知觉心理学

1、图形——背景之间的知觉差异
• Rubin提出如下3点图形和背景之间的主要差异
– 图形具有“事物”的特性，图形形状的边界形成轮廓； 相反，背景具有“物质”的特性，相对来说没有形状。
– 图形看起来离观察者距离较近，并且在背景的前面； 而背景没有明确的定位，在图形的后面连续伸展。
– 与背景相比，图形看起来印象更为深刻、更明显和更 好记忆，而且，图形一般表现为有意义的形状，而背 景的形状不一定有任何意义。
形状知觉的拓扑学研究（3）
• 陈霖等人经过深入研究后创造性地指出，如果 拓扑性质的确是视知觉的基本单元，在生物进化 链中，分辨拓扑性质的能力应当是各种生物视觉 系统具有的共同功能；因此蜜蜂的简单视觉系统 尽管不能分辨简单几何图形，却应当能够分辨大 范围拓扑性质。这一推论对拓扑知觉理论提出了 超越常识的挑战。结果，他们进行的系统实验强 有力地证实了这个推论。更有意思的是，实验表 明，蜜蜂几乎不需要训练就能够分辨拓扑性质， 其分辨能力带有一定的先天性。
（一）图形—背景知觉
• 丹麦心理学家Rubin指出，图形（figure）是指 独立的、具有明确形状的部分；视野中的其余部分 称为背景（ground）。
• 是由什么因素决定视野中的哪些部分被知觉为图 形，哪些部分被知觉为背景呢？
• Rubin认为：如果有两个同质的、但颜色不同的 部分，其中一个部分面积较大，并且包含着另外一 个部分，那么较小的、被包围的部分被看作图形的 概率极大。
哥尼斯堡七桥问题 （2）
• 这个问题看起来似乎不难，但人们始终没有能找到 答案，最后问题提到了大数学家欧拉那里。欧拉以深 邃的洞察力很快证明了这样的走法不存在。欧拉是这 样解决问题的：既然陆地是桥梁的连接地点，不妨把 图中被河隔开的陆地看成A、B、C、D4个点，7座桥表 示成7条连接这4个点的线。
以此思路为指导，有些研究者曾试图使用婴儿、 刚出生的动物、或者某些由于生理、生活环境缺 陷无法习得某一方面经验的特殊人群作为被试， 以期消除过去经验对被试的影响。
• 吉布森与沃克
• 被试：6个月到14个月大的婴儿和刚出生的小动物 （为了排除后天经验的作用）
• 视涯仪
• 自变量：视崖的深浅，它有两个水平，一为”视 崖”，另一为”浅滩”；
• （1）不可能图形
• 不可能图形（或不合理图形）（impossible figure）是一种无法获得整体知觉经验的图形， 也可说是一种特殊的错觉，它可以分离经 验信息独立作用时和刺激信息独立作用时 的两种不同的知觉结果。
• （2）三维图形的知觉测验 • 三维图形的知觉测验是哈德森（Hudson，
Fear perception: Can objective and subjective awareness measures be dissociated?（1）
• Figure. Backward masking paradigm. Fearful, happy, or neutral target faces were shown for 17, 25, 33, or 41 ms and were immediately followed by a neutral face mask that was shown such that the target plus the mask lasted 100 ms. Subjects were first asked whether fear appeared at any time in the display. They were then asked to rate the confidence of their initial response by using a 1-to-6 scale (from low to high confidence).
