实验心理学参考资料.doc

课程性质：
l 实验心理学是心理学各专业方向本科生的专业基础课程之一。
本课程的基本内容
l 绪论
l 实验设计
l 反应时
l 传统心理物理法
l 现代心理物理法
l 视觉
l 听觉
l 知觉
l 记忆
l 情绪
l 常用实验仪器
本课程参考用书
l 杨治良：实验心理学。1999，浙江教育出版社。
l 郭秀艳：实验心理学。2005，人民教育出版社。
l 舒华：实验心理学的理论方法与技术。2006，人民教育出版社。
第一章 绪论
l 第一节 实验心理学的性质
l 第二节 心理实验的程序
l 第三节 实验心理学简史
第一节 实验心理学的性质
l 一、实验心理学的含义
l 实验心理学（experimental psychology）就是在实验控制条件下对心理和行为进行研究工作的心理学。这一心理学分支是以研究方法来定义的。根据这个定义，只要是用实验法（experimental method）来研究的心理学问题，都可以包括在实验心理学的范围之内。

l 二、实验中的几种变量
l 变量（或变项）（variable）是指在数量上或质量上可变的事物的属性。例如，光的强度可以由弱变强，呈现时间可以由短变长，智力的IQ可以由小到大，这些都属于量的变量。

l 在实验中实验者所操纵的、对被试者的反应产生影响的变量称为自变量（或自变项）（independent variable，简称I.V.）。
l 由操纵自变量而引起的被试者的某种特定反应称为因变量或依变项（dependent variable，简称 D. V.）。

l 凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关变量（relevant variable，简R.V.）。
l 对因变量不产生影响的实验条件称为无关变量或无关变项（irrelevant variable，简称 I.V.）。

l 三、实验中主试者与被试者的关系

（一）按实验程序进行的主-被试者的相互作用
（二）干扰实验程序的主-被试者的相互作用

l 四、额外变量的控制
l 额外变量是使实验结果发生混淆的主要根源。要提高研究的科学水平，就要采取一定的方法来控制额外变量。对额外变量的控制，通常采用以下几种方法：
l 1.排除法排除法 2.恒定法恒定法
l 3.匹配法匹配法 4.随机化法随机化
l 5.抵消平衡法抵消平衡法 6.统计控制法

l 五、实验效度
l （一）影响实验内部效度的因素
l 1.生长和成熟 2.前测的影响
l 3.被试者的选择偏性 4.被试者的缺失
l 5.实验程序的不一致 6.统计回归
（二）影响实验外部效度的因素
l 1.实验环境的人为性
l 2.被试者样本缺乏代表性
l 3.测量工具的局限性

第二节 心理实验的程序
l 一、课题的确定
（一）课题的来源
1.实际需要
l 2.理论需要
l 3.个人经验
l 4.前人的研究与文献资料

l （二）实验类型的确定
第一种类型是因素型实验
第二种类型是函数型实验
l （三）问题的陈述
在课题确定及其所属的实验类型均明确之后，若能以假设的形式提出，那就更符合科学原则。

l 二、被试者的选择
（一）依问题的性质选择被试者
选用人类被试者还是非人类被试者，依据课题的性质而定。
l （二）依研究结果的概括程度来选择被试者
选定什么样的被试者样本，要依研究的问题和据此而推论的全体而定。

l 三、实验因素的控制
（一）自变量的控制
（二）反应的控制
（三）反应指标的选择
（四）仪器和材料的使用

l 四、实验资料的收集与分析和综合
实验开始后，研究者的任务是收集料。由于心理现象的复杂性，在心理学研究中准确无误地收集资料往往是十分困难的。这就更需要研究者具备敏锐的洞察力，严谨的科学度，对观察资料进行全面而细致的记录。
（一）心理学研究的资料类别
（二）研究资料的整理与解释

l 五、撰写实验报告
l 一个完整的实验报告，必须包括以下几项内容：摘要、题目、引言、方法、结果、讨论、结论、参考文献及附录。

第三节 实验心理学简史
l 心理学成为一门独立的科学不是一蹴而就的，它和物理学、生理学等学科一样，也有漫长而艰难的发展历程。心理学的形成和发展无不与实验心理学联系在一起。实验心理学在整个科学史上，尤其在心理学史上占有很重要的地位。实验心理学的发展，归纳起来大致经历了如下两个阶段：

