盐 城 师 范 学 院 YANCHENG TEACHERS UNIVERSITY 全国高等师范院校 实 验 心 理 学

第八章知觉实验 第一节 知觉实验中的变量 第二节 知觉现象的研究 第三节 深度知觉 第四节 知觉恒常性 第五节 运动知觉

第一节 知觉实验中的变量 自变量 刺激的时间间隔、空间间隔、持续时间等都可以作为自变量。

自变量（1） 刺激的持续时间作为自变量，最常见于时间知觉的实验中，主试把声或光的刺激持续一定时间呈现给受试，要求受试用同一方法将这一持续时间复制出来。 自变量不仅可用单一的变量，也可用组合的变量，即由几个单一变量组合成一个变量作为自变量。

自变量（2） 刺激的定性变化。 斯特拉顿曾设计一种变形眼镜，他用包括特制望远镜在内的透镜及反射镜系统将网膜象反转和变位，戴上这种眼睛所看到的世界是上下颠倒和左右反转的。斯特拉顿自己戴上这种眼睛进行了一周的实验以研究知觉的变化和适应问题。

因变量（1） 在知觉实验中，最简单而又主要的反应形式是受试的言语描述。 如主试把各种各样的形状呈现给受试，要求受试在知觉后给出这一形状的名称。但是，客观上的形状是不计其数的，而只有一小部分具有特定的名称，如正方形、梯形、圆形和三角形等。所以形状越复杂，受试的言语描述越困难。

因变量（2） 言语描述的局限性 没有经过专门训练的受试其言语描述的精度不高，而受过训练受试的言语描述又很难说是由实验刺激所控制而不是由训练本身所控制。 言语描述带有很大的主观性，各人的言语描述因过去经验、情感动机、身心状态等因素的不同而不同。

因变量（3） 在具体的研究中往往要参考其他因素或把言语描述与其他反应变量结合起来。

因变量（4） 注意避免知觉现象与记忆现象的混淆。例如有时受试的言语描述不是对知觉刺激的描述，而是对刺激记忆的描述。在实验中做到真正的区别常常是很困难的，这要求实验的良好设计和主试的经验，技术等，同时受试的一定训练也是需要的。

因变量（5） 反应时也可作知觉实验的一个因变量。 如将一系列复杂程度不同、受掩蔽程度不同的图形呈现给受试，同时记录受试对图形辩认的正确率或错误量以及从刺激呈现到图形被辩认出的时间等。 在知觉实验中反应时作为一个测量指标通常与其他指标结合起来使用。

因变量（6） 知觉实验中的因变量大都是从反应的准确性和速度等方面来考虑的。

因变量（7） 确定了因变量之后，还需要对因变量进行必要的控制。 通过两个途径达到对因变量的控制。确定一定的指示语，选择适当的反应指标。

控制变量（1） 不作为自变量的刺激的物理方面都需要控制，如刺激的持续时间、强度、照明、对比等。

控制变量（2） 受试的机体因素如情绪、动机、遗传、经验、年龄等也是知觉实验中的控制变量。

控制变量（3） 在距离知觉实验中为了消除作为距离知觉线索的双眼视差和双眼视轴辐合，可以令受试用单眼观察；为了消除眼睛的调节机能可使用人工瞳孔等等。

控制变量（4） 可以把实验安排在同一时间、同一地点、使用同一实验仪器，照明、室温、刺激物的形状、大小、复杂程度、呈现时间以及受试的机体因素等都保持恒定。

控制变量（5） 通过实验设计来排除某些无关变量对实验的影响。如有个实验，实验材料是两个社会禁忌词和两个中性词。主试将这些词分别呈现给受试，要求受试以言语报告出来。结果发现，社会禁忌词的呈现到受试报告之间的时间长于中性词的呈现到被试报告之间的时间。这种差别到底意味着对社会禁忌词的知觉时间长于对中性词的知觉时间呢还是由于被试受传统习惯和社会道德的影响而造成的反应滞后呢?光凭这一个实验很难得出结论。

控制变量（6） 可这样安排实验：刺激仍用原来的四个词，只是当出现禁忌词时受试报告中性词，出现中性词时受试报告禁忌词。这样，如果实验结果表明对出现禁忌词的反应时间仍长于对出现中性词的反应时间，那么就可以证实对社会禁忌词的知觉需较长的时间。结果受试报告社会禁忌词时需要的时间长，说明差别是由于反应系统而不是由于知觉系统造成的。

