第 05章 知觉实验
? 一, 知觉研究的基本变量
? 二, 知觉现象的研究
? 三、视觉实验
? 四、听觉实验
视觉实验
? 一、视觉研究中的基本变量
? 二、视觉研究中的基本实验
? 三、颜色视觉
? 四、颜色的心理效应
一、视觉研究中的基本变量
? （一）视觉的物理刺激及其测量
? （二）视觉实验中的变量
（一）视觉的物理刺激及其测量
1、可见光谱
2、单色光的单位
3、光度学
1、可见光谱
光的心理物理特征
? 光具有三维特征：波长、纯度和振幅。
与此相对应的有三维心理特征：
? 不同 波长 引起人们不同的 色调 的感觉；
? 纯度 是光波成分的复杂程度，它引起的
视觉反应是 饱和度 ；
? 振幅 是光的强度或能量单位，它引起的
视觉维度是 明度 。
（二）视觉实验中的变量
1、自变量
? 刺激变量
? 背景条件
? 被试者特点
2、控制变量
?累积效应 是对人体（或生物）有影响的环境条
件或有关因素（如药物等），多次暴露所造成
的生物效应的累积或叠加。
?累积效应通常有三种情况：一种是多次暴露的
效应形式的简单相加；一种是形成比简单相加
更为重的效应；还有一种是比简单相加更为轻
的效果。
?视觉机能的特点提醒我们要注意刺激时间、面
积在视网膜作用点产生的累积效应。
?视觉研究还要注意刺激强度的变化是属于明视
还是暗视阶段，刺激的投射点是在视网膜的中
央凹还是边缘。
?在颜色视觉的研究项目中必须控制的变量似乎
更多、更复杂。
3、因变量
? 一般在视觉实验中，刺激变量借助于仪
器，因而较为严密。然而，视觉实验在
如何定量 因变量 方面，就不如自变量定
量那么精密。
? 在大多数情况下，实验研究者记录到的
因变量值相对于严格定量的刺激量值而
言，一般是很粗糙的，有的甚至只是一
些非量化的判断反应。
? 因此，研究者能否根据因变量推断某种视觉现
象发生的过程和特点,首先取决于为保证自变
量和因变量之间的对应关系而采取的措施是否
有效 ； 其次涉及处理因变量的技术是否适用及
合理 。
? 刺激 — 反应的保证措施的关键在于, 控制, 额
外变量，而后的处理工作按照因变量的性质，
有的是直接的，有的是间接的。
? 当一项实验的因变量值是定量时，后期处理就
能直接进行。
? 例如，有相当部分的视觉实验采用调整
法程序，被试者调定的量值一般都能够
直接读出。
– 如明度差别阈限实验：
? 但有的实验只能通过被试作口头报告来
表达他的比较判断结果。
– 例如，在颜色后象的研究中，由于被试者根
据主观经验得到的现象报告结果，实验者只
能将这些报告汇总后进行处理，间接地获得
某些数据资料。
? 由于因变量是由实验者观察或记录的变量，因
此，不管实验者用什么方式处理因变量，都必
须先作好因变量的记录工作。
? 有时候，实验者要借助计量仪器才能读出被试
的反应量，为了防止度量时产生偏差，记录时
就要注意操作技术。
? 如用照度计测量入射光，硒光板与光源之间的
距离和相对角度都必须限定好，否则，差之毫
厘就会导致严重误差。
? 实验者对记录口头报告的结果也要作出
限定，一些限定有时候可以明确告诉被
试者用规定范围内的词汇报告自己的感
觉经验，有时候要防止暗示。
? 限制标准只能由实验者掌握，其目的是
使被试者报告中的各种表达都可能被纳
入相应的等级范围以内。这样，一个统
一的指导语就十分重要了。
? 总之，视觉实验的因变量要能达到灵敏
反应视觉过程或现象的程度，实验者必
