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第四节
知觉

我们如何知道面对的是一只苹果?仅靠眼睛给我们的视觉形象和手给我们的触觉是不够的。我们必须在此之前就知道什么是苹果。其实,当我们看某物的时候,真正感知的不是硬度、形状、明暗和颜色,而是整个物体。不仅如此,我们还要识别它们,或者判断以前是否见过这样的物体。

我们的眼睛、耳朵、鼻子、舌头和皮肤的感受器能够接收来自外界的信息,并把它们转换成电信号传递到大脑。然而,大脑不是被动地接受信息,而是去解释感觉到的是什么,并试图理解它。人通过对感觉的解释而获得了知觉。

一、知觉的定义

知觉(perception)是指客观事物直接作用于感官而在头脑中产生的对事物的整体认识。

我们从本章开头的案例了解到感觉和知觉的关系。感觉是将信息传递到神经系统的过程,而知觉就是将感觉信息整理为有意义内容的过程。知觉的作用就是使感觉有意义。在感觉得到的原始材料的基础上,知觉加工过程产生出面孔、旋律、艺术作品或错觉。感觉和知觉的发生是无需努力的,是自动化的活动过程。

可见,感觉是知觉的基础,知觉以感觉为前提。知觉并不是把感觉简单地相加,知觉的产生还要借助于知识经验的帮助。

二、知觉的基本特性

(一)知觉的选择性

在同一时刻,进入我们感官的刺激信息丰富多彩,但我们并不会对所有的刺激信息都给予加工与处理。我们总是根据自己的需要和兴趣,有选择地对其中某些刺激进行反应,而忽略其他刺激。人们这种对外来刺激有选择地进行组织加工的过程,称为知觉的选择性。被进一步加工的刺激,称为知觉对象,而同时作用于感官的其他刺激就叫做知觉背景。个体在知觉客观世界时,倾向于把少数事物当成知觉的对象,而将其他事物当成知觉的背景。例如在课堂上,教师的声音成为学生知觉的对象,而周围环境中的其他声音便成为知觉的背景。知觉的对象从背景中分离,与注意的选择性有关。当注意指向某种事物的时候,这种事物就成为知觉的对象,而其他事物便成为知觉的背景。

知觉中的对象与背景是相对而言的,它们互相依赖并可以相互转换。知觉对象可以成为知觉背景,知觉背景也可以成为知觉对象。比如,可逆图形(reversible figure)中的对象和背景可以互相转换(见图3-4)。

图3-4 可逆图形(黎明与黄昏)

影响知觉选择性的因素既有主观因素,也有客观因素。在客观因素方面,对象与背景差别越大,对象就越容易从背景中分离出来。当对象在变化或在运动时,也易同背景分离。主观因素包括需要、动机、兴趣、情绪、任务、知识经验、刺激物对个人的意义以及知觉定势等。比如,如果从没见过某种带有保护色的昆虫,就很难从周围的背景中将其认出,这说明知识经验影响了知觉的选择性。

(二)知觉的整体性

知觉的整体性是指个体根据经验将直接作用于感官的知觉对象的不同属性或部分的刺激信息组织成一个整体。客观事物是由许多属性、不同部分或不同特征组成的整体,当其作用于感觉器官时,往往是不完整的,但人们对其的知觉却是完整的(见图3-5a)。

知觉的整体性也反映了事物的部分对整体的依赖关系。人对事物部分的知觉依赖于对事物整体的知觉,部分在整体中才有确定的意义(见图3-5b)。

图3-5a 猫头鹰

图3-5b 是13还是B?

格式塔心理学派对知觉的整体性进行了研究,并提出知觉的整体性遵循以下原则:

1.接近性原则(nearness)

当其他条件相同时,空间上彼此接近的刺激物更容易被知觉为一个整体。比如,在军训时,有很多方队,我们更易将同一方队视为一个整体。

2.相似性原则(similarity)

如果刺激物之间在物理特点方面(如大小、形状和颜色等)具有相似之处,人在知觉时就倾向于将它们归属为一类。比如,若在军训时,同一方队中男女生穿着不同颜色的制服,我们就会将他们知觉为两组。

3.连续性原则(continuation)

具有良好连续性的几条线更容易组成图形。知觉上的连续原则在绘画、艺术、建筑以及服装设计等领域已被广泛应用。

4.闭合原则(closure)

当图形中有一些小的缺口时,人们常常会在心理上“填充”这些缺口,并将其知觉为一个整体。

5.共同命运原则(common fate)

朝相同方向运动的成分更容易被知觉为一个整体。

6.对称性原则(symmetry)

在视野中,对称的部分容易被知觉为一个整体。

(三)知觉的理解性

知觉的理解性是指在知觉过程中,人们总是根据自己的知识和经验,力求去解释和理解,使对象具有一定的意义。在这个意义上,知觉过程可以被看成是“假设检验”的过程,即我们可以通过形成假设或“猜测”进行有意义的知觉组织,并等待进一步的事实来支持或反驳。

