明确刺激特征，本次实 验借鉴了s e g a e r t 等人的方法，使随机动点图中只包含两种运动方向( 上和下) ， 同时研究者又通过改变不同区域的运动一致性( 即不同运动方向的小点的比例) 来定义不同的知觉分组特征，而非像传统方法那样在整个刺激区域保持相同的运 动方向比例。由此被试就可以在刺激的不同区域中知觉到不同的运动特征，从而 使得其可以同过这些特征进行相应的知觉分组任务。这也是本次研究所采用的方 法与传统方法的最大不同之处。 1 0 a d a p t i v es t a i r c a s e 征可能会影响任务的难度，进而影响到最后结果的有效性，所以研究者通过心理 物理法中的方法测量对知觉组织特征的辨别阈限，通过这种方 3 1 实验一 过程的影响 3 1 1 实验设计 本实验采用2 x 5 被试内设计，实验的自变量为：( 1 ) 刺激对比度( 高、低 两水平) ；( 2 ) 刺激运动速度( 由慢至快，共5 水平) 。实验的应变量为被试对不 同知觉分组形式的辨别力，其衡量指标为d 。 之所以采用d 作为应变量而不采用反应时，主要是因为本研究与刺激的时间 空间变化之间有非常重要的关系，采用反应时作为应变量可能会与刺激本身的 特征产生混淆，这一点在研究二中表现更为明显。同时只采用辨别力指标时，也 便于主试通过指导语消除反应时正确率权衡的问题。 6 人( 均为有效被试) ，皆为中山大学在读本科生或研究 ( 1 8 - 2 5 周岁) ，5 男1 1 女，视力或矫正视力均正常，无 色盲。实验结束后每位被试得到劳务费1 0 元。 3 1 3 实验设备 本次实验使用v i e w s o n i cp r o f e s s i o n a ls e r i e sp 9 7 f + 2 1 英寸显示器呈现刺激， 分辨率为1 0 2 4 7 6 8 像素，刷新频率为l o o h z 。同时刺激通过m a t l a b 7 0 及 p s y c h o t o o l b o x 2 5 4 工具包编写，并通过相同软件平台向被试呈现。 3 1 4 实验刺激 本实验采用的刺激为有大量运动小点所构成的矩形图像。在每个试次开始 前，屏幕会在黑色背景中央会呈现注视十字1 5 0 0 m s ，之后在屏幕中央的矩形区 域( 5 。2 4 x 5 。2 4 ) 会出现9 0 0 个随机分布的灰色小点( 半径为3 2 2 ”) ，这些 小点可能会向上或者向下运动( 见图3 - 1 1 ) 。根据这些小点不同的运动特征，矩 形图像可以被分为两种类型，分别为： ( 1 ) 二等分型刺激，即刺激以竖直方向被平分为左右两部分，其中一侧向某一 特定方向运动的小点偏多( 占7 0 ) ，向另一方向运动的点相对偏少( 占 3 0 ) ，而另一侧小点的运动方式则刚好相反。( 见图3 - 1 1 b ) ( 2 ) 三等分型刺激，即刺激以竖直方向被平分为左中右两部分，其中左右两侧 侧向某一特定方向运动的小点偏多，向另一方向运动的点相对偏少，而中 间区域小点运动方式则刚好相反。( 见图3 - 1 1 c ) 图a ：刺激的一帧 图b ：二等分刺激 图3 - 1 1 刺激呈现的效果 图c ：三等分刺激 同时每次呈现的刺激又在对比度和小点运动速度上存在差异。其中对比度包 含高、低两个水平，其r g b 参数分别为( 3 0 ，3 0 ，3 0 ) 及( 5 0 ，5 0 ，5 0 ) 。小点的运 动速度包含五个水平，分别为4 2 s ，2 。4 9 s ，4 。5 6 s ，7 。3 s 及9 。7 s ( 每 水平间相差2 。7 s ) ，这些速度水平均位于人类真动觉的上阈限和下阈限之间( 荆 其诚叶绚，1 9 5 7 ) 。每名被试一共须完成5 0 0 个正式实验试次，每种条件的刺 激在实验中均出现次数相等。每次刺激呈现时间为4 0 0 m s 。 3 1 5 实验流程 实验开始前，被试均被要求阅读指导语( 相关内容见附录) 。