視覺搜索中的非對稱性實驗報告

視覺搜索中的非對稱性實驗報告引言非對稱性搜索是指在若干個甲類項目（干擾項）中找到一個乙類項目（靶子），與從同樣的若干個乙類項目（干擾項）中找到一個甲類項目（靶子），兩者的搜索速度有顯著差異，出現(xiàn)非對稱現(xiàn)象。也就是說，當(dāng)甲乙兩類項目互易靶子或干擾項的角色時，搜索所需時間不同。Neisser(1963)首先發(fā)現(xiàn)并研究了視覺搜索的非對稱現(xiàn)象。典型的搜索非對稱的實驗由Treisman設(shè)計。Treisman自八十年代以來進(jìn)行了一系列非對稱性搜索實驗，其中拓?fù)涮卣髋c非拓?fù)涮卣鞯姆菍ΨQ性是較為復(fù)雜的一種，而且結(jié)果也不確定。Treisman應(yīng)用封閉圓和開口圓做靶子分別進(jìn)行視覺搜索的實驗。以封閉圓和開口圓作為靶子，開口的大小分成三種，分別占圓周長的1/2，1/4和1/8。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)對這兩類靶子的搜索存在著強(qiáng)烈的非對稱性，開口圓的搜索是快速的，基本不受開口大小和干擾項數(shù)目的影響；但是，封閉圓的搜索卻是較慢的、系列的?？傮w上，開口圓的搜索要快于封閉圓的搜索。本實驗通過對封閉圓和開口圓分別做靶子進(jìn)行視覺搜索實驗，來了解視覺搜索中的非對稱性現(xiàn)象以及封閉性這一拓?fù)涮卣髟谇白⒁饧庸ぶ械淖饔谩?.方法2.1被試某師范大學(xué)心理學(xué)院本科生19名。2.2器材計算機(jī)及PsyTech心理實驗系統(tǒng)，選擇視覺搜索中的非對稱性實驗。2.3實驗材料：靶子：開口圓或封閉圓。開口大小：三種，1/2、1/4、1/8（指開口占圓周長的比例）。畫面大小：干擾項的數(shù)目，1個、6個、12個。2.4實驗設(shè)計采用3×3×2×2的組內(nèi)設(shè)計。自變量一：畫面大小A，即干擾項的數(shù)目，其中A1=1，A2=6，A3=12；自變量二：開口大小B，即開口占圓周長的比例，其中B1=1/2，B2=1/4，B3=1/8；自變量三：是否開口C，其中C1=開口圓，C2=閉口圓；自變量四：有無靶子D；其中D1=有靶子，D2=無靶子。因變量為反應(yīng)時間。2.5實驗程序：按實驗要求在屏幕上搜索一段圓?。ㄩ_口圓）或一個圓圈（封閉圓）。搜索到了，請按下紅鍵；如果沒有找到，請按下綠鍵。如果按錯鍵，要求立即改正。每六個試次后休息10秒鐘。每六次試驗后休息10秒鐘，共6組試驗，即36次試驗。2.6數(shù)據(jù)處理采用統(tǒng)計軟件SPSS.17.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。對19組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，，最后進(jìn)行一系列重復(fù)測量方差分析得出總體結(jié)果。結(jié)果3.1畫面大小分析表一：畫面大小主效應(yīng)源III型平方和df均方FSig.12/6/1SphericityAssumed2.941E721.471E724.151.000Greenhouse-Geisser2.941E71.5251.928E724.151.000Huynh-Feldt2.941E71.6381.796E724.151.000Lower-bound2.941E71.0002.941E724.151.000表二：不同畫面大小平均反應(yīng)時畫面大小均值標(biāo)準(zhǔn)誤差95%置信區(qū)間下限上限1988.18939.227905.7751070.60261347.52293.0621152.0061543.038121478.785110.9611245.6661711.904表三：均值多重比較(I)畫面大小(J)畫面大小均值差值(I-J)標(biāo)準(zhǔn)誤差Sig.a差分的95%置信區(qū)間a下限上限16-359.333*66.843.000-499.765-218.90112-490.596*90.806.000-681.374-299.81961359.333*66.843.000218.901499.76512-131.263*57.550.035-252.170-10.356121490.596*90.806.000299.819681.3746131.263*57.550.03510.356252.170由表一、表二和表三可知，搜索1個項目的時間（M=988.189，SD=39.227）顯著小于搜索6個項目的時間（M=1347.522，SD=93.062）及搜索12個項目的時間（M=1478.785，SD=110.961），p<.001。搜索6個項目的時間（M=1347.522，SD=93.062）顯著小于搜索12個項目的時間（M=1478.785，SD=110.961），p<.01。由此可得，項目越多，搜索時間越長。