l 一、心理实验发展的第一阶段
l 心理实验在这第一阶段具有以下特点：（1）应用的方法类似于某些简单的物理学和生理学的实验方法，研究的问题只限于某些简单的心理现象的量的测量，如视觉敏度、正后象的延续时间、差别阈限的测定、反应时间的测量，等等。（2）实验技术简单，对条件控制、及实验结果的数据处理都还有欠缺。（3）被试者的自我观察与陈述都带有十分初级的性质，例如，听见或听不见某一声音、两个刺激的强度差别觉察或不觉察，等等。

l 二、心理实验发展的第二阶段
l 这一阶段心理实验的特点是：在实验中提出了被试者做系统的自我观察计划，被试者起着“观察者”的作用。冯特的心理实验理论也决定了其实验方法在心理学中应用的范围。冯特的兴趣主要在感觉方面，对于思维等“高级的”心理过程，冯特认为是不能用实验方法进行精确研究的，对这些“高级”的心理过程的研究，他提出了特殊的非实验的方法，称之为“民族心理学”的方法。

l 综观心理学研究的历史，可以这样说，实验法是心理学的主要研究方法，实验心理学的诞生意味着科学心理学的建立。它是使心理学成为一门独立科学的基石。当然，它也不是心理学的唯一的研究方法，它和观察法、临床法、问卷法等研究方法相辅相成，构成完整的心理学方法学。

第二章 实验设计
l 第一节 实验设计的基本类型
l 第二节 多变量实验技术
l 第三节 实验数据的统计分析
第一节 实验设计的基本类型
l 实验设计（experimental design）乃是进行科学实验前做的具体计划。它主要是控制实验条件和安排实验程序的计划。它的目的在于找出实验条件和实验结果之间的关系，做出正确的结论，来检验解决问题的假设。心理实验设计的内容包括：刺激变量（或刺激变项）（stimulus variable）的确定及其呈现的方式，反应变量（或反应变项）（response variable）的指标及其测量方法，对一切有关变量（或变项）（variable）的控制措施，确定被试者人数和选择被试者的方法，拟定主试在实验开始前对被试者要说的指示语，规定实验次数，安排实验程序，规定使用仪器的型号，处理实验数据的方法等等

l 一、被试者内设计

l 被试者内设计（或受试者内设计、单组实验设计）（within-subjects design）是每个被试者须接受自变量的所有情况的处理。其基本原理是：每个被试者参与所有的实验处理，然后比较相同被试者在不同处理下的行为变化。这种实验设计下的同一被试者既为实验组提供数据，也为控制组提供数据。因此，被试者内设计无需另找控制组的被试者。在实验研究中，如果实验者主要想研究每一个被试者对实验处理所引起的行为上的变化，一般可考虑采用被试者内设计。

l （一）实验前后设计
实验前后设计（experimental before-after design）是指在实验条件处理前对被试者进行观测的结果与实验条件处理后所做的同样观测的结果加以对比的设计。

l （二）定时系列设计
定时系列设计（time serial design）是指实验处理前对一组被试者作一系列的定时重复观测，然后实施实验处理。再对被试者作一系列的定时重复观测，分析自变量（实验处理）对因变量的关系。定时系列设计可以看作是前、后设计的扩展形式。定时系列设计，一般先分别求出实验处理前和实验处理后的平均数，也有分别取众数或中数的。

l （三）抵消实验条件的设计
l 抵消实验条件的设计（reversal experimental condition design）是指抵消实验过程中无关变量的一种设计。前面讲到，有些无关变量在某些实验情况下既不能被消除，又不能保持恒定。例如，单组实验往往由于前一处理影响后一处理的效果，产生顺序误差。为了抵消顺序误差，最简单的方法就是用ABBA的排列顺序来安排实验顺序。

