實驗心理學-2010.11.13-輔修.ppt

2010-11-13,實驗心理學,注 意,注意的定義,William James “It is the taking possession by the mind, in clear and vivid form, of one out of what seem several simultaneously possible objects or trains of thought. Focalization, concentration of consciousness are of its essence. It implies withdrawal from some things in order to deal effectively with others.”(1890,pp.403-404) 一般定義 the concentration of mental effort on sensory or mental events,注意研究的幾大課題,認知神經(jīng)科學,Attention,實驗心理學的關注點,以上研究，分別對注意進行了怎樣的操作定義？ 不同的操作定義，如何規(guī)范了不同的實驗范式？ 如果要設計一個注意研究的實驗，我可以怎么做？,加工能力與選擇性注意,通道能力,可能的瓶頸?,選擇性注意,信息加工存在瓶頸,注意研究：雙耳分聽任務,雙耳分聽任務的邏輯 用立體聲耳機，使被試的左右耳同時聽到不同的信息 被試要注意其中一只耳朵聽到的信息，而忽略另一只耳朵的內(nèi)容 追隨程序被試要復述特定耳（追隨耳）中聽到的信息 (Cherry,1953),操作定義？,被試被要求“注意”某些信息而忽略其他的，體現(xiàn)了注意的選擇性 因此，“注意”就是人們按要求在眾多信息中進行選擇， 這種選擇導致了被選擇項目的更好、更多的加工嗎?,選擇性注意的模型,Broadbent 和過濾器模型 任何時間人們能夠注意到的信息都是有限的信息加工受到通道能力限制 過濾器位于語義分析之前，信息是否能通過過濾器，取決于刺激信息的物理特性，例如聲音的來源、音高、特殊的音調(diào)等 注意過濾器的工作方式是“全或無”的 Single-channel theory (Welford, 1959),過濾器理論的信息加工流程圖示,過濾器模型的實驗支持,Broadbent (1954): 在左右耳中同時呈現(xiàn)3個數(shù)字，然后要求被試成對回憶或按通道回憶 結果（回憶正確率） 65% (按通道); 20% (成對回憶) 通道的不斷轉換降低了信息加工的質(zhì)量,Cherry (1953): 被試只能注意到非追隨耳中信息的物理屬性，例如男女嗓音變化，但語義屬性例如從英語換成德語，則不被加工 Moray (1959): 被試無法再認非追隨耳中反復出現(xiàn)的信息，即使該信息已經(jīng)被重復高達35遍之多,反對單通道選擇的發(fā)現(xiàn),Moray (1959): 雞尾酒會效應 Gray & Wedderburn (1960): 被試有能力在不同通道間快速轉換 被試按照意義，而非通道來組織信息,Treisman (1960):,Treisman的衰減器模型,未受注意的信息并不是被過濾器徹底阻擋在語義加工之外，而是經(jīng)歷了不完全的阻斷（衰減） 一些有意義的單元具有很低的閾限，只需要很少努力就能被識別,注意衰減器模型,后期選擇/反應選擇模型 （Deutsch & Deutsch ）,所有信息都可以進入高級分析水平的加工，選擇性注意不是出現(xiàn)在知覺和加工階段，而是出現(xiàn)在對刺激的反應階段 注意瓶頸位于信息加工的后期（例如在刺激信息的意義理解之后） 人們只是選擇最重要的信息來加以反應，因此就有了選擇性注意,注意的后期選擇模型,后期選擇的實驗證據(jù),Lewis(1970) 雙耳分聽+追隨程序 自變量：非追隨耳中的單詞是否與追隨耳單詞有語義聯(lián)系 結果：非追隨耳中的同義詞使被試反應延遲 Mackay(1973) 追隨語義模糊句子同時，非追隨耳中呈現(xiàn)消除模糊性的單詞 They threw stones at the bank-money / river 被試傾向于記憶與非追隨耳一致的句意,多態(tài)模型 (Johnston & Heinz，1978),注意的選擇不一定僅限于固定的前期階段或后期階段 選擇可以發(fā)生在： 1st，感覺階段過濾器、衰減器 2nd，語義加工階段 3rd，意識階段反應選擇,過濾-選擇研究范式的變化,雙耳分聽任務 雙側干擾和目標的符合性 整體-局部符合性 負啟動 先前分心刺激出現(xiàn)的位置，會在下一次試驗中被抑制體現(xiàn)為在該位置上出現(xiàn)的目標刺激，需要更長時間才會被識別,Kahneman：注意作為有限的資源,定義和操作定義？ 