第二节 知觉现象的研究 知觉是心理学研究得最多最早的领域之一。有关知觉的理论庞杂繁复、争论纷纷。如传统的心理物理学、格式塔心理学和现代认知心理学等都对知觉的研究作出了一定的贡献。

几何错觉 缪勒—莱耶错觉是最常见的几何错觉之一。图中两条线的物理长度是相等的，但是在知觉上它们不相等，由于两条直线上的两端箭头方向不同，箭头朝外的直线看起来比箭头朝内的直线长得多。

宽度错觉 迪尤尔曾对缪勒—莱耶错觉中所含的变量进行了研究。他用160名受试做实验，要求受试调整两条线段中的一条，使之看起来与另一条长度相等。他把线段两端箭头的张角和箭头长度作为变量，变异数分析表明箭头张合角度和箭头长度两者之间并无相互作用，这意味着两个变量对知觉的影响是各自独立的。

高度错觉 菲克和冯特等人都曾指出观察者对垂直线的长度比对水平线的长度往往作出过高估价。

月亮错觉（1） 最典型的自然错觉是月亮错觉。月亮在水平线上时，比月亮到正顶上时看起来显得大些。 解释：对大小的判断依赖于一定的参照物。当月亮在水平线上时，月亮前面的地形给人以一种距离遥远的感觉，使人产生月亮较大的印象。这种大小与距离的关系是这样的：如果网膜象的大小保持恒定，空间距离的增加相应地产生知觉大小的增加。

月亮错觉（2） 对物体大小的判断依赖于对物体距离的知觉。当月到中天时，没有已知大小的物体来作为参照物，月亮的大小只能依赖于天空的感觉距离。金和格鲁伯曾有实验证明在水平线上知觉到的天空距离大于在正头顶上知觉到的天空距离。他们要求受试把后象投射在蓝天上判断后象的大小，结果证明在水平线上的后象大于正顶上的后象。这表明，天空看起来是一个圆顶形状，且正顶部分最近，水平部分或正前方最远。

月亮错觉（3） 波林提出了前庭机制说。他认为在头部或身体倾斜的情况下，对物体感知大小趋于减小。 后人曾做了一系列的实验证明了前庭刺激确实对大小判断有影响。所以，月亮错觉至少受地形和前庭两种因素的影响。

后效（1） 几个刺激以一定的时间呈现可以影响对刺激物理特征的知觉。具体地说，如果对一个刺激注视一段时间以后，那么会在某种程度上修正对第二个刺激的知觉，这就是图形后效。把前一个刺激叫做观察图形，后一个叫做测验图形。

后效（2） 图形后效最早由维奥夫发现，吉布生对它作了较深入的研究。 吉布生的后效演示图形。先用手把右边的线条盖住，注视左边的曲线3—4分钟，眼睛尽量抵近书页以不至于使视象模糊为止，然后再看右边的线条。根据吉布生的实验结果，这条线会向前一个图形相反的弯曲方向稍稍弯曲。

后效（3） 在垂直方向上对一条弯曲的线段注视数分钟后，会觉得它不象开始时那么弯曲了，这时如果让他把一根软金属杆调整成他认为的主观直线时，便会发现：调整的金属杆向相反方向的弯曲度与原来的曲线在察看时所失去的弯曲度在数量上相等。吉布生还发现，后效在开始时很强，随着时间进展会逐渐消失。

后效（4） 图形后效的重要争论是双眼迁移问题，即以一只眼睛接受观察刺激，然后再用另一只未受刺激的眼睛观察测验刺激。在这种情况下，图形后效有时仍然存在，这是由于受刺激的眼睛对未受刺激眼睛的迁移作用。

马赫带（1） 1860年澳大利亚科学家马赫在研究中发现不同亮度的区域，在其边界处有亮度对比和加强的现象。这种边缘的主观对比加强的现象叫做边界对比，而边缘上一亮一暗的窄光带则称为马赫带。