l 二、被试者间设计
l 被试者内设计要求每一个被试者接受所有自变量处理，关键是如何安排各处理的先后次序。被试者间设计（或组间法）（between－subjects design）是要求每个被试者（组）只接受一个自变量处理，对另一被试者（组）进行另一种处理，故又称这种设计为独立组设计（independent－groupsdesign）。这种设计的主要问题是如何决定哪一个被试者（组）接受哪一个实验处理。若有两种以上的处理，有多少种处理就采用多少个被试者（组）。被试者间设计或独立组设计有两类设计技术：随机组设计和配对组设计。

l （一）随机组设计
随机组设计（或随机分组设计）是将被试者随机地分配在不同的组内接受不同的自变量处理。
l （二）配对组设计
配对组设计（或对等组设计）是随机组设计的一种逻辑扩展。配对组设计的目的是使各组的特性更加相同。这种设计
可控制组内变异和组间变异。

l 三、混合设计
l 混合设计（mixed design）乃是在一个实验中同时采用两种基本设计的实验设计。它要求一个自变量用一种设计处理，如被试者内设计处理，而另一个自变量用不同种类的设计处理，如被试者间设计处理。这时，实际上是在进行两个实验。如果某个实验要求处理三个自变量，可按同样的原理对三个自变量采用不同的设计。

第二节 多变量实验技术
l 多自变量（或多自变项）是指在一个实验中包含有两个或两个以上的自变量。它不是指同一自变量的多个水平。在心理学的刊物上较少发现只用一个自变量的实验研究报告。一个复杂的心理现象很少是单一刺激因素决定的，往往是多因素的结果。
l

l 一、多自变量实验的优点
l 1.效率高
l 2.实验控制较好
l 3.实验结果更有价值

l 二、多因素实验设计
l 多因素实验设计是指在同一个实验里可以同时观测两个或两个以上的自变量的影响，以及自变量与自变量交互作用的效果的实验设计。

l 三、拉丁方设计
l 拉丁方设计（或拉丁方格设计）（Latin－square design）是多变量实验设计中一种较为常用的设计方案。心理实验中采用循环法平衡实验顺序对实验结果的影响，就使实验顺序、被试者差异都作为一个自变量来处理。只要是实验中自变量的个数（因素）与实验处理水平数相同，而且这些自变量之间没有交互作用的存在时，都可采用拉丁方设计方案。

第三节 实验数据的统计分析
l 一、统计表和统计图
l （一）统计表
统计表的功能和结构 在心理学研究报告中免不了要用几张统计表。这是因为，统计表（statistical table）是对被研究的心理现象和过程的数字资料加以合理叙述的形式。它在叙述统计资料方面有着重要的作用，有人称之为统计的速记。设计良好的统计表使统计资料表现得充分、明显而又深刻、有力，可以避免冗长的叙述。统计表由标题、横行和纵栏、数字资料等要素
组成 。

l （二）统计图
l 统计图（statistical figure）乃是依据数字资料，应用点、线、面、体、色彩等来绘制成整齐而又规律、简明而又数量化的图形。统计图在数据整理中占有很重要的地位。一图知万言，一张简单的图形，就可以把一大堆数据中有用信息概括地表现出来。

二、实验数据的初步整理
实验所得资料只是表明每个个体的详细资料，为了能够反映综合特征，集中量和差异量是两个特别重要的参数。在次数分布上有两个重要特征：即重心位置和分布范围。用一定量数概括、规定重心位置的数字叫集中量，而用一定量数概括、规定分布范围的数字叫差异量。

（一）偶然误差与系统误差
偶然误差或机误是指实验中无法控制的偶然因素所引起的误差。有时在实验中还会出现另一种类型的误差，它的观测值不是分散在真值的两侧，而是有方向性和系统性的。

（二）集中量
l 对数据的概括了解，在统计学上常由二种量数来表示：一为表示集中趋势的集中量（或集中量数）；一为表示离中趋势的差异量。常用的集中量有平均数、中数和众数。

（三）差异量
l 对于数据变异性即离中趋势进行度量的一组统计量，称之为差异量（或变异量数）（mea-sures of variation）。这些差异量主要有全距、平均差、四分差、百分位差等，它们被称为低效差异量；标准差或方差被称为高效差异量。