须很仔细地设计实验，严格地把握好自
变量、控制变量和因变量。
二、视觉研究中的基本实验
（一）明度阈限
（二）视觉适应
（三）后象
（四）闪光临界融合频率
（五）视觉掩蔽
（六）视觉对比
（七）视敏度
视觉中的时间因素
视觉中的空间因素
（一）明度阈限测量
? 明度是眼睛对光源和物体表面的明暗程
度的感觉。
? 思考：如何测量明度绝对阈限和差别阈
限？
（二）视觉适应
? 1、暗适应
? 2、明适应
? 3、间视觉
1、暗适应研究
? 人眼对低亮度环境的感受性缓慢提高的
过程，称为 暗适应 。
? 暗适应曲线
（ 1）暗适应机制
?化学反应说。克劳福德（ Crawford,1947）
用分光描记法确定视杆细胞中的视紫红质的
化学反应过程是暗适应过程的机制。 视紫红
质 （ visual purple）是一种化学感光物质，
在曝光时被破坏变色，在暗适应中又重新合
成而恢复活性。
?视紫红质的化合过程：
视紫红质
光
暗
视黄醛 +蛋白质
（ 2）外界条件对暗适应过程的影响
?布兰查德（ Blanchard,1966）研究了适应前
的照明作用，下图是他所得的结果。
（ 3）暗适应与瞳孔大小的变化
?伴随暗适应的还有瞳孔大小的变化。从明亮处
进入黑暗处，在 10秒钟瞳孔扩大到最大直径的
三分之二，达到完全扩大约需要 5分钟。这个
过程中，瞳孔的直径由 2毫米扩大到 8毫米，进
入眼球的光线增加到 10到 20倍。
（ 4）暗适应的应用
?二次世界大战期间，迈尔斯曾经特制一种红色
护目镜，戴上这种红色护目镜后既能使视锥细
胞在明暗视场中都有较高的感受性，又能使视
杆细胞相对地不受视场光线的变化而保持暗适
应状态。
?一些暗室用红灯照明，也是运用同样的道理。
2、明适应研究
? 明适应（或亮适应）（ light adaptation）是指在
光亮中视觉感受性很快下降的过程。
? 明适应时，眼的感受性不是提高，而是降低，与暗适
应正好相反。
? 布兰查德（ Blanchard 1931）用阈限法揭示：视杆细胞
在极端黑暗转入极亮的条件下，其感受性下降 100万倍。
? 赖特（ Wright,1934）用间接方法求得光适应曲线，发
现中央凹的光适应过程很快，它暴露在光线中一分钟
后就几乎全部完成。
（ 1）明适应范围
?眼睛适应光强度变化的范围很大，这个范围
约达到 13个对数单位，大约要比最弱的绝对
阈限的光强一万亿倍。
（ 2）明适应的机制
?光适应过程中，眼睛首先通过调节瞳孔大小来
适应光线刺激的强弱变化。光量的增加，瞳孔
在 3至 4秒钟内就能迅速缩小以保护视网膜，免
使过强光线对它的损伤。与此同时，视杆细胞
作用转到视锥细胞作用。
?瞳孔的放大和缩小是调节的第一道关口，它的大小
根据进入眼睛的光线强度的变化，上图列出不同视
场亮度下，眼睛进行适应时的瞳孔直径、瞳 `孔面
积的平均值。
?但是仅仅凭借缩小了的瞳孔还无法适应高强度
的光。研究者发现,在视网膜的外层还有许多
黑色颗粒,它们是一些具有保护作用的物质，
能减少直接作用于感光细胞的光能量。
?所以，遇上强光刺激，人们会保护性地闭上眼
睛，或戴上太阳镜，使眼睛逐渐适应光照水平
的变化。
3、间视觉
? 间视觉 是介于暗视觉和明视觉之间的一个视觉
阶段。
?研究者一般认为，当光亮达到 10-3烛光 /平方米
以上时，视锥细胞便被激发，这是间视觉的表
现。
?间视阶段是视锥细胞和视杆细胞相互作用的阶
段。
（三）后象