马赫带（2） 马赫带是由于不同明度刺激相邻之处的感觉彼此相互影响的结果。 1959年拉特利夫和哈特兰在关于鲎(Limulus)的复眼研究中才初步解释了马赫带的产生机制。鲎是一种生活在海洋中的非常原始的物种，它看似石头，具有复眼。复眼包括约1000只小眼，每只小眼都可以独立活动，因为每只小眼上都具有水晶体和视神经纤维，每只小眼的活动要受到相邻小眼活动的影响。

马赫带（3） 拉特利夫和哈特兰在实验中把由一条亮带和一条暗带组成的具有明显强度梯级变化的图形呈现给鲎，开始只让一只小眼暴露在外，掩住其他复眼。当图形移过这只小眼时，小眼的放电频率变化与图形刺激的变化完全一致。

马赫带（4） 但如果把它的整个眼暴露出来，邻近的小眼都能接受到光刺激，单一小眼的放电频率不同程度地受到抑制。这种有选择的抑制结果，增强了明亮与黑暗的对比，小眼的放电频率变化与刺激图形变化之间产生了差异，即明暗交接的地方小眼的放电频率分别出现了一个最大值和最小值。这种由于临近视觉单元发生的相互抑制性影响的现象，称为侧抑制。

马赫带（5） 人眼主观感觉的马赫带现象和鲎眼中侧抑制作用而产生的视觉生理现象是一致的，人眼产生马赫带的原因，是人眼视网膜神经网络的侧抑制作用造成的。

马赫带（6） 马赫带现象的演示：将一个用白纸剪成的五角星贴在一个较大的黑色圆盘上，再把圆盘放到色轮上快速旋转。这时黑盘上的白色五角星不见了，而代之以一个由黑到白的连续渐变色。它基本上有三层：最外层是黑圈，中间是由星角所形成的浅灰圈，里层是白圈。观察者还可以看到，在黑圈的内边界上有一窄而更黑的环。

知觉中的格式塔原则 传统心理学是从量上对知觉进行研究的，而格式塔心理学则侧重于研究知觉的组织和结构。格式塔的一个著名原理就是：整体大于部分之和。格式塔心理学把知觉描述为刺激与心理过程之间的相互作用，并且认为刺激与心理过程两者都具有内在的组织和结构。

第三节 深度知觉 由于生活空间是三维的，无时不遇到三维空间的知觉问题。对空间的知觉，除了高和宽两维外，还必须引入深度。然而视网膜只有两维的表面，在生理解剖上它并不具有感知深度的特性。距网膜不同距离同一方向的各点都落在网膜的同一位置上，那么人如何知觉物体的距离呢?

深度知觉概况 深度线索可以分为三类：生理调节线索、单眼线索和双眼线索。生理调节线索也叫肌肉线索，包含眼睛的调节和双眼视轴的辐合；单眼线索也叫物理线索，包括大小、遮挡、线条透视、注视角、空气透视、光亮与阴影、结构级差和运动视差等；双眼线索主要是双眼视差。

生理调节线索 在观察物体时，眼睛的睫状肌可以对水晶体进行调节，以保证网膜视象的清晰。看远物时水晶体较扁平，看近物时较凸起。这样，眼睛肌肉紧张度的变化传递给大脑的信号就成为估计物体距离的线索之一。但是眼睛的调节对深度知觉所起的作用是很小的，一般只限于距眼球2、3米以内，而且很不精确。

双眼视轴辐合 双眼视轴辐合也是由于眼肌的调节而产生的深度线索。当看—个物体时，为使物体的映象落在网膜感受性最高的区域里，视轴就必须完成一定的辐合运动。在看近距离物体时，眼球外部肌肉紧张度增加，两个眼球转向鼻侧，视轴趋于集中；看远距离物体时，眼球外部肌肉紧张度减少，视轴趋于平行。视轴辐合只在物体距离眼球约几十米以内才有效。

单眼线索 许多深度线索只需要一只眼睛就能感受到，这些线索一般是空间视觉的物理条件，由于经验的作用，这些物理条件也可以提供环境中物体相对距离的信息。

大小 物体的远近不同，在视网膜上所形成的视象大小也不同。物体的相对大小提供了空间距离的线索。

遮挡 当一个物体的一部分遮蔽了另一个物体，或盖着另一个物体，这一物体就显得近些。

线条透视 随着距离增加，两个平行物体看起来显得越来越聚合。如火车轨道、笔直的公路等，越远越显得狭窄，最后几乎汇合成为一点。 近处物体在视网膜上形成的视角大，远处物体形成的视角小。

