地標對客體運動路徑判斷的影響

郭 森 陳云云 王雨瑩， 晏碧華

（1 陜西師范大學心理學院，西安 710062；2 西安理工大學，西安 710048；3 北京師范大學心理學部，北京 100875）

1 引言

客體運動背景影響客體運動狀態的判斷。 研究者在運動客體位置與位移的判斷中發現了這種背景依 賴 性 （Didierjean， Ferrari， ＆ Bl?ttler， 2014），Veraillie 和 D‘Ydewalle（1991）發現誘導背景提高個體的位置判斷表現。 表征動量是指人們對運動物體最終位置的判斷會沿著物體運動方向向前偏移（Freyd ＆ Finke，1984）。 在表征動量研究領域，較多研究發現了表征動量判斷受到背景特性的影響（Hubbard， 2014）。 例 如 ，Whitney 和 Cavanagh（2002）發現光柵欄背景的加入增加了個體對位置判斷的向前偏差，Thornton 和 Hayes（2004）采用 VR 技術也發現了生活背景因素對運動物體位置判斷的影響。

在客體運動方向的判斷上， 表征動量的研究已經發現客體的最終位置會偏離運動軸的正交軸（Hubbard， 1997； De Sá Teixeira， Pimenta， ＆Raposo， 2013； De Sá Teixeira ＆ Oliveira，2014），這暗示了方向偏差的存在。 進一步，晏碧華、陳云云、張雅靜和王夢馨（2019）發現對客體運動路徑的掌握受到重力及客體意義屬性的影響， 不過該研究僅關注特殊的傾斜運動。 在運動方向判斷的研究上還有較大的拓展空間， 這不僅包括對單個運動客體絕對運動方向的判斷研究， 也包括對多個運動客體相對運動方向及運動客體在運動背景中運動方向改變的研究。就運動背景來看，不管是光柵欄還是模擬中的現實場景，都是一種較廣闊的運動背景。晏碧華、劉曉敏和劉浩哲（2018）認為客體的運動背景也可以是一種相對較小的局部背景，即第三方客體。Hubbard 和 Ruppel（1999， 2000）將一個大于運動客體的黑色方塊作為背景信息，即地標，考察地標對于運動客體位置判斷的影響， 發現客體位移會向地標偏移，并將其命名為地標吸引效應。晏碧華等（2018）則進一步發現地標的意義屬性影響地標對客體運動位置的判斷。

本研究采用誘導運動范式探討個體對水平運動路徑的判斷及地標呈現方式對客體水平運動路徑判斷的影響。 實驗1 為無運動背景下客體運動路徑的判斷，旨在驗證水平運動中是否真實存在方向偏差；實驗2 為與運動客體同步呈現的靜止地標下的路徑判斷， 在實驗1 基礎上探索靜止地標的存在是否會影響個體對運動客體路徑的判斷； 實驗3 為閃現地標對客體運動路徑的判斷影響， 旨在考察閃現地標對運動客體路徑判斷的影響。 本研究綜合考察地標的呈現方式對客體運動路徑判斷的影響， 主要假設有：（1）個體對客體運動路徑的知覺存在偏差；（2）靜止地標對客體運動方向存在吸引效應；（3）閃現地標對客體運動方向存在排斥效應。

2 實驗1 無地標條件下客體運動路徑判斷

2.1 目的

采用 2（方向：向左、向右）×2（速度：快速、慢速）×3（運動路徑：水平、傾斜向上、傾斜向下）的被試內實驗設計， 考察個體在無地標條件下對客體水平運動路徑的判斷傾向。 因變量為將路徑判斷為是否水平的水平反應比。

2.2 方法

2.2.1 被試

招募大學生被試 35 名 （年齡 M＝18.77 歲，SD＝1.21），其中男性 12 名，女性 23 名。 被試視力或矯正視力正常，右利手。 結束實驗后給予一定報酬。

2.2.2 實驗設備與材料

使用 E－prime 2.0 設計實驗程序， 計算機顯示屏大小為 19 英寸，分辨率 1024×768 pixels，刷新率85 Hz。 被試距顯示屏約70 cm。

