自由观看实景图片时注意的空间偏向，本文主要内容关键词为：片时论文,自由论文,实景图论文,空间论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
视觉注意的空间偏向指的是，即使是对称的刺激，人们对它进行注意时，也并非将注意集中于刺激的中心，而是具有方向上的偏向，这种偏向在正常人群中是广泛存在的(Bultitude & Woods，2010)。
在视觉注意空间偏向领域获得研究较多的是水平方向上的注意偏向。应用最广泛的线段等分实验(Line Bisection Task)发现，人们判定一条线段的中点位置时易错误地认为中点在更偏左的位置(Manly，Dobler，Doddsa，& George，2005)。这种左侧优势也发生在视觉搜索任务中，如Williams和Reingold(2001)指出，被试在进行搜索时总是从左至右进行。Intraub，Hoffman，Wetherhold和Stoehs(2006)采用快速呈现实景图片的方式考察被试对场景边界的记忆，发现场景知觉中具有右向“边界蔓延”(Boundary extension)的现象。Dickinson和Intraub(2009)首先运用眼动范式对真实场景的注意偏向进行了研究，结果发现，对于在左右区域各有一个明显物体的场景来说，左侧物体首先获得注意的概率显著高于右侧。而当刺激材料为文字时，则出现右侧优势(Darker & Jordan，2004)。
与已有较明确结论的水平方向注意偏向的研究结论相比，垂直方向上的注意偏向现象则一直存在争论。一些研究表明，下侧视野具有优势作用，表现在下侧视野对方向、大小(Previc，1990)、轮廓(Shapley，Rubin，& Ringach，2004)、颜色(Levine & McAnany，2004)等都更敏感。另一些研究则发现，上侧视野也存在注意偏向(Schuller & Rossion，2005)，还有研究者发现并不存在垂直方向上的偏向(Lee，Kaneoke，Kakigi，&Sakai，2009)。Christman 和Niebauer(1997)曾总结道，下视野偏向主要表现在简单反应时、整体加工、近视野中，上视野偏向主要表现在局部加工、远视野、视觉搜索和视觉注意。Christman等认为，上下视野的偏向与左右视野偏向一样普遍存在。他们还指出了下侧与左侧视野加工、上侧与右侧视野加工存在着系统性的联系。一些视觉搜索的任务也发现，左侧和上侧视野总是获得优先注意或加工(张学民，李双双，李永娜，阎鸣，2004)，类似的现象甚至发生在对运动物体的判断中。Fan和Harris(2010)指出，左上视野空间界限识别更好，更不易产生“运动引发的空间移位”(motion-induced spatial displacement)。不同视野象限引起不同反应也获得了来自脑电研究的支持(Murray，Foxe，Higgins，Javitt，& Schroeder，2001)。
从已有研究可以看出，在采用简单图形作为刺激时，视觉的空间注意偏向是普遍存在且自发产生的，如果在真实场景中也存在这种偏向，将对信息传播、广告、航空、驾驶等诸多领域的产品设计与生产效率等具有重要的参考价值。那么，这种实验室获得的结论，是否可以推广到实践生活中去呢？我们知道，真实场景与其它刺激相比具有独特性(Henderson，Larson，& Zhu，2008)，相较于具有明确对称结构的简单图形或字母来说，真实场景包含着丰富且难以控制的信息，注意的空间偏向将首先受到刺激特征显著性的挑战，被试的注意将被那些在颜色、明度、方向等更显著的特征所吸引(Itti & Koch，2000)而不再显示空间上的注意偏向，Dickinson和Intraub(2009)的研究虽然探讨了真实场景在水平方向上的注意偏向，但刺激材料特异性较大(只选用有左右两个明显物体的图片)，效度较低。人们在观看真实场景时是否也存在着空间的注意偏向仍然是值得探讨的问题。根据已有研究，我们推测人们在观看真实场景时具有空间注意偏向，表现为左侧和上侧偏向，原因在于，对真实场景的初步加工主要针对非语言信息，将表现出左侧偏向，观看真实场景需要进行搜索和眼跳，将表现出上侧偏向。
