繪畫作品欣賞中的場景效應眼動研究*

馬 鷹，馬若賢

(1.寧波大學教師教育學院，寧波 315211；2.華東師范大學教育學部，上海 200062)

繪畫作品欣賞中的場景效應眼動研究*

馬 鷹1，2，馬若賢1

(1.寧波大學教師教育學院，寧波 315211；2.華東師范大學教育學部，上海 200062)

對85名兒童欣賞三幅不同風格繪畫作品過程進行眼動追蹤，結果發現：繪畫作品欣賞中存在著場景效應，場景接近現實的程度影響著對物體的知覺；場景作品中的物體特征越熟悉、越接近真實物體，越容易引起關注，成為關注熱點；物體和背景之間的結構關系影響著物體的知覺。那些位置居中、比例較大，并與周圍物體分離較遠的物體最早最快被注視。反之，則不容易引起注視。

繪畫作品；場景效應；眼動研究

1 引言

在現實世界里，物體的存在很少是簡單地孤立的，對它們的覺察和識別總是跟特定的背景有關(Davenport，2007；Gronau，Neta，& Bar，2008)，以及物體間的相互關系有關(Green & Hummel，2006；Riddoch，Pippard，Booth，Rickell，Summers，Brownson，& Humphreys，2011)。物體(object)與背景(background)的不同變化組合就構成了不同的場景(scene)。場景不同其構成部分的物體與背景的關系也不同，這就形成了不同的場景知覺效應。當物體呈現與背景一致時，其被識別的可能性遠遠高于兩者不一致時。如拖拉機出現在農場而不是賽車道(Davenport & Potter，2004)，鏡子出現在梳妝臺之上而不是之下(Gronau et al.，2008；V? & Henderson，2009)。國內王敏潔(2013)用物體間的相關性和前景背景的一致性命名實驗也證實了場景一致性效應(scene consistency effect)的存在。這些彼此間相互支持的效應說明構成場景的物體與背景間存在著交互作用，降低彼此被識別的門欄(Bar，2004；Davenport，2007)。這些研究也說明了在特定場景內，不同視覺信息資源能夠被聯接起來幫助識別物體(Katherine & Glyn，2013)。

場景效應研究中涉及的場景主要有人工場景(artificial scene)、真實場景(real-world scene)二大類。人工場景是指由簡單的圖形、字母或符號構成的排列。真實場景是指由背景和按照一定的空間模式排列的物體組成。其中的各種離散物體構成的語義一致的真實環境圖像(Chun，2000)。國內外眾多研究表明，人們對真實場景和人工場景的視覺加工和認知存在重要的差別(田宏杰等，2010)。有研究者認為，真實場景是被作為一個有語義特征的復合體來認識的，它能夠反映場景中各個刺激物的全部信息，而人工場景沒有明確的語義含義，無法從抽象的水平上分析視覺加工過程(Henderson & Hollingworth，1999；白學軍，康廷虎，閆國利，2008)。因此，隨著研究的發展，場景研究的實驗材料開始從起初的簡單圖片或簡筆畫到無意義圖像或字母構成場景信息，再到用客體序列構成場景，到自然場景，如真實環境的彩色或3D模擬圖片來代替場景(魏玲，2011；蔡璐，2012)。

繪畫作品是一種二維視覺藝術，兒童對其的欣賞活動是一種高級的視知覺活動。每一幅作品都有特定的主題和相應的描繪內容。但由于每個創作者自身的文化與經驗或喜好及表現手法不同，繪畫作品就呈現出多種多樣的主題和內容，形成不同類型的場景作品。但不管哪種主題與內容，每個畫家的創作源泉都是來自于真實的客觀世界(real-world)，因此，每幅繪畫作品都是創作者對真實世界進行二次加工后所形成的藝術世界(artificial world)，因而，繪畫作品所描繪的既是一種真實場景又是一種人工場景，它集二者的綜合特征于一體，任一作品本身既有真實性又有藝術性。由于各類畫家對現實的表現手法和程度不同，就構成了美術作品中的不同流派，如現實主義、超現實主義、表現主義、抽象主義等。哪些流派的作品或內容更容易引起人們的注視？透過這些作品的知覺特征分析，或許就能夠揭示出繪畫作品欣賞活動中所存在的場景效應。

