1、v知觉（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。第1页/共73页实验心理学讲义2第六章知觉第2页/共73页实验心理学讲义3第六章知觉第3页/共73页实验心理学讲义4第六章知觉一、知觉的基本问题v知觉不仅是对到达大脑特定区域的感觉系中神经知觉不仅是对到达大脑特定区域的感觉系中神经冲动的简单传递，而且也包括对视野中外部刺激冲动的简单传递，而且也包括对视野中外部刺激的内部表征和意识。的内部表征和意识。v知觉是从到达我们感受器官的刺激中抽取意义的知觉是从到达我们感受器官的刺激中抽取意义的过程。过程。v在这一点上，我们把知觉看作
2、是问题解决的过程。在这一点上，我们把知觉看作是问题解决的过程。第4页/共73页实验心理学讲义5第六章知觉（一）直接和间接知觉（1）v直接知觉（直接知觉（direct perception） 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v间接知觉（间接知觉（indirect perception） 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第5页/共73页实验心理学讲义6第六章知觉（一）直接和间接知觉（2）vHelmholtz：empirical theory 他认为所有的视知觉的知识
3、都来自于我们所拥有的过去的视觉经验。 Unconscious inferences 说明知觉的快速的和没有意识的过程。vnativistic theory 视觉系统（眼和脑）的特性决定视知觉。 Gestalt第6页/共73页实验心理学讲义7第六章知觉（一）直接和间接知觉（3）v在当代认知心理学中，间接加工过程具体体现在在当代认知心理学中，间接加工过程具体体现在自上而下和自下而上两种对立的过程。自上而下和自下而上两种对立的过程。v自下而上过程（自下而上过程（bottom-up,又称数据驱动过程，又称数据驱动过程，data-driven process），是从组成图形或事），是从组成图形或事物的最
4、简单的、最基本的成分开始的。物的最简单的、最基本的成分开始的。v自上而下过程（自上而下过程（top-down，又称概念驱动过程，又称概念驱动过程，conceptually driven process）认为，较）认为，较高级的、整体的和抽象的水平影响低级的操作和高级的、整体的和抽象的水平影响低级的操作和运行。运行。第7页/共73页实验心理学讲义8第六章知觉（二）意识和知觉（1）v知觉过程中关于意识（知觉过程中关于意识（awareness）的关键问）的关键问题是：题是： 对感觉经验赋予意义的过程是否是在自动地、没有言语意识参与下进行的？第8页/共73页实验心理学讲义9第六章知觉（二）意识和知觉（
5、2）v在确定意识和知觉的关系方面，虽然已有大量实在确定意识和知觉的关系方面，虽然已有大量实验进行过尝试，但是，方法学方面存在的问题却验进行过尝试，但是，方法学方面存在的问题却一直困扰着我们研究意识这种内在的、隐蔽的心一直困扰着我们研究意识这种内在的、隐蔽的心理过程的进行。理过程的进行。v对于盲视（对于盲视（blindsight）的研究为意识和知觉）的研究为意识和知觉的关系提供了实验依据。的关系提供了实验依据。第9页/共73页实验心理学讲义10第六章知觉（二）意识和知觉（3）v盲视是盲视是Weiskrantz提出的概念，用来描述没有提出的概念，用来描述没有意识到知觉存在时盲区（意识到知觉存在时盲
6、区（scotoma）所产生的）所产生的视觉能力。视觉能力。v盲视研究中最著名的神经心理学病例是对盲视研究中最著名的神经心理学病例是对DB所所做的研究。做的研究。第10页/共73页实验心理学讲义11第六章知觉（二）意识和知觉（）第11页/共73页实验心理学讲义12第六章知觉二、知觉组织的高级过程v图形图形背景知觉背景知觉v格式塔心理学派的理论格式塔心理学派的理论v形状知觉的拓扑学研究形状知觉的拓扑学研究v影响形状知觉的时间因素影响形状知觉的时间因素v知觉定势知觉定势第12页/共73页实验心理学讲义13第六章知觉（一）图形背景知觉v丹麦心理学家丹麦心理学家Rubin在在1915年指出，图形年指出，
7、图形（figure）是指独立的、具有明确形状的部分；视）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（野中的其余部分称为背景（ground）。）。v是由什么因素决定视野中的哪些部分被知觉为图形，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？哪些部分被知觉为背景呢？vRubin认为：如果有两个同质的、但颜色不同的部认为：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部分，那么较小的、被包围的部分被看作图形的概率极大。率极大。第13页/共73页实
