視覺(jué)心理學(xué)文獻(xiàn)綜述

1、視覺(jué)心理學(xué)國(guó)內(nèi)外研究綜述、八 、前言心理學(xué)家卡夫卡于 1925 年曾為心理學(xué)下過(guò)一個(gè)定義：心理學(xué)是探討生物和 外界環(huán)境接觸時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)“行為”的科學(xué)。而“行為”則包含兩種意義：一是具 象可觀的反應(yīng)，如說(shuō)話、動(dòng)作或可以量測(cè)之生理變化；二是抽象不可觀的反應(yīng)， 如人內(nèi)在的動(dòng)機(jī)、情緒、思考、知覺(jué)等等?，F(xiàn)代心理學(xué)的研究可說(shuō)是內(nèi)外兼具， 涵蓋了人類所有可觀、 不可觀的心理活動(dòng)歷程與表現(xiàn)， 因此它是研究個(gè)體行為與 心智歷程， 經(jīng)過(guò)縝密觀察與測(cè)量而建立的科學(xué)。 由卡夫卡的定義我們可以這樣來(lái) 理解視覺(jué)心理學(xué)，他是探討生物和外界環(huán)境接觸時(shí)由視覺(jué)及相關(guān)行為產(chǎn)生的相應(yīng) “知覺(jué)”反應(yīng)的科學(xué)。視覺(jué)心理學(xué)是一個(gè)細(xì)化的分類，

2、它是指外界影像通過(guò)視覺(jué)器官引起的心理機(jī) 理反應(yīng)，是一個(gè)有外在向內(nèi)在的過(guò)程。 這一過(guò)程比較復(fù)雜， 二者在相互聯(lián)接并發(fā) 生轉(zhuǎn)化時(shí)建立起了千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。視覺(jué)心理學(xué)的特性主要包括 : 固有優(yōu)越性、 聚焦區(qū)域、尺寸大小、距離遠(yuǎn)近、運(yùn)動(dòng)模糊、運(yùn)動(dòng)視差和磁滯現(xiàn)象等七個(gè)方面。 本文主要從固有優(yōu)越性、 聚焦區(qū)域、 運(yùn)動(dòng)視差磁滯現(xiàn)象這四個(gè)方面來(lái)綜述國(guó)內(nèi)外 基于視覺(jué)心理學(xué)的交通安全研究。1. 固有優(yōu)越性固有優(yōu)越性是指某些類型的物體具有 “天生的”相對(duì)重要性。 視覺(jué)最先選取 的東西往往是環(huán)境中最為突出的東西， 由于有機(jī)體的需要是由眼睛調(diào)節(jié)的， 對(duì)于 一種運(yùn)動(dòng)的，即使是很微弱的， 離注意中心點(diǎn)很遠(yuǎn)的， 都會(huì)使生物以閃

3、電般的速 度對(duì)其做出反應(yīng)。 當(dāng)某種東西出現(xiàn)或消失， 或從一個(gè)地方到達(dá)另外一個(gè)地方， 或 形狀、大小、色彩、亮度、材質(zhì)等發(fā)生變化時(shí)，人們都會(huì)依據(jù)這個(gè)原理選擇進(jìn)入 視線的物體： 朱紅麗在視覺(jué)心理學(xué)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用淺談 中提出感興趣的 東西往往更容易進(jìn)入視野； 運(yùn)動(dòng)的物體比靜止物體更容易讓人發(fā)現(xiàn)； 明亮的色彩 比昏暗的色彩更容易進(jìn)入人的視線； 陌生新奇的事物比熟悉的事物更容易吸引人 的眼球；具有光亮材質(zhì)的物體比粗糙的物體更容易進(jìn)入人的視線； 有節(jié)奏和韻律 感的遠(yuǎn)比雜亂無(wú)章的感覺(jué)更讓人舒適栗海翔在駕駛?cè)艘曈X(jué)特性與道路交通安全的關(guān)系探討 中提出駕駛?cè)说念?色視覺(jué)特性是一種相對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)象。 在交通環(huán)境中