2 方法

2.1 被試

寧波市中心、城郊、農村的三所幼兒園5～6歲兒童共85名，平均年齡6±0.6歲作為被試進行施測。其中男生43，女生42人。各幼兒園按1/3比例抽樣。所有這些兒童視力正常，之前都沒有接觸過測查用的三幅繪畫作品。

2.2 實驗設計

研究采取單因素測量。85個兒童每個都對選出的3幅不同繪畫作品場景進行眼動測查。自變量為場景類型，根據繪畫作品主題與所描繪的內容的接近現實的程度高低，把作品場景類型分為接近現實場景、模糊現實場景、遠離現實場景三種水平。接近現實場景指作品的主題或描繪內容與真實世界吻合程度高，語義較明確，兒童能明確說出物體是什么，主題是什么。遠離現實場景指作品的主題或內容與真實世界吻合程度較低，語義不明確，兒童幾乎不能確認畫中的物體是什么，主題要表現什么。模糊現實場景是介于前兩者之間的場景，其作品主題或內容跟真實場景有所吻合，但吻合程度不高，語義較模糊，兒童能部分辨識畫中物體，初步感知作品主題。因變量為被試對三種場景作品的物體識別時間、注視次數、注視熱點等眼動指標。

2.3 實驗材料

根據上述場景的三種水平劃分標準，結合5～6歲幼兒美術名作欣賞教學中所涉及的常用作品，研究選取了《吶喊》、《星空》、《哈里昆的狂歡》(以下簡稱“狂歡”)等三幅名畫分別代表接近現實場景、模糊現實場景、遠離現實場景三種水平進行測查(參見圖1)。

圖1 研究的三種材料

在《吶喊》作品中，描繪內容里人們能明確感知到一個接近實際大小的孩子在空曠的野外站在橋上恐懼喊叫的近真實行為場景，因而把這幅作品作為接近現實場景材料。在《星夜》作品里，人們能感知到藍色所表示的夜晚場景和看出不太清晰的村莊，但看不出真實的星星和樹木，場景既真實又模糊，把它作為模糊現實場景來研究。在《狂歡》中，人們很難辨別各種物體的特征，也直接看不出“狂歡”的舞會場景。整個畫面內容中的人物及動態與現實中舞會的場景都相差甚遠，因而把它作為遠離現實場景材料來研究。

上述三幅名畫的圖片都從昵圖網(www.nipic.com)下載，并將材料像素統一處理成1024×768大小，作為本研究的實驗圖片。

2.4 實驗儀器

眼動追蹤技術能夠收集到被試在自由觀看刺激材料的狀態下的眼動數據，它能真實客觀地記錄被試對場景物體的識別情況，比如識別點及關注時長、移動軌跡等。該研究實驗儀器采用Tobii T120眼動儀，數據采樣頻率為120Hz，實驗顯示屏為17英寸液晶，分辨率為1024×768像素。該眼動儀的優勢一是無需頭戴任何設備，被試的頭部可以自由移動，由此提供一個更為真實的閱讀環境。二是校準程序十分便捷，既方便實驗人員操作，又能高效地保證校準的成功率。

2.5 實驗程序

實驗分別在被試所在的幼兒園選擇獨立、安靜的辦公室里進行。每次對一名被試施測。具體的實驗步驟如下：

第一步：讓被試熟悉實驗環境。向被試介紹有關實驗的要求。

第二步：進行眼動校正。要求被試端坐在距離電腦屏幕正前方約60cm的座椅上，坐姿舒適放松。雙眼平視電腦顯示器的中央，眼睛盯著屏幕中出現的小圓點直至圓點消失。采用五點定位法進行注視定位。

第三步：向被試宣讀指導語：下面你會在這個電視屏幕上看到三張圖畫，當你看完一張后，就說“看好了”，就會接著讓你看下一張。

第四步：開始正式實驗。實驗中，三張實驗圖片隨機呈現。被試每看完一張圖片并報告“看好了”之后，由實驗者用鼠標點擊翻圖觀看下一張，直至三張圖畫全部看完。眼動儀將自動記錄被試作出的眼動反應。