實驗材料為在白色背景上呈現一個黑色圓形圖案（直徑為 40×40 pixels）。 實驗路徑包括水平條件和傾斜條件兩種，7 個圖標在水平運動的自左向右或自右向左兩種方向條件下依次呈現時， 圖標間水平間距均為300 pixels，垂直間距為0 pixel；在傾斜運動的自左向右或自右向左兩種條件 （傾斜向上運動和傾斜向下運動條件， 下文分別簡稱上路徑和下路徑）下，圖標間水平間距也為300 pixels，垂直間距為12 pixels， 整體運動路徑與屏幕水平軸存在2°夾角。參照經典誘導運動范式的設置，每個刺激呈現時間為250 ms， 在快速條件下刺激間的時間間隔為100 ms，慢速條件下刺激間的時間間隔為250 ms。

實驗開始前被試需閱讀和理解指導語， 之后圓形圖案依次呈現形成直線運動路徑， 其中從左邊水平位置到右邊靠上位置及從右邊水平位置到左邊靠上位置為上路徑， 從左邊水平位置到右邊靠下位置及從右邊水平位置到左邊靠下位置為下路徑。 實驗流程展示見圖1。

圖1 實驗1 流程示意圖

2.2.4 實驗任務

被試需要判斷圓球運動路徑是否為水平， 水平按“F”鍵，不水平按“J”鍵。 實驗共 72 個試次：2（方向：向左、向右）×2（速度：快速、慢速）×3（運動路徑：水平、上、下）×6（重復次數），隨機呈現實驗試次，實驗持續約10 分鐘。

2.3 實驗結果

對數據進行重復測量方差分析， 三個變量均為組內變量。 運動路徑主效應顯著 F （2，68）＝27.77，p＜0.001，ηp2＝0.45。多重比較結果顯示，水平路徑（M＝0.74，SD＝0.24） 的水平反應比均大于上路徑 （M＝0.57，SD＝0.30） 和下路 徑 （M＝0.39，SD＝0.26），p＜0.05， 上路徑的水平反應比顯著高于下路徑，p＜0.05。 方向主效應不顯著，F（2，68）＝，p＞0.05，速度主效應不顯著，F（2，68）＝，p＞0.05。

方向×運動路徑的交互作用顯著，F（2，68）＝6.40，p＜0.01，ηp2＝0.16。 簡單效應分析顯示，向右運動時，上路徑（M＝0.59，SD＝0.26）的水平反應比顯著低于水平路徑（M＝0.74，SD＝0.23），p＜0.001，上路徑的水平反應比顯著高于下路徑（M＝0.39，SD＝0.25），p＜0.001；向左運動時，水平路徑（M＝0.72，SD＝0.24）的水平反應比均顯著大于上路徑（M＝0.50，SD＝0.32）和下路徑（M＝0.42，SD＝0.27），p＜0.001。 其他交互效應不顯著（見圖 2）。

圖2 無地標條件下客體運動路徑判斷的水平反應比及標準偏差線

2.4 討論

本實驗結果顯示，在對客體運動路徑進行判斷時出現了方向偏差，具體表現為個體更容易將上路徑判斷為水平，這是因為上路徑的判斷受到重力表征的影響，支持假設1。 而當將方向因素加入分析后發現，個體判斷的方向偏差傾向在向左運動時消失。并且向右運動的判斷偏差量大于向左運動，說明在客體運動路徑判斷中存在方向效應，驗證假設1。 在實驗1 中沒有發現速度帶來的影響， 因此在接下來的實驗中，不再將客體速度引入變量設計。

3 實驗2 靜止地標對客體運動路徑判斷的影響

3.1 實驗設計

采用 2（方向：向左、向右）×2（地標呈現位置：斜上方、斜下方）×3（運動路徑：水平、傾斜向上、傾斜向下）的被試內實驗設計，考察個體在靜止地標持續呈現時對客體運動路徑的判斷傾向。

3.2 實驗方法

3.2.1 被試

招募大學生被試 38 名（M＝18.81歲，SD＝0.80），其中男性9 名，女性29 名。 被試視力或矯正視力正常，右利手。 結束實驗后給予一定報酬。

3.2.2 實驗設備、材料和流程

實驗設備和流程同實驗1， 實驗2 添加一個圓形的幾何圖案（直徑為40×40 pixels）作為地標與運動客體同時呈現，客體向左運動時，位于斜上方的地標距離屏幕左側312 pixels， 距離屏幕上方334 pixels，斜下方的地標位于以中軸水平線為對稱軸的對稱位置，客體向右運動時同理。 實驗流程見圖3。