注意是對刺激進行分類和識別的過程 注意的限制，實際上是心理資源的限制 注意就是任務成功地進行？ 人們可以部分地調(diào)配自己的注意資源的分配 從資源限制角度解釋了注意分配的條件,Kahnemans Resource-Limited Theory (Resource Allocation),研究范式：注意分配,如何研究？ 雙任務范式 人們在兩項任務間不斷切換自己的注意 或者其中一種任務可能是自動加工？ 再或個體通過練習學會了同時組合兩件任務？,Divided attention outside the laboratory: cell phone usage while driving,注意和自動加工,有些任務需要很少的資源就可以執(zhí)行 自動加工不需要意識努力，也不會受其他認知活動的影響 What affects the capacity any task requires? Task difficulty Familiarity with the task Practice,研究自動加工注意的范式之：Stroop任務,盡快說出右側單詞的顏色（不是單詞本身） 讀詞是一種自動加工，它對認知資源要求很低，不需要可以努力，也難以被刻意抑制,注意的自動加工與控制加工：搜索范式,Schneider & Shiffrin (1977) 視覺搜索任務 框架時間、框架容量、記憶集容量、一致條件和變化條件,J,no,J,yes,Search is easier when distractors and targets are different in type,框架容量: 每張幻燈片上的刺激數(shù)數(shù)量(1-4) 框架時間: 每張幻燈片呈現(xiàn)的時間(20ms-800ms) 記憶集容量: 目標數(shù)量(1-4),結果：一致條件下自動加工， 變化條件下控制加工,特征整合理論中的注意：膠水,客體是許多特征整合而成的 對客體的識別分成兩階段： 特征漂移階段（前注意階段） 平行加工、自動加工 特征整合階段（注意階段） 注意起到膠水的作用，將游離的特征組合起來,實驗驗證：搜索范式,Treisman & Gelade, 1980，搜索任務,to find a blue letter or an S,to find a green T,實驗結果 特征搜索條件下，干擾項目的數(shù)量不影響特征搜索反應時 客體搜索條件下，反應時隨著干擾項目的數(shù)量增加而增長,注意的線索：提示范式實驗,基本實驗模式和變量 線索提示（有 or 無，有效 or 無效） 線索與目標之間的間隔時間 對目標進行反應（準確率，反應時）,注意的神經(jīng)心理學研究,當人們注意一個刺激或一件事的時候，大腦的哪個區(qū)域會激活？ 后頂葉 & 額葉,單側忽視 頂葉損傷病人 經(jīng)常忽視對側視野內(nèi)出現(xiàn)的信息,感覺和知覺實驗,內(nèi)容提綱,感覺實驗 心理物理法的應用 視感覺 聽感覺 知覺實驗 空間知覺 時間知覺 無覺察知覺,視感覺實驗,可見光,波長范圍在380nm到780nm之間的電磁波 短波長端對應紫色，長波長斷對應紅色 光的三個物理維度和對應的心理特征： 波長 色調(diào) 純度 飽和度 振幅 明度,單色光的單位,光強度光度量中的基本量，單位為坎德拉cd。 光通量光源在單位時間內(nèi)的輻射量，單位lm 光照度單位面積上的光通量，單位Lux 光亮度從某個表面反射的光通量，也就是亮度,人類視覺器官,視覺系統(tǒng),眼的調(diào)節(jié),晶狀體調(diào)節(jié) 靜息時6m無窮遠清晰成像 近于6m時晶狀體變凸 瞳孔調(diào)節(jié) 1.5mm8.0mm,視網(wǎng)膜通路,盲點：視網(wǎng)膜上沒有感受細胞的區(qū)域,視覺的上行通路,人的顏色分辨能力：3nm5nm 視桿細胞的興奮：可能低至于數(shù)個甚至僅僅一個光量子,視覺實驗的變量,自變量 光刺激（三個物理維度）、背景選擇、被試特點 控制變量 避免變量混淆 累積效應 因變量 判斷反應 刺激辨別任務成功率,亮度和明度,亮度與物體表面到觀察者的距離無關 背景對比、照度和視敏度 視角越大，要求照度越低 對比越大，要求照度越低 相關的心理量明度 明度不僅由亮度決定，還受其他因素影響（視覺適應、曝光時間等）,視覺適應,暗適應 時間較長，視覺感受性逐漸升高 實驗：白光和紅光視覺閾限的測定 解釋：兩種視覺細胞的不同適應過程 明適應 時間較短，視覺感受性下降 普肯野現(xiàn)象 明暗視覺的最敏感波長不同，暗視覺條件下向紫端偏移,視敏度,分辨物體細節(jié)的能力，用最小可分辨視角的倒數(shù)表示 視角的計算： A/D（弧度） A：物體大小 D：物體距離 某些影響視敏度的因素： 目標亮度以及和背景間的對比度 網(wǎng)膜投影部位（視錐密集則視敏度高） 視覺適應,視野,中央凹視覺/邊緣視覺 右圖，當注視中心位置，被試可以分辨所有字母。