三、显著性检验
（一）显著性检验的含义
表示样组上各种特性的常数叫做统计数，如平均数、中数、变差、差数、比值等等；表示全域特征的常数叫做参数，如全域的平均数、全域的中数、全域的差数、全域的比值等等。依照成套的、有系统的方法，借助样组去对全域参数作出某些表达，叫作统计推理（或统计推论）。使用这类方法的目的在于检验统计假设，从而解决研究中的问题。

（二） t检验
（三）F检验
（四）卡方检验

第三章 反应时间
l 第一节 反应时间的性质
l 第二节 测量反应时的仪器和方法
l 第三节 影响反应时间的因素
l 第四节 用反应时间分析信息加工的方法
第一节 反应时间的性质
l —、反应时间研究的简史
l 反应时间是指从刺激作用发生到引起机体外部反应开始动作之间的时距，它包含以下几个时段：第一时段，刺激使感受器产生了兴奋，其冲动传递到感觉神经元的时间；第二时段，神经冲动经感觉神经传至大脑皮质的感觉中枢和运动中枢，从那里经运动神经到效应器官的时间；第三时段，效应器官接受冲动后开始效应活动的时间，以上三个时段的总和即是反应时间。

l 二、简单反应时间和选择反应
l 简单反应时间（simple reaction time）是给予被试者以单一的刺激，要求他作同样的反应。被试的任务很简单，他预先已知道将有什么样的刺激出现并需要作出什么样的反应。
l 选择反应时间（choice reaction time）是根据不同的刺激物，在各种可能性中选择一种符合要求的反应。如安排红和绿两种不同的色光刺激，有两个反应键放在被试面前，规定其用左右手指各放在一个键上，并用右手反应红光，用左手反应绿光，这是选择反应测量的典型示例。

l 三、反应时间实验的要求
l 1.对被试反应的要求 首先从被试反应要求上看，应避免出现过早反应或其他错误的反应。
l 2.选择反应数目需要与辨别的刺激数目相等

l 四、反应时间的因变量
l 反应时实验中有二个基本因变量（或依变项），即速度和准确性。反应时间实验中的一个突出问题就是权衡反应速度和反应准确性的相互关系。人们都有这样的常识，当一个人很快去完成某件事时，他会比慢慢地做某件事犯更多的错误。反之，如果某人很正确地做某件事时，速度上就会变慢。心理学家称这种关系为速度-准确性权衡（speed－accuracy trade off）。

l 五、反应时间的实际应用
（一）相关的研究
（二）应用的研究

第二节 测量反应时的仪器和方法
l 一、刺激与反应键
l 不同类型反应时间的测定对刺激和反应键都有特殊的要求。如测试言语反应时间，除要设计增益高、失真小的电路系统，还需要性能完善的言语反应键。

l 二、自由落体直尺计时器
l 一般地说，计时器多是精密的仪器，而且价格昂贵。但是早期，皮耶隆（Piéron，1928）想出一种几乎不用花钱的既简便、无噪音而又相当准确的计时方法。这是一种最简单的计时器，严格地说，这还不是一种仪器而仅仅是一种测量工具。这一方法在于视觉实验时，主试用拇指将一根米尺笔直地按在墙上，尺的零点朝下，尺的上端在墙上跟被试者的平视相齐的记号处；被试者将拇指摆在尺的下端，准备阻止尺自由下落。实验时主试说“预备”，1、2秒钟后突然松开拇指，放开直尺，被试一接受刺激就立即用拇指再将尺按住。直尺下落的距离，就可折算成被试者的反应时间。

三、单摆微差计时器
l 这一测时装置最先是由恺泽（Kaiser1859）运用于天文学上对人差的测量，以观察两个摆长不同的摆锤视觉的重合来推算人造星体通过的时间，其后由桑福德（Sanford，1889）加以改进，用两摆的视觉合一来测量心理反应时间。

l 四、时间描记器
l 时间描记器又称记纹鼓，是早期生理心理研究中常用的仪器，当今精密的生理记录仪仍采用其工作原理。时间描记器利用一个等速运动的表面，如记纹鼓或摄影胶片，来记录刺激和反应的痕迹，并根据两个痕迹间的距离算出反应时间。

l 五、机械钟表计时器
l 早期使用的钟表式计时器有希普计时器和邓拉普计时器。钟表匠希普（Hipp，1843）应用摆的原理创制出一种可测量1毫秒的计时器，这是早期心理实验室精密计时器的雏形。