圖3 實驗2 流程示意圖

3.3 實驗結果

重復測量方差分析發現，運動路徑主效應顯著，F （2，72）＝76，p＜0.001，ηp2＝0.68， 其中上路徑 （M＝0.59，SD＝0.33）的水平反應比顯著高于下路徑（M＝0.44，SD＝0.32），p＜0.001，上、下路徑的水平反應比均顯著小于水平路徑（M＝0.77，SD＝0.22），p＜0.001。 方向效應不顯著，p＞0.05， 地標呈現位置主效應不顯著，p＞0.05。

方向×運動路徑交互效應顯著，F （2，72）＝7.29，p＜0.001，ηp2＝0.17。 經分析，向右運動時，上路徑（M＝0.60，SD＝0.31）的水平反應比顯著高于下路徑（M＝0.38，SD＝0.39）；向左運動時，上下路徑之間差異不顯著。 地標呈現位置×運動路徑交互效應顯著，F（2，72）＝52.67，p＜0.001，ηp2＝0.59。 經分析，地標在上時，下路徑（M＝0.55，SD＝0.29）的水平反應比顯著高于上路徑（M＝0.44，SD＝0.29），p＜0.01，上、下路徑的水平反應比均顯著小于水平路徑 （M＝0.80，SD＝0.21），p＜0.001；地標呈現位置在下時，下路徑（M＝0.33，SD＝0.29）的水平反應比顯著低于上路徑（M＝0.74，SD＝0.29），p＜0.001， 水平路徑 （M＝0.67，SD＝0.23）的水平反應比顯著高于下路徑，p＜0.001，上路徑和水平路徑之間差異不顯著（見圖4）。

圖4 靜止地標下路徑判斷的水平反應比及標準偏差線

3.4 討論

本實驗結果表明， 運動方向引起的判斷偏差同實驗1 一致， 當靜止地標位于客體運動方向的斜下方時， 上路徑相較于下路徑更容易被知覺為水平路徑，與實驗1 相似；而當靜止地標位于客體運動方向的斜上方時， 下路徑相較于上路徑更容易被知覺為水平路徑，與實驗1 的方向偏差相反。這可能是由于出現在運動方向兩側的靜止地標對運動客體產生了吸引效應， 從而使得靜止客體在上時的方向偏差發生逆轉， 而靜止客體在下時是否加劇了方向偏差需實驗1 與實驗2 的進一步對比。

4 實驗3 閃現地標對客體運動路徑判斷的影響

4.1 方法

4.1.1 被試

招募大學生被試 34 名（M＝18.26 歲，SD＝0.83），其中男性15 名，女性19 名。被試視力或矯正視力正常，右利手。 結束實驗后給予一定報酬。

4.1.2 實驗設備、材料和流程

除地標僅同最后一個誘導刺激同步呈現， 其余同實驗2。

4.2 結果

重復測量方差分析顯示，運動路徑主效應顯著，F（2，77）＝52.27，p＜0.001，ηp2＝0.61。 其中上路徑（M＝0.48，SD＝0.28）和下路徑（M＝0.45，SD＝0.30）的水平反應比均顯著小于水平路徑（M＝0.74，SD＝0.24），p＜0.001。 方向效應不顯著，p＞0.05，地標呈現位置主效應不顯著，p＞0.05。

方向×運動路徑交互效應顯著，F （2，66）＝4.41，p＜0.05，ηp2＝0.12。 經分析，向右運動時，上路徑（M＝0.50，SD＝0.30）的水平反應比顯著高于下路徑（M＝0.41，SD＝0.33）；向左運動時，上下路徑之間差異不顯著。 地標位置×運動路徑交互效應顯著，F（2，66）＝6.78，p＜0.05，ηp2＝0.17。其中閃現客體在上時，上路徑（M＝0.56，SD＝0.29） 的水平反應比顯著高于下路徑（M＝0.39，SD＝0.28），p＜0.05，上路徑和下路徑的水平反應比均顯著小于水平路徑（M＝0.76，SD＝0.22），p＜0.001；閃現客體在下時，上路徑（M＝0.39，SD＝0.25）和下路徑（M＝0.50，SD＝0.31）的水平反應比均顯著小于水平路徑（M＝0.73，SD＝0.26），p＜0.001，上路徑和下路徑之間差異不顯著（見圖5）。