4、， 許多交通信號(hào)都是靠顏色來(lái) 傳達(dá)的，如交通信號(hào)、交通標(biāo)志、交通標(biāo)線及車輛的儀表燈光等。不同的顏色能 引起人們不同的情緒、 工作效率和心理特征等， 這同樣也能影響到駕駛?cè)说男熊?安全。 不同顏色具有不同的視認(rèn)知，但是無(wú)論何種天氣，紅色光和綠色光的視 認(rèn)性都優(yōu)于其他顏色光線， 而紅色又優(yōu)于綠色， 也因此， 交通信號(hào)中將紅色作為 禁行信號(hào)，綠色作為通行信號(hào)，以保證行車安全。 但是，如果駕駛?cè)松趸蛘?色盲，有顏色分辨障礙， 就不能正常辨別某種顏色， 從而影響了駕駛?cè)说男熊嚢?全，極易發(fā)生道路交通安全事故。2. 聚焦區(qū)域目前的國(guó)內(nèi)外聚焦區(qū)域的研究主要集中駕駛員視野的變化。 在視覺(jué)搜索過(guò)程 當(dāng)中，眼睛

5、除了正在注視的目標(biāo)外， 還能看見(jiàn)一定空間范圍內(nèi)的物體， 這種所能 看見(jiàn)的空間范圍就是視野。人的視野具有一定的范圍， 一般正常人兩眼的綜合 視野范圍在垂直方向大約為 130 °（視平線上方 60 °， 視平線下方 70°），在 水平方向大約為 180 °（兩眼內(nèi)側(cè)視野重合大約 60 °，外側(cè)各為 90 °）。其中， 在垂直方向 6 °和水平方向 8 °的角度內(nèi)，我們所看到的物體是最清楚的， 也 就是我們通常所說(shuō)的眼睛注視點(diǎn)。 頭部和眼球保持不動(dòng)時(shí)所能看到的空間范圍稱 之為靜視野。而對(duì)駕駛員行車而言， 當(dāng)頭部固定不動(dòng)，

6、 眼球自由轉(zhuǎn)動(dòng)所能看到的 范圍稱之為動(dòng)視野 動(dòng)視野比靜視野左右寬大約 15 °，上方大約 10 °，下方基 本保持不變。張馳等人在 交通仿真中駕駛?cè)丝臻g視野感知模型 中分析了駕駛?cè)艘曇白?視點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律 , 研究了空間視野范圍內(nèi)的視野水平角 , 給出了車速與視野和 注視距離的關(guān)系 , 提出了空間視野感知模型。 并且指出可以通過(guò)注視角度、 視角 在水平和垂直方向的分布、 掃視幅度、 掃視速度等參數(shù)， 來(lái)表征運(yùn)動(dòng)中視野的變 化。同時(shí)駕駛員在駕駛過(guò)程中， 95%的視覺(jué)信息是動(dòng)態(tài)的，在駕駛過(guò)程中，隨著 汽車行駛速度的提高，駕駛員的注視點(diǎn)前移，視野變窄，周界感減少，這樣給駕 駛安全帶

7、來(lái)一定的影響， 駕駛員視野變窄， 周界感減少即視野缺損， 意味著缺損 區(qū)無(wú)法感知交通信息， 視野敏感度下降說(shuō)明視區(qū)感知信息能力降低， 極易造成交 通事故。駕駛員動(dòng)態(tài)視野與車速的關(guān)系是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的問(wèn)題。 靜止時(shí)視野未 發(fā)生變化，而車輛運(yùn)行時(shí)視野的深度、寬度、視野內(nèi)畫面都在不斷變化，駕駛員 正是根據(jù)不斷變化的視野內(nèi)容來(lái)操作車輛的。除了相對(duì)速度對(duì)視野的影響， 熟練駕駛員與非熟練駕駛員、 年齡、駕駛員生 理狀態(tài)等因素對(duì)視野的影響也是比較明顯的。 David Crundall 在 Effects of experience and Processing demands on Visual infor

8、mation acquisition in drivers中通過(guò)實(shí)驗(yàn)提出結(jié)論：熟練駕駛員在信息量較少的道路（鄉(xiāng)村道路）上的注視持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)， 在信息量大的道路 （ 雙車道 ）上的注視持續(xù)時(shí)間變短， 而 非熟練駕駛員則相反； 熟練駕駛員與非熟練駕駛員在水平方向搜索廣度方面存 在顯著差異 : 在信息量大的道路 （ 雙車道 ） 上，熟練駕駛員水平方向搜索廣度要比 非熟練駕駛員大得多。 2005 年，瑞典 Linkoping 大學(xué)的 Torbjorn . Falkmer: 等人研究熟練駕駛員和非熟練駕駛員視覺(jué)搜索策略的差異得出結(jié)論， 即相對(duì)于熟 練駕駛員而言，非熟練駕駛員的眼動(dòng)行為具有以下特征 : 注

