人类认知的一项基本功能是精确快速地识别物体。目前物体识别研究已经从以物体为中心理论和以观察者为中心理论的“双峰对峙”,发展到以物体为中心理论、以观察者为中心理论、联合表征观的“三足鼎立”。以物体为中心理论强调形状加工,以观察者为中心理论强调视图加工,联合表征观则认为二者都重要。纵观以往研究,物体识别过程中形状加工和视图加工的关系尚缺乏一致性的实验依据。已有研究证明二者的关系会受到视觉经验和任务目标的调节。Buetti等人(2016)提出了视觉加工双重模型,揭示二者关系还与表征阶段有关。总之,通过行为实验间接推测二者关系的居多,直接追踪二者表征时序性的较少。本研究基于联合表征观,通过行为实验和眼动技术考察形状加工和视图加工在物体识别不同阶段是如何进行实时交互,以及在视觉经验和任务目标调节下是如何形成视觉表征的。本文包括三个研究10个实验。研究一以没有视觉经验的新异物体为材料,证明形状加工和视图加工在新异物体识别中存在部分分离和部分联合的表征。实验1以3个小几何体组成的物体为材料,发现表面材质被自动加工了,它和形状加工在基础水平出现分离,样例水平出现联合。实验2在保证形状不变前提下,将材质信息改变为正镜像信息,发现它和形状加工在基础水平出现联合。实验3增加小几何体数量及它们之间的相似性,并进行6种角度旋转,发现角度被优先加工,它和形状加工出现联合。实验4在实验3基础上,不改变形状,将角度信息改为阴影信息,发现内部阴影也被优先加工,且存在联合表征。研究二以拥有视觉经验的常见物体为材料,考察两种加工联合表征机制及视觉经验的作用。实验5发现,形状加工和材质加工在基础和样例水平出现了联合。实验6发现,正镜像加工和形状加工亦在这两个水平出现了联合。实验7发现,形状加工和角度加工只在直接任务中出现了联合。实验8发现,形状加工和阴影加工的联合也只出现在直接任务中。比较两个研究表明,视觉经验在形状加工和视图加工关系中起到了调节作用。研究三在前两个行为实验基础上,采用眼动追踪技术进一步考察两种加工在不同时间窗下是如何实时交互的。实验9发现,正镜像加工更多出现在表征早期,形状加工出现在整个过程中。实验10发现,阴影加工也主要出现在早期,形状加工亦出现在整个过程中。两个实验综合表明,眼动指标可反映不同信息的认知速度和先后顺序,亦可反映细节信息的表征特点。人们在首次形成局部形状表征和整体视图表征的认知速度上存在联合,拥有视觉经验者可以更快地表征形状信息,在形状信息不足时会联合视图信息表征。综合三个研究结果,本文得出:形状加工和视图加工之间的关系是部分分离部分联合的,三维物体视觉识别是一个多种信息层级式联合表征的过程。(1)形状加工和视图加工在新异物体和常见物体识别中都存在分离表征。(2)当形状信息不足或视觉经验缺乏时,人们会联合多种视图信息的细节特征来表征。二者联合表征的特点表现为层级式联合表征,并不是简单的“全或无”的表征。(3)层级式联合表征现象不能仅用以物体为中心理论或者以观察者为中心理论单独解释,而是体现了多种信息联合表征的理论融合思想。本文结合Buetti等人(2016)的视觉加工双重模型,构建了双重表征三阶段模型。“双重表征”指两种不同表征方式,包括自动的、快速的、不需要意志努力的整体表征和非自动的、较慢的、需要意志努力的分析表征。“三阶段”是在时间维度上划分的。三维物体视觉识别将经历粗略的视图加工、粗略的形状加工和精确的细节加工三个阶段,整个表征过程会受到视觉经验和任务目标的调节。与已有模型相比,双重表征三阶段模型侧重描述了物体视觉识别不同信息之间的联合表征关系及动态交互表征过程。这不仅缓解了已有理论模型之间的争议,而且推进了人们对物体识别中多种信息联合表征现象的理解,但其适用性尚待进一步研究。
