地标对客体运动路径判断的影响

2021-11-27陈云云王雨莹晏碧华

心理研究 2021年6期

郭森陈云云王雨莹，晏碧华

（1 陕西师范大学心理学院，西安 710062；2 西安理工大学，西安 710048；3 北京师范大学心理学部，北京 100875）

1 引言

客体运动背景影响客体运动状态的判断。研究者在运动客体位置与位移的判断中发现了这种背景依赖性（Didierjean， Ferrari，＆ Blättler， 2014），Veraillie 和 D‘Ydewalle（1991）发现诱导背景提高个体的位置判断表现。表征动量是指人们对运动物体最终位置的判断会沿着物体运动方向向前偏移（Freyd ＆ Finke，1984）。在表征动量研究领域，较多研究发现了表征动量判断受到背景特性的影响（Hubbard， 2014）。例如，Whitney 和 Cavanagh（2002）发现光栅栏背景的加入增加了个体对位置判断的向前偏差，Thornton 和 Hayes（2004）采用 VR 技术也发现了生活背景因素对运动物体位置判断的影响。

在客体运动方向的判断上，表征动量的研究已经发现客体的最终位置会偏离运动轴的正交轴（Hubbard， 1997； De Sá Teixeira， Pimenta，＆Raposo， 2013； De Sá Teixeira ＆ Oliveira，2014），这暗示了方向偏差的存在。进一步，晏碧华、陈云云、张雅静和王梦馨（2019）发现对客体运动路径的掌握受到重力及客体意义属性的影响，不过该研究仅关注特殊的倾斜运动。在运动方向判断的研究上还有较大的拓展空间，这不仅包括对单个运动客体绝对运动方向的判断研究，也包括对多个运动客体相对运动方向及运动客体在运动背景中运动方向改变的研究。就运动背景来看，不管是光栅栏还是模拟中的现实场景，都是一种较广阔的运动背景。晏碧华、刘晓敏和刘浩哲（2018）认为客体的运动背景也可以是一种相对较小的局部背景，即第三方客体。Hubbard 和 Ruppel（1999， 2000）将一个大于运动客体的黑色方块作为背景信息，即地标，考察地标对于运动客体位置判断的影响，发现客体位移会向地标偏移，并将其命名为地标吸引效应。晏碧华等（2018）则进一步发现地标的意义属性影响地标对客体运动位置的判断。

本研究采用诱导运动范式探讨个体对水平运动路径的判断及地标呈现方式对客体水平运动路径判断的影响。实验1 为无运动背景下客体运动路径的判断，旨在验证水平运动中是否真实存在方向偏差；实验2 为与运动客体同步呈现的静止地标下的路径判断，在实验1 基础上探索静止地标的存在是否会影响个体对运动客体路径的判断；实验3 为闪现地标对客体运动路径的判断影响，旨在考察闪现地标对运动客体路径判断的影响。本研究综合考察地标的呈现方式对客体运动路径判断的影响，主要假设有：（1）个体对客体运动路径的知觉存在偏差；（2）静止地标对客体运动方向存在吸引效应；（3）闪现地标对客体运动方向存在排斥效应。

2 实验1 无地标条件下客体运动路径判断

2.1 目的

采用 2（方向：向左、向右）×2（速度：快速、慢速）×3（运动路径：水平、倾斜向上、倾斜向下）的被试内实验设计，考察个体在无地标条件下对客体水平运动路径的判断倾向。因变量为将路径判断为是否水平的水平反应比。

2.2 方法

2.2.1 被试

招募大学生被试 35 名（年龄 M＝18.77 岁，SD＝1.21），其中男性 12 名，女性 23 名。被试视力或矫正视力正常，右利手。结束实验后给予一定报酬。

