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浙江大学硕士学位论文 摘要 视知觉中时间分组机制的研究 摘要 视知觉中的时间分组是指视觉系统根据时间线索将先后呈现的刺激分为相 应两时间亚组的过程，人们可根据不同任务需要，有选择地对其任一亚组进行加 工目前对该机制的研究发现：当注意资源被无关任务消耗后，时间分组无法保 持，即时间分组需要注意资源参- 9 ( j i a n g & c h u n ，2 0 0 0 ) 。该研究结果存在两种 可能的解释：其一，时间分组需要独立的注意资源参与，无关任务消耗注意资源 时，时间分组因缺少足够的注意资源而受到破坏，i 其二，时间分组不需要独立的 注意资源参与，对相关任务的时间分组加工是随该任务执行过程自动完成的，当 无关任务消耗了部分注意资源时，时间分组随相关任务绩效下降而受到破坏。本 研究的实验一，采用单任务范式，在有足够的注意资源投入在相关任务但被任务 本身所消耗的条件下，考察时间分组得不到独立的注意资源时，时间分组是否可 保持。结果表明，时间分组需要独立的注意资源参与 在此基础上，笔者迸一步考察当时问分组得到足够的注意资源时，时间分组 是否可_ 直保持。实验二和实验三使用错觉范式对该问题进行考察，得到以下结 果：即使有足够的注意资源，在一定时间后，时间分组效应会逐渐消退，i 并且人 的知觉系统对刺激的空间组织在知觉的早期阶段已完成，不会对视觉刺激的时问 分组产生干扰，时间分组效应也不会影响客体的空间组织。 关键词：预览效应时间分组空间组织 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t a s t u d y o nv i s u a lt e m p o r a lg r o u p i n g a b s t r a c t t e m p o r a lg r o u p i n gi st h ev i s u a lp r o c e s si nw h i c ht h ev i s u a ls y s t e md i v i d e st h e s u c c e s s i v e l yp r e s e n t e ds t i m u l ii n t ot w os u b - g r o u p sb a s e do nt h et e m p o r a lc l u e s p e o p l es e l e e t i v e l yp r o c e s se i t h e rs u b g r o u pa c c o r d i n gt ot h ed e m a n do ft a s k r e c e n t s t u d i e sh a v ef o u n dt h a tt e m p o r a lg r o u p i n gc a nn o tb em a i n t a i n e dw h i l et h ea t t e n t i o ni s e x h a u s t e db yt h ei r r e l e v a n tt a s k , i n d i c a t i n gt h a ta t t e n t i o ni sa ne s s e n t i a lf a c t o ri n t e m p o r a lg r o u p i n g t h i sr e s u l t ，h o w e v e r , h a st w op m b a b l ee x p l a n a t i o n s ：o n ei st h a t t e m p o r a lg r o u p i n gr e q u i r e sa d d i t i o n a la t t e n t i o n s p e c i f i c a l l y , i tw o d db ei n t e r f e r e d d u et ot h ed e f i c i to fa t t e n t i o nw h i l et h ea t t e n t i o nw a sc o n s u m e db yt h ei r r e l e v a n tt a s k t h eo t h e ri s t h a tt e m p o r a lg r o u p i n gd o e sn o tr e q u i r ea d d i t i o n a la t t e n t i o n t e m p o r a l g r o u p i n gf o rr e l a t e dt a s kw o u l db ea c c o m p l i s h e da u t o m a t i c a l l yw h i l et h et a s ki sb e i n g e x e c u t e d a tt h i ss i t u a t i o n , t e m p o r a lg r o