摘要 視覺標記是與任務(wù)目標相關(guān)的自上而下的優(yōu)先選擇解釋機制。視覺標記理論對preview效益――對后出現(xiàn)項目的視覺優(yōu)先選擇現(xiàn)象――提供了合理的解釋：對先出現(xiàn)的項目自上而下的抑制提高了對后出現(xiàn)項目的優(yōu)先選擇等級。首先介紹視覺標記經(jīng)典實驗范式和preview效益，然后闡述研究者對視覺標記抑制機制的兩種主要觀點，進而介紹其他優(yōu)先選擇理論對preview效益的解釋及其局限性，最后指出視覺標記研究中亟待解決的問題。
　　關(guān)鍵詞 視覺標記，優(yōu)先選擇，preview效益，視覺搜索。
　　分類號 B842
　　
　　視覺系統(tǒng)會優(yōu)先選擇與當前行為目標相關(guān)的項目，忽略無關(guān)項目。這種視覺優(yōu)先選擇（prioritizing selection）現(xiàn)象及其機制一直是視覺搜索研究關(guān)注的焦點。視覺標記（visual marking）是一種近期提出的對后出現(xiàn)項目的視覺優(yōu)先選擇的解釋機制[1]，能合理闡釋preview效益（preview benefit）。視覺標記研究成果不僅有助于進一步深化和完善視覺搜索理論，而且具有生態(tài)學意義，可以被靈活應(yīng)用于許多現(xiàn)實情境中，設(shè)計和控制視覺優(yōu)先選擇的對象[1]。
　　本文將首先介紹視覺標記理論及其經(jīng)典實驗范式以及實驗中的preview效益，其次闡述視覺標記抑制機制的兩種主要觀點，然后介紹幾種有代表性的其他選擇解釋機制，并分別說明它們對preview效益的解釋的局限性，最后對視覺標記研究領(lǐng)域進行總結(jié)和展望。
　　
　　1 視覺標記
　　視覺標記是自上而下的優(yōu)先選擇解釋機制，用于解釋先出現(xiàn)項目優(yōu)先等級下降、后出現(xiàn)項目優(yōu)先等級提高的現(xiàn)象。
　　1.1 視覺標記的經(jīng)典實驗范式
　　Waston和Humphreys最先對視覺標記進行研究[1]。他們采用三種實驗條件：單特征搜索條件、顏色-形狀特征聯(lián)合搜索條件和間隔條件。在間隔條件中，先呈現(xiàn)一部分干擾物，1000ms后再呈現(xiàn)另一部分干擾物和靶子（靶子可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)），靶子如果出現(xiàn)，將只出現(xiàn)在后呈現(xiàn)的項目中。實驗結(jié)果表明，在上述三種條件中，間隔條件的靶子搜索成績顯著優(yōu)于特征聯(lián)合搜索條件的成績，與單特征搜索條件的成績非常接近[1]。Waston和Humphreys認為，出現(xiàn)這種優(yōu)勢是因為觀察者抑制了先出現(xiàn)項目的位置，使后出現(xiàn)項目具有較高的視覺優(yōu)先選擇等級。
　　1.2 視覺標記實驗中的preview效益
　　Watson和Humphreys的視覺標記研究發(fā)現(xiàn)了preview效益，即間隔條件下的靶子搜索成績接近單特征搜索條件下的成績，顯著優(yōu)于特征聯(lián)合搜索條件下的成績[1]。Preview效益要求先后出現(xiàn)的項目之間的時間間隔至少為400ms，而研究者一般選擇1000ms以使preview效益充分出現(xiàn)。靜止的刺激和運動的刺激都會產(chǎn)生preview效益[13]。preview效益受先出現(xiàn)項目的形狀變化和運動變化的影響，也受后出現(xiàn)項目和背景的亮度變化以及兩組項目的顏色相似性的影響。Preview效益沒有因遮擋而消失，但會受第二任務(wù)的影響，這說明preview效益的產(chǎn)生消耗注意資源，視覺標記中的注意瞬脫（attentional blink）研究也支持這一點[46]。