2.2.2 实验设备与材料

使用 E－prime 2.0 设计实验程序，计算机显示屏大小为 19 英寸，分辨率 1024×768 pixels，刷新率85 Hz。被试距显示屏约70 cm。

实验材料为在白色背景上呈现一个黑色圆形图案（直径为 40×40 pixels）。实验路径包括水平条件和倾斜条件两种，7 个图标在水平运动的自左向右或自右向左两种方向条件下依次呈现时，图标间水平间距均为300 pixels，垂直间距为0 pixel；在倾斜运动的自左向右或自右向左两种条件（倾斜向上运动和倾斜向下运动条件，下文分别简称上路径和下路径）下，图标间水平间距也为300 pixels，垂直间距为12 pixels，整体运动路径与屏幕水平轴存在2°夹角。参照经典诱导运动范式的设置，每个刺激呈现时间为250 ms，在快速条件下刺激间的时间间隔为100 ms，慢速条件下刺激间的时间间隔为250 ms。

实验开始前被试需阅读和理解指导语，之后圆形图案依次呈现形成直线运动路径，其中从左边水平位置到右边靠上位置及从右边水平位置到左边靠上位置为上路径，从左边水平位置到右边靠下位置及从右边水平位置到左边靠下位置为下路径。实验流程展示见图1。

图1 实验1 流程示意图

2.2.4 实验任务

被试需要判断圆球运动路径是否为水平，水平按“F”键，不水平按“J”键。实验共 72 个试次：2（方向：向左、向右）×2（速度：快速、慢速）×3（运动路径：水平、上、下）×6（重复次数），随机呈现实验试次，实验持续约10 分钟。

2.3 实验结果

对数据进行重复测量方差分析，三个变量均为组内变量。运动路径主效应显著 F （2，68）＝27.77，p＜0.001，ηp2＝0.45。多重比较结果显示，水平路径（M＝0.74，SD＝0.24）的水平反应比均大于上路径（M＝0.57，SD＝0.30）和下路径（M＝0.39，SD＝0.26），p＜0.05，上路径的水平反应比显著高于下路径，p＜0.05。方向主效应不显著，F（2，68）＝，p＞0.05，速度主效应不显著，F（2，68）＝，p＞0.05。

方向×运动路径的交互作用显著，F（2，68）＝6.40，p＜0.01，ηp2＝0.16。简单效应分析显示，向右运动时，上路径（M＝0.59，SD＝0.26）的水平反应比显著低于水平路径（M＝0.74，SD＝0.23），p＜0.001，上路径的水平反应比显著高于下路径（M＝0.39，SD＝0.25），p＜0.001；向左运动时，水平路径（M＝0.72，SD＝0.24）的水平反应比均显著大于上路径（M＝0.50，SD＝0.32）和下路径（M＝0.42，SD＝0.27），p＜0.001。其他交互效应不显著（见图 2）。

图2 无地标条件下客体运动路径判断的水平反应比及标准偏差线

2.4 讨论

本实验结果显示，在对客体运动路径进行判断时出现了方向偏差，具体表现为个体更容易将上路径判断为水平，这是因为上路径的判断受到重力表征的影响，支持假设1。而当将方向因素加入分析后发现，个体判断的方向偏差倾向在向左运动时消失。并且向右运动的判断偏差量大于向左运动，说明在客体运动路径判断中存在方向效应，验证假设1。在实验1 中没有发现速度带来的影响，因此在接下来的实验中，不再将客体速度引入变量设计。

3 实验2 静止地标对客体运动路径判断的影响

3.1 实验设计

采用 2（方向：向左、向右）×2（地标呈现位置：斜上方、斜下方）×3（运动路径：水平、倾斜向上、倾斜向下）的被试内实验设计，考察个体在静止地标持续呈现时对客体运动路径的判断倾向。

3.2 实验方法

3.2.1 被试

招募大学生被试 38 名（M＝18.81岁，SD＝0.80），其中男性9 名，女性29 名。被试视力或矫正视力正常，右利手。结束实验后给予一定报酬。

3.2.2 实验设备、材料和流程

实验设备和流程同实验1，实验2 添加一个圆形的几何图案（直径为40×40 pixels）作为地标与运动客体同时呈现，客体向左运动时，位于斜上方的地标距离屏幕左侧312 pixels，距离屏幕上方334 pixels，斜下方的地标位于以中轴水平线为对称轴的对称位置，客体向右运动时同理。实验流程见图3。