图3-6 隐匿图形

图3-7 不可能图形

隐匿图形和不可能图形(impossible figure)都是说明知觉的理解性的例子。如图3-6所示,当人们看到这张图时,不会只把它看成一些斑点的随意组合,会努力寻找图中斑点之间的联系,做出合理解释,不断地提出假设并检验假设,最后会给出合理的解释:画中有一条狗。当观察图3-7时,我们会提出种种假设,并根据已有的知识经验来判断这些假设的合理性。

(四)知觉的恒常性

我们周围的世界在不停地变化着,它向我们的知觉系统输送的刺激信息也在不停地改变。在不同的角度、不同距离或不同明度下观察熟悉的物体时,虽然观察物的大小、形状、亮度、颜色等物理特征发生了相应的变化,但我们对物体的知觉却常常保持不变。当知觉的客观条件在一定范围内改变时,我们的知觉映象在相当程度上保持着它的稳定性,这就是知觉的恒常性。

知觉的恒常性和经验有关。例如,研究者柯林·特恩布尔(Colin Turnbull)曾讲述他把一个非洲俾格米人从茂密的热带雨林带到广阔的非洲大草原的故事。这位俾格米人以前没有在远距离观察物体的经验。因此,当他第一次看见远处的一群水牛时,他认为那是一群昆虫。当乘车靠近这些水牛时,他觉得非常不可思议,他无法理解这些小虫子怎么会变成了大水牛。这个例子说明经验在知觉恒常性中的作用。

视知觉的恒常性最明显,主要有以下几种:

图3-8 形状恒常性

1.大小恒常性

同一物体在我们视网膜上成像的大小,会随着物体距离的远近而发生变化:近大远小是以视觉感受器为基础的视觉现象。但我们判断物体的大小时,却不纯粹以视网膜上成像的大小为依据,而将物体知觉为大小恒定不变的。

2.形状恒常性

当我们从不同角度观察同一个物体时,虽然在视网膜上投影的形状发生了变化,但我们仍然把它知觉为其本身所具有的形状,这就是形状恒常性。比如,在我们面前打开一扇门,从关闭到完全打开,在视网膜上的成像会随之发生一系列变化,但我们会始终把这扇门知觉成长方形的(如图3-8)。

大多数人能够在相当大程度上保持对形状的知觉恒常性。酒精会破坏知觉的大小和形状恒常性,这是酒后驾车易发生事故的原因之一。

3.颜色恒常性

颜色恒常性是指物体在不同波长光线的照射下,人们倾向于保持对物体颜色不变的知觉。

4.亮度恒常性

亮度恒常性是指当照射物体表面的光线强度发生了变化,但个体对物体的亮度知觉仍然保持不变的现象。比如,从明媚的阳光下走到昏暗的房间里,我们并不会认为自己衣服的亮度发生了变化。

图3-9 撒切尔夫人

5.方向恒常性

方向恒常性是指当我们观察物体时,即使头部发生倾斜,仍认为物体的方向保持不变。比如,当我们歪着头观看前面的房屋时,并不会认为房子歪了,而是知道自己的头倾斜了。

在熟悉的环境中,经验会提供一些关于物体朝向的附加信息。然而,当一些复杂的或不熟悉的图形以异常的方向出现时,可能就不容易识别了。如图3-9所示,当我们正看这两幅图时,并不能看出两者有多大差别,但倒过来看就大不一样了。这是因为正看时未能把面部的所有部分颠倒过来,这是人们长期观看正向的环境和面孔形成的功能。

(五)知觉的适应性

知觉的适应性是指面对熟悉的刺激源时,知觉反应会减弱。

知觉的适应性在日常生活中很普遍。比如,我们在80平方米的住房生活了几年,突然因拆迁搬进50平方米的过渡房,在一开始会很不习惯,觉得空间太小,但一段时间后就慢慢适应了。如果一年后,又住进了面积65平方米的新房,此时,我们可能又会觉得空间大多了。

根据光学原理,周围的世界在我们的视网膜上的成像是上下颠倒、左右相反的,但实际上我们并没有察觉到有什么异常。这也是人们通过长期生活实践而形成的知觉适应的结果。心理学家斯特拉顿(Stratton,1896)利用倒视(inverted vision)实验研究知觉适应现象。他给自己戴上一种特殊的眼镜,这种眼镜使物体在视网膜上的投影反转,也就是说,物体的反射光线通过这副眼镜在视网膜上的成像是正立的。斯特拉顿刚戴上眼镜时,所看到的是一个上下颠倒、左右反转的世界。一开始的感觉是,人们头朝下,脚朝上地行走;地面像是天花板,蓝天在脚底下;想伸手到左边拿一本书,却发现手的方向和书所在的方向相反。经过多次的摸索,斯特拉顿才能完成一些简单任务,比如正确地把食物送进自己的嘴里。第五天,他可以在房间里从容地散步。随着时间的推移,他新的视觉—动作协调已变得很熟练,他甚至习惯了这种生活,世界又恢复到原来的样子。第七天,他可以独自自如地骑自行车了。等到第八天摘掉那副眼镜时,原本他熟悉多年的世界又变得上下、左右颠倒了。不过,这一次他只用几个小时就适应了外部环境。

三、深度知觉

深度知觉(depth perception)是人以三维看世界并知觉距离的一种能力。投影在我们的视网膜上的像是二维的,那么如何从二维成像知觉三维世界并判断距离呢?