3.2開口大小分析表四：開口大小主效應(yīng)源III型平方和df均方FSig.1/2\1/4\1\8SphericityAssumed6195848.82723097924.4147.082.003Greenhouse-Geisser6195848.8271.9473182173.4997.082.003Huynh-Feldt6195848.8272.0003097924.4147.082.003Lower-bound6195848.8271.0006195848.8277.082.016表五：不同開口大小平均反應(yīng)時個因素影響。而是否開口主效應(yīng)不顯著，但是搜索開口圓的平均反應(yīng)時還是小于搜索閉口圓的平均反應(yīng)時。4.1畫面大小與搜索時間畫面大小的確影響靶子的搜索。這樣的情況可能是由于任務(wù)需要分配更多的注意資源"一般認(rèn)為，人的心理資源是有限的，任何時候心理資源所集中處理的信息量也是有限的"而注意的資源也是有限的，人們要利用有限的心理資源把外部刺激（感覺）和內(nèi)部刺激（思維和記憶）的一部分的激活減弱，而使目標(biāo)刺激（作為搜索目標(biāo)的刺激）的激活增強(qiáng)，從而利用有限資源于重要的任務(wù)。由此，畫面比較大的時候，認(rèn)知負(fù)荷比較大，搜索所需的時間就比較長。4.2開口大小與搜索時間搜索開口1/2圓的時間與搜索開口1/4圓的時間沒有顯著差異；但是搜索開口1/2圓的時間顯著小于搜索開口1/8圓的時間。搜索開口1/4圓的時間又顯著小于搜索開口1/8圓的時間。這一結(jié)果與Terisman的實驗結(jié)果存在歧義。其中搜索開口1/2圓與開口1/8圓的時間差異可以用Terisman的猜測解釋，即封閉性可看作封閉程的連續(xù)體，可在不同程度上被封閉圓和開口圓共有，當(dāng)二者差別大時（開口比例為1/2），封閉圓較易搜索，而開口小時搜索就慢。4.3是否開口與搜索時間是否開口主效應(yīng)不顯著，但是搜索開口圓的平均反應(yīng)時還是小于搜索閉口圓的平均反應(yīng)時。這一結(jié)果和Terisman的實驗結(jié)果存在歧義。原因可能如下：（1）本實驗沒有很好地控制額外變量。如實驗器材的選用，實驗的環(huán)境，被試的疲勞程度，被試的態(tài)度或?qū)嶒灥倪^程不熟悉等等。（2）傳統(tǒng)的理論認(rèn)為視覺搜索的非對稱性是視覺基本特征的前注意或平行加工的結(jié)果，視覺系統(tǒng)在前注意階段，對項目的顏色、運動、方向、封閉等拓?fù)涮卣魇瞧叫屑庸さ?，或者說是自動加工的。如果靶子在某個維度上與其它干擾項存在顯著的不同，這種“特征花牌”（featuresingleton）就能在極短的時間內(nèi)得到自動搜索和加工。本實驗的靶子詞在某個維度上與其它干擾項是否存在顯著不同有待考證。（3）被試運用的可能是自由無序掃描而非系列搜索或平行搜索，而視覺搜索的非對稱性理論認(rèn)為視覺搜索的非對稱性是視覺基本特征的前注意或平行加工的結(jié)果。被試的策略不同結(jié)果可能也就不同了。這一結(jié)果也可以用“熟悉性理論”來解釋。Malinowski(2001)認(rèn)為在熟悉的干擾子中搜索熟悉的靶子是容易的，因為：在顯示系列中，干擾子的數(shù)目一般要大于目標(biāo)的數(shù)目，所以熟悉的干擾子使背景項目更容易組群，并且熟悉的干擾子也容易組群。由此得出：干擾子的熟悉性，而不是靶子與干擾子之間熟悉性的不同決定了搜索的效率。兩者都強(qiáng)調(diào)了刺激熟悉性的重要性。在“對于封閉圓的熟悉度大于開口圓的”假設(shè)前提下，一是因為熟悉的干擾子激活度小于新穎的干擾子，所以導(dǎo)致上述結(jié)果。結(jié)論畫面的干擾數(shù)目對搜索時間有影響。開口圓的搜索要快于閉口圓的搜索。不足與改進(jìn)6.1不足被試均為心理系的學(xué)生，對于本實驗的假設(shè)、結(jié)果、理論有一定的了解。我們不能保證被試有與前人保持一致研究結(jié)果的傾向性。（2）被試樣本量太小，不足以代表整體，從而說明相關(guān)問題。（3）紅綠鍵容易混淆，尤其是連續(xù)按了幾次紅鍵之后，有傾向于繼續(xù)按紅鍵的傾向；尤其是越到后面，由于疲勞等按錯次數(shù)增多，被試會更加厭煩，消極情緒越多，按錯次數(shù)越多。而且，我們生活中的經(jīng)驗一直是綠色代表正確，而紅色代表錯誤。試驗中的設(shè)置與我們的生活經(jīng)驗相悖，很可能導(dǎo)致按錯鍵的情況。6.2改進(jìn)（1）采用不同材料測驗視覺搜索非對稱性的普遍性，如Levin(1996,2001)用實驗方法研究跨種族臉圖搜索的非對稱現(xiàn)象。作業(yè)任務(wù)有兩個，一個是從相同種族臉圖中搜索異族臉，另一個是從異族臉圖中搜索某一種族的“原型”臉，并通過對“原型臉”進(jìn)行歪曲以提高或降低種族的特異性特征，結(jié)果顯示讓被試在相同種族臉圖中搜索異族的臉圖比反之容易，并由此推出是被試的社會認(rèn)知關(guān)系和臉的種族的不同造成了這種搜索非對稱，證明了社會屬性特征的搜索也有非對稱性。（2）可將生理反應(yīng)作為實驗數(shù)據(jù)指標(biāo)，探討這種現(xiàn)象的生理原因。（3）在實際生活中，人們經(jīng)常要從事某種視覺搜索任務(wù)，如何通過特定的顯示設(shè)計使用戶能優(yōu)化分配注意資源