实验开始后， 在1 5 0 0 毫秒后，屏幕中央会呈现刺激图像，持 要求根据图像特征按键反应进行迫选，即被试须 刺激被知觉分组为两个区域还是三个区域，并按 键确认。该反应任务对被试的反应时不作要求，并且当且仅当被试做出相应的按 键反应之后，实验才会继续。 实验分为练习部分和正式实验两部分，练习部分包含4 0 个试次，中间无休 息，当被试做出反应后，屏幕上会呈现反馈信息，告知被试反应正确与否。( 此 处正确指的是：当出现二等分刺激时，被试判断刺激被知觉分组为两部分；当出 现三等分刺激时，被试判断刺激被知觉分组为三部分。) 正式实验包含5 0 0 个试 次，每完成5 0 个试次被试可以休息一段时间( 重新开始实验前，由被试按键确 认) ，其中将不出现反馈信息，其余与练习部分一致。每个试次中被试的反应结 果和反应时将被记录( 反应时不作分析) 。根据实验设计，实验中共包含1 0 种刺 激，每种刺激出现次数一致，并且每种刺激中两等分刺激和三等分刺激的出现次 数也一致。 1 4 3 1 6 数据处理 图3 - 1 2 单个实验试次流程 本实验采用信号检测论的方法处理数据，通过计算辨别力指标d 来衡量被试 对两种刺激组织形式的知觉辨别能力，具体公式如下： d , f f i ( i ) - 1 ( h ：) ：- ：( i ：) ：- ：i 。( f ) 0 0 备+ 0 ； ， 其中h 代表击中率，f 代表虚报率( 由于m 。1 ( 1 ) 呻，故当击中率和虚报率为 1 时记为9 9 ) ，仃h 和盯f 根据定义均为l ( s t a n i s l a w & t o d o r o v , 1 9 9 9 ) 。因此公式可简化为： d t ：【中一1 ( 日) 一中一1 ( f ) 】芝 用于实验分析的数据。 表3 1 1 - 行为定义 3 1 7 实验结果 每名被试大约花费3 0 分钟完成本次实验，所有被试的平均反应时间为 1 4 0 4 4 m s ，标准差为3 9 8 8 7 m s 。被试对于各类刺激的辨别力见表3 - 1 2 。 表3 - 1 2 ：行为数据描述性统计结果 研究者使用s p s s l 6 0 对被试的辨别力做了重复测量方差分析，结果发现速 度的主效应是显著的( 以4 ，6 0 ) = 5 4 0 4 ，p = 8 7 6 1 0 4 ，p a r t i a lq 2 = 2 6 5 ) 对比度的 1 6 主效应不显著( 以1 ，1 5 ) = 2 9 2 ，p = 5 9 7 ，p a r t i a l 2 = 0 1 9 ) ；对比度与速度的交互作 用是显著的( 只4 ，6 0 ) = 2 8 1 0 ，p = 0 3 3 ，p a r t i a lj 7 2 = 1 5 8 ) 。 同时，由于速度因素的各条件间是等距变化的，所以可以对速度的主效应进 行了进一步的多项式回归分析。通过检验发现速度主效应的一次项( l i n e a r ) 和 二次项( q u a d r a t i c ) 均是显著的( 一次项：以1 ，1 5 ) - - 1 0 7 1 6 ，p = 0 0 0 4 ，p a r t i a l 刁 2 = 4 1 7 ；二次项：f ( 1 ，1 5 ) = 5 1 2 9 ，p = 0 3 9 ，p a r t i a l 1 2 = 2 2 5 ) 。 由于速度主效应及对比度与速度的交互作用均显著，所以须考察其二者各自 因素间的简单效应。通过l s d 检验发现，在速度因素上，水平一( 4 2 s ) 与水 平二( 2 。4 9 s ) ，及水平二与水平三( 4 。5 6 s ) 间的差异边缘显著( 水平一对 水平二：t ( 1 5 ) = 2 0 0 ，p = o 0 6 5 ；水平二对水平三：t ( 1 5 ) = 2 0 8 ，p = 0 0 5 6 ) ，而水 平三和水平四( 7 。y s ) 之间，及水平四和水平五( 9 。