空间参照系建立的时间特征(2)
已有研究表明，场景的对称轴方向可以克服观察视点方向从而决定空间参照系的建立(Greenauer& Waller，2010；Liu，Mou，& McNamara，2012；Mou，Liu，& McNamara，2009)。在本研究中，一个由7个黑色圆点组成能够标记物体位置的具有对称轴的背景，在物体呈现之前或学习结束之后出现，用来考察空间参照系建立的时间特征。
2.实验1物体位置学习前场景结构短暂出现，空间参照系的建立
2.1 研究目的
本实验想要考察当学习序列随机呈现，在场景结构短暂出现然后消失的条件下，场景结构能否决定空间参照系的建立。如果在进行物体位置学习之前，短暂呈现的场景结构能决定空间参照系的建立，则说明空间参照系的建立可能发生在对物体位置的编码阶段之前，即证明了空间参照系建立时间上的第一种可能性，也就是说，人在学习物体位置之前，先建立一个空间参照系，然后根据这个参照系来记忆物体的位置。
2.2 研究方法
2.2.1 被试
被试为16名在校大学生或者研究生(平均年龄24.6岁)，男女各半，视力或矫正视力正常，以前未参加过类似实验。
2.2.2 实验设计
对于参加本研究的所有被试，实验都为单因素实验设计，自变量为完成相对方向判断任务时的想象朝向(本实验中共有8个想象朝向，0到315度以45度为间隔，其中一个朝向为学习朝向，其他为新颖朝向)。因变量为被试从听到目标物体到完成指向任务时的反应时间和绝对误差角度，其中反应时间为主要因变量。角度误差是被试用游戏杆进行指向反应的指向方向和目标物体的真实方向的绝对角度差。
2.2.3 实验材料
学习场景学习过程是在一个6×8米的长方形房间里进行的，房间四周的墙壁由黑色的帘子覆盖，确保排除掉其它可以影响记忆结果的视觉因素。整个学习场景由虚拟现实系统呈现出来，七个物体呈现在一张圆形的桌子上，桌子上面对应每个物体的位置上都呈现了同物体直径大小相当的七个黑色的圆点，从而标出了整个场景的几何结构。桌子的高度为69cm，直径为80cm，七个物体分别是小球、电池、苹果、蜡烛、夹子、瓶子、小锁，他们之间没有明显的语意联系，也没有相似的视觉特征(如图1所示)。其中，夹子和瓶子，夹子和电池之间的距离都是21.2cm，夹子和苹果之间的距离是30cm。我们把整个场景的对称轴方向(沿着瓶子-苹果-小球)定义为0°方向，观察视点方向(沿着夹子-苹果)定义为315°。因此，其他的角度也相应的被定义。例如，沿着小锁-苹果的方向被定义为45°方向。虚拟学习场景通过NVIS视频头盔呈现，被试的头部转动由PPT运动捕捉系统进行追踪。从而精确的呈现周围的虚拟环境。
测试项目 空间记忆的每一组测试的方式为想象你站在物体A，面对着物体B，请指向物体C。(例如：想象你站在瓶子，面对着苹果，请指向蜡烛。)前面两个物体建立了你的想象朝向(如瓶子和苹果)，第三个物体是目标物体(如蜡烛)。测试项目中共有8个想象朝向(0°，45°，90°，135°，180°，225°，270°，315°)，例如O°对应同被标记为0°的方向一致的所有朝向(例如：站在瓶子面对着苹果，站在小锁面对着蜡烛，站在夹子面对着蜡烛)，315°对应同被标记为315°的方向一致的所有朝向(例如：站在夹子面对着苹果，站在电池面对着小球，站在瓶子面对着蜡烛)。指向的方向(目标物体相对于想象朝向的方向)被划分成三个区域。前方(45°-0°和0°-315°)，侧方(315°-225°和135°-45°)和后方(135°-180°和180°-225°)。因此产生出48个试次(trial)，在每个想象朝向上有6个试次，共有8个想象朝向。这些试次根据如下规则产生：在每个朝向上保证有三对站着的和面对的物体；在前方、侧方和后方这三个方向中的每个方向保证有两个目标物体被用到；在每个想象朝向上的六个物体，每个都被用两次；在所有的朝向上，每个物体被作为站着的、面对的和指向的物体次数一样。因此，指向的方向在各个朝向上是相等的。被试总共需要进行10组测试，每组48个试次。在每组中，测试的试次出现的顺序随机呈现。所以每个被试共需要完成480个试次。