9、視點(diǎn)更靠近所駕駛 的車輛而不是遠(yuǎn)方 ; 對(duì)車內(nèi)物體注視更為頻繁 ; 水平方向注視廣度小 ; 對(duì)重 要交通線索的注視更為頻繁 ; 對(duì)包含潛在危險(xiǎn)的目標(biāo)的注視更為頻繁。羅德維夫等人早在 50 年代就提出，年齡因素對(duì)駕駛員動(dòng)態(tài)視覺(jué)特征的影響 表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)。 即動(dòng)態(tài)視覺(jué)特征衰退得比較早， 而且衰退速度比較快。 靜視力從 4650 歲開(kāi)始出現(xiàn)明顯的個(gè)體差異，有顯著下降和正常衰減兩種趨勢(shì) ;而動(dòng)視力 則從 3640歲開(kāi)始顯著下降。 此外，隨著年齡的增長(zhǎng)， 駕駛員患眼疾的概率逐漸 加大，一旦患上白內(nèi)障、青光眼等疾病，將影響駕駛員眼睛的有效移動(dòng)，不同程 度地產(chǎn)生弱視和失視， 從而導(dǎo)致視覺(jué)機(jī)能下降。 基于上述理

10、由， 對(duì)于年齡較大的 駕駛員 （ 尤其是職業(yè)駕駛員 ） 在駕車時(shí)必須要做出合理的限制。劉哲義在高速公路駕駛員生 / 心理特點(diǎn)對(duì)行車安全的危害與預(yù)防 中指出 駕駛員的生理狀態(tài)主要是指與駕駛有關(guān)的生理狀況，如飲酒、疲勞、患病等。飲 酒之后，不僅視覺(jué)機(jī)能受到損害， 而且對(duì)駕駛操作的各個(gè)方面都會(huì)產(chǎn)生不利影響。 疲勞是人體的一種保護(hù)性抑制反應(yīng)， 它會(huì)使人的眼睛出現(xiàn)困倦、 視物不清等情況， 使駕駛員動(dòng)態(tài)視覺(jué)機(jī)能難以正常發(fā)揮。 疾病會(huì)使駕駛員身體不適， 動(dòng)態(tài)視覺(jué)難以 持續(xù)保持良好狀態(tài)， 特別是在服用一些藥物之后， 會(huì)直接影響視覺(jué)機(jī)能， 對(duì)駕駛 員的感知和觀察等產(chǎn)生不良的影響。所以，飲酒、疲勞時(shí)，應(yīng)禁止駕駛車

11、輛。當(dāng) 駕駛員身體出現(xiàn)不適時(shí)，也應(yīng)謹(jǐn)慎駕駛。3. 運(yùn)動(dòng)視差運(yùn)動(dòng)視差是由于運(yùn)動(dòng)物體在視網(wǎng)膜上成像的變化而產(chǎn)生的深度感知線索 , 觀 察者容易覺(jué)察近處運(yùn)動(dòng)物體的紋理細(xì)節(jié)而不太容易覺(jué)察遠(yuǎn)處的運(yùn)動(dòng)物體。 目前的 研究主要體現(xiàn)在駕駛員的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)特征上。駕駛員在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下觀察外界事物 時(shí)，其視覺(jué)特征與靜止?fàn)顟B(tài)有明顯不同。張建峰在汽車駕駛員動(dòng)態(tài)視覺(jué)對(duì)感知 - 決策- 校正模式的影響研究 中提出 影響駕駛員動(dòng)態(tài)視野中感知階段的因素有很多， 除交通環(huán)境因素以外， 就視野本 身來(lái)講有視野是否缺損、 視細(xì)胞敏感度、 視野區(qū)范圍大小等。 駕駛員在運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 下觀察外界事物時(shí)， 其視覺(jué)特征與靜止?fàn)顟B(tài)有明顯不同。 主要表現(xiàn)

12、有以下幾個(gè)方 面：一、視力（包括靜止視力和動(dòng)態(tài)視力）降低，動(dòng)態(tài)視力隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加 而下降，一般情況下，動(dòng)態(tài)視力比靜止視力低10%20%，特殊情況下甚至降低30%40%。因此，在車輛高速行駛時(shí)，動(dòng)態(tài)視力的降低會(huì)使駕駛員的視認(rèn)距離縮 短，影響到駕駛員的感知和觀察。二、視野變窄，汽車的行駛速度越高，駕駛員越凝視著遠(yuǎn)方，視野就變得越 窄。低速行駛，駕駛員能清晰地看到前方全景，隨著車速的提高，近處景物相對(duì) 汽車移動(dòng)的速度在提高， 當(dāng)汽車高速行駛時(shí)， 由于近物也在快速移動(dòng)， 駕駛員的 視網(wǎng)膜來(lái)不及成像而變得模湖不清， 只有遠(yuǎn)處的景物還可以看清。 這樣給行車安 全帶來(lái)一定的影響。三、空間識(shí)別范圍縮小，在