为了验证这一假设，本研究选择自由观看的眼动范式考察被试在自然状态下观看真实场景时的注意偏向，由于在实验室中呈现大量真实场景难以做到，已有研究大多采用实景图片作为刺激材料代表真实场景(王福兴，田宏杰，申继亮，2009)，本研究也采用这一方法，为被试呈现40张实景图片。为了控制刺激特征的影响，我们请一半被试观看正常图片，另一半被试观看相同图片的倒置图片(在水平与垂直方向上先后镜像处理)(Bravo & Farid，2006；Dickinson & Intraub，2009)，这样任何一张图片在水平与垂直方向上的刺激特征均被平衡，如果存在差异，将是由空间注意偏向所导致而非刺激特征。在眼动指标中，我们选择“刺激呈现后的首次眼跳方向”及“整个图片呈现过程中各象限注视时间占总注视时间百分比”来考察被试在“初步加工图片后”和“对图片加工的整个进程中”的注意偏向，除此之外，我们还选取“首次注视概率”以检验被试在“刺激产生前”是否具有注意偏向，增加这个指标是因为人们可以获得呈现仅40ms的图片主旨(Rayner，2009)，并据此发生外源性的注意转移，这个时间低于一般眼动仪对一次注视甚至凝视所需时间的设定(50—100ms)，如果在注视点后直接呈现图片，将使得这种被试在看到图片后迅速进行的注意转移无法被探测到，而事实上，这种内源性的注意偏向可能是存在的，只是受到了刺激的干扰，为了使得首次注视概率可以反映内源性的注意偏向，我们在中心注视点与图片间呈现一段600—800ms的随机空屏，如果被试存在内源性的偏向，则会在这段时间发生至少一次眼跳(Rayner，2009)，使得在图片上的第一注视点落在偏向指向的位置上。若假设成立，则首次注视概率、首次眼跳方向和注视时间百分比在水平方向上左侧显著高于右侧，垂直方向上上侧显著高于下侧。
2 研究方法
2.1 被试
北京师范大学及北京邮电大学本科生、研究生40名，视力及矫正视力正常，全部为右利手。平均年龄为21.9岁(SD=1.80)，为了控制图片特征本身对结果的干扰，被试被随机分为2组，20名被试观看正向图片，20名被试观看倒置图片，两组性别比例均为1∶1。
2.2 实验仪器与刺激材料
Tobii T120眼动仪，采样率为120Hz、17英寸平面、最高分辨率为1280×1024、垂直同步频率为56-75Hz、水平同步频率为30-60kHz、在误差范围(.5°)内眼睛在一点注视时间达到100ms记为一次注视；CPU为core2计算机1台；17英寸平面、分辨率为1024×768、垂直刷新频率为85HZ的CRT显示器1台。
实验中采用的彩色图片大小均为1024×768(pix)，共40张，其中以人物为主体的9张，以动物为主体的10张，以植物为主体的5张，无明显主体的风景图片16张(9张城市场景，7张自然场景)。
2.3 研究设计
2.3.1 实验设计
2×2×2混合实验设计，两个组内因素分别为水平(左-右)和垂直(上-下)两个方向，为证明倒置处理并未影响实验结果，将图片呈现方式(正向-倒置)视为组间因素加以检验。
2.3.2 实验程序
采用自由观看的眼动范式。将被试随机分组后请被试入座，调整坐姿以保证眼动仪可探测到其眼动，对被试眼动情况进行校准。呈现指导语，被试阅读完毕后按键开始实验，屏幕中心呈现一个持续时间500ms的“+”形注视点，之后并不立即呈现图片，而是呈现600-800ms的随机空屏，为可能存在的在刺激呈现前产生的注意偏向而引起的眼动留出时间，紧接着是1500ms的测试图片，图片呈现完毕后，被试描述自己所看到的内容，描述完毕后按键进行下一个试验。如此反复至40张图片全部呈现。倒置组事先告知被试所有图片均为倒置。正式实验前要求被试进行5张非实验用图片的练习，以保证被试理解实验要求。屏幕背景为黑色，注视点及字句为白色，图片全屏呈现。
3 结果分析与讨论
3.1 结果分析
删除图片上没有一个注视点及眼动仪误差造成的错误数据，占总数据的3.56%，所有被试有效试验数范围在82.5%—100%，计算被试在4个视野象限上发生首次注视的概率、被试首次眼跳方向和各象限注视时间占总注视时间百分比。