8、验心理学讲义14第六章知觉1、图形背景之间的知觉差异vRubin提出如下提出如下3点图形和背景之间的主要差点图形和背景之间的主要差异异 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。第14页/共73页实验心理学讲义15第六章知觉2、图形背景和知觉组织v Von Senden通过研究一位先天性白内障成人患者手术通过研究一位先天性白内障成人
9、患者手术后的知觉特点，提供了形成图形后的知觉特点，提供了形成图形背景分离的基本组织背景分离的基本组织倾向的例证。倾向的例证。v 视力刚刚达到正常时，患者还不能区分和认识不同图形的视力刚刚达到正常时，患者还不能区分和认识不同图形的情况下，他表现出对图形和背景的区分能力。情况下，他表现出对图形和背景的区分能力。v 这就意味着对于图形和背景的区分是不需要学习的，不依这就意味着对于图形和背景的区分是不需要学习的，不依赖于我们过去的经验。赖于我们过去的经验。v 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。昆虫也能从背景中
10、辨别出图形。v 因此说明，图形和背景的区分是知觉组织过程中基本的和因此说明，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。基础的环节。第15页/共73页实验心理学讲义16第六章知觉第16页/共73页实验心理学讲义17第六章知觉第17页/共73页实验心理学讲义18第六章知觉（二）格式塔心理学派的理论（1）v格式塔心理学的组织原则格式塔心理学的组织原则(p150) 接近性（proximity or nearness）(图6-3) 相似性（similarity） (图6-4) 连续性（good continuation） (图6-5) 共同性（common fate） 对称性（symmetry
11、） (图6-6) 封闭性（closure） (图6-7)第18页/共73页实验心理学讲义19第六章知觉（二）格式塔心理学派的理论（2）第19页/共73页实验心理学讲义20第六章知觉（二）格式塔心理学派的理论（3）v组织作用的测量组织作用的测量第20页/共73页实验心理学讲义21第六章知觉（三）形状知觉的拓扑学研究v拓扑学拓扑学研究的是在拓扑变换下图形保持不变的性研究的是在拓扑变换下图形保持不变的性质和关系。质和关系。v这种不变性质和关系就称为拓扑性质。这种不变性质和关系就称为拓扑性质。v所谓拓扑性质是一对一的连续变换。所谓拓扑性质是一对一的连续变换。第21页/共73页实验心理学讲义22第六章知
12、觉1、视觉系统对拓扑差异的敏感性v 实验时要求被试注视每幅实验时要求被试注视每幅图中心的黑点，每幅图呈图中心的黑点，每幅图呈现现5ms，然后呈现空白屏，然后呈现空白屏幕作为掩蔽刺激，干扰视幕作为掩蔽刺激，干扰视觉系统对刺激图形的知觉。觉系统对刺激图形的知觉。v 被试的任务是判断刚才呈被试的任务是判断刚才呈现的两幅图是否相同。现的两幅图是否相同。第22页/共73页 形状知觉的拓扑学研究形状知觉的拓扑学研究 视觉系统对拓扑差异的敏感性视觉系统对拓扑差异的敏感性 教材图教材图6-11 封闭型和图形结构的优势效应封闭型和图形结构的优势效应 对一定朝向的线段敏感的神经元对一定朝向的线段敏感的神经元 Ol
13、son和和Attneave的实验研究支持特征检测理论的实验研究支持特征检测理论 陈霖的实验提出结构优势效应，图陈霖的实验提出结构优势效应，图6-12，图，图6-13 拓扑不变性质和似动现象拓扑不变性质和似动现象 陈霖，运动竞技技术，图陈霖，运动竞技技术，图6-14第23页/共73页实验心理学讲义24第六章知觉2、封闭性和图形结构的优势效应（1）p156第24页/共73页实验心理学讲义25第六章知觉2、封闭性和图形结构的优势效应（2）p157第25页/共73页实验心理学讲义26第六章知觉（四）影响形状知觉的时间因素v掩蔽（掩蔽（masking）(p158) 前项掩蔽（forward maskin
14、g） 后项掩蔽（backward masking）v后效（后效（aftereffects） (p159) 图形后效（figural aftereffects） 形状后效（shape aftereffects） 关联后效（contingent aftereffects）第26页/共73页实验心理学讲义27第六章知觉掩蔽现象的实验过程第27页/共73页v影响形状知觉的时间因素影响形状知觉的时间因素 后效 图形后效（p159）第28页/共73页 形状后效，图形状后效，图6-17 （p159） 戴上戴上 适应适应 摘掉摘掉 物理刺激物理刺激 视网膜成像视网膜成像 知觉知觉第29页/共73页v关联后效（
15、p160）第30页/共73页实验心理学讲义31第六章知觉第31页/共73页第32页/共73页v 知觉定势知觉定势v p160第33页/共73页实验心理学讲义34第六章知觉定势和自上而下加工第34页/共73页第35页/共73页第36页/共73页运动知觉运动知觉v运动觉察器运动觉察器(p163) 特定神经单元v诱导运动诱导运动(p164)v似动现象似动现象(p164)v自主运动自主运动(p164)v运动后效运动后效(p165)第37页/共73页实验心理学讲义38第六章知觉第38页/共73页单眼知觉和双眼知觉单眼知觉和双眼知觉v单眼知觉单眼知觉 立体知觉线索 插入 空气透视 阴影 线条透视 结构级差
