实验心理学第九讲-感觉与知觉ppt课件.ppt

感觉和知觉感觉 感觉的测量：心理物理法 感觉的种类视觉视觉的刺激是光，可见光约占电磁波谱的1/70，380760毫微米。眼球由眼球壁和眼球内容物组成。眼球壁：外层巩膜和角膜；中层虹膜、睫状肌和脉络膜，虹膜中间是瞳孔，随光线强弱调节大小；内层视网膜和视神经内段，感光细胞（锥体细胞和棒体细胞）在网膜内。眼球内容物包括晶状体、房水和玻璃体，和角膜组成屈光系统。调节：水晶体附近的肌肉控制其曲度变化，看远处的物体时，处于放松状态，水晶体为扁平形，看近距离物体时，处于紧张状态，晶状体厚度增加，使远近不同的物体在视网膜上形成清晰的视像。 视网膜主要有三层神经细胞 感光细胞是锥体细胞（600万个）和棒体细胞（1.2亿个） 分布：中央窝（对光最敏感的区域），只有锥体没有棒体细胞；离开中央窝，棒体细胞极度增加。 功能：棒体细胞是暗视感受器，对物体的明暗敏感；锥体细胞是明视觉感受器，感受物体的细节和颜色。 盲点：中央窝附近，视神经节细胞的神经纤维在此会聚成视神经。 视觉的传导通路 视觉的中枢机制 初级视觉皮层（17区）初步分析视觉信号受刺激会看到闪光受损坏会失明 联合区（邻近17区）进一步加工视觉信号，如认识形状、分辨方向受损会产生失认证，如物体、空间、人面、颜色等失认 视觉感受野：视网膜上的一定区域，受到刺激时能激活与这个区域有联系的视觉系统各层神经细胞的活动。 特征觉察器：视觉中枢中能够对呈现给视网膜的具有某种特性的刺激进行反应的高级神经元，如边界、直线、运动、角度等 视觉中枢可能存在两条通路 初级视皮层（V1）的输出信息送到两个渠道，分别成为背侧流和腹侧流。 背侧流常被称为“空间通路”（Where pathway），参与处理物体的空间位置信息；腹侧流常被称为“内容通路”（What pathway），参与物体识别，例如面孔识别。视觉现象 明度：眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉，主要是由光线强弱决定的一种视觉经验。 明度不仅决定于物体照明的强度，而且决定于物体表面的反射系数。物体表面的反射系数越大(最大为1)，看上去就越明亮。 明度的绝对阈限与差别阈限的大小，都与光刺激作用的网膜部位有关：棒体细胞分布密集的地方（距中央窝160-200处），对光的感受性高，明度的绝对阈限低；锥体细胞密集的地方，对光的差别感受性高。 人眼对不同波长的光线的感受性是不同的。 锥体细胞对光谱的中央部分(约555nm，黄绿色)最敏感，对低于500nm和高于625nm的波长的感受性要差得多。 棒体细胞对较短的波长具有最大感受性。光谱敏感函数向光谱较短一端变化约50nm。对505nm波长（蓝绿色）的光最敏感，而对波长超过620毫微米的红光，几乎是不敏感的。 普肯耶现象 视觉适应 暗适应：照明停止或由亮处转入暗处时视觉感受性提高的时间过程。 视网膜上的棒体细胞和锥体细胞都参与暗适应过程，但作用大小及起作用的阶段两者不同。暗适应最初7-10分钟内，感受性骤升。之后，暗适应曲线改变方向，出现棒锥裂，感受性继续上升。早期的暗适应是由锥体细胞和棒体细胞共同完成的。之后，锥体细胞完成暗适应过程，棒体细胞继续起作用，整个过程持续30-40分钟。 红色护目镜加快暗适应过程。 视敏度 视觉系统分辨最小物体或物体细节的能力，也叫视力。 视敏度的大小通常用视角大小来表示。视角即物体通过眼睛节点所形成的夹角。视角大小取决于物体的大小(A)及物体离眼睛的距离(D)。 公式： V（视敏度）=1/（视角，单位为分） =（A/D）*57.30 对数视力表：视角每增加1.2589倍(101/10)，视力减少0.1颜色视觉颜色(color)是光波作用于人眼所引起的视觉经验。颜色具有三个基本特性：色调、明度和饱和度。色调(hue)主要决定于光波的波长。700毫微米红色明度指颜色的明暗程度，决定于照明的强度和物体表面的反射系数。