• 格式塔学派对知觉的组织性进行了很多研究， 提出知觉是按照一定的规律形成和组织起来的； 对象知觉并不是对象个部分简单的相加，而是各 部分有机组成的，即整体大于部分之和。
• 同时提出了一系列的组织原则。
Max Wertheimer
Kurt Koffka
Wolfgang Köhler
1、格式塔心理学的组织原则
• 4、间接知觉实验
• 间接知觉论并不完全否认直接知觉的存在，只是 在肯定刺激信息基础上，更强调经验信息，即当经 验信息和刺激信息互相协调时，它们共同作用，形 成知觉；当互相矛盾时，经验信息往往会压倒刺激 信息，在知觉中占据主导地位。
• 由于经验信息和刺激信息相互协调时，很难辨别 两种信息是否真的在共同起作用，所以间接知觉论 的基本验证方案往往是创造经验信息和刺激信息相 矛盾的情境，来分离只有刺激信息独立作用时和只 有经验信息参与时的两种不同知觉。为此，研究者 设计了不可能图形、特殊的三维图形和错觉图。
1960）设计的，它表明深度线索的经验会直 接影响到人们对这一测验中各个图片的感知。
• 从内容上来说，测验中这7幅图的每幅图画 都可以包括7个组成部分中的若干个：一只 羚羊、一只大象、一个人、一棵树、一条 路、几座小山和一只正在飞翔的小鸟。见 图7-2。
• （3）知觉恒常性（perceptual constancy）
• 因变量：婴儿爬向视崖边缘的行为，也有两个水平， 爬或者不爬（也记录每次“犹豫”的时间）。
• 对于小动物来说，因变量为是否出现明显的防御行 为或是全身肌肉紧张等。
• 结果2/3的婴儿感觉到了视涯的深度，说明深度知 觉不受后天经验的影响
• 评价：
吉布森和沃克从一个侧面验证了深度知觉的确具有先 天性。但是，要完全证明知觉纯粹直接性、先天性的实验 看来都是十分困难的，因为我们不能在婴儿或动物出生的 同时，对它们进行实验，我们不可能从知觉中完全剥离经 验的成分
Figure-ground discrimination
and temporal characteristics
of visual perception （1）
• Figure（right ）: Examples for figure-ground segregation based on differences in a) Luminance; b) Colour; c) Orientation of line elements; d) Presentation time (here, the points within the rectangle were presented with a time delay relative to the points of the surround - the lines outlining the rectangle were not shown).
哥尼斯堡七桥问题 （3）
• 于是“七桥问题”就等价于图中所画图 形的一笔画问题了。欧拉注意到，每个点 如果有进去的边就必须有出来的边，从而 每个点连接的边数必须有偶数个才能完成 一笔画。图3的每个点都连接着奇数条边， 因此不可能一笔画出，这就说明不存在一 次走遍7座桥，而每座桥只许通过一次的走 法。
动性，未注意到知觉也会受到已有经验的影 响。 – 自下而上加工
• 2、间接知觉
–以Gregory为代表
–知觉是较为活跃的和主动的过程。
–知觉是当前呈现的外部刺激和大脑中已经存在的 对外部世界的内部表征两者之间的匹配过程。
–总地来说，间接知觉理论认为刺激本身的信息是 模糊的、不完整的和不能对外界事物进行全面描述 的，所以个体必须在过去经验的基础上，对刺激信 息作出推断、评价和解释，才能实现对刺激的真正 知觉。
• （5）对称性
• 平衡的、对称的图形与非对称图形相比，更容
易被知觉为一个整体。
• （6）封闭性
• 封闭和完整的图形易于被知觉为整体。我们 对自己十分熟悉的对象，即使轮廓缺少一部分， 仍然会将它知觉为一个整体。
2、组织作用的测量
（三）形状知觉的拓扑学研究
• 拓扑学（topology）研究的是在拓扑变换 下图形保持不变的性质和关系。
–自上而下和自下而上加工相结合，即刺激信息和 内部经验的匹配。
• 3、直接知觉实验——视崖实验
证明知觉直接性的实验中，最关键的实验设计 要点，就是排除过去经验对被试的影响。如果在 排除过去经验的情况下，被试的实验结果和未排 除时一样，那么即可证明知觉无须已往经验的支 持。这样，直接知觉论才能得到支持。
