明度知觉实验报告

1 实验名称 明度知觉实验 实验时间 2017.9.28 实验地点 西南大学23-312

实验小组成员 姓名 学号 专业 明度知觉实验报告 16级师范班第8组 李元方 （西南大学心理学部 重庆 400715）

摘要：明度是最简单的一种视觉经验。光进入眼睛，到达视网膜，会产生明度的感觉。然而物理刺激带来的感觉并不只是生理感觉，这就需要引入阈限这个概念。本次实验的目的是通过对明度实验仪的操作，学习用平均差误法测量差别阈限。实验结果中，AE=18.5°。经讨论，本次实验中影响明度差别阈限的因素有场景明度、标准刺激的明度、个体因素等。 关键词：明度知觉 平均差误法 差别阈限

1 引言 感觉（sensation）是个体对刺激作用于某种感受器官所产生的体内外的初级经验或觉知 [1]。有一定的刺激作用于感官就会引起一定的反映，从而使个体分辨出刺激的个别属性。然而在现实生活中，并不存在纯粹的感觉。感觉与个体的生理状况联系紧密，不同的刺激在不同的时间，作用于不同的个体都会产生不同的感觉，而且感觉总是与个体的过去经验联系在一起。因此物理刺激带来的感觉并不是确切的生理感受。这就需要引入阈限这个概念。 明度是最简单的一种视觉经验。光进入眼睛，到达视网膜，会产生明度的感觉。它不仅随着落在网膜一定区域的光线的强度的变化而变化，而且也随落在网2

膜其它区域的光强的变化而变化。与光的颜色也有密不可分的关系。在此次实验中，影响明度差别阈限的因素有场景明度、标准刺激的明度、个体因素等。 感觉阈限（sensory threshold）是指在刺激情境下感觉经验产生与否的界限[1]。感受性指人对刺激物的感受能力，感觉阈限则是测量人的感觉系统感受性大小的指标。感觉阈限分为绝对阈限和差别阈限两种，是统计学概念。本次实验测量的是明度知觉差别阈限。 对阈限的测量主要使用心理物理法。在心理物理学中测量感觉阈限的方法有最小变化法、平均差误法和恒定刺激法，三者各有自己的特点。相较于其它两种方法，平均差误法将平均误差作为差别阈限，与差别阈限的定义并不相符，但因为平均误差和差别阈限成正比，所以也作为测量差别感受性的指标。 本实验尝试采用平均差误法来测定明度差别阈限，同时对其中的各种变量进行研究和讨论。为了消除空间误差、动作误差与顺序效应，将变异刺激的呈现方式分为4种，采用ABBA法，共做80试次。每次实验结果不给予反馈，亦不能给予被试任何暗示。 2 方法 2.1 被试 实验选取一名西南大学心理学学生，性别女，年龄19岁，右利手。 2.2 仪器和材料 EP405明度实验仪（华东师范大学科教仪器厂生产） 2.3 实验程序 主试做准备工作：接通电源，使观察窗可见光照。转动旋钮，确认仪器完好，顺时针旋转明度刻度盘旋钮明度增强，逆时针旋转明度刻度盘旋钮明度减弱。 被试坐于仪器前，主试交代指导语：“这是一个明度比较实验。要求你比较两观察窗口的明度，仪器的左边（或右边）是标准刺激。请你转动右边（或左边）的明度刻度盘旋钮，使左右两窗口亮度相等。旋转到你认为亮度相等时停止，并向主试报告‘一样亮了’。下面我们开始预备实验。”主试可以通过一一演示，让被试加深理解。按照指导语做2-3次后，开始正式实验。 为了消除动作误差，在全部实验中应有一半次数呈现的变异刺激亮于标准刺激（被试把亮度向低调节，简称“低”），另一半的次数呈现的变异刺激应暗于标3

准刺激（被试把亮度向高调节，简称“高”）。 为了消除空间误差，在全部实验中应有一半次数呈现的变异刺激在标准刺激的左边（简称“左”），另一半的次数呈现的变异刺激应在标准刺激的右边（简称“右”）。 这样变异刺激的呈现方式有4种：“左高”、“左低”、“右高”、“右低”。为了消除系列顺序的影响，采用ABBA法。共做80次，每做10次后让被试休息2分钟。每次实验结果不给予反馈，亦不能给予被试任何暗示。 3 结果 根据实验的结果计算明度的差别阈限。实验中标准刺激为度量为160°的明度。计算每次调整结果(X)与标准刺激(St)的差的绝对值（表1），再将绝对值加以平均，作为差别阈限的估计，用符号AE表示：AE=∑︱X－St ︳／N 表1实验调整结果与标准刺激的差的绝对值 试次 右外 右内 左内 左外 左外 左内 右内 右外 1 19 3 45 10 23 11 9 15 2 11 12 42 10 29 9 23 31 3 21 2 21 13 17 23 22 9 4 31 4 40 4 16 16 34 28 5 37 25 33 9 10 9 14 19 6 34 0 3 11 7 20 50 37 7 16 4 6 6 37 7 39 38 8 25 4 1 6 17 2 39 21 9 33 16 44 9 14 15 41 23 10 1 4 32 7 16 8 6 22