13、車輛行駛中，對(duì)于在車輛周圍距離較近的物體， 駕駛員很難分辨清楚。因?yàn)榫嘈旭傑囕v越近的物體，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)角速度就越快， 在駕駛員眼睛中的映象就越模糊。 同樣物體在較遠(yuǎn)距離處， 則因物體映像過(guò)于細(xì) 微，一般駕駛員要確認(rèn)其細(xì)節(jié)也是不可能的。 因此駕駛員在高速行駛時(shí)， 對(duì)近距 離或遠(yuǎn)距離的觀察困難， 一旦在很近或很遠(yuǎn)的距離上出現(xiàn)異常情況， 駕駛員就難 以辨認(rèn)。另外， 駕駛員對(duì)車外運(yùn)動(dòng)物體的辨認(rèn)， 主要是根據(jù)其位置的變化而進(jìn)行 的。當(dāng)車輛處于行駛狀態(tài)時(shí)， 車外物體的位置變化相對(duì)來(lái)講是慢而細(xì)小的， 車速 越高，對(duì)這種慢而細(xì)小的變化就越難辨認(rèn)。所以，駕駛員在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)外界 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的辨別能力也會(huì)下降。

14、四、視覺(jué)觀察能力下降， 外界物體形成視像， 是三維空間在視網(wǎng)膜上形成的 二維圖像。外界刺激必須具有一定的作用強(qiáng)度和時(shí)間， 才能引起駕駛?cè)艘曈X(jué)反應(yīng)。 在駕駛車輛行駛過(guò)程中， 隨著運(yùn)動(dòng)速度增加， 車外物體所形成視像在駕駛?cè)艘曇?內(nèi)保持時(shí)間減少，無(wú)法形成準(zhǔn)確而連續(xù)的視像刺激，致使視覺(jué)觀察能力下降。也有部分學(xué)者在對(duì)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)特征研究的過(guò)程中通過(guò)眼動(dòng)參數(shù)來(lái)表征。 眼 動(dòng)參數(shù)主要包括注視行為表征參數(shù)和掃視行為表征參數(shù)兩個(gè)方面。 注視行為表征 參數(shù)主要包括注視點(diǎn)、注視點(diǎn)數(shù)目、注視點(diǎn)順序、注視持續(xù)時(shí)間、瞳孔大小、水 平垂直方向的視線角度、視覺(jué)搜索廣度、注視點(diǎn)間距離、累積注視時(shí)間等。而掃 視行為表征參數(shù)主要包括掃

15、視持續(xù)時(shí)間、 掃視幅度、掃視峰值速度、 掃視平均速 度、掃視角度等。李永芳在汽車駕駛員動(dòng)態(tài)注視點(diǎn)分布規(guī)律研究中通過(guò)實(shí)驗(yàn) 提出：在相同字高且車速較低 (30 km/h) 的情況下 , 駕駛員在駕駛過(guò)程中的注視點(diǎn) 主要集中在道路中央偏右上角位置 , 并且主要注視道路遠(yuǎn)處；隨著車速的增加 , 駕駛員對(duì)標(biāo)志牌的重視程度逐漸增加 , 眼睛的注視點(diǎn)更多地專注于右側(cè)的標(biāo)志牌 注視標(biāo)志牌的次數(shù)也隨著車速的增加而增多。4. 磁滯現(xiàn)象由于人眼的視覺(jué)暫留特性 , 使得運(yùn)行物體的后一幀圖象與前一幀圖象在視覺(jué) 感知上有相關(guān)性 , 以不同的紋理細(xì)節(jié)層次繪制連續(xù)幀圖象會(huì)引起人眼的不適和降 低圖像序列的感知質(zhì)量。磁滯現(xiàn)象在視

16、覺(jué)上的又可以表現(xiàn)為視覺(jué)后像和視覺(jué)惰 性。所謂“視覺(jué)后象”指的是光刺激物停止作用后，在短暫的時(shí)間內(nèi)仍然會(huì)在頭 腦中留下印象， 這種現(xiàn)象叫做視覺(jué)后象。 由于光刺激的品質(zhì)及其背景的不同， 所 產(chǎn)生的后象，又有兩種形式 : 正后象和負(fù)后象。與原刺激性質(zhì)相同的后象稱為正 后象，例如注視打開(kāi)的電燈幾分鐘后閉上眼睛， 眼前會(huì)產(chǎn)生一片黑背景， 黑背景 中間還有一電燈形狀的光亮形狀， 這就是正后象。 與原刺激性質(zhì)相反的后象叫負(fù) 后象。在前面的例子中， 看到正后象后眼睛不睜開(kāi)， 再過(guò)一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)背景上的光 亮形狀變成暗色形態(tài)， 這就是負(fù)后象。 視覺(jué)后象不是靜止不變的， 它們由迅速相 互交替的幾個(gè)時(shí)相所組成， 即黑暗