? 刺激物对感受器的作用停止以后，感觉
现象并不立即消失的现象。
（四）闪光临界融合频率（视觉的时间辨别）
? 一个间歇频率较低的光刺激作用于我们眼睛时，就会
产生一种一亮一暗的闪烁感觉，随着光的刺激的间歇
频率逐渐增大，闪烁现象就会消失。由粗闪变成细闪，
当每分钟闪光的次数增加到一定程度时，人眼就不再
感到是闪光而感到是一个完全稳定的或连续的光。这
一现象称 闪光的融合 。
? 闪烁刚刚达到融合时的光刺激间歇的频率称为 闪光临
界融台频率 （ CFF）。
? 闪光临界融合频率是人眼对光刺激时间分辨能力的指
标，是物理刺激与生理心理机能相互作用的结果，是
受刺激的时空因素以及机体状态制约的感觉过程。
1、测量闪光临界融台频率的方法
? 转盘闪烁方法
? 电子仪器
2、影响闪光临界融合频率的因素
?疲劳
?光相的强度
?刺激面积
?杆体细胞和锥体细胞的闪光临界融合频率不同
（五）视觉掩蔽
? 在某种时间条件下，当一个闪光出现在
另一个闪光之后，这个闪光能影响到对
前一个闪光的觉察的现象。
（六）视觉对比
? 由光刺激在空间上的不同分布引起的视
觉经验，有明暗对比、颜色对比。
? 明暗对比、颜色对比实验
（七）视敏度
? 视敏度 是指分辨物体细节和轮廓的能力，
是人眼正确分辨物体的最小维度。视敏
度通常以找出两个物体之间的最小间隔
来表示，它受物体的网膜映象、照明等
因素的制约。
?1、视角与网膜映象
?2、视敏度测定及其特征
?3、影响视敏度的因素
1、视角与网膜映象
? 对象与眼睛所成的张角，叫做 视角 。视角的大
小决定映象在视网膜上投射的大小。
2、视敏度测定及其特征
? 医学界用视力表测定视敏度，它是以视
角的倒数来表达的，其公式为：
检查视敏度的几种常用方法
?觉察能力测试
?再认能力测试
?解象能力测试
?定位能力测试
a）觉察能力测试
? 觉察测试采用一条线或一个点，只需让被试
者判断在一个视野里刺激是否存在即可。
b）再认（即识别）能力测试
c）解象能力测试
? 解象是知觉某一模式具体元素之间分离的能力。
d）定位能力测试
? 定位是感觉两根线是否连续或彼此有些错为的
能力。
3、影响视敏度的因素
? 1）不同亮度会影响视敏度 亮度增加，则视敏
度增加，两者关系是对数关系。
? 2）物体与背景之间的对比度不同，视敏度将
受到影响 当物体与背景之间的对比度加大时，
则视敏度提高；反之，视敏度降低。
? 3）视网膜不同部位的视敏度也不同 因为锥体
细胞对细节分辨起主要作用，所以，在视网膜
中央凹处（即锥体细胞集中之处）视敏度最大。
? 4）视觉的适应影响视敏度 暗适应时眼睛的视
敏度不如明适应时的视敏度高，这是因为视杆
细胞与视锥细胞在功能上不同的结果。
? 克雷克（ Craik,1939）让被试者被适应有一定
照明的空旷视野，然后转向另一视野，并要求
被试者报告看到的是两条平行黑线还是一条黑
线，结果发现，在眼睛适应的空旷视野和试验
视野照明条件大致相同的水平时视敏度最高。
? 5）闪光盲会降低视敏度 在明适应的条件下，
突然的强光刺激会暂时降低视敏度，这种现
象称为 闪光盲 。
– 闪光盲持续的时间长短与闪光强度、曝光时间、
照射的视网膜部位、目标大小、瞳孔和眼的适
应状态都有关系。闪光盲也许是视觉功能的保
护性抑制，但是过强的闪光可能造成永久性损
伤。在不同的工作场合，闪光盲会危及机体安
全或导致事故发生。
? 6）练习可以大大提高对目标物的视敏度