注视角 当物体处于视野中水平线以下时，近处物体观察者的俯视角度较大；远处物体俯视角度较小。例如观看近处的一只小猫，视线必须放得很低，但是如果这只猫离我们很远的话，视线则几乎趋于平视。当物体处于视野中水平线以上时，近处物体观察者的仰视角度较大，远处物体仰视角度较小。例如观看飞机和鸟等。

空气透视 由于空气中存在着尘埃和水份，透过空气所看到的物体在色彩的明度、饱和度以及清晰度上都有变化。这些变化是判断距离的重要线索之一。物体的距离越远，其颜色的变化越大，明度、饱和度和清晰度越低。例如看远处的山会觉得它略偏蓝而且朦胧。 仅根据空气透视来判断空间距离有时会发生错误，因为空气透视的重要因素是雾的大小。这样当天气晴朗，会觉得远处的物体近些；而当天气阴暗时，则会觉得近处的物体远些。

光亮与阴影 物体表面光亮与阴影的分布可以提供距离的线索。光亮部分显得突出，阴暗部分显得退后。

结构级差 随着距离的增加，物体表面结构纹理越来越细密。如果一个人站在砖墙的一侧向对侧看的话，远处的砖块会显得越来越小，也就是远处砖墙在网膜单位面积上的砖块映象的数量越来越多。这种近疏远密的结构密度级差形成了知觉距离的线索。

运动视差（1） 当视觉对象静止，而观察者的头部或身体移动的时候，会觉得视觉中的对象在运动。如在奔驰的火车内看车外远近不同的静止物体时，近的物体向列车奔驰相反的方向快速运动，远的物体向后运动的速度较慢些，而更远的物体则似乎向与列车运动相同的方向运动。由于视野中物体运动速度和方向的差异，便提供了物体距离的线索。

运动视差（2） 当观察者静止而物体运动时，同样可以根据视角位移的大小来判断物体的运动。如果这一物体的一般运动速度是已知的，那么就可以根据它的相对运动速度来判断它的距离。运动速度快，知觉为较近，运动速度慢，知觉为较远。

双眼线索（1） 双眼线索主要是双眼视差。由于人的两只眼睛相距约65毫米，两眼的左、右视野是略不相同的，处于重合部分之内的物体是双眼都能看到的，不重合的部分叫颞侧新月。 人在观察立体对象时，两只眼睛所看到的部分是略有不同的，左眼看到物体的左边多一些，右眼看到物体的右边多一些。两只眼睛把各自所接收到的视觉信息传递到大脑皮层的视觉中枢，经过一定的整合，产生具有深度感的视觉映象。

双眼线索（2） 当两眼辐合到某一点上的一个物体时，那么这一物体的映象便落在两个网膜的相应点上，形成的是同一个单一的视象。

潘弄区（1） 潘弄发现：双眼视觉产生的单一视象，并不一定要求刺激落在两个网膜的绝对对应点上，只要刺激落在相应点周围的一定范围之内，就可以形成单象。在视网膜相应点的周围能够形成单象的很小范围就称为潘弄区。 当物体的投影不落在潘弄区内时，便产生双象。

潘弄区（2） 当一个物体的投影完全落在两个视网膜的相应点上，这时若把两个视网膜重叠起来，两者完全吻合，在这种情况下物体被感知为平面。如果物体的投影完全不在相应点上，即超出了潘弄范围时，则物体被看成双象；如果物体的投影既不完全落在相应点上，又不超出潘弄范围时，则产生立体知觉。

立体电影原理 摄影机上的两个镜头分别把同一景物的两个侧面同时拍摄在两张胶片上，用两台放映机同时把这两张画面放映出来。观众戴上一副特制的眼镜，使左眼只看到左边胶片上的画面，右眼只看到右边胶片上的画面，这样便形成了双眼视差，从而产生了立体视觉。