2.6 數據分析

按照眼動儀記錄的幼兒采樣率數據，篩選剔除采樣率小于80%的數據，共得到85個有效數據。用Tobbi120眼動儀自帶的數據分析軟件中導出數據，并用Excel進行初步的整理和篩選。使用SPsSl9.0進行統計檢驗。

3 結果

3.1 三種場景作品的整體知覺情況分析

對85名兒童三種作品總體注視的時長和次數進行統計分析，從其平均數中發現無論是注視時長還是注視次數，模糊場景《星夜》最高，其次是遠離場景《狂歡》，最后是接近場景《吶喊》。只從三幅作品本身的內容知覺情況來看，模糊的場景最能引起兒童的關注(參見表1)。

表1 不同繪畫場景總體注視情況比較(n=85)

對其進行方差檢驗，發現在注視次數上F(2，252)=2.012，p=0.136>0.05；時長方面F(2，252)=2.708，p=0.106>0.05，三種類型的場景整體注視數據值分布較均衡，不存在著差異。但對其進行平均數成對比較檢驗發現，模糊現實場景作品《星夜》與接近現實場景作品《吶喊》差異較顯著(參見表2)。

表2 不同繪畫場景總體注視情況平均數差異成對比較(n=85)

3.2 熱點物體知覺情況分析

Tobii-120眼動儀的熱點圖(heat map)表示在視知覺中最感興趣的部位，也即最能引起注意的區域。對這些熱點區域的精細分析可以看出人們在知覺場景時的一些基本特征。 通過對眼動儀記錄的熱點圖進行分析發現，三種場景作品只有5個相對顯著的熱點區域(圖2中標示灰點的區塊)：它們分別是《吶喊》中正在尖叫孩子的面部；《狂歡》中那個有著胡子的人以及《星夜》中靠近下部的房子和中間部位的兩顆模糊的星星。進一步把這五個熱點區域作為興趣區進行劃分，并通過這些區域的首次注視時長、第一注視時間以及前10個注視點等數據進行結果分析。在下面所有表格中，用“吶喊1”代表《吶喊》場景中熱點物體“尖叫的面孔”區域；用“狂歡1”代表《狂歡》場景中熱點物體“有胡子的人”；用“星夜1” “星夜2” “星夜3”分別代表《星夜》場景中熱點物體“房子”、 “黃星”、“藍星”。

圖2 三種作品場景中的熱點區域

3.2.1 熱點物體注視中的前10個注視點分析

表3顯示，三幅作品平均總注視點數為34.27個注視點，因此，用前10個點來分析這些熱點物體容易看出它們是否在最早的時間內被關注。前10個注視點落在熱點的數量越多，說明越被過早注視到。表3顯示，五個熱點區域中，《吶喊》中的人物面部被所有孩子(100%)在最快的時間大量被注視到。前10個注視點中，近一半的點(4.88)落在其中。而《狂歡》中的熱點區域 “有胡子的人”，只有不到一半(47.3%)的人在前10個注視點里關注，而且前10個注視點中，該區域被關注的平均數還不到1個(0.89)。其次是《星夜》中的第二顆模糊的星，被關注的人數也只有一半左右(52.92%)，前10注視點落在該區域的平均點數在所有熱點區域中最少(0.69)。

表3 熱點物體注視中的前10個注視點數值情況(n=85，單位：個)

對這五個熱點物體進行成對平均數方差檢驗發現，《吶喊》中的孩子和《星夜》中的房子與其他熱點物體都有極其顯著的差異(p<0.001)，效應值介于0.659～3.101之間，差異較高。但《狂歡》中的“有胡子的人”和《星夜》中的兩顆模糊的星它們之間在前十個注視點上都沒有差異(參見表4)。

表4 熱點物體前10個注視點平均數差異檢驗(Sig.)