? 一, 知觉研究的基本变量
? 二, 知觉现象的研究
? 三、视觉实验
? 四、听觉实验
视觉实验
? 一、视觉研究中的基本变量
? 二、视觉研究中的基本实验
? 三、颜色视觉
? 四、颜色的心理效应
一、视觉研究中的基本变量
? （一）视觉的物理刺激及其测量
? （二）视觉实验中的变量
（一）视觉的物理刺激及其测量
1、可见光谱
2、单色光的单位
3、光度学
1、可见光谱
光的心理物理特征
? 光具有三维特征：波长、纯度和振幅。
与此相对应的有三维心理特征：
? 不同 波长 引起人们不同的 色调 的感觉；
? 纯度 是光波成分的复杂程度，它引起的
视觉反应是 饱和度 ；
? 振幅 是光的强度或能量单位，它引起的
视觉维度是 明度 。
（二）视觉实验中的变量
1、自变量
? 刺激变量
? 背景条件
? 被试者特点
2、控制变量
?累积效应 是对人体（或生物）有影响的环境条
件或有关因素（如药物等），多次暴露所造成
的生物效应的累积或叠加。
?累积效应通常有三种情况：一种是多次暴露的
效应形式的简单相加；一种是形成比简单相加
更为重的效应；还有一种是比简单相加更为轻
的效果。
?视觉机能的特点提醒我们要注意刺激时间、面
积在视网膜作用点产生的累积效应。
?视觉研究还要注意刺激强度的变化是属于明视
还是暗视阶段，刺激的投射点是在视网膜的中
央凹还是边缘。
?在颜色视觉的研究项目中必须控制的变量似乎
更多、更复杂。
3、因变量
? 一般在视觉实验中，刺激变量借助于仪
器，因而较为严密。然而，视觉实验在
如何定量 因变量 方面，就不如自变量定
量那么精密。
? 在大多数情况下，实验研究者记录到的
因变量值相对于严格定量的刺激量值而
言，一般是很粗糙的，有的甚至只是一
些非量化的判断反应。
? 因此，研究者能否根据因变量推断某种视觉现
象发生的过程和特点,首先取决于为保证自变
量和因变量之间的对应关系而采取的措施是否
有效 ； 其次涉及处理因变量的技术是否适用及
合理 。
? 刺激 — 反应的保证措施的关键在于, 控制, 额
外变量，而后的处理工作按照因变量的性质，
有的是直接的，有的是间接的。
? 当一项实验的因变量值是定量时，后期处理就
能直接进行。
? 例如，有相当部分的视觉实验采用调整
法程序，被试者调定的量值一般都能够
直接读出。
– 如明度差别阈限实验：
? 但有的实验只能通过被试作口头报告来
表达他的比较判断结果。
– 例如，在颜色后象的研究中，由于被试者根
据主观经验得到的现象报告结果，实验者只
能将这些报告汇总后进行处理，间接地获得
某些数据资料。
? 由于因变量是由实验者观察或记录的变量，因
此，不管实验者用什么方式处理因变量，都必
须先作好因变量的记录工作。
? 有时候，实验者要借助计量仪器才能读出被试
的反应量，为了防止度量时产生偏差，记录时
就要注意操作技术。
? 如用照度计测量入射光，硒光板与光源之间的
距离和相对角度都必须限定好，否则，差之毫
厘就会导致严重误差。
? 实验者对记录口头报告的结果也要作出
限定，一些限定有时候可以明确告诉被
试者用规定范围内的词汇报告自己的感
觉经验，有时候要防止暗示。
? 限制标准只能由实验者掌握，其目的是
使被试者报告中的各种表达都可能被纳
入相应的等级范围以内。这样，一个统
一的指导语就十分重要了。
? 总之，视觉实验的因变量要能达到灵敏
反应视觉过程或现象的程度，实验者必