• 在一个球面上任选一些点用不相交的线把它们 连接起来，这样球面就被这些线分成许多块。在 拓扑变换下，点、线、块的数目仍和原来的数目 一样，这就是拓扑等价。一般地说，对于任意形 状的闭曲面，只要不把曲面撕裂或割破，他的变 换就是拓扑变幻，就存在拓扑等价。
形状知觉的拓扑学研究（2）
• 陈霖教授是我国很早提出拓扑性质知觉 理论的科学家，他认为人类视知觉过程是 从大范围拓扑性质开始的。而在国际知觉 研究领域占主导地位的特征分析理论却认 为，知觉过程是由局部性质到大范围性质， 首先知觉的是“线段朝向”等图形简单部 分及其局部几何特征。观点尖锐对立的双 方均以蜜蜂作为研究对象。
• 知觉的恒常性指当距离、缩影比、照明改 变的时候，虽然网膜影像已在一定程度发生 改变，但人们对物体大小、形状和颜色的知 觉仍相对稳定。由于在纯刺激作用下，我们 总是只对网膜影像反应，不可能产生知觉恒 常，所以我们将其解释成经验的作用。
（二）意识和知觉
• 盲视
二、知觉组织的高级过程
• （一）图形—背景知觉 • （二）格式塔学派的理论 • （三）形状知觉的拓扑学研究 • （四）影响形状知觉的因素 • （五）知觉定势
• （1）接近性 • 在空间上、时间上比较接近的成分容易组
织成在一起形成一个整体
• （2）相似性
• 在物理特性方面相似的成分容易组织在 一起形成整体
• （3）连续性
• 以相等方向，如沿着一条直线或简单的 曲线排列的成分，一般被知觉为整体。
• （4）共同性
• 根据共同性原则，以相同方向运动的 成分被知觉为一个整体。这是在相似性基 础上的组织过程，是其在运动成分上的应 用。
2、图形——背景和知觉组织
• Von Senden通过研究一位先天性白内障成人患 者手术后的知觉特点，提供了形成图形——背景 分离的基本组织倾向的例证。视力刚刚达到正常 时，患者还不能区分和认识不同图形，但表现出 对图形和背景的区分能力。这意味着对于图形和 背景的区分是不需要学习的，不依赖过去经验。
• 即使是只具有较少的视觉经验的低等动物以及 某些种系的昆虫也能从背景中辨别出图形。
• 因此，图形和背景的区分是知觉组织过程中基 本的和基础的环节。
（二）格式塔心理学派的理论
• 知觉的对象有不同的属性，由不同的部分组成， 但我们并不把他们感知为个别独立的部分，而总 是把他们知觉为一个有组织的整体，这种特性称 为知觉的组织性。
4、拓扑不变性质和似动现象
• 运动竞争技术
a
b
c
（四）影响形状知觉的因素
• 1、掩蔽（masking） • 只要刺激在时间或空间上接近，那么刺
激之间就会互相干扰或掩蔽对方的知觉。 在视觉掩蔽中，对目标刺激物的知觉会受 到同时或时间上接近的掩蔽刺激的影响而 变得模糊。 • 根据掩蔽刺激呈现的时间不同，可将之 分为前项掩蔽和后项掩蔽。
• 这种不变性质和关系就称为拓扑性质。
• 所谓拓扑性质是一对一的连续变换。
哥尼斯堡七桥问题 （1）
• 18世纪在哥尼斯堡城(今俄罗斯加里宁格勒)的普莱格尔河 上有7座桥，将河中的两个岛和河岸连结，如图1所示。城 中的居民经常沿河过桥散步，于是提出了一个问题：能否 一次走遍7座桥，而每座桥只许通过一次，最后仍回到起 始地点。这就是七桥问题，一个著名的图论问题。
哥尼斯堡七桥问题 （4）
• 前面讲的欧拉在解决哥尼斯堡七桥问题 的时候，他画的图形就不考虑它的大小、 形状，仅考虑点和线的个数。这些就是拓 扑学思考问题的出发点。
• 简单地说，拓扑就是研究有形的物体在 连续变换下，怎样还能保持性质不变。
哥尼斯堡七桥问题 （5）
• 在拓扑学里不讨论两个图形全等的概念，但是 讨论拓扑等价的概念。比如，尽管圆和方形、三 角形的形状、大小不同，在拓扑变换下，它们都 是等价图形。换句话讲，就是从拓扑学的角度看， 它们是完全一样的
1、视觉系统对拓扑差异的敏感性
• 实验时要求被试注视 每幅图中心的黑点， 每幅图呈现5ms，然后 呈现空白屏幕作为掩 蔽刺激，干扰视觉系 统对刺激图形的知觉。
• 被试的任务是判断刚 才呈现的两幅图是否 相同。
2、封闭性和图形结构的优势效应（1）
2、封闭性和图形结构的优势效应（2）
3、连通本问题
• 知觉（perception） –是在刺激直接作用于感官时产生的； –是只对事物的整体的反映； –是人类认知活动过程的开端。
（一）直接知觉和间接知觉
• 1、直接知觉
–以Gibson为代表 – 把知觉看作是从环境中提取相关信息的直接
过程。 – 但是直接知觉论过分地强调了知觉的刺激驱