u p i n gw o u l db ei n t e r f e r e da st h ep e r f o r m a n c e o fr e l a t e dt a s kd e c r e a s e dd u et ot h ec o n s u m p t i o no ft h ea t t e n t i o no ft h eu n r e l a t e dt a s k t ot e s tt h e s et w op o s s i b i l i t i e s ，w eh a v ec o n d u c t e de x p e r i m e n tt h a te x p l o r e d w h e t h e rt e m p o r a lg r o u p i n gc a r lb em a i n t a i n e dw i t h o u ti n d e p e n d e n ta t t e n t i o nu s i i 培t h e s i n g l et a s kp a r a d i g m ，i nw h i c hp e o p l ea r eg e n e r a l l yb e l i e v e dt ob ea b l et of o c u st h e i r a t t e n t i o no nt h er e l a t e dt a s k h o w e v e r , t h et a s kd ef a c t oc o n s u m e da l m o s ta l lo ft h e a t t e n t i o nr e s o u r c e s ，a n dn om o r ea t t e n t i o nc o u l db eu s e di nt e m p o r a lg r o u p i n g t h e r e s u l ts u g g e s t e dt h a tt e m p o r a lg r o u p i n gn e e d si n d e p e n d e n ta t t e n t i o n i na d d i t i o n , w ee x p l o r e dw h e t h e rt e m p o r a lg r o u p i n gc a l lb em a i n t a i n e df o ra r e l a t i v e l yl o n gt i m ew i t l le n o u g ha t t e n t i o n e x p e f i m e m2a n d3s h o w e dt h a td e s p i t e a d e q u a t ea t t e n t i o n , t h ee f f e c t o ft e m p o r a lg r o u p i n gw o u l dd e c a ya f t e raw h i l e ， s u g g e s t i n gt h a tt h ep r o c e s so fs p a t i a lg r o u p i n gi sa c c o m p l i s h e da ta ne a r l ys t a g e t h e s et w op r o c e s s e sa r ei n d e p e n d e n t 、 ，i n le a c ho t h e r k e yw o r d s ：p r e v i e we f f e c tt e m p o r a lg r o u p i n gs p a t i a lg r o u p i n g h 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示谢意。 学位做作者虢 糁b 签字魄洲年6 月乡日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机构 送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权迸望盘堂可以 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期：2 腑g 月；日 易知 芳 浙江大学硕士学位论文引言 1 引言 人的视觉注意容量是有限的( c h u r l & 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 , 19 8 0 ；k a h n e m a n ，19 7 3 ；d o n k & t h e e u w e s ， 2 0 0 1 ；h o r o w i t z & w o l f e ，1 9 9 8 ) ，而只能选择、操作部分视觉信息。