六、电子计时器
l 自20世纪50年代以来，各种新颖的电子计时器日益繁多，给反应时间研究提供了极为有利的条件。现代电子计时器已摆脱了传统的机械发条及摆锤结构，其基本部件一般采用晶振元件、集成电路（积体电路）及萤光数码（或液晶）时间显示器。

l 七、特殊摄影
l 当需要记录快速动作的反应时间或用很短的时间间隔连续记录反应时间时，可以把刺激的呈现、反应的动作及计时器的走时一齐拍入电影（录像或录影），必要时还可改变摄影画面的速度和距离，将反应时间加以“定格”或“放大”，使研究者更准确地获知反应时间。

第三节 影响反应时间的因素
l —、反应时间受刺激变量影响
（一）因刺激的不同类型而异
（二）因刺激的强度不同而异
（三）因刺激的复杂程度而异
（四）因刺激呈现方式不同而异

l 二、反应时间受机体变量影响
（一）适应水平
（二）准备状态
（三）练习次数
（四）动机
（五）年龄因素和个体差异
（六）酒精及药物的作用

第四节 用反应时间分析信息加工的方法
l —、减数法
（一）什么叫减数法
（二）减数法的典型实验

二、加因素法
（一）什么叫加因素法
（二）加因素法的典型实验
（三）开窗实验

第四章 传统心理物理法
l 第一节 阈限的性质
l 第二节 测定阈限的三种基本方法
l 第三节 心理量表法
第一节 阈限的性质
l 一、心理物理法的诞生
l 心理物理学（psychophysics）这个名词是由两个希腊字根 psyche和physike 所组成。费希纳的巨著《心理物理学纲要》震动了当时沉睡的世界。在《心理物理学纲要》公布后不久，费希纳的朋友沃尔克曼（1800～1877）就发表了其关于心理物理学的论文。德尔柏夫（1831～1896）于1885年受到费希纳的鼓舞，开始其对视觉的实验，后来对心理学的发展颇有贡献。威洛特（1818～1884）于1868年对光成分的时间感觉进行研究。

l 二、阈限及其操作定义
l 阈限可分为二种，即绝对阈限和差别阈限，可用心理物理法来测定。在一些普通心理学的教科书上，把绝对阈限定义为刚刚能引起感觉的最小刺激量；把差别阈限定义为刚刚能引起感觉的最小差别，按照这样的定义，还不能对这两种阈限进行测定。

第二节 测定阈限的三种基本方法
l 一、极限法
（一）用极限法测定绝对阈限
（二）用极限法测定差别阈限

l 二、平均差误法
（一）用平均差误法测定绝对阈限
（二）用平均差误法测定差别阈限
（三）误差及其控制

l 三、恒定刺激法
（一）用恒定刺激法测定绝对阈限
（二）用恒定刺激法测定差别阈限

l 四、三种心理物理法的比较
l 各有千秋。究竟使用哪种具体方法最为合适，则要根据研究的对象、要求而定。下面我们从四个方面来比较这三
种方法：

l 1.从感觉阈限的含义上比较
l 2.从被试者方面比较
l 3.从误差方面比较

第三节 心理量表法
l 一、顺序量表
（一）等级排列法
（二）对偶比较法

l 二、等距量表
（一）感觉等距法
（二）差别阈限法

l 三、比例量表
（一）分段法
（二）数量估计法

l 四、三种量表法的比较
l 我们不可过分追求绝对的测量，但也不能把归属于某种量表的资料当作另一种量表，进而运用适合后者的统计方法；也不能极其轻率地把顺序量表资料当作等距量表，运用适合等距量表的统计方法。为了使这些量表达到更好的效果，心理学家常常用许多变通的办法。例如，
为了使顺序量表升格成等距量表，最通常的方法就是把原始测验分数转换成。