图3 实验2 流程示意图

3.3 实验结果

重复测量方差分析发现，运动路径主效应显著，F （2，72）＝76，p＜0.001，ηp2＝0.68，其中上路径（M＝0.59，SD＝0.33）的水平反应比显著高于下路径（M＝0.44，SD＝0.32），p＜0.001，上、下路径的水平反应比均显著小于水平路径（M＝0.77，SD＝0.22），p＜0.001。方向效应不显著，p＞0.05，地标呈现位置主效应不显著，p＞0.05。

方向×运动路径交互效应显著，F （2，72）＝7.29，p＜0.001，ηp2＝0.17。经分析，向右运动时，上路径（M＝0.60，SD＝0.31）的水平反应比显著高于下路径（M＝0.38，SD＝0.39）；向左运动时，上下路径之间差异不显著。地标呈现位置×运动路径交互效应显著，F（2，72）＝52.67，p＜0.001，ηp2＝0.59。经分析，地标在上时，下路径（M＝0.55，SD＝0.29）的水平反应比显著高于上路径（M＝0.44，SD＝0.29），p＜0.01，上、下路径的水平反应比均显著小于水平路径（M＝0.80，SD＝0.21），p＜0.001；地标呈现位置在下时，下路径（M＝0.33，SD＝0.29）的水平反应比显著低于上路径（M＝0.74，SD＝0.29），p＜0.001，水平路径（M＝0.67，SD＝0.23）的水平反应比显著高于下路径，p＜0.001，上路径和水平路径之间差异不显著（见图4）。

图4 静止地标下路径判断的水平反应比及标准偏差线

3.4 讨论

本实验结果表明，运动方向引起的判断偏差同实验1 一致，当静止地标位于客体运动方向的斜下方时，上路径相较于下路径更容易被知觉为水平路径，与实验1 相似；而当静止地标位于客体运动方向的斜上方时，下路径相较于上路径更容易被知觉为水平路径，与实验1 的方向偏差相反。这可能是由于出现在运动方向两侧的静止地标对运动客体产生了吸引效应，从而使得静止客体在上时的方向偏差发生逆转，而静止客体在下时是否加剧了方向偏差需实验1 与实验2 的进一步对比。

4 实验3 闪现地标对客体运动路径判断的影响

4.1 方法

4.1.1 被试

招募大学生被试 34 名（M＝18.26 岁，SD＝0.83），其中男性15 名，女性19 名。被试视力或矫正视力正常，右利手。结束实验后给予一定报酬。

4.1.2 实验设备、材料和流程

除地标仅同最后一个诱导刺激同步呈现，其余同实验2。

4.2 结果

重复测量方差分析显示，运动路径主效应显著，F（2，77）＝52.27，p＜0.001，ηp2＝0.61。其中上路径（M＝0.48，SD＝0.28）和下路径（M＝0.45，SD＝0.30）的水平反应比均显著小于水平路径（M＝0.74，SD＝0.24），p＜0.001。方向效应不显著，p＞0.05，地标呈现位置主效应不显著，p＞0.05。

方向×运动路径交互效应显著，F （2，66）＝4.41，p＜0.05，ηp2＝0.12。经分析，向右运动时，上路径（M＝0.50，SD＝0.30）的水平反应比显著高于下路径（M＝0.41，SD＝0.33）；向左运动时，上下路径之间差异不显著。地标位置×运动路径交互效应显著，F（2，66）＝6.78，p＜0.05，ηp2＝0.17。其中闪现客体在上时，上路径（M＝0.56，SD＝0.29）的水平反应比显著高于下路径（M＝0.39，SD＝0.28），p＜0.05，上路径和下路径的水平反应比均显著小于水平路径（M＝0.76，SD＝0.22），p＜0.001；闪现客体在下时，上路径（M＝0.39，SD＝0.25）和下路径（M＝0.50，SD＝0.31）的水平反应比均显著小于水平路径（M＝0.73，SD＝0.26），p＜0.001，上路径和下路径之间差异不显著（见图5）。

