明度对比和拓扑结构在视知觉中的竞争

论文摘要

客体的形状、大小、明度、颜色、甚至拓扑结构等特征都与知觉组织有关,它们分别在知觉过程中起着不同的作用。本研究特别关注拓扑结构、明度对比在知觉组织和知觉选择中的作用。有关视知觉的拓扑知觉理论开辟了知觉研究的新方向,一直是我们觉得特别有意义的经典心理学成就之一。拓扑性质知觉理论认为视觉系统的一个基本功能就是对图形整体拓扑性质的觉察,并且此过程发生在视觉加工的早期。它强调知觉物体的本质应当从形状变换中的不变性来理解。但当我们试图以拓扑知觉理论来解释我们已有的研究时,发现物体的拓扑特征并不是一个纯粹的独立特性,它总要借助于物体的其他方面的特征信息来表现。两个具有不同拓扑结构的图形(比如一个有洞,一个没洞)同时会存在其他方面的差异,比如明度的对比。为此,当前研究旨在确定与操纵明度对比和拓扑特征的关系基础上,从行为和神经生理两方面探讨明度对比和拓扑特征在视知觉组织和选择中的作用。研究一采用冲突情景下的归类任务实验范式,以二维几何图形为实验材料,通过三个实验系统地探讨了外形、明度对比与拓扑结构在知觉组织过程中的作用及相互关系。实验一主要考察明度对比是否会对外形和拓扑结构的知觉产生影响;实验二进一步分析明度对比与外形、以及明度对比与拓扑结构之间的加工速度;实验三考察图形的复杂程度是否会影响到对外形和拓扑结构的知觉。获得了以下主要结果:(1)相对于拓扑结构而言,对明度信息的提取更快更容易;(2)对外形的知觉与图形的明度对比无关,但与图形的复杂程度有关,图形越复杂,对外形的加工越容易;(3)图形的明度对比信息会对拓扑结构的知觉产生促进作用,当图形中的明度对比因素控制到最低的时候,对拓扑结构的知觉会随着图形复杂程度的增加而变得困难。研究二采用Oddball范式来研究对图形的明度和拓扑结构的选择性注意。要求被试选择性地注意同一组刺激的明度或拓扑结构特征,并对包含指定特征值的目标刺激进行反应,同时记录事件相关电位(ERPs)。结果表明,对明度和拓扑结构的选择均引起了前额选择正波(FSP)、选择负波(SN)、N2b、P3b以及晚期负成分(LNC)。反映非空间属性选择效应的SN的起始潜伏期在明度选择时比拓扑选择时更早。此外,在明度选择任务下,不管是两类目标刺激之间,还是两类非目标刺激之间所诱发的ERPs都没有显著差异;但是,在拓扑选择任务下,两类目标刺激之间以及两类非目标刺激之间的ERPs都存在显著不同。同时,在反应时数据上也表现出一致的现象。综合以上结果,可以得到如下结论:基于明暗关系来定义的两个图形之间的拓扑差异内在地关系到明度对比因素。视觉系统对明度信息的处理早于对拓扑结构信息的处理。而且明度选择时较少受到图形拓扑结构变化的影响,但拓扑结构选择时则明显受到图形明度变化大小的影响。视知觉对拓扑差异的表征也可以通过对明度对比度差异的表征来解释。或者说,相对于拓扑结构而言,明度对比在知觉组织和选择性注意中起了更重要的作用。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 图表目录
• 1 前言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 有关研究回顾
• 1.2.1 视知觉中的拓扑学研究
• 1.2.2 明度（颜色）在视知觉中的优势作用
• 1.2.3 个体早期发展中对明度与拓扑结构的知觉
• 1.2.4 选择性注意及其脑机制
• 1.2.5 非空间属性的选择性注意的特征性ERP
• 1.2.6 变化觉察中的拓扑结构与明度对比
• 1.3 研究构思
• 1.4 研究意义
• 2 外形、明度对比和拓扑结构在知觉组织中的竞争
• 2.1 总体方法
• 2.1.1 被试
• 2.1.2 实验仪器与条件
• 2.1.3 实验刺激
• 2.1.4 实验程序
• 2.2 实验一 明度对比对外形和拓扑结构知觉的影响
• 2.2.1 研究目的
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 结果与分析
• 2.3 实验二 明度对比与外形，明度对比与拓扑结构在知觉组织中的竞争
• 2.3.1 实验目的
• 2.3.2 实验方法
• 2.3.3 结果与分析
• 2.4 实验三 图形的复杂程度对外形和拓扑结构知觉的影响
• 2.4.1 实验目的
• 2.4.2 实验方法
• 2.4.3 结果与分析
• 2.5 讨论
• 3 对明度和拓扑结构的选择性注意——事件相关电位的研究
• 3.1 实验四 对明度和拓扑结构的选择性注意的ERP研究
• 3.1.1 研究目的
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.3 实验结果
• 3.1.4 讨论
• 4 综合讨论
• 4.1 大脑中是否存在拓扑觉察器
• 4.2 拓扑分析是否处于视觉加工的早期
• 4.3 对颜色（明度）的选择性注意是特殊的吗
• 4.4 明度对比与拓扑结构知觉的关系
• 4.5 当前研究的不足和今后研究展望
• 参考文献
• 作者简历