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某一特定空间位置、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 设置目标以引导注意( p a q u e t , 1 9 9 0 ) 等此外，人们还可根据空间信息对刺激 进行分组，如使用格式塔组织原则根据空间位置的邻近性将刺激分为若干亚组， 并将注意分配至其中某一亚组( y a n t i s & h i l l s t r o m ，1 9 9 4 ) 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分 组，也可运用时间信息对刺激进行分组。j i a n g 等研究者提出，视觉系统可根据 时间差异将先后呈现的刺激分为前后两时问亚组；然后根据任务需要，有选择地 将注意投向其中一亚组一般来说，注意通常会优先选择后呈现的刺激亚组 ( j i a n g & c h u n , 2 0 0 2 ) 该理论被用于解释预览效应( p r e v i e we f f e c t ) 1 1 时间分组与预览范式 预览效应是i 由w a t s o n 和h u m p h r e y s ( 1 9 9 7 ) 发现的一种根据时间线索优化视 觉搜索的现象：在时间上较早呈现的干扰项对之后的视觉搜索任务并不能起到干 扰作用，视觉搜索任务的反应时只取决于后呈现的干扰项的个数，而与先呈现的 干扰项无关的一种优化视觉搜索机制。他们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。 w a t s o n 和h u m p h r e y s 设置了三种不同的视觉搜索任务( w a t s o n & h u m p h r e y s ， 1 9 9 7 ) ：( 1 ) 同时呈现若干个蓝色的a 为干扰项，蓝色h 为目标项；( 2 ) 先呈现 若干个绿色的h 为干扰项，在一定的时间间隔后再呈现若干个蓝色a 为干扰项 以及目标项蓝色h ；( 3 ) 同时呈现绿色的h 和蓝色的a 为干扰项，蓝色的h 为 浙江大学硕士学位论文 引言 目标项。结果表明：第三种任务的视觉搜索斜率显著大于第一种任务，而第二种 任务的搜索斜率与第一种无显著差异。这个结果表示时间上的间隔使得完成视觉 搜索任务时很好的排除了先前呈现的干扰项，提高了搜索效率w a t s o n 等研究 者将预览效应归结为一种对旧刺激的主动抑制机制( w a t s o n & h u m p h r e y s ，1 9 9 8 ； o l i v e r s & h u r n p h r e y s ，2 0 0 3 ) j i a n g 等研究者认为预览范式并不是由于抑制机制所造成，而是时间分组所 造成的。人们把视觉刺激根据呈现时间的不同分为了二个亚组，并对后一亚组进 行搜索，提高了搜索绩效。 目前对预览效应的解释虽然还没有定论，但是因为视觉标签的解释存在较大 的局限性，而时间分组可以较为全面的解释预览效应并得到了许多实验支持，故 用时间分组来解释预览效应受到目前较广泛的认可 时间分组借鉴了视觉领域的知觉组织观点知觉组织由k a 血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0 ) 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，预览效应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。j i a n g 等研 究者讲这种知觉组织观点拓展到时间维度上，认为人们也有根据时间进行分组的 能力( g i b s o n & j i a n g ，2 0 0 1 ) 时间分组理论预测，在预览效应的范式中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预览效应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，那么新旧项目没有时间上的差异性，难以被知觉为两 个知觉组织，所以注意很难仅选择其中一部分刺激进行搜索，导致预览效应消失。 这龟预测得到了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 ) 同时，对于时间分组和注意的关系上，j i a n g 等人认为时间分组的保持需要 2 浙江大学硕士学位论文 引言 足够的注意资源，若无足够的注意资源参与，时间分组所产生的效应将无法保持， 即人们不能区分时间上先后出现的两个亚组，而将它们知觉为一个整体。研究者 通过双任务范式，在原有的预览效应的范式上加上一额外任务，让被试在一串数 字中数个数，发现当被试在执行搜索的同时完成这一次要任务时，预览效应消失 ( w a t s o n & h u m p h r e y s ，2 0 0 3 ) ，j i a n g 等人认为注意被额外任务消耗，而分配到搜 索任务上的注意资源不足以维持时间分组，故时间分组效应消失，预览效应不存 在。