2.2.4 实验程序
被试首先阅读实验知情同意书，同意后签字。在实验中，被试首先从一个观察视点学习整个场景，学习结束之后进行相对方向判断的任务。实验按照单个被试逐一进行，具体包括练习、学习和测试三个阶段。每组测试之间被试可以休息，每个被试实验过程大约需要3.5到4个小时左右。
练习阶段被试通过练习1到2组(每组8个试次)任务完成练习阶段，在练习过程中主试通过给予被试反馈来使被试熟悉测试过程和游戏杆的使用。
学习阶段被试完成练习阶段后，由主试带领进入学习的房间，被试站在学习的位置(整个场景的315°的方向，学习位置与桌子之间距离为190厘米)之后去除眼罩，戴上虚拟现实头盔对物体的位置进行学习。在学习过程中，首先，被试会看到一张圆形的桌子，桌子上面有对应七个物体位置的黑色圆点，这些黑色的圆点在呈现5秒钟之后消失，然后主试按键，第一个物体呈现，然后消失，接着下一个物体呈现，再消失，直到七个物体都呈现完。每个物体的呈现时间相等，两个物体之间没有时间间隔，整个场景呈现时间共30秒。在此过程中，所有物体呈现的顺序是随机的。七个物体都呈现完之后，主试要求被试闭上眼睛，根据记忆指向物体并同时说出物体的名称。这种学习-指向过程一共进行10次。被试完成学习阶段后，带上眼罩，由主试带领到另外一个房间进行测试。
测试阶段：首先被试坐在椅子上，带上眼罩和耳机，拿好游戏杆，通过按游戏杆上的一个键来开始每一次试次，测试的试次呈现在计算机屏幕上，通过计算机传送到无线耳机中。过程如下，被试首先按键听到“想象你站在物体A面对着物体B”(例如：想象你站在瓶子面对着苹果)。当被试在脑海中清晰地形成自己站在什么地方面对着什么地方的画面之后，扣动游戏杆上的扳机之后立即会听到“请指向物体C”(例如：请指向蜡烛)。被试会根据记忆中的物体位置将游戏杆指到相应的方向。实验指导语要求被试尽量准确地指向物体的位置，被试相对方向判断任务的错误角度和反应时间都同时被记录。 (刘仙芸 刘书青 王超)
2.实验1物体位置学习前场景结构短暂出现，空间参照系的建立
2.1 研究目的
本实验想要考察当学习序列随机呈现，在场景结构短暂出现然后消失的条件下，场景结构能否决定空间参照系的建立。如果在进行物体位置学习之前，短暂呈现的场景结构能决定空间参照系的建立，则说明空间参照系的建立可能发生在对物体位置的编码阶段之前，即证明了空间参照系建立时间上的第一种可能性，也就是说，人在学习物体位置之前，先建立一个空间参照系，然后根据这个参照系来记忆物体的位置。
2.2 研究方法
2.2.1 被试
被试为16名在校大学生或者研究生(平均年龄24.6岁)，男女各半，视力或矫正视力正常，以前未参加过类似实验。
2.2.2 实验设计
对于参加本研究的所有被试，实验都为单因素实验设计，自变量为完成相对方向判断任务时的想象朝向(本实验中共有8个想象朝向，0到315度以45度为间隔，其中一个朝向为学习朝向，其他为新颖朝向)。因变量为被试从听到目标物体到完成指向任务时的反应时间和绝对误差角度，其中反应时间为主要因变量。角度误差是被试用游戏杆进行指向反应的指向方向和目标物体的真实方向的绝对角度差。
2.2.3 实验材料
学习场景学习过程是在一个6×8米的长方形房间里进行的，房间四周的墙壁由黑色的帘子覆盖，确保排除掉其它可以影响记忆结果的视觉因素。整个学习场景由虚拟现实系统呈现出来，七个物体呈现在一张圆形的桌子上，桌子上面对应每个物体的位置上都呈现了同物体直径大小相当的七个黑色的圆点，从而标出了整个场景的几何结构。桌子的高度为69cm，直径为80cm，七个物体分别是小球、电池、苹果、蜡烛、夹子、瓶子、小锁，他们之间没有明显的语意联系，也没有相似的视觉特征(如图1所示)。其中，夹子和瓶子，夹子和电池之间的距离都是21.2cm，夹子和苹果之间的距离是30cm。我们把整个场景的对称轴方向(沿着瓶子-苹果-小球)定义为0°方向，观察视点方向(沿着夹子-苹果)定义为315°。因此，其他的角度也相应的被定义。例如，沿着小锁-苹果的方向被定义为45°方向。虚拟学习场景通过NVIS视频头盔呈现，被试的头部转动由PPT运动捕捉系统进行追踪。从而精确的呈现周围的虚拟环境。