图5 闪现地标下运动客体路径判断的水平反应比及标准偏差线

4.3 讨论

将实验2 中的静止地标改变为突然出现的客体，模拟突发情景下个体对运动路径的判断。结果显示，实验1 和实验2 中对客体运动路径判断的倾向性在实验3 中消失。当闪现客体位置在上时，相较于下路径，上路径更容易被知觉为水平路径，与实验1相同而与实验2 相反；当闪现客体位置在下时，上路径与下路径的判断没有显著差异，与实验1 和实验2 不同。这可能是由于闪现客体的呈现方式如“鬼探头”一般，传达了危险信号，从而出现了对方向排斥的效应，不过结果需实验1 与实验3 的进一步对比。

5 实验1 和实验2 的数据比较

将实验2 中的地标因素位置拆分后，位置在上和位置在下分别同实验1 进行比较。形成2（静止地标（上／下）：无、有）×2（方向：向左、向右）×3（运动路径：水平、上、下）的混合设计，其中有无地标是组间变量，其余均为组内变量。

当静止地标在上时，运动路径和静止地标交互效应显著，F（2，142）＝13.83，p＜0.001，ηp2＝0.16，见图6，经分析，上路径条件下，无地标的实验 1（M＝0.57，SD＝0.30）中的水平反应比显著高于有地标的实验2（M＝0.44，SD＝0.31），p＜0.05；水平路径条件下，无地标的实验 1（M＝0.39，SD＝0.24）中的水平反应比显著低于有地标的实验 2（M＝0.59，SD＝0.21），p＜0.001。

图6 实验1 与实验2 的水平反应比及标准偏差线

当静止地标在下时，运动路径和静止地标交互效应显著，F（2，140）＝7.33，p＜0.001，ηp2＝0.10。经简单效应分析，上路径条件下，无地标的实验1（M＝0.57，SD＝0.30）中的水平反应比显著低于有地标的实验2（M＝0.74，SD＝0.27），p＜0.001。

实验1 和2 对比发现，当静止地标出现在运动路径上方时，实验1 中被试将上路径判断为水平的概率显著高于实验2；实验2 中被试正确判断水平运动路径显著高于实验1。这可能是由于静止地标在上时产生的吸引力方向和重力方向相反，抵消了实验1 中的重力效果，从而减弱了方向偏差。当静止地标出现在运动路径下方时，对上路径的正确判断中实验1 中被试将上路径判断为水平的概率显著小于实验2；对水平路径的正确判断中实验1 和实验2中的被试判断没有差异，这可能是由于静止地标位在下时，吸引力方向和重力方向一致，增强了方向偏差。

6 实验1 和实验3 的数据比较

数据分析原理及过程同实验2，结果见图7。运动路径和闪现客体交互效应显著，F （2，134）＝8.70，p＜0.001，ηp2＝0.16。经简单效应分析，上路径条件下，无闪现客体的实验 1（M＝0.57，SD＝0.30）中水平反应比显著高于有闪现客体的实验 3 （M＝0.39，SD＝0.25），p＜0.001。水平路径条件下，无闪现客体的实验 1（M＝0.39，SD＝0.24）中水平反应比低于有闪现客体的实验 3（M＝0.50，SD＝0.26），边缘显著，p＝0.057。

图7 实验1 与实验3 的水平反应比及标准偏差线

实验1 和3 对比发现，当地标闪现在路径上方时，实验1 和实验3 之间没有差异，这可能是由于闪现地标的排斥力方向同重力方向一致，导致实验1和实验3 中被试的判断倾向一致；当地标闪现在路径下方时，实验1 和实验3 之间在路径判断上差异显著，这可能是由于排斥力方向与重力方向相反，产生了抵消效果，提高了实验3 中的被试对水平路径和上路径的正确判断。