饱和度指某种颜色的纯杂程度或鲜明程度。纯的颜色（光谱上的单色光）都是高度饱和的。完全不饱和的颜色根本没有色调，如黑白灰色。很明或很暗的颜色都是比较不饱和的，只有中等明度的颜色能够获得最大程度的饱和。 颜色混合：色光混合和颜料混合 两种混合在性质上是不一样的。色光混合是一种加法过程，不同波长的光线同时作用于眼睛，在视觉系统中实现混合，明度增加；颜料混合是一种减法过程，即某些波长的光被吸收了，明度减弱。 颜色理论：颜色视觉机制在视网膜感受器水平是三色的，符合扬赫三色说，而在视网膜感受器以上的视觉传导通路上又是四色的，符合黑林的四色说，最后在大脑皮层的视觉中枢才产生各种色觉。听觉听觉的适宜刺激是声波。声波由物体振动产生，物体振动时对周围空气产生压力，使空气的分子做疏密相间的运动，形成声波。声波的物理性质包括频率、振幅和波形。频率指发声物体每秒振动的次数，单位是赫兹。人耳所能接受的振动频率为16-20000赫兹。振幅指振动物体偏离起始位置的大小。发声体振幅大，对空气压力大，听到的声音就强；振幅小，压力小，听到的声音就弱。声波最简单的形状是正弦波。由正弦波得到的声音叫纯音。在日常生活中，人们听到的大部分声音是复合音，是由不同频率和振幅的正弦波叠加而成的。声波的这些物理属性，决定了听觉的基本特性：音调、音响和音色。根据发声体的振动是否有周期性，声音还分为乐音和噪音。 生理机制 音调主要是由声波频率决定的听觉特性。 人的听觉的频率范围为16-20000Hz。其中1000-4000Hz是人耳最敏感的区域。对于频率为1000Hz、响度超过40dB的声音，人耳能觉察的频率变化范围是0.3%，这是音调的差别阈限。 音调是一种心理量，它和声波的物理特性-频率的变化不完全对应。 音调不仅受频率高低的影响，还受声音的持续时间、声音强度等因素的影响。 音响是由声音强度决定的一种听觉特性。测量音响的单位是贝尔(Bel)或分贝尔(dB)。 1000Hz的声音音响的下阈为0分贝，上阈约130分贝，它的物理强度约为下阈时物理强度的100万倍。 音响还和声音频率有关。在相同的声压水平上，不同频率的声音响度是不同的。而不同的声压水平却可产生同样的音响。音响与频率的关系，可以从等响曲线上看出来。知觉的种类 知觉：人脑对客观事物整体属性的反映。知觉不仅是对到达大脑特定区域的感觉系统中神经冲动的简单传递，而且也包括对外部刺激的内部表征和意识。知觉研究的基本争论：直接知觉和间接知觉 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 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 认知心理学：自上而下和自下而上两种加工过程 自下而上过程（bottom-up,又称数据驱动过程，data-driven process），是从组成图形或事物的最简单的、最基本的成分开始的。 自上而下过程（top-down，又称概念驱动过程，conceptually driven process）认为，较高级的、整体的和抽象的水平影响低级的操作和运行。 自下而上和自上而下的加工在知觉过程中并存。直接知觉实验 Gibson等（1960）：视崖实验 证明排除经验的条件下知觉正常运作，知觉具有先天性 被试：6个月的婴儿，一天大的鸡雏、山羊，小老鼠，小猫 自变量：视崖、浅滩 因变量：被试爬向视崖边缘的行为间接知觉实验 间接知觉论不否认直接知觉的存在 经验信息和刺激信息相互协调，共同作用 经验信息和刺激信息相互矛盾，经验信息通常占主导 基本研究方法：创造经验信息和刺激信息相矛盾的情境 不可能图形：无法获得整体知觉经验的图形，分离经验信息和刺激信息独立作用时两种不同的知觉结果。 三维图形的知觉测验 赫德森（1960，1972） 被试：非洲的不同部落 结果：非洲班图人是典型的两维知觉者；经验帮助人类感知外部世界。