图3-10 视轴辐合

事实上,我们对深度的解释依赖许多信息来源。一些来自机体内部和环境的线索可以帮助我们产生深度知觉,即深度线索,包括双眼线索和单眼线索。

(一)双眼线索

双眼线索是需要同时使用两只眼睛才能感受到的线索,主要包括辐合和双眼视差。

1.辐合(convergence)

当我们注视物体时,双眼视轴会聚合在物体的注视点,这就是辐合。由于双眼视轴的变化受眼外肌的控制,看近处的物体,双眼辐合的角度大;看远处的物体,双眼辐合的角度小(见图3-10)。因此,在观察近处和远处物体时,大脑利用眼部肌肉紧张的程度就可以提供深度线索。但这种视轴辐合只在十几米范围内起作用,这是由于当距离太远时,两眼的视线近乎是平行的。

2.双眼视差(retinal disparity)

双眼视差是指物体投射在左、右两眼视网膜上成像的差异。由于人的双眼之间有一定距离,所以当我们用双眼观察周围世界时,所见的绝大多数物体投影在两眼视网膜不同的位置上,而且这种差异的大小取决于眼睛与物体的距离,距离越大,差异就越大。这两个不同的视觉信息最后在大脑皮层进行整合,就形成了深度知觉。

立体电影的制作原理就是基于双眼视差。在制作时,把两台摄影机放在相距几厘米的地方同时进行拍摄,然后把两个影像同时投影在银幕上。观众在观看时,戴上一种眼镜,每个镜片能滤去银幕上的一个影像,这样就出现了立体视觉。

(二)单眼线索

单眼线索是指用一只眼睛就能感受到的线索,主要包括调节、遮挡、相对大小、相对高度、阴影、纹理梯度、线条透视、空气透视和运动视差。

1.调节(accommodation)

这里的调节是指眼睛晶状体的调节。当我们在观察不同距离物体的时候,睫状肌会调节晶状体的曲度以便在视网膜上获得清晰的成像。看远处时扁平,看近处时凸起。来自与晶状体连接的肌肉的感觉信息传回大脑,由此可以判断物体的距离。这种线索只在几米范围内有效。

2.遮挡(overlap)

如果一个物体的一部分遮住另一个物体,那么我们就会感到被遮挡住的物体要距离我们远一些(见图3-11a)。

3.相对大小(relative size)

同样大小的物体在近处时,在视网膜上的成像要比在远处时大。那么,对于大小相当的物体,我们就可以根据视网膜上成像的大小来判断距离(见图3-11b)。

4.相对高度(relative height)

当其他条件相同时,视野中两个物体相对位置较高的那一个,就显得远一些。图3-11b中两位列车服务员的相对高度提供了距离线索。

5.阴影(bright and shadow)

物体不同部位在光线的照射下,反射到人眼的光线是不一样的,给人的明暗感觉也不一样,即有的部分明亮,有的部分有阴影,这样可以形成立体知觉。在绘画上,经常使用色彩的明暗来表现距离远近和立体感(见图3-11c)。

6.纹理梯度(texture gradient)

纹理梯度是指视野中的物体在视网膜上的投影大小和密度发生有层次的变化。利用纹理梯度这个线索可以辨别很多类似的物体集成一大片平面景观时,不同部分的远近差异(见图3-11d)。

7.线条透视(linear perspective)

线条透视是指两条向远方延伸的平行线看起来趋于接近。这是由物体在视网膜上的投影形成的(见图3-11e)。

8.空气透视(aerial perspective)

由于空气中的烟雾和灰尘,从物体上反射光线的能量在传播过程中会不断地受到损失,远处的物体损失更多。结果,远处的物体显得细节模糊,近处的物体相对显得清晰一些(见图3-11f)。

图3-11a 遮挡

图3-11b 相对大小和相对高度

图3-11c 阴影

图3-11d 纹理梯度

图3-11e 线条透视

图3-11f 空气透视

9.运动视差(motion parallax)

运动视差是指距我们远近不同的相对运动的物体引起我们视角变化不同,从而引起运动速度和运动方向上的差异。当我们坐车时,会发现近处的物体移动得快,方向和自己的移动方向相反,远处的物体移动得慢,运动方向和自己的移动方向相同,这样就提供了物体远近的线索。 3dGuMBEpRSzdmmejTtwtM30VxhazcTGGsN8gm7RYpoDpKWyAofhtrhpi9XxFdPdp

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