须很仔细地设计实验，严格地把握好自
变量、控制变量和因变量。
二、视觉研究中的基本实验
（一）明度阈限
（二）视觉适应
（三）后象
（四）闪光临界融合频率
（五）视觉掩蔽
（六）视觉对比
（七）视敏度
视觉中的时间因素
视觉中的空间因素
（一）明度阈限测量
? 明度是眼睛对光源和物体表面的明暗程
度的感觉。
? 思考：如何测量明度绝对阈限和差别阈
限？
（二）视觉适应
? 1、暗适应
? 2、明适应
? 3、间视觉
1、暗适应研究
? 人眼对低亮度环境的感受性缓慢提高的
过程，称为 暗适应 。
? 暗适应曲线
（ 1）暗适应机制
?化学反应说。克劳福德（ Crawford,1947）
用分光描记法确定视杆细胞中的视紫红质的
化学反应过程是暗适应过程的机制。 视紫红
质 （ visual purple）是一种化学感光物质，
在曝光时被破坏变色，在暗适应中又重新合
成而恢复活性。
?视紫红质的化合过程：
视紫红质
光
暗
视黄醛 +蛋白质
（ 2）外界条件对暗适应过程的影响
?布兰查德（ Blanchard,1966）研究了适应前
的照明作用，下图是他所得的结果。
（ 3）暗适应与瞳孔大小的变化
?伴随暗适应的还有瞳孔大小的变化。从明亮处
进入黑暗处，在 10秒钟瞳孔扩大到最大直径的
三分之二，达到完全扩大约需要 5分钟。这个
过程中，瞳孔的直径由 2毫米扩大到 8毫米，进
入眼球的光线增加到 10到 20倍。
（ 4）暗适应的应用
?二次世界大战期间，迈尔斯曾经特制一种红色
护目镜，戴上这种红色护目镜后既能使视锥细
胞在明暗视场中都有较高的感受性，又能使视
杆细胞相对地不受视场光线的变化而保持暗适
应状态。
?一些暗室用红灯照明，也是运用同样的道理。
2、明适应研究
? 明适应（或亮适应）（ light adaptation）是指在
光亮中视觉感受性很快下降的过程。
? 明适应时，眼的感受性不是提高，而是降低，与暗适
应正好相反。
? 布兰查德（ Blanchard 1931）用阈限法揭示：视杆细胞
在极端黑暗转入极亮的条件下，其感受性下降 100万倍。
? 赖特（ Wright,1934）用间接方法求得光适应曲线，发
现中央凹的光适应过程很快，它暴露在光线中一分钟
后就几乎全部完成。
（ 1）明适应范围
?眼睛适应光强度变化的范围很大，这个范围
约达到 13个对数单位，大约要比最弱的绝对
阈限的光强一万亿倍。
（ 2）明适应的机制
?光适应过程中，眼睛首先通过调节瞳孔大小来
适应光线刺激的强弱变化。光量的增加，瞳孔
在 3至 4秒钟内就能迅速缩小以保护视网膜，免
使过强光线对它的损伤。与此同时，视杆细胞
作用转到视锥细胞作用。
?瞳孔的放大和缩小是调节的第一道关口，它的大小
根据进入眼睛的光线强度的变化，上图列出不同视
场亮度下，眼睛进行适应时的瞳孔直径、瞳 `孔面
积的平均值。
?但是仅仅凭借缩小了的瞳孔还无法适应高强度
的光。研究者发现,在视网膜的外层还有许多
黑色颗粒,它们是一些具有保护作用的物质，
能减少直接作用于感光细胞的光能量。
?所以，遇上强光刺激，人们会保护性地闭上眼
睛，或戴上太阳镜，使眼睛逐渐适应光照水平
的变化。
3、间视觉
? 间视觉 是介于暗视觉和明视觉之间的一个视觉
阶段。
?研究者一般认为，当光亮达到 10-3烛光 /平方米
以上时，视锥细胞便被激发，这是间视觉的表
现。
?间视阶段是视锥细胞和视杆细胞相互作用的阶
段。
（三）后象