知觉特征 选择性 整体性 恒常性 理解性视知觉 视知觉组织：区分图形和背景的过程 容易被组织在一起的刺激结构 接近性（proximity or nearness） 相似性（similarity） 连续性（good continuation） 共同性（common fate） 对称性（symmetry） 封闭性（closure） 陈霖(1980, 1982)的实验：在视觉加工的早期，人的视觉系统对刺激的整体性质（拓扑性质）更敏感。在整体加工后，才进行局部成分或特征的分析。 在形状知觉研究中，一个非常重要的理论问题是特征捆绑问题。 自然界中的物体是由不同的属性组成的，如形状、大小、颜色、方向等，这些属性是在大脑的不同部位加工的。以视知觉为例，颜色与形状等客体特征在枕叶到颞叶的腹侧通路内得到表征，而运动等空间特征在枕叶到顶叶的背侧通路内得到表征。因此，为把外界物体知觉成一个整体而不是个别零散的特征，就需要把散布于不同皮层区的分散信息合理地组合在一起，这就是所谓的“捆绑问题”。 注意在特征整合中起着非常重要的作用。没有注意参加时，特征可能是游离的，会出现错误的结合，如视觉呈现两个彩色字母红X和绿O，如果被试做出绿X和红O的反应，就出现了错觉性结合。在注意的参与下，人们会知觉到事物的整体。空间知觉 如何将投射到网膜上的二维影像解读出来，产生深度感和立体感 肌肉线索 物理线索 双眼线索肌肉线索 适应：睫状肌调整晶状体曲度；10米范围内有效 辐合：双眼视轴的辐合；辐合角的变化依赖眼球的六条外部肌肉的协同运动物理线索 遮挡 阴影 几何透视 直线透视 视野中的高度 结构级差 单眼运动视差双眼线索 当注视一个平面物体时，物体的视象落在两眼视网膜的对应点上，知觉到的是平面的物体。 当看一个立体物体时，由于两只眼睛之间相距大约65mm，所以两眼是从不同角度看这个物体的，左眼看到物体左边部分多一些，右眼看到右边部分多一些，两眼视像落在两眼视网膜的非对应点上，形成双眼视差，即一个物体在两眼中对应的图像在水平方向上的位移。 两眼不相应部位的视觉刺激差异，以神经兴奋的形式传到大脑皮层，便产生立体知觉。 视野单像区 复视：不在视野单向区上的物体不能产生单一视像，即被看成双像。 潘诺融合区 交叉复视和非交叉复视 线索间的互动 线索综合 线索优势 线索分离 线索互补言语知觉 言语知觉关心的问题 声学信号的变异性和寻找对应语音单元的一致的声学线索 知觉恒常性 各种言语知觉现象 知觉恒常性 声学线索的特点 协同发音 缺少线性排列 缺少一致的声学线索 知觉上的问题 知觉恒常性和常模化 分离问题 范畴知觉 物理刺激连续变化，对应的知觉表现出范畴性变化 材料：最小的语音范畴对比 McGurk效应 听视言语知觉：言语知觉整合了听觉输入和视觉输入 音位恢复效应 单词中某个语音片段被噪音代替，听者似乎仍听到了被替代的语音 自下而上和自上而下的加工的结合时间知觉 个体对客观事件的顺序性和持续性的反映 对时间顺序和时间间隔的知觉 时序知觉：知觉不同事件发生的顺序，何者为先，何者为后 同时与不同时 听觉通道的“不同时”知觉阈限是25ms 触觉：10ms 视觉：20ms 顺序 声音刺激间隔：3040ms 视觉刺激间隔：3040ms 时距知觉 知觉某一事件延续的时间长短 时距长度：对3s的估计最准确无觉察知觉 神经病理案例 盲视：盲视病人D.B.，左侧视野偏盲 单侧忽视 认知实验 斯特鲁普启动实验：掩蔽技术，呈现启动词后呈现无序的字母序列；控制启动词和掩蔽词之间的时间间隔，觉察、无觉察条件下，都存在启动效应。错觉 错觉(illusion)：特定条件下对客观事物歪曲的知觉 错觉种类 大小错觉 形状方向错觉 大小错觉 缪勒一莱尔错觉(a) 潘佐错觉(b) 垂直一水平错觉(c) 贾斯特罗错觉(d) 多尔波也夫错觉(e) 月亮错觉：月亮在天边(刚升起)时显大，而在天顶时显小 形状方向错觉 佐尔纳错觉(a) 冯特错觉(b) 爱因斯坦错觉(c) 波根多夫错觉(d)