7 s ) 之间无显著差异。 在对比度和速度的交互作用中，除在速度的第一个水平上( 4 2 s ) ，高、低 对比度刺激间辨别力的简单效应存在显著差异( t ( 1 5 ) = 2 2 7 ，p = 0 3 9 ) ，其他简单 效应间皆不存在显著差异。 速度 图3 1 2a 1 7 4 2 7 5 2 。, 1 9 8 4 5 6 s7 3 i s9 t s 速度 图3 - 1 2b 图3 - 1 2 ：图a 反应的是辨别力指标d 随刺激运动速度上升而产生的总 体变化趋势；图b 反应的是辨别力指标在高、低对比度条件下，分别 随速度上升所发生变化的趋势( 图中的误差条表示9 5 置信区间) 3 1 8 结果讨论 实验证明，速度确实对于相对运动诱发的知觉分组过程有着相当大的影响 ( p a r t i a l , 7 2 - ：2 6 5 ) 。简单效应的检验并未能证明随着速度的上升对知觉分组特征 的辨别力会有显著的地下降，而只是说明当速度由一个非常低的水平上升时，辨 别力会确实有所上升，之后的变化则可以被认为当速度提升到一定水平时，辨别 力就维持在一个固定的水平。但是多项式回归分析则提供了不同的解释方法，考 虑n - 次项系数和一次项系数一样具显著的，并且较高的效应，所以对实验结果 可以做另一种解释，即速度与知觉分组特征的辨别力的关系可能是一个二次线性 关系，之所以没有明显的下降趋势可能是有速度的后三个水平都较为接近对应辨 别力最高的潜在速度水平，所以速度的变化对辨别力的影响不大。为了证明以上 1 8 两种假设中何种更加可信，研究者认为有必要增加速度各个水平间的差异，从而 检验当速度进一步加快后，被试知觉分组特征的辨别力是否会显著下降。这个改 进实验的方案，在实验二中得以实施。 尽管实验结果显示，对比度的变化对知觉分组特征的辨别力并没有直接的显 著的主效应，不过对比度和速度对于辨别力有着更加复杂的影响。通过事后分析， 研究者发现高对比度条件和低对比度条件在各个速度水平上的差异在于，当速度 较低时，被试对高对比的刺激的辨别力相对较差，反而是对低对比度的刺激反应 辨别力较好。这是一个违背常识的结果，毕竟在其它条件都一致的情况下，通常 而言更为清晰的刺激同样更易于辨别。不过也存在一种可能的解释，当刺激不够 清晰时，知觉组织过程所依赖的机制可能不同与刺激清晰时的机制，即当刺激模 糊时，依赖运动线索的知觉组织系统被进一步激活，从而提升了辨别能力。当然， 也不排除实验的结果属于一类错误。 同时，基于实验一的结果，实验二中会进一步讨论其他静态特征对于相对运 动诱发的知觉组织过程的影响，从而考察是否静态特征确实对于这一知觉组织过 程没有直接的影响，还是由于对比度本身存在特殊性造成了上述结果。 3 2 实验二 3 2 1 实验设计 本实验采用3 5 被试内设计，实验的自变量为：( 1 ) 刺激颜色( 红、蓝、 灰三水平) ；( 2 ) 刺激运动速度( 由慢至快，共5 水平) 。实验的应变量为被试对 不同知觉分组形式的辨别力，其衡量指标为d 。 1 9 1 6 人( 均为有效被试) ，皆为中山大学在读本科生或研究 ( 2 0 2 9 周岁) ，9 男7 女，视力或矫正视力均正常，无 色盲。实验结束后每位被试得到劳务费1 0 元。 3 2 3 实验设备 本次实验使用设备与软件平台同实验一完全相同。 3 2 4 实验刺激 本实验采用的刺激与实验一基本相同，依旧包括二等分刺激和三等分刺激。 刺激的自变量被做了一些变动，这些变动如下： ( 1 ) 原来的对比度因素被改为颜色因素，包括红、蓝、灰三个水平，其r g b 参数分别为( 9 0 ，0 ，o ) ，( 0 ，0 ，9 0 ) 及( 3 0 ，3 0 ，3 0 ) 。， ( 2 ) 小点的运动速度被改为如下五个水平，分别为4 2 s ， 4 。5 5 s ，9 。8 s ， 1 3 。2 1 s 及1 7 。3 4 s ( 每水平相差4 。1 3 s ) 。 