注視點轉移后則不能,實驗：測定閃光融合頻率,閃爍的光刺激達到一定的頻率，人眼就無法分辨閃爍 如何測量（p369參考實驗） 實驗結果： 強度高的光刺激，閃光融合頻率高 面積大的光刺激，閃光融合頻率高,顏色,一種顏色由三個特征唯一決定 亮度：黑白 色調(diào)：反射光中的優(yōu)勢波長 飽和度：優(yōu)勢波長所占比例 顏色混合 加色法色光混合 減色法顏料配色,加色混合,對于同樣的顏色（例如白色），可以使用不同的色光組合來得到它 補色律：每種顏色都能找到補色，加色混合后產(chǎn)生白色 居間律：兩種非補色的顏色混合產(chǎn)生一種中間色 代替律：感覺上相同的顏色混合，可以在任意相互替換,加色法和減色法,加色法意味著發(fā)出的色光成分變多 減色法意味著發(fā)出的色光成分變少 加色混合后明度提高 減色混合后明度降低 加色法各種顏色混合得到白色 減色法各種顏色混合得到黑色,顏色對比和顏色適應,色調(diào)對比：顏色背景上的物體帶上了背景色的補色 同時性對比 繼時性對比 明度對比：暗背景上的物體感覺更明亮 不同顏色放在一起，傾向于在色調(diào)或明度上變得區(qū)分程度更大 顏色適應：先看到色光對后看到色光的影響,例子（1）,不同背景下的灰色方格顯得明度不同,例子（2）,注視圖片一段時間，將視線轉移到一個白色背景上，顏色適應效應會起作用,例子（3）,幾種紅色？幾種綠色？,顏色對比導致視錯覺，將不同環(huán)境下的同一種顏色看成兩種,色覺缺陷與色盲 喪失顏色感覺 全色盲和局部色盲,顏色視覺理論,三原色理論（揚赫氏理論） 三種顏色感受器：紅、綠、藍 缺陷：無法解釋顏色負后象和色盲的成對缺失顏色識別 拮抗理論（赫林） 所有顏色都產(chǎn)生于三個子系統(tǒng) 每個系統(tǒng)都包含兩個對立成分：紅與綠，黃與藍，白與黑 缺陷：難以解釋RGB三原色就能形成所有顏色,顏色標定系統(tǒng)（1）,孟塞爾顏色標定系統(tǒng) 以明度（V）為中心縱軸，任意水平面上不同方向代表不同色調(diào)（H），距離中心縱軸越遠飽和度越高（C）。 彩色標定格式：HV/C 非彩色標定格式：NV/H 或 NV/(HC),顏色標定系統(tǒng)（2）,CIE色度系統(tǒng) 用三原色（R/G/B）的比例來確定每一種顏色 三原色比例總和：r+g+b=1 CIE1931色度圖的形態(tài)、意義和實例計算 X，Y軸的意義 任意坐標點代表的色調(diào)、飽和度 任意坐標所表示顏色的補色 兩種顏色混合產(chǎn)生顏色的可能,國際照明委員會（CIE）規(guī)定紅、綠、藍三原色的波長分別為700nm、546.1nm、435.8nm 當三原色光的相對亮度比例為1.0000：4.5907：0.0601時就能匹配出等能白光，所以CIE選取這一比例作為紅、綠、藍三原色的單位量，即（R）：（G）：（B）=1：1：1。 盡管這時三原色的亮度值并不等，但CIE卻把每一原色的亮度值作為一個單位看待，所以色光加色法中紅、綠、藍三原色光等比例混合結果為白光，即（R）+（G）+（B）=（W）,視覺實驗小結,可見光的物理維度，及其對應的心理感受維度 視角和視敏度的計算 影響視敏度的因素（對比、表面照度） 暗適應與明適應過程，普肯野現(xiàn)象 加色法和減色法顏色混合，顏色混合三定律 明度對比和顏色對比,思考題舉例,現(xiàn)有紅、藍、綠、黃、紫五種顏色，試用對偶比較法判斷人們對這些顏色的喜好順序 列舉閃光融合頻率實驗中，可以做為自變量或控制變量的五個以上變量？ 紅光照射環(huán)境下的暗適應曲線有何特征？為什么？