圖5 閃現地標下運動客體路徑判斷的水平反應比及標準偏差線

4.3 討論

將實驗2 中的靜止地標改變為突然出現的客體，模擬突發情景下個體對運動路徑的判斷。結果顯示， 實驗1 和實驗2 中對客體運動路徑判斷的傾向性在實驗3 中消失。當閃現客體位置在上時，相較于下路徑，上路徑更容易被知覺為水平路徑，與實驗1相同而與實驗2 相反；當閃現客體位置在下時，上路徑與下路徑的判斷沒有顯著差異， 與實驗1 和實驗2 不同。 這可能是由于閃現客體的呈現方式如“鬼探頭”一般，傳達了危險信號，從而出現了對方向排斥的效應，不過結果需實驗1 與實驗3 的進一步對比。

5 實驗1 和實驗2 的數據比較

將實驗2 中的地標因素位置拆分后， 位置在上和位置在下分別同實驗1 進行比較。 形成2（靜止地標（上／下）：無、有）×2（方向：向左、向右）×3（運動路徑：水平、上、下）的混合設計，其中有無地標是組間變量，其余均為組內變量。

當靜止地標在上時， 運動路徑和靜止地標交互效應顯著，F（2，142）＝13.83，p＜0.001，ηp2＝0.16，見圖6，經分析，上路徑條件下，無地標的實驗 1（M＝0.57，SD＝0.30）中的水平反應比顯著高于有地標的實驗2（M＝0.44，SD＝0.31），p＜0.05；水平路徑條件下，無地標的實驗 1（M＝0.39，SD＝0.24）中的水平反應比顯著低于有地標的實驗 2（M＝0.59，SD＝0.21），p＜0.001。

圖6 實驗1 與實驗2 的水平反應比及標準偏差線

當靜止地標在下時， 運動路徑和靜止地標交互效應顯著，F（2，140）＝7.33，p＜0.001，ηp2＝0.10。經簡單效應分析，上路徑條件下，無地標的實驗1（M＝0.57，SD＝0.30）中的水平反應比顯著低于有地標的實驗2（M＝0.74，SD＝0.27），p＜0.001。

實驗1 和2 對比發現， 當靜止地標出現在運動路徑上方時， 實驗1 中被試將上路徑判斷為水平的概率顯著高于實驗2； 實驗2 中被試正確判斷水平運動路徑顯著高于實驗1。 這可能是由于靜止地標在上時產生的吸引力方向和重力方向相反， 抵消了實驗1 中的重力效果，從而減弱了方向偏差。當靜止地標出現在運動路徑下方時， 對上路徑的正確判斷中實驗1 中被試將上路徑判斷為水平的概率顯著小于實驗2；對水平路徑的正確判斷中實驗1 和實驗2中的被試判斷沒有差異， 這可能是由于靜止地標位在下時，吸引力方向和重力方向一致，增強了方向偏差。

6 實驗1 和實驗3 的數據比較

數據分析原理及過程同實驗2，結果見圖7。 運動路徑和閃現客體交互效應顯著，F （2，134）＝8.70，p＜0.001，ηp2＝0.16。 經簡單效應分析，上路徑條件下，無閃現客體的實驗 1（M＝0.57，SD＝0.30）中水平反應比顯著高于有閃現客體的實驗 3 （M＝0.39，SD＝0.25），p＜0.001。 水平路徑條件下，無閃現客體的實驗 1（M＝0.39，SD＝0.24）中水平反應比低于有閃現客體的實驗 3（M＝0.50，SD＝0.26），邊緣顯著，p＝0.057。

圖7 實驗1 與實驗3 的水平反應比及標準偏差線

實驗1 和3 對比發現， 當地標閃現在路徑上方時，實驗1 和實驗3 之間沒有差異，這可能是由于閃現地標的排斥力方向同重力方向一致， 導致實驗1和實驗3 中被試的判斷傾向一致； 當地標閃現在路徑下方時， 實驗1 和實驗3 之間在路徑判斷上差異顯著，這可能是由于排斥力方向與重力方向相反，產生了抵消效果， 提高了實驗3 中的被試對水平路徑和上路徑的正確判斷。