而只有在足够的注意资源投入，并在工作记忆的参与下，人们才能有效的区 分刺激呈现的时间先后，并进而有效的进行选择和操作。 1 2 时间分组与空间组织 当人们需要对视野中的若干刺激同时进行时间分组与空间分组时，存在一争 议性的问题，即两者之间的关系是怎样的：是相互独立互不干扰，还是相互联系 彼此干扰? 当前，对二者惘关系，研究者主要采用特纳斯范式进行研究 特纳斯范式( t e m u sd i s p l a y ) 是特纳斯于1 9 2 6 年发现的一种知觉现象，该 现象在格式塔心理学中有着广泛的应用。实验范式如图1 1 所示： s p a pq r p口 r 触，靠e b f ，f 一 q 善，2 ，f 一 ab 图1 1 特纳斯范式( 来自g e p s h t e i n & k u b o v y , 2 0 0 0 ) 在特纳斯范式中，首先在视野中呈现三个排为一行的圆点，呈现一段时间后 消失，一段时间间隔( i n t e rs t i m u l u si n t e r v a l ，i s i ) 后，再次呈现一行三个圆点， 位置较原来的三个圆点的位置在水平方向上有所偏移，呈现一段时间后消失，然 后经过一定时间间隔，重新出现最初位置的三个圆点，依次往复呈现若干次在 上述呈现方式下，被试会产生两种不同的知觉： ( 1 ) 一个圆点的位置改变； 浙江大学硕士学位论文 引言 ( 2 ) 三个圆点整体位置改变。 以往研究表明，这两种知觉结果会受到圆点间距大小及时问间隔长短的影 响。 有关特纳斯范式的研究主要考察人们是如何知觉时刻变化的外部世界，以及 如何维持客体表征连续性的问题。该方面的研究不仅可反映空间组织与时间组织 在知觉中的作用，而且对于运动知觉的研究产生了深远的影响。研究者分别提出 了两个系列模型，即时间组织和空间组织是相继发生的：先产生时间组织后产生 空间组织；先产生空间组织后产生时闻组织。k u b o v y 等人提出一交互式模型， 认为时间组织和空间组织是平行进行的，且互相影响，对一帧图像的空间组合方 式会受时间上前后各帧图像的影响( g e p s h t e i n & k u b o v y , 2 0 0 0 ) 。 但是，在这里需要注意，特纳斯范式中所研究的时间分组与前面j i a n g 等提 出的时间分组概念略有不同，特纳斯范式下的时间组织是指个体对新出现的刺激 与之前已出现过并消失的刺激联系起来的能力，即把它们知觉为相同的客体还是 不同的客体的能力而j i a n g 等人所提出的时间分组是指不同的客体亚组分不同 时间呈现，个体区分该两类客体的能力 因此，当前在特纳斯范式中的关于时间和空间的交互影响的结论不能推广到 j i a n g 所提出的时间分组中去，尚待进一步研究探讨 1 3 问题提出 ( 1 ) 保持时间分组是否需要独立的注意资源参与? j i a n g 等人认为，在双任务条件下，预览效应之所以不存在，是因为注意资 源被无关任务所消耗了，导致对当前任务无足够注意资源参与，从而使预览效应 消失。笔者认为，该研究结果存在两种可能的解释：其一，时间分组需要独立的 注意资源参与，无关任务消耗注意资源时，时间分组因缺少足够的注意资源而受 到破坏；其二，时间分组不需要独立的注意资源参与，对相关任务的时间分组加 工是随该任务执行过程自动完成的，当无关任务消耗了部分注意资源时，时间分 组随相关任务绩效下降而受到破坏。因此，笔者在本研究中将在j i a n g 的研究基 础上进一步考察时间分组的保持是否需要独立的注意资源 ( 2 ) 在足够注意资源参与下，时问分组能否一直保持? 4 浙江大学硕士学位论文 引言 既然时间分组是人们认知外部世界快速有效的重要前提之一，那么在足够的 注意资源参与下，时间分组是否可一直保持还是会随着时间的延长而逐渐消退? 有研究者认为，时间分组随着时间的延长而逐渐消退是因为注意资源不足以保持 不同时间亚组之间的区分，导致被试混淆。在无足够的注意资源参与的搜索任务 下，人们无法有效区分刺激出现的时间先后，故无法对其中的某一亚组刺激进行 操作。若人们可一直较为清楚的知道客体呈现的先后顺序，那么在一定时间后， 是否仍可以有效的根据时间分组来操作其中某一亚组刺激? 笔者在注意资源足 够区分刺激出现先后顺序的情况下，对该假设进行检验。 1 4 研究构思 针对上述问题，本研究采用预览效应的搜索范式以及视错觉范式，通过三个 实验对时间分组的机制进行考查 实验一采用基本的预览效应搜索范式，检验时间分组的保持是否需要独立的 注意资源投入。若舍弃双任务范式，仅采用单任务，运用两种不同的搜索刺激来 调节搜索难度，从而控制搜索任务所需消耗的注意资源的多少。通过比较两种搜 索难度下预览效应的情况来考察注意资源对时间分组的影响。 使用单任务、基本的预览效应范式，同时采用可产生非对称搜索的材料以调 整两搜索任务的难度。将两类干扰项先后呈现，基于预览效应的假设，对目标项 的搜索只会受到后呈现的一类干扰项的影响，而若预览效应不存在，那么目标项 的搜索就会同时受到两类干扰项的影响在不带杠的圈里搜索带杠的圈，需要较 少的注意资源参与，为单特征高效平行搜索任务( 实验l a ) ；在带杠的圈里搜索 不带杠的圈，需要较大的注意资源参与，为单特征低效系列搜索任务( 实验1 b ) 实验1 将通过比较这两种情况下预览效应的绩效差别，以考察时间分组效应受注 意资源的影响。