,聽感覺實驗,描述波的三個物理維度,波的振幅 波的頻率/波長 波的混合情況,聲波,是彈性媒質(zhì)中物體振動所引起的縱波 在人耳可聽范圍內(nèi)的聽覺適宜刺激 頻率范圍：16Hz20000Hz 次聲波和超聲波 聲波在0度空氣中的速度：331.5m/s 聲壓的分貝表示： 0dB=10-5N/m2 A=10 * lg(Pa/P0),聲和光的心理特征比較,純音和復合音,每一種聲音都有其特殊的波形，有簡單和復雜兩種形式 簡單的形式就是純音 純音只用振幅和頻率來描述 不同頻率和振幅的純音相混合可以獲得一切聲音，由這些純音混合而成的聲音稱為復合音,樂音和噪音,復合音振動波形具有規(guī)則及一定周期，產(chǎn)生的聲音令人覺得悅耳的，叫做樂音 反之，振動的波形不規(guī)則，沒有周期性特征的，稱為噪音 白噪音所有頻率上能量相等的噪音 粉紅噪音 褐色噪音,基音和泛音,樂音中總有一個振幅最大、頻率最低的純音，這叫做基音 樂音中其他純音叫做泛音，振幅都比基音的振幅小，而頻率都比基音高 泛音的多少和強度決定了音色,純音的相互作用,共鳴 干涉拍音 V=Vh-Vl 差音與和音 差音：頻率為兩純音頻率整數(shù)倍的差 和音：頻率為兩純音頻率整數(shù)倍的和,聽覺實驗的變量舉例,自變量 聲刺激（振幅、頻率、是否純音、呈現(xiàn)方位、呈現(xiàn)時間等） 因變量 被試判斷（估計音高或響度值、報告有無感受、確定刺激方位等） 控制變量 實驗室環(huán)境、背景噪音、被試聽力、單雙耳等,響度量表：Sone,利用分段法，調(diào)整純音的響度 L = k I0.3 This provides the basis for the loudness scale, measured in Sones. 1-kHz 40 dB 1 Sone 1-kHz 50 dB 2 Sones 1-kHz 60 dB 4 Sones 1-kHz 70 dB 8 Sones,響度量表,響度對應的物理屬性為振幅，但不完全由振幅決定 同樣聲壓級，不同頻率的聲音，感受到的響度不同；人耳對中等頻率（3000Hz左右）聲音最敏感 Phon量表1000Hz純音的dB數(shù) Sone量表1000Hz，40dB純音的響度定義為1Sone 響度判斷隨時間的變化,等響度曲線,以純音頻率為橫坐標，以聲壓級為縱坐標，描出同一響度不同頻率的曲線 形態(tài)上低響度的曲線中間低兩頭高，但是高響度的曲線較為平坦 等響級(phon)1000Hz純音的強度級。有同一響度級的聲音，主觀感受響度相等,響度級和等響度曲線：Phon,1-kHz , 40 dB 的響度級被定義為 40 phons. 任何其他在響度感覺上與之相同的聲音，都處于同樣的40 Phons響度級 Sones versus Phons (?) 利用響度匹配實驗，可以得到等響度曲線,Equal Loudness Contours,Loudness weighting scales,Filters are used in loudness meters to compensate for the changes in loudness as a function of frequency: dB(A) = A weighting: 40 phon curve (approx.) dB(B) = B weighting: 70 phon curve (approx.) dB(C) = C weighting: essentially flat -high sound pressure levels with LF presence.,響度與刺激時間,Energy integration time 200ms The longer the tone, the louder, up to 150ms,音高：絕對閾限,20Hz 20kHz (in young, intact hearing systems, 16kHz in adults) HF threshold permanent decrease due to: Ototoxic substances: aspirin, quinine Exposition to high levels of sound pressure (85dBSPL) for long periods of time,音高：差別閾限,The JND for pitch is around 0.5% of the base frequency for HF tones It is better than 0.3% for LF tones But For freq 5 kHz it is 1%,Intensity effects on pitch,High pitch tones tend to be perceived higher with high pressure, lower with low pressure Low pitch tones tend to be perceived lower with high pressure, higher with low pressure,音高的主觀感