深度视锐（1） 能够辨别两个处于不同距离上物体之间的最小距离的能力叫做深度视锐。它是双眼视差对距离或深度的最小辨别阈限。 霍瓦—多尔曼仪或称深度知觉仪。这个仪器上有一固定的立柱，在它旁边还有一个可以前后移动的立柱。仪器上标有刻度，可读出活动立柱与固定立柱的距离。受试在2米处通过仪器上的一个观察窗观察这两根立柱，并对活动立柱进行调节，使之与固定立柱看起来在同一距离上。实验中要排除其他深度线索，只有双眼视差起作用。

深度视锐（2） 设P和Q为仪器上的两个立柱，它们距观察者的距离分别为y和y—x，a是目间距。深度视锐可用象差角表示，象差角n=对近物体的辐合角一对远物体的辐合角。 深度视锐受照明条件的影响，良好的照明条件可以提高深度视锐。但在较暗的照明条件下，深度辨别能力较差，在黑暗中双眼视差就几乎不起作用了。

大小恒常性 知觉大小至少要受到两个因素的影响，即物体在网膜映象的大小和物体的表观距离。 在同一距离上的两个物体，网膜映象大的知觉为大些；若在不同距离上的两个物体，其网膜映象大小相同，则距离较远的物体知觉为大些。 网膜映象大小和距离的关系是大小恒常性保持的基础。

恩墨特定律（1） 恩墨特发现知觉到的后象大小与眼睛和后象所投射平面之间的距离成正比。假如把一个后象投射到比原先的刺激物远10倍的平面上，那么它的后象看起来就比原来的刺激物大10倍，但网膜映象大小还是相同的。

恩墨特定律（2） 如果注视一个黑色背景上的10*10cm2的白色方纸块(距眼睛大约1米远)，观察约1—2分钟后就会形成后象，这时若把眼睛转向一个光亮的、距离约为1米的平面，则可以看到一个与原来白色方块大小相同的黑色方块；若把后象投射到一个距离约为2米远的平面，则后象大小是20*20cm2。

布伦斯维克比率（1） 知觉大小存在恒常性，即不完全依赖于视角规律来判断物体的大小，但与物理大小也不一致。例如，在5米处观察一个身高1.7米的人，如按视角计算，观察者看到的人应只有0.34米。但是实际上可能把他知觉为1.6米。知觉大小一般是在视觉大小与物理大小之间，这就是恒常性的程度。布伦斯维克在1929年提出了一个测量恒常性程度的公式 BR=（R-S）/(A-S)

布伦斯维克比率（2） BR表示布伦斯维克比率，一般用百分数表示，R表示受试知觉到的物体大小，S表示根据视角计算的物体映象大小，A表示物体的实际大小。 当知觉大小与实际大小很接近时，布伦斯维克比率趋于1，表示趋于完全恒常性；当知觉大小与按视角计算的大小很接近时，表示基本没有恒常性。身高1.7米的人在5米处被知觉为1.6米，那么BR＝0.93，即恒常性保持了93%。

邵勒斯比率 邵勒斯在1931年提出的计算常性系数的公式与布伦斯维克的公式基本相同，只是取了R、S、A三个数的对数。 邵勒斯比率的计算结果也是从0—1的变化，但是用邵勒斯公式计算出的常性系数有时比用布氏公式计算的要大些。 在大小、形状知觉中更常用布氏比率，在亮度、颜色知觉中更常用邵氏比率。

形状恒常性（1） 邵勒斯在1931年发现，观察者对测验物体的判断形状大都在物体的真实形状与倾斜形状之间。判断的条件越少，判断形状与真实形状的差异越大，但即使在正常的视觉条件下，观察者也很少表现出完全的恒常性。

形状恒常性（2） 梅内尼和莱博维茨1967年研究了年龄与形状恒常性的关系。 他们呈现给受试一个可以倾斜成各种角度的图形，让受试在四种倾斜角度的比较刺激中选择一个与观察刺激看起来同样的形状。这些比较刺激是一系列从圆形到逐渐拉长的椭圆形。受试是4—21岁，实验中有许多条件可以利用。结果表明形状恒常性随年龄的增长而呈下降趋势。

形状恒常性（3） 他们对此提出了两点假设：（1）形状恒常性的关系或许在儿童早期即已习得，这种关系随着个体年龄的增长而变得越来越不重要；（2）形状恒常性完全不是经验的结果，而是人的一种先天能力。