17、象代替光亮象， 然后光亮象又代替黑暗象， 這 樣一直到完全消失為止。 正負(fù)后象的交替出現(xiàn)與神經(jīng)過(guò)程的誘導(dǎo)作用有關(guān)。 視覺(jué) 后象延續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，受如下一些因素的影響：(1) 引起后象的刺激明度。刺激的明度越大，后象的延續(xù)時(shí)間越長(zhǎng) ;(2) 引起后象的刺激的延續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，后象的延續(xù)也越長(zhǎng)。 人的視覺(jué)對(duì)外界光刺激的響應(yīng)有一定的延時(shí) . 當(dāng)一定強(qiáng)度的光突然作用于人 眼時(shí)，需要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間才能形成一個(gè)穩(wěn)定的主觀亮度感覺(jué) ; 當(dāng)光消失以后， 亮度感覺(jué)也不是瞬間消失，而是要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后才能消失 . 也就是說(shuō)，視覺(jué) 的建立和消失都有一定的惰性，這就被稱之為視覺(jué)惰性。杜志剛等在 眼動(dòng)儀在道路交通安全與環(huán)境

18、評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 中通過(guò)眼動(dòng)儀的 研究發(fā)現(xiàn)： 在隧道進(jìn)出口時(shí)， 由于周圍環(huán)境照度變化較大， 產(chǎn)生了駕駛員視覺(jué)明 暗適應(yīng)問(wèn)題， 導(dǎo)致瞳孔直徑的急劇變化。 這種暗( 明) 適應(yīng)過(guò)程的長(zhǎng)短影響了駕駛 員的視認(rèn)性， 產(chǎn)生了不良的心理生理反應(yīng)， 這也是隧道入口事故率較高的主要原 因之一。總結(jié)通過(guò)這次對(duì)文獻(xiàn)資料的收集和整理， 使我對(duì)視覺(jué)心理學(xué)有了更進(jìn)一步的 認(rèn)識(shí)。視覺(jué)心理學(xué)的研究是一個(gè)方興未艾的領(lǐng)域， 其技術(shù)手段、 研究思想和涉及 的課題領(lǐng)域都還處在迅速的發(fā)展過(guò)程中。 雖然現(xiàn)在仍然處于以資料積累為主， 但 其理論建構(gòu)也越來(lái)越受到重視。 現(xiàn)階段的視覺(jué)心理學(xué)的定義和指標(biāo)過(guò)于繁雜， 而 且標(biāo)準(zhǔn)不是很精確和統(tǒng)一。 且

19、其應(yīng)用研究在水上交通和航空運(yùn)輸中的偏少， 道路 相對(duì)較多， 但是道路交通與水上交通和航空運(yùn)輸存在一定差異性。 所以這些基礎(chǔ) 應(yīng)用研究在未來(lái)幾年將成為該領(lǐng)域的主題。 隨著相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器例如眼動(dòng)儀等向 智能化、系列化、便攜式方向的發(fā)展，將使視覺(jué)心理學(xué)研究向廣度、深度及其他 應(yīng)用領(lǐng)域更進(jìn)一步擴(kuò)張。參考文獻(xiàn)1 朱紅麗. 視覺(jué)心理學(xué)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用淺談。室內(nèi)設(shè)計(jì)， 2007年第 3期2 栗海翔. 駕駛?cè)艘曈X(jué)特性與道路交通安全的關(guān)系探討。科技向?qū)В?2010 年第33期3 張馳.交通仿真中駕駛?cè)丝臻g視野感知模型。交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)， 2010年 8 月第 4 期4 David Crundall. Effe

20、cts of experience and Processing demandson Visualinformation acquisition in drivers。.Ergonomics,1998,41(4)5 Torbjorn . Falkmer. Nils Peter Gregersen. A comparison of eye movement behavior of inexperienced and experienced drivers in real traffic environments .Optometry and Vision Seiene,2005, 82(5)6 Driving on the motorway: the effect of alternating speed on drive 's activation level and mental effort. Ergonomics 15 July ,20027 劉哲義. 高速公路駕駛員生 / 心理特點(diǎn)對(duì)行車安全的危害與預(yù)防。 公路交通科 技，1999年 9月8 張建峰.