采用Microsoft Excel、spss13.0软件包对收集到的数据进行分析。
3.1.1 首次注视概率
已有研究表明，被试在眼跳的过程中并不能加工信息(Castelhano & Rayner，2008)，故第一注视点反应的是刺激呈现前被试在空屏期间由“+”注视点位置开始的眼动，表现的是被试对观看图片进行的准备，也是被试自然产生的先于刺激的注意偏向。在各因素水平上发生首次注视概率如表1。
对首次注视概率进行2(水平方向：左、右)×2(垂直方向：上、下)×2(呈现方式：正向、倒置)重复测量两个因素的重复测量方差分析发现，水平方向主效应显著，F(1，38)=10.437，p＜.01，
=.215，sp=.883；垂直方向主效应不显著。水平方向与呈现方式交互作用不显著；垂直方向与呈现方式交互作用显著，F(1，38)=4.123，p＜.05，=.098，sp=.508；对垂直方向与呈现方式进行简单效应检验发现，正向时上方视野获得首次注视的概率显著高于下方，F(1，38)=7.756，p＜.01，=.170，sp=.775；倒置时上下视野差异不显著。三因素交互作用不显著。
3.1.2 首次眼跳方向百分比
第一次眼跳反应的是被试对信息进行初级加工后的注意偏向(Dickinson & Intraub，2009)。被试向各方向发生首次眼跳概率如表2所示。
对首次眼跳方向百分比进行2(水平方向：左、右)×2(垂直方向：上、下)×2(呈现方式：正向、倒置)重复测量两个因素的重复测量方差分析发现，水平方向主效应显著，F(1，38)=5.573，p＜.05，=.128，sp=.633；垂直方向主效应显著，F(1，38)=19.967，p＜.001，=.344，sp=.992；水平方向与垂直方向交互作用不显著，水平方向与呈现方式交互作用不显著，垂直方向与呈现方式交互作用显著，F(1，38)=7.143，p＜.05，=.158，sp=.740；对垂直方向与呈现方式进行简单效应检验得，正向时上下视野差异不显著，倒置时眼跳方向向下的概率显著高于向上，F(1，38)=25.497，p＜.001，=.402，sp=.998。三因素交互作用不显著。
3.1.3 注视时间占总注视时间百分比
图片自呈现至消失的过程中被试会对图片进行多次注视，注视时间的长短表现了被试对这一注视点的关注程度，不同象限注视时间的百分比反应的是被试对某一象限整体的注意偏向。被试在各因素水平上的注视时间占总注视时间的百分比如表3所示。
对注视时间百分比进行2(水平方向：左、右)×2(垂直方向：上、下)×2(呈现方式：正向、倒置)重复测量两个因素的重复测量方差分析发现，水平方向主效应显著，F(1，38)=11.540，p＜.01，=.233，sp=.911；垂直方向主效应显著，F(1，38)=5.037，p＜.05，=.117，sp=.590；水平方向与垂直方向交互作用不显著，呈现方式主效应不显著，水平方向与呈现方式交互作用不显著，垂直方向与呈现方式交互作用不显著，三因素交互作用不显著。
3.2 讨论
3.2.1 水平方向
根据上述分析可知，被试在刺激产生前、刺激产生之初及对图片的整体加工中均表现出了显著的左侧注意偏向，这与Dickinson和Intraub(2009)的研究结果一致。如引言所述，表现出左侧偏向的研究所采取的刺激材料大多为图形、图像(Intraub，et al.，2006；Manly，et al.，2005；Williams & Reingold，2001)；而表现出右侧偏向的研究则大多采用单词、字母作为刺激材料(Darker & Jordan，2004)，这种不同，可能是大脑半球加工的偏侧化导致的，左半球主管语言，对应的右侧视野对语言信息更敏感，右半球对图画识别和理解起着重要作用，对应的左侧视野对图像加工具有优势作用。大脑的偏侧化优势是解释这种左侧偏向最基本的观点。