第五节 运动知觉 运动知觉是对物体在空间位移的知觉，它是多种感觉器官协同活动的结果。 第五节 运动知觉 运动知觉是对物体在空间位移的知觉，它是多种感觉器官协同活动的结果。 运动知觉的产生至少有两个条件：一是物体在空间位置变化而在视网膜上留下轨迹；二是观察者自身的运动所提供的动觉信息。 运动知觉包括真动、似动和运动幻觉等。

运动知觉阈限（1） 奥伯特曾用极限法研究了运动知觉的阈限。 在实验中呈现给受试一组静止的线条图形，然后再在这个背景上加上一组细线条图形。当他使第二个图形的线条以一定的角速度开始运动时，观察到受试能够知觉到线条运动所必需的最小速度为1’—2’/秒。 在另一个实验中他用同样的细线条图形，但不用背景图形，发现细线条的运动速度至少要达到10’—20’/秒，受试才能知觉到它们在运动。

运动知觉阈限（2） 运动速度过快也不能引起知觉。 我国心理学工作者曾有实验证明，当物体距观察者2米时，运动物体的知觉上阈约为600毫米／秒。 布郎的研究表明，运动物体的知觉上阈约为350／秒。

似动现象（1） 似动现象是对实际上没有空间位移的物体产生的运动知觉现象。例如在一个黑暗的房间里两个相距一定距离的光点相继一明一灭时，观察者会知觉到一个单一的光点来回窜动。

似动现象（2） 最早对似动现象进行研究的是韦特墨，他探索了形成似动知觉所需要的最适条件。他把那种没有运动对象，纯粹的运动称为ф运动，并认为它是不能再分解的一种基本感知现象，如同颜色、亮度、大小等属性一样是基本的、直接的感觉经验。它能在没有其他属性的情况下单独存在。ф运动有四种基本形式。

β—运动（1） 韦特墨(1912)最初对β—运动进行了研究。当把两个有一定空间间隔的静止目标先后连续呈现时，如果时间间隔和空间距离恰当，观察者便可以看到一个单一的目标从一个位置向另一个位置运动。

β—运动（2） β—运动产生依赖于两个刺激连续呈现的时间间隔、空间距离和明度水平。柯尔特在1915年研究了时间间隔、空间距离和刺激明度三者与最适β—运动的关系。发现当这三个变量以某种组合产生了β—运动时，如果这时一个变量的值发生变化，那么只要在其余两个变量中给予适当的补偿变化，其似动知觉可以保持不变。这就是柯尔特似动定律。用公式表示即：

β—运动（3） ф=f(s／ig) 式中ф为最适似动，s为两个刺激的空间距离，i为明度，g为时间间隔。

γ—运动 γ-运动是由于增强或减弱一个刺激的明度而产生的刺激表面深度或大小的变化。如果一个刺激的明度增加，它似乎在向近处运动或逐渐变大；如果明度降低，则觉得它在收缩或远去。

δ运动 如果把β—运动和γ—运动的刺激条件结合起来，则产生另一种形式的似动，观察者看到刺激从一个位置向另一个位置的侧向运动和在三维上的运动。如果第一个刺激的亮度远大于第二个刺激的亮度，那么这种似动看起来是从第一个刺激向一旁和后侧运动；如果第二个刺激的亮度远大于第一个刺激的亮度，则由第二个刺激向第一个刺激方向运动；如果在相继出现的两个刺激之间存在障碍物，似动可能迂回绕过障碍，看起来似乎超越刺激所在平面而在三维上运动。

α—运动 本奴西在1912年报告了一种似动现象，他相继呈现缪勒一莱耶错觉图形的两部分，先呈现箭头朝里的图形，紧接着呈现箭头朝外的图形。几次反复之后便产生了水平线扩张与缩短的现象。在α—运动中观察者有时还可以知觉到β—运动。当相继呈现的速率较慢时，箭头似乎前后翻动。

似动知觉产生的原因 现在一般认为：由于刺激所引起的感官兴奋有一个短暂的持续时间，当第一个刺激所产生的兴奋尚未消失时便接着出现第二个刺激，两个刺激印象便发生融合现象，这样观察者就产生了似动知觉。