测试项目 空间记忆的每一组测试的方式为想象你站在物体A，面对着物体B，请指向物体C。(例如：想象你站在瓶子，面对着苹果，请指向蜡烛。)前面两个物体建立了你的想象朝向(如瓶子和苹果)，第三个物体是目标物体(如蜡烛)。测试项目中共有8个想象朝向(0°，45°，90°，135°，180°，225°，270°，315°)，例如O°对应同被标记为0°的方向一致的所有朝向(例如：站在瓶子面对着苹果，站在小锁面对着蜡烛，站在夹子面对着蜡烛)，315°对应同被标记为315°的方向一致的所有朝向(例如：站在夹子面对着苹果，站在电池面对着小球，站在瓶子面对着蜡烛)。指向的方向(目标物体相对于想象朝向的方向)被划分成三个区域。前方(45°-0°和0°-315°)，侧方(315°-225°和135°-45°)和后方(135°-180°和180°-225°)。因此产生出48个试次(trial)，在每个想象朝向上有6个试次，共有8个想象朝向。这些试次根据如下规则产生：在每个朝向上保证有三对站着的和面对的物体；在前方、侧方和后方这三个方向中的每个方向保证有两个目标物体被用到；在每个想象朝向上的六个物体，每个都被用两次；在所有的朝向上，每个物体被作为站着的、面对的和指向的物体次数一样。因此，指向的方向在各个朝向上是相等的。被试总共需要进行10组测试，每组48个试次。在每组中，测试的试次出现的顺序随机呈现。所以每个被试共需要完成480个试次。
2.2.4 实验程序
被试首先阅读实验知情同意书，同意后签字。在实验中，被试首先从一个观察视点学习整个场景，学习结束之后进行相对方向判断的任务。实验按照单个被试逐一进行，具体包括练习、学习和测试三个阶段。每组测试之间被试可以休息，每个被试实验过程大约需要3.5到4个小时左右。
练习阶段被试通过练习1到2组(每组8个试次)任务完成练习阶段，在练习过程中主试通过给予被试反馈来使被试熟悉测试过程和游戏杆的使用。
学习阶段被试完成练习阶段后，由主试带领进入学习的房间，被试站在学习的位置(整个场景的315°的方向，学习位置与桌子之间距离为190厘米)之后去除眼罩，戴上虚拟现实头盔对物体的位置进行学习。在学习过程中，首先，被试会看到一张圆形的桌子，桌子上面有对应七个物体位置的黑色圆点，这些黑色的圆点在呈现5秒钟之后消失，然后主试按键，第一个物体呈现，然后消失，接着下一个物体呈现，再消失，直到七个物体都呈现完。每个物体的呈现时间相等，两个物体之间没有时间间隔，整个场景呈现时间共30秒。在此过程中，所有物体呈现的顺序是随机的。七个物体都呈现完之后，主试要求被试闭上眼睛，根据记忆指向物体并同时说出物体的名称。这种学习-指向过程一共进行10次。被试完成学习阶段后，带上眼罩，由主试带领到另外一个房间进行测试。
测试阶段：首先被试坐在椅子上，带上眼罩和耳机，拿好游戏杆，通过按游戏杆上的一个键来开始每一次试次，测试的试次呈现在计算机屏幕上，通过计算机传送到无线耳机中。过程如下，被试首先按键听到“想象你站在物体A面对着物体B”(例如：想象你站在瓶子面对着苹果)。当被试在脑海中清晰地形成自己站在什么地方面对着什么地方的画面之后，扣动游戏杆上的扳机之后立即会听到“请指向物体C”(例如：请指向蜡烛)。被试会根据记忆中的物体位置将游戏杆指到相应的方向。实验指导语要求被试尽量准确地指向物体的位置，被试相对方向判断任务的错误角度和反应时间都同时被记录。 (刘仙芸 刘书青 王超)