7 總討論

7.1 客體運動路徑判斷中的方向偏差

本研究結果表明，無論地標是否存在，個體對客體的運動路徑判斷都存在偏差， 主要表現為相較于下路徑個體更容易將上路徑判斷為水平路徑。

回顧表征動量的研究發現， 個體在對水平運動的客體進行定位時， 更傾向于將消失客體定位在運動軸的斜下方 （Hubbard， 1997； De Sá Teixeira，Pimenta，＆ Raposo，2013； De Sá Teixeira ＆ O-liveira， 2014），這是由于重力表征的作用。后期越來越多的研究者發現重力因素在心理物理研究中不可忽 視 （Hubbard，1990； Hubbard＆Timothy，1995；2005；De Sá Teixeira， Hecht ＆ Oliveira， 2013），Kozhevnikov 與 Hegarty（2001）發現個體在重力表征任務中的表現隨著物理知識的豐富而變大， 證明了個體的心理表征和現實世界的物理表征具有高度的趨同性。 在內化理論基礎上發展的二級同構理論再次強調， 心理特性的表現受到現實世界物理特性的前攝影響（Hubbard，2006）。 本研究里出現的重力表征使得被試將偏低位置表征為客體的實際位置。 在實驗1 中，被試更多將上路徑判斷為水平，說明個體對客體運動路徑的判斷存在向下的偏差， 表明向下的運動路徑更符合個體心理對于運動客體路徑的表征。與此同時，三個實驗均發現向下路徑表征穩定存在于向右運動中，Hubbard（2005）在有關表征動量的方向效應也發現向右運動大于向左運動的位移量。Hubbard（2005）和董蕊（2015）的研究都提出方向效應可能是來自本民族語言文化的影響， 自左向右的閱讀模式使我們在知覺向右運動時， 對信息的加工相較于向左運動會更流暢。 并且， 當運動方向向左時，由于加工慣性導致的加工偏差又被矯正，即出現了方向偏差的暫時性消失。

7.2 地標對客體運動路徑判斷的吸引和排斥效應

把實驗1 作為無背景信息的基準實驗， 分別將之與含有不同背景信息的實驗2 與實驗3 進行比較分析，結果發現方向偏差是絕對存在的，但方向偏差的偏向根據背景信息的不同（靜止／閃現地標）而變化。從加工特性看，這是由于個體對運動中的客體的方向期待 （Hubbard， 1995； Verfailie ＆ Ydewall，1991）、自動對目標進行目的歸因（Hubbard， 2004；Hubbard ＆ Favretto， 2003； 劉浩強， 2014） 以及周圍環境的關聯（Hubbard，1993）等因素綜合影響了運動客體最終的方向偏差。

由于靜止呈現的地標沒有出現位移和變化，對于運動中的客體來說傳達了一種穩定的指示信號，造成個體在追蹤和觀察運動客體時會傾向于將其偏向靜止地標。根據牛頓的萬有引力定律，可以推測靜止客體自身存在一種吸引力。 晏碧華等（2018）的研究也證明了存在安全地標吸引的現象。 這使得靜止地標與運動客體同時存在時， 會改變運動客體的方向，從而出現運動客體方向的偏差，表現出靜止地標對運動客體的方向吸引效應。 而閃現地標是在運動客體接近時突然出現， 作為一種新異刺激會擾亂被試的注意模式， 使個體在進行判斷時高估運動客體和地標之間的距離，從而造成客體偏移地標的錯覺，表現出閃現地標的方向排斥效應。 晏碧華等（2018）在研究中也發現突然出現的地標將改變個體對運動客體判斷的舊模式， 即安全地標產生運動位移的距離吸引效應， 危險地標產生運動位移的距離排斥效應。 在本研究中表現為靜止地標產生運動軌跡上的方向吸引效應， 閃現地標產生運動軌跡上的方向排斥效應。

需要強調的是，由于運動背景即靜止／閃現地標的存在，個體的判斷傾向發生了動態的變化。 不論是偏移量的增加或是減少， 都不可以簡單地認為是重力表征作用的變大或變小， 而應該充分考慮運動背景，即靜止／閃現地標對方向偏移量的綜合影響。

8 結論

個體對水平運動客體的路徑判斷存在方向偏差，并受到地標及其呈現方式的影響。在運動客體路徑判斷中， 同步呈現的靜止地標對運動客體的路徑方向有吸引效應， 即運動客體的路徑方向會被知覺為偏向地標； 突然閃現的地標對運動客體的路徑方向有排斥效應， 即逆轉了偏向地標的傾向而會被知覺為遠離地標。