单位：° 将80个数据求平均数，算出AE=18.5° 4 讨论 4.1本实验中自变量与因变量的操作性定义 自变量是不同明度的视觉刺激，因变量是明度知觉刻度盘的调节结果。 4.2实验中影响明度知觉差别阈限的因素 明度是最简单的一种视觉经验。光进入眼睛，到达视网膜，会产生明度的感觉。它不仅随着落在网膜一定区域的光线的强度的变化而变化，而且也随落在网膜其它区域的光强的变化而变化[2]。与光的颜色也有密不可分的关系。 在此次实验中，影响明度差别阈限的因素有场景明度（背景明度）、标准4

刺激的明度、个体因素等。 （1）场景明度。 本次实验中，我们在光亮的教室进行了一次实验，发现效果并不好，被试明度知觉调整的误差值一度达到了标准刺激160°的0.6倍（100°左右）。弃置相应实验数据后，我们在312教室关闭了顶灯进行再一次的实验，实验结果达到了正常水平。这次失败的实验证明，场景明度（背景明度）与标准刺激越接近，明度知觉阈限误差越大、知觉到的结果越不准确。 （2）标准刺激的明度。 本次实验中，标准刺激的明度为160°，是刻度盘的一半。我们讨论认为，标准刺激如果不容易被知觉，那么实验将失去研究意义。而求得的实验结果也是根据标准刺激的强度来定义，本次实验的结果就是中等强度刺激下的明度知觉差别阈限。 （3）个体因素。 经讨论我们认为，被试的视力状况及精神状况最有可能影响实验结果。如有近视、散光的被试的明度知觉差别阈限就可能大于平均水平，而精神状况不佳的被试的明度知觉差别阈限也可能大于平均水平。 4.3用最小差误法与恒定刺激法该如何设计实验 测量明度差别阈限的方法较多，但基本原理均是用一个标准明度刺激为基准，调节另一个变异刺激的光强度或颜色，与基准加以比较，测得差别阈限。如果本实验采用最小变化法，就是用明度实验仪，通过改变光通量的比例，来测量明度差别阈限。 最小变化法是测量感觉阈限的一种基本方法，它是将刺激的物理量按大小，强弱排列成强度差别很小，且级差相等的系列。依由大至小顺序呈现的渐减法（用↓表示）或由小至大顺序呈现的渐增法（用↑表示）来进行操作。用最小变化法测量感觉阈限，容易产生期望误差和习惯误差，为检查和消除误差，可以采用递增系列和递减系列交替进行，使习惯误差和期望误差彼此对消。一般具体实验是以4次为一轮，即是将刺激按↓↑↑↓或↑↓↓↑排列。 作为测定差别阈限时，需要用两类刺激，固定不变的为标准刺激，可变的为变异刺激。测定过程是要求被试在变异刺激中找出一个在感觉上与标准刺激相等5

的刺激。为消除两刺激同时呈现时由于空间位置的差异所带来的空间误差，还须将两刺激在操作过程中以同样次数，交换空间位置。为避免标准剌激或变异剌激的明度因光源的老化，而造成测量中的误差。是采用同一光源，通过改变光通量来改变明度。 4.4实验的实际应用意义 感觉与知觉是密不可分的。通常，明度越高就越容易被觉知。因此，对于明度感知觉的相关研究有利于人们认识到影响明度的因素及其控制方法，进而了解如何才能使物体的个别属性更容易被知觉到。 此类实验的应用意义在实际生活中的体现如下： （1）儿童产品设计中色调的应用。 色调是颜色的重要特征，它决定了颜色本质的根本特征。色调是由物体反射光线中以哪种波长占优势来决定的，不同波长产生不同颜色的感觉。在不同颜色的物体上，笼罩着某一种色彩，使不同颜色的物体都带有同一色彩倾向，这样的色彩现象就是色调。 美丽的色彩能引起儿童的高度注意力，激发其好奇心[2]。因而，色彩也成为了主导儿童家具设计的主元素，直接关系着营销质量[2]。在儿童食品包装的色彩应用中，儿童和家长在选择食品的时候，首先引起他们注意与兴趣的是包装的色彩。因此，在今天如此激烈的食品竞争环境下，其外在包装颜色的应用对其食品的销量以及儿童的选择就起到了刺激性的作用[2]。 我们可以通过研究影响明度的因素，如光的波长、背景色、场景明度、个体因素，对应的得出能够突出产品包装及产品信息的色调、色彩搭配方式、包装整体方案选择及不同客户层的色彩偏好等等。 （2）色彩调和与对比在广告设计中的应用。 在广告设计中，色彩的调和与色彩的对比十分重要。色彩调和的影响正如我们在4.4.（1）中所提到，而色彩对比这种手法使表现出来的画面效果产生丰富多样的乐趣。 在视觉上，色彩与形态之间的强烈对比容易强化人们对变化的知觉印象，引起视觉的紧张感，使画面的个性特征更加醒目[3]。丰富的色彩对比，会产生丰富的变化视觉效果，也会产生多层次、多样化的形态与色彩关系，有助于提高人们