3 2 5 实验流程 除指导语( 见附录) 有些许改动，实验二流程与实验一流程完全一致。 由于实验刺激从实验一的1 0 种增加为1 5 种，实验的试次也相应增加，即练 习过程中包含6 0 试次，正式实验则为6 0 0 次，其余同实验一。同时被试任务也 同实验一一致。 2 0 3 2 6 数据处理 同实验一。 3 2 7 实验结果 每名被试大约花费3 0 分钟完成本次实验，所有被试的平均反应时间为 1 1 7 5 9 m s ，标准差为2 6 6 4 3 m s 。被试对于各类刺激的辨别力见表3 2 1 。 表3 2 1 ：行为数据描述性统计结果 研究者同样使用s p s s l 6 0 对第二组被试的辨别力做了重复测量方差分析， 结果发现速度的主效应是显著的( 7 ( 4 ，6 0 ) = 2 5 4 6 3 ，p = 4 8 8 e - 9 ，p a r t m l 刁2 = 6 2 9 ) ； 颜色的主效应不显著( 目2 ，3 0 ) = 2 8 4 2 ，p = 0 7 4 ，p a r t h lq 2 = 1 5 9 ) ；颜色与速度的交 互作用是显著的( f ( 8 ，1 2 0 ) = 3 2 6 3 ，p = 0 0 2 ，p a r t i a lj 7 2 1 7 9 ) 。 与实验一相同，由于速度因素的各条件间是等距变化的，所以研究者对速度 的主效应进行了进一步的多项式回归分析。通过检验发现速度主效应的一次项， 二次项及三次项均是显著的( 一次项：f ( 1 ，1 5 ) = 4 0 3 1 0 ，p = 1 3 1 e 一5 ，p a a m l 刁 2 = 7 2 9 ；二次项：f ( 1 ，1 5 ) = 2 1 7 4 7 ，p = 1 1 4 e 4 ，p a r t h lj 7 2 = 6 4 1 ；三次项：f ( 1 ，1 5 ) 2 1 所以须考察其二者各自 ，所有相邻水平间均有 显著差异( 水平一( 4 2 s ) 对水平二( 4 。5 5 s ) ：t 0 5 ) = 3 0 2 ，p = o 0 0 9 ；水平二 对水平三( 9 。8 s ) ：t ( 1 5 ) = 2 8 3 ，p = 0 0 1 3 ，；水平三对水平四( 1 3 。2 1 s ) ：t ( 1 5 ) = 3 7 1 ，p = 0 0 0 2 ；水平四对水平五( 1 7 。3 4 s ) ：t ( 1 5 ) = 4 8 3 ，p = 2 1 7 1 0 4 ) 。 进一步分析颜色和速度的交互作用的简单效应后发现，除在蓝色刺激中，速 度的第一水平和第二个水平间及第三水平和第四个水平间，简单效应不存在显著 差异( 第一水平对第二水平：p = 7 3 6 ；第三水平对第四个水平：p = 4 6 7 ) ，以及 红色刺激中速度第二水平和第三水平间简单效应不显著( p = 4 8 8 ) ，其他简单效 应间皆存在显著差异或边缘显著差异，具体见表3 2 2 ： 表3 - 2 - 2 ：颜色速度的简单效应 速度 图3 2 1a 速度 图3 2 1b 图3 - 2 - 1 ：图a 反应的是辨别力指标d 随刺激运动速度上升而产生的总 体变化趋势；图b 反应的是辨别力指标在不同颜色条件下，分别随速 度上升所发生变化的趋势( 图中的误差条表示9 5 置信区间) 实验二以实验一的结果为基础，进一步考察了速度与相对运动诱发的知觉分 组特征的辨别力之间的关系。之所以在实验的颜色因素中加入高对比度灰色这一 条件，正是为了与实验一中的结果作为比较。结果在灰色水平上，随着速度的上 升，对知觉分组特征的辨别力果然在上升之后出现了显著的下降趋势，与实验一 结果讨论中所提出的假设非常吻合。同时这一趋势不仅仅在灰色刺激上有所体 现，同时在红色刺激及整体趋势上，对知觉分组特征的辨别力均随着刺激的速度 的增长呈现先上升后下降的过程。 唯一有所不同之处的是在蓝色水平上。通过事后分析可以发现，在蓝色水平 上，速度的第一水平和第二水平所对应的辨别力的简单效应间没