? 刺激物对感受器的作用停止以后，感觉
现象并不立即消失的现象。
（四）闪光临界融合频率（视觉的时间辨别）
? 一个间歇频率较低的光刺激作用于我们眼睛时，就会
产生一种一亮一暗的闪烁感觉，随着光的刺激的间歇
频率逐渐增大，闪烁现象就会消失。由粗闪变成细闪，
当每分钟闪光的次数增加到一定程度时，人眼就不再
感到是闪光而感到是一个完全稳定的或连续的光。这
一现象称 闪光的融合 。
? 闪烁刚刚达到融合时的光刺激间歇的频率称为 闪光临
界融台频率 （ CFF）。
? 闪光临界融合频率是人眼对光刺激时间分辨能力的指
标，是物理刺激与生理心理机能相互作用的结果，是
受刺激的时空因素以及机体状态制约的感觉过程。
1、测量闪光临界融台频率的方法
? 转盘闪烁方法
? 电子仪器
2、影响闪光临界融合频率的因素
?疲劳
?光相的强度
?刺激面积
?杆体细胞和锥体细胞的闪光临界融合频率不同
（五）视觉掩蔽
? 在某种时间条件下，当一个闪光出现在
另一个闪光之后，这个闪光能影响到对
前一个闪光的觉察的现象。
（六）视觉对比
? 由光刺激在空间上的不同分布引起的视
觉经验，有明暗对比、颜色对比。
? 明暗对比、颜色对比实验
（七）视敏度
? 视敏度 是指分辨物体细节和轮廓的能力，
是人眼正确分辨物体的最小维度。视敏
度通常以找出两个物体之间的最小间隔
来表示，它受物体的网膜映象、照明等
因素的制约。
?1、视角与网膜映象
?2、视敏度测定及其特征
?3、影响视敏度的因素
1、视角与网膜映象
? 对象与眼睛所成的张角，叫做 视角 。视角的大
小决定映象在视网膜上投射的大小。
2、视敏度测定及其特征
? 医学界用视力表测定视敏度，它是以视
角的倒数来表达的，其公式为：
检查视敏度的几种常用方法
?觉察能力测试
?再认能力测试
?解象能力测试
?定位能力测试
a）觉察能力测试
? 觉察测试采用一条线或一个点，只需让被试
者判断在一个视野里刺激是否存在即可。
b）再认（即识别）能力测试
c）解象能力测试
? 解象是知觉某一模式具体元素之间分离的能力。
d）定位能力测试
? 定位是感觉两根线是否连续或彼此有些错为的
能力。
3、影响视敏度的因素
? 1）不同亮度会影响视敏度 亮度增加，则视敏
度增加，两者关系是对数关系。
? 2）物体与背景之间的对比度不同，视敏度将
受到影响 当物体与背景之间的对比度加大时，
则视敏度提高；反之，视敏度降低。
? 3）视网膜不同部位的视敏度也不同 因为锥体
细胞对细节分辨起主要作用，所以，在视网膜
中央凹处（即锥体细胞集中之处）视敏度最大。
? 4）视觉的适应影响视敏度 暗适应时眼睛的视
敏度不如明适应时的视敏度高，这是因为视杆
细胞与视锥细胞在功能上不同的结果。
? 克雷克（ Craik,1939）让被试者被适应有一定
照明的空旷视野，然后转向另一视野，并要求
被试者报告看到的是两条平行黑线还是一条黑
线，结果发现，在眼睛适应的空旷视野和试验
视野照明条件大致相同的水平时视敏度最高。
? 5）闪光盲会降低视敏度 在明适应的条件下，
突然的强光刺激会暂时降低视敏度，这种现
象称为 闪光盲 。
– 闪光盲持续的时间长短与闪光强度、曝光时间、
照射的视网膜部位、目标大小、瞳孔和眼的适
应状态都有关系。闪光盲也许是视觉功能的保
护性抑制，但是过强的闪光可能造成永久性损
伤。在不同的工作场合，闪光盲会危及机体安
全或导致事故发生。
? 6）练习可以大大提高对目标物的视敏度