第三章 现代心理物理法
l 第一节 阈限概念和理论的发展
l 第二节 信号检测论的原理
l 第三节 信号检测论的应用
第一节 阈限概念和理论的发展
l 一、阈限概念及其发展
（一）传统的阈限概念
（二）对传统阈限概念的异议

l 二、神经量子理论
l 由史蒂文斯等人（Stevensetal.， 1941）提出用来解释阈限的一种理论。他们在响度和音高的辨别实验中，推论其基本神经过程是按全或无定律（或全有全无律）（all-or-nonelaw）进行的。神经量子理论假设反应刺激变化过程的神经结构在机能上被分为各个单元或量子。具体地说，被试者只有在此增量大到足以兴奋一个附加的神经量子单位时，才能够察觉到刺激增量。必要的刺激增量的大小将取决于某一个刺激高于上一个兴奋了的神经单位的阈限多少。

l 三、史蒂文斯的幂定律
l 史蒂文斯认为存在着两种感觉连续体，即量的连续体和质的连续体，幂定律函数关系适用于量的连续体（prothetic continuum），这是一些对它们做出多少的判断的连续体。在这个连续体上的感觉的变化，是以刺激引起的神经兴奋多少为依据的。例如重量、响度、亮度等形成的连续体，都是量的连续体。史蒂文斯还认为，其他函数则可能来自与那种或那种的判断有关的质的连续体（metathetic continuum）。

l 四、物理相关论
l 物理相关论（physical correlatetheory）是由瓦伦（Warren， 1959）在20世纪50年代末至60年代初提出来的，它与史蒂文斯的心理物理定律是针锋相对的。这种理论认为，被试者作出感觉量的判断时，实际上是通过过去的经验对与刺激相联系的某种物理属性作出判断。由不同的感觉通道得到的各种变化的幂函数的指数并不反映不同的生物转换器的操作特点，相反是由被试者对于不同刺激的特定物理属性的反应所决定。

第二节 信号检测论的原理
l 一、信号检测论的由来
l 随着阈限理论和近代科学技术的发展，一种新的心理物理法——信号检测论诞生了。信号检测论（或讯号侦察论、讯号觉察论）（signal
detectiontheory，简称SDT）乃是信息论的一个分支，研究的对象是信息传输系统中信号的接受部分。它最早用于通讯工程中，即借助于数学的形式描述“接受者”在某一观察时间将掺有噪音的信号从噪音中辨别出来。信号检测论的形成有一个发展过程。

l 二、信号检测论的统计学原理
l 心理学上的信号检测实验一般是在信号和背景不易分清的条件下进行的。对信号检测起干扰作用的背景
叫噪音（noise），这“噪音”不仅是指纯音信号出现时其他的噪音而言的；在视觉实验中，伴随着亮点信号出现时的照度均匀的背景也叫做“噪音”。总之，对信号起着干扰作用的因素都可当作“噪音”。一般的心理物理的辨别实验，其中包含着刺激A和刺激B。在这种情况下，可将其中一个刺激作为噪音，另一个作为信号。

l 三、信号检测论的二个独立指标
（一）反应偏向
（二）敏感性指标

l 四、接受者操作特性曲线
l 接受者操作特性曲线，简称 ROC曲线，在心理学上又称为感受性曲线，这就是说，曲线上各点反映着相同的感受性，它们都是对同一信号刺激的反应，不过是在几种不同的判定标准下所得的结果就是了。
l 接受者操作特性曲线以虚惊概率为横轴，击中概率为纵轴所组成的坐标图和被试者在特定刺激条件下由于采用不同的判断标准得出的不同结果画出的曲线。