在这两种条件下，恒定后呈现的干扰项个数，通过改变先呈现的 干扰项的数量，来考察预览效应的绩效。假如实验1 b 出现时间分组，则时间分 组未必需要独立的注意资源；实验1 b 未出现时间分组，则笔者认为时间分组需 要独立的注意资源。 实验二和实验三采用视错觉范式，以艾宾浩斯错觉为实验材料，检验在足够 的注意资源的情况下，时间分组效应是否会随着时间的延长而消退。 5 浙江大学硕士学位论文 引言 在艾宾浩斯错觉范式下，通过将外周圆和中心圆在时间上先后呈现，使被试 在知觉时产生时间分组效应，该效应可以使对中心圆的大小知觉更为准确，错觉 量比同时出现要小，因为被试可以有效保持时间分组，对两组刺激有效区分开来， 根据任务需要只加工后呈现的刺激，排除先呈现的刺激的干扰。在该范式中，被 试有足够的注意资源，可明确知道哪些刺激先呈现哪些刺激后呈现，通过改变中 心圆的呈现时间检测被试对后一帧刺激操作的有效性，在这里即错觉量大小，从 而考查时间分组效应是否会随着时间的延长继续存在。假如错觉量并未在不同的 呈现时间下有显著差异，则时间分组在一定的时间后仍然存在；若错觉量随着呈 现时间的增长而变大，则可认为时间分组会随着时间的延长而消退。 6 浙江大学硕士学位论文实验一不同搜索效率任务对预览效应的影响 2 实验一不同搜索效率任务对预览效应的影响 2 1 实验l a ：平行高效搜索下的预览效应 实验1 a 使用基本的预览效应范式，干扰刺激分为两类：带有朝上杠的圈， 不带杠的圈，目标项为带有朝下杠的圈。为了考察预览效应的绩效，实验分两种 呈现方式：( 1 ) 实验条件( 有时间间隔) ：将带朝上杠的圈的干扰项先呈现，经 过一定的时间间隔后，再呈现若干个不带杠的圈为干扰项以及带朝下杠的圈为目 标项。( 2 ) 控制条件( 没有时间间隔) ：同时呈现若干个带朝上杠的圈和不带杠 的圈为干扰项，带下杠的圈为目标项。 其中，后呈现的干扰项个数恒定，而先呈现的干扰项数目不定，通过反应时 是否随着先呈现干扰项数目的变化来考察预览效应的绩效。在该实验中，后呈现 的干扰项在实验条件下对目标搜索的干扰较小，属于单特征平行搜索任务，符合 最基本的预览效应的产生条件，预期预览效应明显。 2 1 i 实验方法 2 iii 被试 8 名自愿参与实验的浙江大学的学生，年龄在2 1 2 5 岁之间，裸眼或矫正视 力正常，在实验前一个月内均未参与过任何心理学实验，实验时间为半小时，实 验报酬l o 元。 2 1 i 2 实验装置与材料 刺激呈现和数据收集由奔腾4 计算机控制，显示器为1 7 寸c r t 纯平美雅达 ( a t r m e d i a a s 7 9 7 t ) 显示器，分辨率使用1 2 8 0 9 6 0 象素，刷新率7 5 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， 显示器背景为灰色( 背景亮度0 1 8e d m 2 ) 刺激呈现与反应时记录使用p r e s e n t a t i o n 编写程序，采用s p s s 进行统计分 析。刺激为外直径5 5 r a m 、内直径4 m m 的圈，带杆后刺激大小为7 m m x 5 5 m m ； 刺激随机呈现在l o x l o 的方格矩阵上，方格大小为1 2 c m x l 2 c m 刺激为白色。 2 1 1 3 实验设计与程序 实验根据干扰项的呈现方式这个因素分成两个区组： 区组一：实验条件( 有时间间隔) ：先呈现干扰项为带朝上杠的圈，经过一 浙大学硕学位论文实验一不同搜索教率任务对预览效应影响 f 在控制条件下，所有干扰项同时呈现。 先呈现的干扰项个数为4 、8 ，1 2 三种情况，后呈现的刺激个数均为1 5 个， 其中可能包含也可能不包含目标项，目标出现与不出现的概率各为5 0 。每一个 次反应呈现完毕后，被试判断是否出现目标项，双手按f 和j 键做出相应反应( f ： 没有目标项，j ：有目标项) ，若反应错误则给予反馈信息。如果呈现完毕后没有 键盘输入，则刺激一直呈现，直到被试做出反应要求被试在保证正确的前提下 尽快反应，收集每次反应的反应时和正确与否。 实验设计为：2 ( 呈现方式的两种情况：有时问间隔和没有时问问隔) x 3 ( 带 有朝上杆的干扰项数日：4 ，8 、1 2 个) x 2 ( 目标是否出现) 的三因素重复测量 实验设计 呈现方式这个因素作区组设计，顺序被试问平衡干扰项数目和日标是否出 现两个因素随机呈现，每种情况呈现3 0 次，一共呈现1 8 0 次，正式实验之前有 6 0 次练习。该实验总共有4 8 0 次，总时问在2 5 分钟左右。 2 1 2 实验结果 剔除错误反应的反应时数据以及单个被试每种条件下反应时三个标准差之 浙江大学硕士学位论文 实验一不同搜索效率任务对预览效应的影响 外的数据。8 名被试在目标呈现的情况下的两种呈现方式、三种干扰项数目的反 应时平均数见附录表1 8 名被试在各种情况下的正确次数见附录表2 。 