3.2.2 熱點物體首次注視時間與第一注視點時長分析

首次注視時長(Time to First Fixation)指標計算的是被試用了多長時間第一次注視到一個興趣區，即首次進入興趣區的用時。時間越短說明該區域被關注的越快。第一個注視點時長(First Fixation Duration)指標計算的是在興趣區或興趣區組中出現的第一個注視點的持續時間。時間越長說明該區域越受關注。從表5看出，《吶喊》中的熱點物體與其它熱點物體相比，在首次注視時間和第一注視點時長上，與其他熱點物體對比都存在明顯差異，兒童關注到這一熱點物體用時最短(0.528)，但第一點注視時間卻最長(0.358)，說明這熱點物體極受關注(參見表5)。

表5 不同熱點物體首次注視時間與第一注視點時長情況統計(秒)

進一步對熱點間效應進行檢驗發現，首次注視時間F(4，421)=6.446，p<0.001，η2=0.062；第一次注視時長F(4，421)=7.667，p<0.001，η2=0.073，熱點物體間在這兩方面都存在著顯著的時間差異。深入對其進行平均數差異成對檢驗結果顯示，《吶喊》中的熱點物體跟任一其它熱點物，無論是首次注視時間還是第一注視點時長都有顯著差異，且效應值較高。其它物體除了《星夜》中的兩顆星之間在第一點注視時長上存在顯著差異外，其它熱點物體間都不存在差異(參見表6，表7)。

表6 熱點物體首次注視時間平均數差異檢驗(Sig.)

表7 熱點物體第一注視點時長平均數差異檢驗(Sig.)

4 討論

哪些場景或物體更容易引起知覺加工？該眼動研究揭示了兩種現象：

(1)場景接近現實的程度影響著對物體的知覺。在對不同繪畫作品場景知覺過程中，繪畫作品的主題或內容與現實太接近或太遠離，都不容易吸起關注。而模糊的場景作品卻更吸引兒童的關注。這與相關研究的結果幾乎一致，他們用模糊場景實驗證明了當物體比較模糊時，知覺加工所需時間較長(Shui-I Shih，Katie，& Simon，2012)。而那些太容易或太難辨識的場景，要么很快完成知覺加工，要么就難于加工，而導致注視時間和關注次數都很少。在該研究材料中，可能因為《吶喊》場景作品中的物體少且具象，主題情景接近現實經驗，易于識別而加工時間需要的短?！犊駳g》中由于要識別的物體多且抽象，主題情景又遠離現實經驗，難于識別而放棄加工，導致時間也短。而《星夜》中的物體和情景介于兩者之間，兒童通過努力能完成辨識，因而注視時間長。當然，或許由于這三幅場景作品中所構成的物體和背景自身的特征或兒童的認知經驗不同，而導致三種作品注視的差異，這有待進一步探究。