7 总讨论

7.1 客体运动路径判断中的方向偏差

本研究结果表明，无论地标是否存在，个体对客体的运动路径判断都存在偏差，主要表现为相较于下路径个体更容易将上路径判断为水平路径。

回顾表征动量的研究发现，个体在对水平运动的客体进行定位时，更倾向于将消失客体定位在运动轴的斜下方（Hubbard， 1997； De Sá Teixeira，Pimenta，＆ Raposo，2013； De Sá Teixeira ＆ O-liveira， 2014），这是由于重力表征的作用。后期越来越多的研究者发现重力因素在心理物理研究中不可忽视（Hubbard，1990； Hubbard＆Timothy，1995；2005；De Sá Teixeira， Hecht ＆ Oliveira， 2013），Kozhevnikov 与 Hegarty（2001）发现个体在重力表征任务中的表现随着物理知识的丰富而变大，证明了个体的心理表征和现实世界的物理表征具有高度的趋同性。在内化理论基础上发展的二级同构理论再次强调，心理特性的表现受到现实世界物理特性的前摄影响（Hubbard，2006）。本研究里出现的重力表征使得被试将偏低位置表征为客体的实际位置。在实验1 中，被试更多将上路径判断为水平，说明个体对客体运动路径的判断存在向下的偏差，表明向下的运动路径更符合个体心理对于运动客体路径的表征。与此同时，三个实验均发现向下路径表征稳定存在于向右运动中，Hubbard（2005）在有关表征动量的方向效应也发现向右运动大于向左运动的位移量。Hubbard（2005）和董蕊（2015）的研究都提出方向效应可能是来自本民族语言文化的影响，自左向右的阅读模式使我们在知觉向右运动时，对信息的加工相较于向左运动会更流畅。并且，当运动方向向左时，由于加工惯性导致的加工偏差又被矫正，即出现了方向偏差的暂时性消失。

7.2 地标对客体运动路径判断的吸引和排斥效应

把实验1 作为无背景信息的基准实验，分别将之与含有不同背景信息的实验2 与实验3 进行比较分析，结果发现方向偏差是绝对存在的，但方向偏差的偏向根据背景信息的不同（静止／闪现地标）而变化。从加工特性看，这是由于个体对运动中的客体的方向期待（Hubbard， 1995； Verfailie ＆ Ydewall，1991）、自动对目标进行目的归因（Hubbard， 2004；Hubbard ＆ Favretto， 2003；刘浩强， 2014）以及周围环境的关联（Hubbard，1993）等因素综合影响了运动客体最终的方向偏差。

由于静止呈现的地标没有出现位移和变化，对于运动中的客体来说传达了一种稳定的指示信号，造成个体在追踪和观察运动客体时会倾向于将其偏向静止地标。根据牛顿的万有引力定律，可以推测静止客体自身存在一种吸引力。晏碧华等（2018）的研究也证明了存在安全地标吸引的现象。这使得静止地标与运动客体同时存在时，会改变运动客体的方向，从而出现运动客体方向的偏差，表现出静止地标对运动客体的方向吸引效应。而闪现地标是在运动客体接近时突然出现，作为一种新异刺激会扰乱被试的注意模式，使个体在进行判断时高估运动客体和地标之间的距离，从而造成客体偏移地标的错觉，表现出闪现地标的方向排斥效应。晏碧华等（2018）在研究中也发现突然出现的地标将改变个体对运动客体判断的旧模式，即安全地标产生运动位移的距离吸引效应，危险地标产生运动位移的距离排斥效应。在本研究中表现为静止地标产生运动轨迹上的方向吸引效应，闪现地标产生运动轨迹上的方向排斥效应。

需要强调的是，由于运动背景即静止／闪现地标的存在，个体的判断倾向发生了动态的变化。不论是偏移量的增加或是减少，都不可以简单地认为是重力表征作用的变大或变小，而应该充分考虑运动背景，即静止／闪现地标对方向偏移量的综合影响。