以第一类干扰子数量为横轴，被试总体平均反应时为纵轴作图( 见图3 ) 将表1 中各名被试的平均反应时数据做二因素重复测量方差分析，因素一为 2 种呈现方式( 有时间间隔和无时间间隔) ，因素二为3 种带有朝上杆的干扰项 数目方差分析结果：呈现方式主效应显著( f = 1 5 0 5 7 ，p 0 0 1 ) ；干扰项数 目主效应显著( f = 8 2 5 8 ，p 0 0 1 ) ；二者的交互作用显著( f = 3 0 8 3 7 ，p 0 0 0 1 ) 。 结果表明在该种难度的任务条件下存在预览效应。 从图2 2 可以看到在控制条件下( 两类干扰项同时呈现) ，搜索反应时随带 有朝上杆的干扰项数目的变大而变大，表现出明显的系列搜索，搜索斜率为3 5 5 8 毫秒个。而在相继呈现的时候，让带有朝上杆的一类干扰项先呈现，后呈现不 带杆的圈的干扰项以及带有朝下杆的圈作为目标项，反应时随着先呈现的干扰项 数目的变化并没有表现出明显的变化，搜索斜率为1 3 3 9 毫秒个这种差异可以 用预览效应所产生的视觉搜索优化机制来解释。 ，、 念 埘 7 堪 谜 嚣 1 ；：卜 第一类干扰项个数 图2 2 实验1 a 结果在第一类干扰项个数下的平均反应时误差线为标准差 9 浙江大学硕士学位论文实验一不同搜索效率任务对预览效应的影响 2 2 实验1 b ：系列低效搜索下的预览效应 实验l b 与实验l a 的范式相同，先呈现的干扰刺激为带有朝上杠的圈，后呈 现的干扰项为带有朝下杠的圈，目标项为不带杠的圈。为考察预览效应的绩效， 实验分为两种条件的呈现方式2 ( 1 ) 实验条件( 有时间间隔) ：先呈现若干个带朝上杠的圈的一类干扰项， 经过一定的时间间隔后，再呈现若干个带朝下杠的圈的干扰项以及不带枉的 圈为目标项。 ( 2 ) 控制条件( 无时间间隔) ：同时呈现若干个带朝上杠的圈和带下杠的圈 为干扰项，不带杠的圈为目标项 其中，不带杠的圈的干扰项个数恒定，改变带朝上杠的圈的干扰项的数量， 根据反应时是否随着第一类干扰项数目变化来考察预览效应的绩效。在这个实验 中，实验条件下，因为后呈现的干扰相对于目标项的搜索干扰较大，是单特征的 系列搜索任务，任务较难，即搜索需要消耗极大的注意资源，预期在这段时间之 内，注意资源被搜索任务所消耗，时间分组得不到充足的独立资源而无法保持， 故结果应该没有预览效应的效应存在 2 2 1 实验方法 2 2 1 1 被试 1 3 名自愿参与实验的浙江大学的学生，年龄在2 1 2 5 岁之间，裸眼或矫正视 力正常，在实验前一个月内均未参与过任何心理学实验，实验时间为半小时左右， 实验报酬1 0 元。 2 212 实验装置与材料 该实验所使用的仪器设备，刺激与呈现方式与实验l a 完全一致 2 2 1 3 实验设计与程序 实验根据干扰项呈现方式这个因素分成两个区组： 区组一：实验条件( 有时f - j 间隔) ：先呈现若干个带朝上杠的圈，经过一定 的时间间隔后，再呈现若干个不带杠的圈为干扰项以及带朝下杠的圈为目标项 区组二：控制条件( 没有时间间隔) ：同时呈现若干个带朝上杠的圈和不带 杠的圈为干扰项，带下杠的圈为目标项。 l o 浙大学碗学位论i 实验一4 , n 搜索效率任务对预览散应的嚣响 在有时间间隔的情况下先呈现的刺激持续1 0 0 0 m s ，后呈现其余的干扰项和 实验设计为：2 ( 呈现方式的两种情况) x 3 ( 第一类干扰项数目4 ，8 、1 2 ) 2 ( 目标是否出现) 的三因素重复测量实验设计。 在墓线条件下，所有干扰项同时呈现。 第一粪干扰项个数为4 、8 、1 2 三种情况，后呈现的干扰项个数均为1 5 个， 其中可能包含也可能不包含目标项，目标出现与不出现的概率各为5 0 。每一次 呈现完毕后，被试判断是否出现目标项，双手按f 和j 键做出相应反应( f ：没 有目标项，j ：有目标项) ，若反应错误则给予反馈信息。如果呈现完毕后没有键 盘输入，则刺激一直呈现，直到被试使用键盘做出反应。要隶被试在保证正确的 前提下尽快反应，收集每次反应的反应时和正确与否。 呈现方式这个因素作区组设计，顺序被试间平衡。干扰项数目和目标是否出 现这两个因素随机呈现，每种情况呈现3 0 次，一共呈现1 8 0 次，正式实验前有 6 0 次练习。该实验总共有4 8 0 次，总时问在3 5 分钟左右。 2 2 2 实验结果 剔除错误反应的反应时数据，剔除每个被试每类条件下三个标准差以外的数 据，统计1 0 名被试在目标呈现的情况下的两种呈现方式、三种第一类干扰项数 日的反应时平均数( 见附录表4 ) 1 0 名被试在各种情况的正确次数见附录表5 。 以第一类干扰项数目为横轴，被试总体平均反应时为纵轴作图( 见图24 ) 浙江大学硕士学位论文实验一不同搜索效率任务对预览效应的影响 愈 瑚 协 域 哒 轷 * 4812 第一类干扰项个数 图2 4 实验1 b 结果在第一类干扰项个数下的平均反应时，误差线为标准差 将附表3 中各名被试的平均反应时数据做二因素重复测量方差分析，因素一 为2 种呈现方式，因素二为3 种第一类干扰项数目。