(2)背景效應在繪畫作品欣賞中表現明顯。通過對兒童自由欣賞三幅作品時所產生的熱點關注物體分析，在三幅作品近60個物體中，僅僅只有5個物體成為熱點關注物體，大多數的物體要么沒有被關注或者很少被關注。為什么只是這五個物體成為熱點物體而其它物體沒有呢？這可能與其所處的背景有關。背景引導理論認為，在加工與識別場景中的客體時，會受到場景背景信息與過去知識經驗的雙重作用(Torralba，Oliva，& Castelhano，2006)。這項研究是一種自下而上((bottom—up)的場景知覺加工模式，事先并沒有給兒童特點的目標任務驅使(這種模式被稱為自上而下，top—down，Chun & Jiang，1999)，因而，兒童熱點物體的形成應該是受圖畫特征刺激的驅使所致。有研究提出(Castelhano & Heaven，2011)，背景在不同水平上起作用：語義水平(semantic)，如鍋鏟出現在廚房；空間結構(spatial configuration)，如床總在地板上，而不是天花板上)；朝向(pose)，如電視總是面對床，不可能背對床。Biederman等人(1982)采用判斷、探測范式，探討了5種關系對場景感知的影響。他們認為，客體和背景之間的關系可以歸為5類：①內部位置關系(客體干擾背景)，②依靠(靠在某物上)。③可能性(客體可能出現在某場景中，但不可能出現在其它場景中)，④位置(客體出現在某個場景中時，通常出現在某幾個位置上)，⑤尺寸大小(客體和它周圍的客體會有一個特定的尺寸比例關系)。在這項研究中，對這五個熱點物體的注視時長、注視次數、首次注視時間及第一注視點形成時間進一步分析發現，各熱點物體關注程度又存在著差異，場景知覺中的背景效應顯著。有研究表明(Green & Hummel，2006)，物體出現在一致的或熟悉的背景中，能夠更快地被注視到。加工過程也快于那些出現在不一致場景中的物體。從各熱點之間被關注的情況看，《吶喊》中的熱點物體“尖叫的人”被所有人關注，而且被最早最快關注，其次是《星夜》中的“房子”，這可能與這兩個熱點物是兒童能辨識的熟悉物體有關。熟悉的空間結構關系有助于提高搜索績效(Chamizo，2003；Gillner & Mallot，1998)。有研究認為(Chun & Jiang，1998)，在瀏覽的前100ms就能提取出場景的空間結構和成分了。該研究也驗證了這一點。而《狂歡》中的“有胡子的人”和《星夜》中的第二顆“模糊的星”都較遲關注或注視時間短，這一種可能是這兩個熱點都不具象，兒童不太熟悉，所以不如前兩個熱點最快被注視。另一種可能就是與其所處的位置和周圍的背景物比例有關。有研究表明(Auckland et al.，2007)，在非真實場景中，一組語義相關的客體會影響單個目標客體的識別?！犊駳g》是一個遠離現實的非真實場景，其中的熱點物處于畫面的左上位置，且其大小與周圍物體差不多大小，與周圍眾多物的空間距離緊密，這或許就是其難于最先識別的原因。而《吶喊》和《星夜》背景都較接近現實，它們中的熱點都處于圖畫的中間位置，且與周圍物體所處空間距離遠，而且比例也大，尤其是《吶喊》中的熱點，所以容易辨識。

特別需要說明的是，由于研究所采用的三幅作品都是來自于作者的原創作品，沒有對其內容進行任何修改，另外，兒童在欣賞過程中也是沒有任何目標任務要求，因此，這項研究更傾向于自然實驗而不是嚴格的實驗室控制研究，這一方面能獲取自然真實的數據，另一方面也表現出嚴格實驗控制的不足，特別是在材料類型的差異區分上，其嚴密性有待進一步細致完善。

5 結論

在此研究條件下，可以得出以下結論：

(1)繪畫作品欣賞中存在著場景效應，場景接近現實的程度影響著對物體的知覺。繪畫作品的主題或內容與現實太接近或太遠離，場景受關注的程度都不高，而模糊現實的場景作品卻更能吸引兒童的關注度。(2)場景作品中的物體特征越熟悉、越接近真實物體，越容易引起兒童關注，成為關注熱點。(3)物體和背景之間的結構關系影響著兒童對物體的知覺。那些位置居中、比例較大，并與周圍物體分離較遠的物體最早最快被注視。反之則不容易引起注視。

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Eye-movement Research on the Effect of Scene on Painting Appreciation

Ma Ying1，2，Ma Ruoxian1

(1.School of Teacher Education，Ningbo University，Ningbo 315211；2.The Faculty of Education in East China Normal University，Shanghai 200062)

The research did eye-tracking to 85 children with let them appreciate three paintings in different styles.The results showed that there was scene effect in painting appreciation，the degree of how scene was close to reality had an impact on object perception.The closer the characters of the objects on the scene context to the real objects，the easier these ones on the scene context will raise concern and to be the heat maps.The relationships of the structure between objects and backgrounds affect the perception of objects.These objects which locate in the center，occupy a large proportion and separate far away from the other ones are gazed at the earliest and the fastest.On the contrary，they would not be earliest viewed.

painting appreciation；scene effect；eye-movement research

寧波大學科研基金/學科資助項目“文化學視野下的兒童教育發展研究”(xkw1508)。

馬鷹，E-mail：maying@nbu.edu.cn。

B842.5

A

1003-5184(2016)06-0514-06