图 不同辨别力指数下的ROC曲线

l 第一节 视觉研究中的变量
l 第二节 视觉研究中的基本实验
l 第三节 颜色视觉
l 第四节 颜色的心理效应
第一节 视觉研究中的变量
l 一、视觉的物理刺激及其测量
（一）可见光谱
（二）单色光的单位
（三）光度学
l 二、视觉实验中的变量
（一）自变量
（二）控制变量
（三）因变量

l 一、视觉的物理刺激及其测量
（一）可见光谱
特定的光刺激人眼而引起视觉。光是一种电磁波，引起人类视觉的电磁波称为可见光谱。
在正常情况下，可见光谱的波长范围约380毫微米到780毫微米之间。

l （二）单色光的单位
光不仅可用波长来度量，也可用纯度、强度来度量。
l 与心理学关系密切的单色光单位有：
l 1.光强度
l 2.光通量
l 3.光照度
l 4.反射系数
l 5.光亮度

l （三）光度学
光度学（photometry）是一门研究可见光计算和测量的科学。光度学和心理学有特殊的关系。光度学的测量和计算是以心理学对人们的视觉系统感觉特征的研究为基础的，视觉心理研究则要应用光度学的知识和测量技术。

l 二、视觉实验中的变量
（一）自变量
视觉实验研究中的自变量可以大致归为如下几类：
1.刺激变量 刺激变量（或刺激变项）（stimulus variable）是指刺激因其本身的不同特胜而产生不同的视觉效果。

l 2.背景条件 背景条件也可以作视觉实验的一类自变量，目的在于使标准刺激恒定。
l 3.被试者特点 被试变量是指在某一方面，被试者间彼此不同的个体差异。视敏度、辨色力是常见的个体特征。其他如年龄、机体状态在视觉实验中作为自变量都有获得显著意义的证据。

（二）控制变量
在视觉研究中，有一个较为突出的问题是累积效应的预防。累积效应（accumulative effect）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。

（三）因变量
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。
第二节 视觉研究中的基本实验
l 一、视觉适应的研究
（一）暗适应
（二）明适应
l 二、视敏度
（一）视角和视网膜映象
（二）视敏度测定及其特征
（三）影响视敏度的若干因素
l 三、闪光临界融合频率
（一）测量闪光临界融合频率的方法
（二）影响闪光临界融合频率的因素

l 一、视觉适应的研究
视觉适应一般涉及“暗适应”和“明适应”。
（一）暗适应
对低亮度环境的感受性缓慢提高的过程，称为暗适应（dark adaptation）。

l （二）明适应
人从暗处到亮处，眼睛大约经过一分钟就能适应，这是明适应（或亮适应）（light adaptation）。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。

l 二、视敏度
视敏度（visual acuity）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。
（一）视角和视网膜映象
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。
视角（visual angle）与眼到物体的距离成反比。视网膜映象是倒置的，但经大脑皮层的调整，我们感受到的还是正的像。

l （二）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：

l （三）影响视敏度的若干因素
距离对视敏度的影响呈现一种反比关系，即距离增加，视敏度下降。影响视敏度的因素除了上述的物体大小和距离之外，主要还有：
1.不同亮度会影响视敏度
2.物体与背景之间的对比度不同，视敏度将受到影响
3.视网膜不同部位的视敏度也不同
4.视觉的适应影响视敏度
5.闪光盲会降低视敏度
6.练习可以大大提高对目标物的视敏度

l 三、闪光临界融合频率
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（flicker fusion）。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（critical flicker frequency，简
称CFF）。

（一）测量闪光临界融合频率的方法
闪光临界融合频率最早是用制成扇形的圆盘在光源前旋转来测定的。顾名思义，称之为转盘闪烁方法（rotation disc flicker method）
转盘闪烁方法在测试时由被试者控制转速，旋转慢时，可以看到间断的闪光，但是达到一定速度就可以感到连续的光亮，即闪光临界融合频率。这种闪烁还可以测量闪光强度。用转盘闪烁方法测量CFF的缺点是，由于光源来自外部，光源即使照射到黑的部分也会有光反射出来，因此，亮度控制较差，转速的频率测量有时也不太准确。