16、 相对大小 熟悉大小 运动视差 调节第39页/共73页v 对象的遮挡对象的遮挡第40页/共73页v 空气透视空气透视第41页/共73页v 明暗和阴影明暗和阴影第42页/共73页v 线条透视、纹理梯度线条透视、纹理梯度/结构级差结构级差第43页/共73页v 相对高度相对高度第44页/共73页v 熟悉大小熟悉大小第45页/共73页v双眼线索双眼线索 辅合 双眼视差 视网膜相应点和视野单像区 视深度知觉：双眼竞争 中央眼 生理基础第46页/共73页第47页/共73页第48页/共73页恒常性和错觉v知觉恒常性知觉恒常性(p173) 概念：当知觉条件发生一定的变化时，知觉的映象仍然保持相对不变，这就是知
17、觉的恒常性。 大小恒常性(Holway-Boring实验) 明度恒常性 形状恒常性第49页/共73页形状恒常返回知觉的恒常性返回知觉的恒常性第50页/共73页大小恒常第51页/共73页大小恒常返回知觉的恒常性第52页/共73页颜色与亮度恒常英英透纳透纳港湾港湾返回知觉的恒常性第53页/共73页深度知觉实验深度知觉实验实验目的：学会使用深度知觉测试仪测量深度知觉阈限。本实验只研究双眼的深度知觉。结果：计算在双眼观察情况下，表示深度阈限的视差角。公式：视差角=206265*b*D/D(D+D)(单位：弧秒)注：b=目间距；D=观察距离，本实验中为2.500mm； 第54页/共73页大小常性测试大小
18、常性测试实验目的：证示视知觉大小常性现象，检验距离线索对大小常性的影响，学习用匹配法测量大小常性。本实验没有检验距离显示对大小常性的影响。结果：计算大小常性系数KB KB=（R-S）/（A-S）A为标准刺激三角形的高；R为被试匹配三角形的高；S=250*标准刺激的高/距离 本实验的距离是11100mm第55页/共73页v视错觉视错觉 月亮错觉 注视角假设、显见距离假设、相对大小假设 其它错觉第56页/共73页几何错觉v 缪勒缪勒-莱耶尔错觉莱耶尔错觉第57页/共73页几何错觉v 水平水平-垂直错觉垂直错觉第58页/共73页几何错觉v 平行错觉平行错觉第59页/共73页几何错觉v 形状错觉形状错
19、觉返回错觉返回错觉第60页/共73页你看到了几种颜色？你看到了几种颜色？ 颜色错觉返回错觉返回错觉第61页/共73页第62页/共73页第63页/共73页第64页/共73页第65页/共73页 拓扑学的英文名是Topology，直译是地志学，也就是和研究地形、地貌相类似的有关学科。几何拓扑学是十九世纪形成的一门数学分支，它属于几何学的范畴。 拓扑学是几何学的一个分支，但是这种几何学又和通常的平面几何、立体几何不同。通常的平面几何或立体几何研究的对象是点、线、面之间的位置关系以及它们的度量性质。拓扑学对于研究对象的长短、大小、面积、体积等度量性质和数量关系都无关。 第66页/共73页 举例来说，在通
20、常的平面几何里，把平面上的一个图形搬到另一个图形上，如果完全重合，那么这两个图形叫做全等形。但是，在拓扑学里所研究的图形，在运动中无论它的大小或者形状都发生变化。在拓扑学里没有不能弯曲的元素，每一个图形的大小、形状都可以改变。第67页/共73页第68页/共73页 哥尼斯堡七桥问题 哥尼斯堡（今俄罗斯加里宁格勒）是东普鲁士的首都，普莱格尔河横贯其中。十八世纪在这条河上建有七座桥，将河中间的两个岛和河岸联结起来。人们闲暇时经常在这上边散步，一天有人提出：能不能每座桥都只走一遍，最后又回到原来的位置。这个看起来很简单又很有趣的问题吸引了大家，很多人在尝试各种各样的走法，但谁也没有做到。看来要得到一个
21、明确、理想的答案还不那么容易。 第69页/共73页 1736年，有人带着这个问题找到了当时的大数学家欧拉，欧拉经过一番思考，很快就用一种独特的方法给出了解答。欧拉把这个问题首先简化，他把两座小岛和河的两岸分别看作四个点，而把七座桥看作这四个点之间的连线。那么这个问题就简化成，能不能用一笔就把这个图形画出来。经过进一步的分析，欧拉得出结论不可能每座桥都走一遍，最后回到原来的位置。并且给出了所有能够一笔画出来的图形所应具有的条件。这是拓扑学的“先声”。 第70页/共73页 拓扑等价，这是比较容易理解的一个拓扑性质。 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
22、角形的形状、大小不同，在拓扑变换下，它们都是等价图形。左图的三样东西就是拓扑等价的，换句话讲，就是从拓扑学的角度看，它们是完全一样的。 第71页/共73页 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换，就存在拓扑等价。 第72页/共73页 应该指出，环面不具有这个性质。把环面切开，它不至于分成许多块，只是变成一个弯曲的圆桶形，对于这种情况，我们就说球面不能拓扑的变成环面。所以球面和环面在拓扑学中是不同的曲面。 第73页/共73页