另外，大量研究指出，左侧视野在整体加工中具有优势，而右侧视野在局部加工中具有优势(Bultitude & Woods，2010；Powers，Roth，& Heilman，2005)，一般人在进行加工时首先进行的是整体加工(Shuren，Wertman，& Heilman，1994)，故左侧视野首先被激活，产生注意的左侧偏向。整体与局部的观点仍然与大脑偏侧化优势有着一定的关联。也有研究者认为，这种注意的左侧偏向可能是由更具社会性的原因一从左至右的阅读习惯导致的(Fecteau & Enns，2005；Spalek & Hammad，2005)，Rayner(1998)曾提到，对于那些阅读习惯与我们相反的人来说，他们的注意偏向也出现了反转，从发展的角度来看，这种左侧优势的偏向也似乎并不完全受到神经生理的影响，Manly等人(2005)总结道，超过9岁的儿童和中青年人才会表现出稳定的左侧偏向，Smigasiewicza等(2010)的结果表明，左侧注意偏向是由阅读习惯与神经生理机制共同影响的。
3.2.2 垂直方向
垂直方向的注意偏向受到呈现方式的影响。从首注视点位置来看，图片为正向时有明显的上侧偏向，图片为倒置时这种偏向就消失了，这可能受到了被试预期的影响，倒置组的被试在实验开始时即被告知所有图片均为倒置，并且进行了5张图片的练习，使得被试在实验中放弃原有的从上至下搜索的策略。从首次眼跳方向来看，图片为正向时眼跳方向无明显趋势，而图片为倒置时首次眼跳方向具有明显的向下趋势，结合首注视点位置可以看出，被试对正向图片首先注视上侧视野，之后在垂直方向上不再产生明显的趋向，对倒置图片则首先注视一个随机位置，之后按照自上而下的顺序进行注视，总体来说，仍然表现出了“上侧优先”，这一点在注视时间的分配上也得到了体现，上侧视野获得的注视时间显著高于下侧视野。这一结果与一些存在视觉搜索过程(动态视野)的研究相符(张学民等，2004；Christman & Niebauer，1997；Schuller & Rossion，2005)；与一些限制眼跳(静态视野)的研究相反(Levine & McAnany，2004；Previc，1990；Shapley，et al.，2004)，关于这一点，仍然需要从基本的神经生理学方面寻找支持，研究指出，上侧视野反映了掌管物体知觉的腹侧通路(Galletti，Fattori，Kutz，& Gamberini，1999)，下侧视野反映了掌管空间知觉的后背侧通路(Goodale & Milner，1992)，被试出现上视野的偏向可能是由本研究的任务导致的，本研究要求被试描述自己在图片中看到的内容，需要进行物体与背景的分离，此时腹侧通路被激活，上视野获得关注。而对于限制眼跳的实验来说，由于不能通过眼跳改变注视位置，被试接收信息依靠的主要是低级视觉神经活动的质量，而视网膜上侧神经节的密度更大，下视野接收到的信息更清晰，导致下视野优势。与后者相比，上视野优势似乎更符合人在自由观看时注意的偏向。另一方面，垂直方向的上侧优势也同样可以认为是阅读习惯的迁移。
3.2.3 结论
本研究通过眼动范式考察大学生自由观看实景图片时的空间注意偏向，采用首次注视点位置、首次眼跳方向及注视时间百分比，从图片产生前、对图片进行初级加工后及对图片的整体加工三个方面考察被试观看真实场景时的注意偏向。结果表明：(1)人们在观看真实场景时具有显著的空间注意偏向，表现为具有左侧和上侧注意偏向；(2)从结果中我们还可以发现，在本实验整个时间进程中，左侧与上侧偏向一直存在，并且没有受到图片的刺激特征的影响，这表明，这种空间偏向是脱离刺激存在的，指导着人们对于真实场景的早期加工。
这一结论具有重要的应用价值，由于人们具有脱离刺激特征显著性的注意偏向，在网页制作、舞台布置、广告设计中，应当尽量将重要信息置于注意偏向的位置上(如左上角)，对于驾驶、航空等领域也可以考虑将具有警示性信息的位置与注意偏向的指向相协调，以提高安全性。本研究还存在着一些不足，如为了控制额外变量采用了倒置图片作为控制手段，但是从结果中可以看出倒置图片还是影响了人们的注意偏向。另外，被试的代表性也是值得探讨的问题。
致谢：广西师范大学心理系韦义平副教授和北京师范大学心理学院李燕、周素雅同学在本研究的技术指导、数据分析中提供了帮助，特致谢忱！