（二）影响闪光临界融合频率的因素
l 1.闪光临界融合频率随光相的强度增高而增高
l 2.刺激面积 小面积的闪光临界融合频率比大面积的闪光临界融合频率来得低。
l 3.在视网膜中，杆体细胞和锥体细胞的闪光临界融合频率是不同的
另外，一些附加刺激的作用，如声音、味觉、嗅觉等刺激都可以改变闪光临界融合频率。一些材料表明，年龄、疲劳、缺氧等因素都影响到闪光临界融合频率。
第三节 颜色视觉

l 一、视觉的颜色现象
（一）颜色的基本特征
颜色可分为两大类：非彩色和彩色。非彩色是指从黑色到白色，由深浅不同的灰色组成的系列 。
非彩色系列是无色系列，基本特征主要是明度。
视觉感受一种颜色取决于三个特性，即亮度、色调和饱和度。

l （二）颜色混合和混合定律
颜色混合（或混色）（color mixture）涉及两大法则，一是满足色光混合的加色法，二是符合颜色混合的减色法。导致这两种混合方向相反的原因主要是由于材料的物理属性不同。

l 1.光谱中的色光混合是一种加色法
加色法（或相加混色）（additive mixture）的原色是红、绿、蓝，它们的波长分布属于可见光谱的两端和中部。用三架幻灯机同时投射这三色光并使之重叠在一起时，我们看到的是白色光。

l 加色法的结果可用简单的式子表示如下：
l 红色+绿色=黄色
红色+蓝色=紫色
蓝色+绿色=青色
红色+蓝色+绿色=白色

l 2.用颜料、油漆等的混合配色是一种方法
减色法（或相减混色）（subtractive mixture）的三原色是黄、青、紫，它们是加色法三原色的补色（complementary color）。彩色电视主要是应用加色法，即彩色光在显象管光屏上组合是相加混合的结果。而彩色电影的画面则由黄、青、品红三种影片染料按减色法处理构成的。

l 3.混色定律 各混色光对视觉器官的作用是相加的过程，而且，遵循以下三条规律，即相加混色三定律。这三条定律具体内容是：
l （1）补色律
l （2）居间律
l （3）代替律

l 4.混合颜色的方法
l 二种常用的混合颜色的简易方法：
l 一种采用一套已知透光率的良好滤色片，透光率不同的滤色片可以得到光谱中各种单色，然后，把它们同时投射在不反光的白色屏幕或视网膜的同一部位上，这是一种方便又对精度没有什么影响的做法。
l 另一种混合方法更简单，用色轮就可以。色轮（或混色轮）（color wheel）乃是一个由不同颜色扇形所组成的圆盘，套在旋转器的轴上，在转速超过闪光临界频率时（约30转/秒），即产生一种均匀的混合色。

l （三）颜色视野和光谱敏感性
l 人眼注视外界景物，大约有近似2°的直径范围能获得最清晰的感觉，称为中央凹视觉（foveal visual）；
l 在中央视觉周围的区域只能获得模糊的视觉景象，这是边缘视觉（peripheral visual）；
l 人眼的中央凹视觉和边缘视觉用视野计（perimeter）能够准确地测量。

l 二、颜色的视觉现象
（一）颜色对比
颜色对比（color contrast）是两种不同的色光同时作用于视网膜的相邻区域，或者相继作用于视网膜的同一区域时，颜色视觉所发生的变化。
l 同时对比
l 继时对比

l （二）颜色适应
先看到的色光对后看到的色光的影响叫作色适应。
以每秒钟一次的黄色小闪光投射在注视点上，观察者注视红色强光视野，待适应后再回头看原来的黄色闪光。开始闪光变成了绿色，经过一段时间后才逐渐增加了黄色的感觉成分，几分钟后，才完全恢复黄色闪光的感觉。这就是典型的颜色适应（vision adaptation）现象。

（三）颜色常性
人眼对物体颜色的感知，在外界条件变化的时候，仍能保持相对不变，表现出颜色常性（或颜色恒常性）（color constancy）。这对人类适应环境的过程具有重要意义。

l 三、颜色的标定
（一）孟塞尔颜色系统
孟塞尔颜色系统（Munsell color system）是根据美国美术教师和画家孟塞尔（Albert H.Munsell，1858～1918）提出的颜色排列方案标色的方法。它用色调、明度、饱和度的测量标度来标色，这三个量分别对应于主波长、明度和强度（或纯度）。

（二）光源与颜色标定
度量颜色首先要弄清楚是在什么样的光源照