方差分析结果：呈现方式主 效应显著( f = 8 5 0 3 ，p 0 0 5 ) ；干扰项数目主效应显著( f = 3 3 8 7 6 ，p 0 6 5 7 ) 结果表明在该种任务难度条件下 预览效应作用不存在。 从图5 可以看到在控制条件下( 两类干扰项同时呈现的时候) ，搜索反应时 随带有朝上杆的干扰项数目的变大而变大，表现出明显的系列搜索，搜索斜率为 3 9 0 6 毫秒个而在相继呈现的时候，让带有朝上杆的干扰项先呈现，后呈现带 有朝下杆的圈的干扰项以及不带杆的圈作为目标项，反应时同样随着先呈现的干 扰项数目的变大而变大，表现出明显的系列搜索，搜索斜率为3 1 0 2 毫秒个，可 以看到两种不同呈现方式在搜索效率上并没有差异，也就是说该实验中预览效应 并没有产生优化作用。 2 3 讨论 在上述实验中，在控制条件下，即两类干扰项和目标项同时呈现，两种视觉 搜索任务都应该是系列搜索( 实验l a ：在带有朝上杠和不带杠的圈里搜索带有 1 2 浙江大学硕士学位论文 实验一不同搜索效率任务对预览效应的影响 朝下杠的圈；实验1 b ：在带有朝上杠的和朝下杠的圈里搜索不带杠的圈) ，反应 时随着干扰项数目的变化而变化；在实验条件下，如果预览效应存在，即能将先 呈现的干扰项与后呈现的干扰项区分开来，则相当于只在后呈现的项目数中完成 搜索任务，那么因为后呈现的干扰项个数恒定，所以在两种情况下的反应时都应 保持恒定，不会随着先呈现的项目数的变化而变化。反之，如果预览效应不存在， 那么搜索效率就应该和全部一起呈现的情况一致，反应时随着第一类干扰项的数 量的改变而改变。 实验结果与预期一致，当后呈现的刺激的搜索任务是个低效搜索，需要消耗 极大的注意资源。在这种情况下，即使注意资源的是被时间分组的刺激所消耗， 而不是被无关任务所消耗，时间分组效应仍然不存在。 该结果表明了时间分组效应需要额外、单独的注意资源去保持，在没有足够 的注意资源用于保持时间分组的情况下，时间分组效应将会消失。 浙江大学硕士学位论文 实验二视错觉范式下的时间分组 3 实验二视错觉范式下的时问分组 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，通过改变后呈现刺激的呈现时间，以考查时间分组效应是否消退 实验预期在较短的呈现时间下，由于时间分组的作用，被试可以有效区分外 周圆和中心圆，在对中心圆大小的判断时可以有效排除外周圆的干扰，错觉量较 小，而随着时间的延长，即使被试清楚的知道外周圆和中心圆不同步呈现，但对 中心圆大小的判断仍会受外周圆的干扰，即时间分组作用在减弱，错觉量增大。 3 1 实验方法 3 1 1 被试 7 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 1 2 6 岁之间，平均年龄为2 4 2 岁 3 1 2 实验装置与材料 本实验由一p e n t i u m 1 8 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1 0 2 8 7 6 4 ，刷新频率为1 0 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 e d m 2 1 约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8 4 i i l i i l ( 2 4 像素) ，外周圆直径 4 2 m m ( 1 2 像素) 。比较刺激外周圆直径1 2 6 m m ( 3 6 像素) ，内圆大小分7 个变化， 直径分别为7 7 、8 4 、9 1 、9 8 、1 0 5 ，1 1 2 、1 1 9 r a m 实验程序用p r e s e n t a t i o n 编 制和呈现 3 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 7 7 、8 4 、9 1 、9 8 、1 0 5 、1 1 2 、1 1 9 m m - b 个水平；中心圆呈现时间，分别为4 0 0 m s 、 6 0 0 m s 、8 0 0 m s 、1 0 0 0 m s 。标准刺激中心圆的大小保持恒定，均为8 4 m m 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) 实验条件下单次试 验流程如图所示，实验开始时呈现注视点，5 0 0 m s 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 m s ，之后呈现中心圆，中心圆呈现一定时 堑至查堂墅主芏垫笙塞 塞堕三堡堂堂蔓塞工堕堕回坌望 问后消失，出现指示，要求被试判断屏幕哪边的中心圆比较大，并按键反应，认 为左边圊大的按左键，认为右边圃大的按右键实验开始前明确告诉被试忽略 图3 i 实验二单坎试验流程图 实验中比较刺激大小的自变量随机呈现，呈现时间自变量使用区组设计，区 组被试内平衡每节实验含1 1 2 0 次试验，标准刺澈和比较刺激出现在左右位置的 概率为5 0 。备次试验次序在节内做完全随机排列，约需5 0 分钟。 3 2 实验结果 7 名被试在4 个不同的呈现时间的水平下的平均错觉量结果见附录表7 ，将呈 现时间长度为横轴，错觉量为纵轴作圉，如下囤32 所示： 枷1 4 0 06 0 0 中心回呈现时间( 毫秒) 图3 2 在不同呈现时闻下的错觉量，误差线为平均标准误 从图上可以看出，随着时问的增长，错觉量有着明显的增大趋势诗一步的 。一 一 d r 口 口o *懈v捌掘罢 浙江大学硕士学位论文 实验二视错觉范式下的时间分组 单因素重复测量表明，差异显著( f - 1 7 6 5 ，p o 1 6 2 ) 4 3 讨论 从该实验的结果中，我们可以看到，在4 0 0 m s 到6 0 0 m s 之间，错觉量有一定 的上升，而在6 0 0 m s 之后，错觉量保持在稳定的水平上并且，在4 0 0 m s 的时 候，被试的错觉量已经达到了较大的水平，该错觉量大于实验二中任何一个条件 口乙 啦l 口o m 0 口口 桨删v删抿孥 浙江大学硕士学位论文实验三视错觉范式下的空间组织 下的错觉量故我们可以推断，人们对该错觉的知觉和判断在一个较短的时间内 已经完成了，当呈现4 0 0 m s 的时候，错觉量就已经充分形成，而在4 0 0 m s 之后， 即使人们有更多的时间去知觉和判断中心圆的大小，错觉量并不会产生显著的变 化 由此可以证实，实验二中错觉量的变化是由于时间分组效应的减弱而造成， 而并不是由于空间组织的增强所产生的 1 9 浙江大学硕士学位论文 综合讨论 5 综合讨论 时间组织与空间组织一样，是人们感知外部世界的一种重要能力，如果没有 时间和空间组织的帮助，人们会淹没在浩瀚而变化万千的信息中，无法快速有效 的选取和加工所需要的信息。如果说空间组织让我们对较多的信息有个整体的加 工，那么时间分组则能让我们更好的适应变化万千的信息，对它们做出区分。 5 1 时间分组中的注意资源 实验一的两个实验产生了两种截然不同的结果，而就实验任务本身讲，唯一 的区别在后呈现的干扰项中搜索目标项的难度。根据视觉搜索非对称范式的相关 研究，在带有杆的圈中搜索不带杆的圈，搜索任务较难，反应时随着干扰项的增 多而变大；表现为低效率的系列搜索；而在不带杆的圈中搜索带杆的圈，目标项 可突现( p o po u t ) ，搜索任务较容易，反应时随着干扰项的增多不会产生明显的 变化，表现为高效率的平行搜索( 根据w o l f e 等人的定义，搜索斜率小于1 0 毫 秒个即可视为平行搜索，w o l f e ，1 9 9 7 ) 。 在以上两个实验中，先呈现的干扰项均为带有朝上杆的圈，以它作干扰项对 于两个实验中两种目标项而言，都是较难的低效率系列搜索任务( 在带有朝上杆 的圈中搜索不带杆的圈在带有朝上杆的圈中搜索带有朝下杆的圈) 在实验1 a 中，这类干扰项先呈现，那么从结果上来看，这类干扰项的数量变化对搜索任务 的完成绩效并没有产生很大影响，也就是说被试在完成搜索任务时可很好的排除 这类干扰项，不对其进行搜索，从中可以看到明显的预览效应作用。而在实验 1 b 中，将这类干扰项先呈现，从结果上来看，干扰项的数量变化对搜索任务的 绩效产生了影响，即被试在完成搜索任务时并未排除这类干扰项，仍在对其进行 搜索，预览效应的优化作用消失。 为更好的比较两实验的结果，将两个实验各两种呈现方式下反应时随项目数 变化的曲线放在一起，如图5 1 所示 浙江大学硕士学位论文 综合讨论 ，、 狯 懈 、一 台 疆 谜 轷 * 4 第一类干扰项个数 图5 1 实验1 a 和1 b 的结果比较 该实验存在一个前提，即实验结果的差异是由于时间分组效应的存在与否所 造成，并不是由于先呈现的一类干扰项对目标的干扰程度不同所造成。从图上可 以看到，两个实验中两种控制条件，即呈现方式都是同时呈现的时候，搜索斜率 几乎是一致( 实验1 a ：控制条件：3 5 5 8 m s 个；实验l b ：控制条件：3 9 0 6 m s 个) ，这表明对于在带有朝上杆的圈中搜索不带杆的圈或者搜索带有朝下杆的圈 两种任务而言，难度是一致的，于是我们可以认为这类干扰项对两种不同的目标 项的干扰量是一致的而在这两条曲线上反应时量的差异产生于另外一类干扰 项，即除数量变化的带第一类干扰项以外，数量恒定在1 5 个( 目标呈现的情况 下为1 4 个) 的第二类干扰项，这类数量恒定的干扰项对目标项的干扰量是不同 的，实验1 a 中不带圈的干扰项对带有朝下杆的圈的这一目标项的干扰量很小， 而实验b 中带有朝下杆的干扰项对不带杆的圈的这一目标项干扰量很大，故产生 了反应时量的差异反应时量的差异即在1 4 个带有朝下杆的圈中搜索不带杆的 圈的反应时减去在1 4 个不带杆的圈中搜索带有朝下杆的圈，平均的反应时量的 差为3 5 3 6 1 m s ，从这个时间差异上，也可以反应出实验l b 中，后呈现的一类干 扰项对目标的干扰非常大 其次，实验1 a 中实验条件下，曲线比较平坦，搜索斜率为1 3 3 9 m s 个，该 浙江大学硕士学位论文 综合讨论 斜率虽然没有达到平行搜索的效率，但较之实验a 中的基线水平的斜率( 3 5 5 8 m s 个) 有着显著的差异，交互作用显著( f = 3 0 8 3 7 ，p 0 6 5 7 ) ，可认为并不存在预览效应作用。 前面已经提到，实验