　　1.3 視覺標記的生理學基礎(chǔ)
　　事件相關(guān)電位（ERP）和功能磁共振成像（fMRI）研究為視覺標記提供了生理學依據(jù)。ERP實驗發(fā)現(xiàn)，先出現(xiàn)項目呈現(xiàn)時，額葉-頂葉區(qū)（fronto-parietal regions）有明顯的持續(xù)負波出現(xiàn)[7]。fMRI實驗表明，先出現(xiàn)項目會在頂葉上部（superior parietal lobe）出現(xiàn)較早的明顯激活，不同于后出現(xiàn)項目引起的顳葉-頂葉連接區(qū)（temperoparietal junction region）的激活，頂葉上部的激活可能反映了對舊位置空間地圖的編碼或視覺選擇本身的操作偏向[8]。
　　2 視覺標記的抑制機制
　　自視覺標記理論被提出以來，研究的焦點一直集中在標記的表征內(nèi)容上，也就是視覺標記究竟標記和抑制了什么表征。研究者對此主要有兩種觀點：基于先出現(xiàn)項目的位置的抑制和基于先出現(xiàn)項目的特征的抑制。
　　2.1 基于先出現(xiàn)項目的位置的抑制
　　Watson和Humphreys認為，視覺標記是對先出現(xiàn)項目的位置做標記，這些位置受到抑制，從而使后出現(xiàn)的項目獲得優(yōu)先選擇[1]。探點探測實驗為上述說法提供了支持，觀察者對先出現(xiàn)項目位置上的探點探測成績低于后出現(xiàn)項目位置上的探點探測成績[9]。當先出現(xiàn)的項目的編碼加工不受干擾時，對其所在位置的抑制最為有效[5]。有研究者認為，在視覺標記加工中，視覺短時記憶可能存貯了先出現(xiàn)項目的位置，有關(guān)位置的記憶被建立并被激活，這些位置在后來的搜索中被排除[10]。
　　
　　2.2 基于先出現(xiàn)項目的特征的抑制
　　視覺標記抑制機制的另一種觀點是先出現(xiàn)項目的特征被標記，進而產(chǎn)生基于特征的抑制，使后出現(xiàn)的具有不同特征的項目的優(yōu)先選擇等級被提高[11,12]。抑制將其作用施加于兩組項目之間的共同特征或使這兩組項目形成的表征上。先后出現(xiàn)項目的顏色變化、先出現(xiàn)項目的形狀變化和亮度變化[1315]、先出現(xiàn)項目和靶子的特征相似性[16,17]等都對視覺標記的抑制作用有影響，為基于先出現(xiàn)項目特征的抑制觀點提供了實驗支持。
　　2.3 兩種抑制觀點的關(guān)系
　　上述兩種抑制觀點還經(jīng)常分別被用來解釋對靜止項目和運動項目的視覺標記：對于靜止項目，主要發(fā)生基于先出現(xiàn)項目的位置的抑制[1]；對于運動項目，主要發(fā)生基于項目特征的抑制[2]。而近期的實驗發(fā)現(xiàn)，靜止項目也可能發(fā)生基于項目特征的抑制[12]。因此，這兩種抑制機制之間的關(guān)系，以及它們分別與靜止項目和運動項目之間的對應(yīng)解釋關(guān)系，目前還不甚明了�；�于先出現(xiàn)項目的位置的抑制和基于項目特征的抑制可能并不互相排斥，因為抑制有可能發(fā)生在視覺選擇的不同水平上[1,6,15]。
　　總的來說，根據(jù)視覺標記理論，觀察者能夠最大限度地利用可得信息。如果能夠獲得某些可區(qū)分的特征（如顏色和方向），抑制過程在利用基于位置的抑制之外，還會利用這些可得的特征信息，使忽略無關(guān)項目的可能性最大化。如果特征信息不可得，視覺標記就依賴基于位置的抑制；而如果基于位置的抑制不可得或很難獲得（如運動的項目），視覺標記就依靠基于特征的信息；當所有信息均不可得時，視覺標記就失敗了[12]。
　　Atchley等人對視覺標記進行了更全面的闡述，認為視覺標記是與任務(wù)目標相關(guān)的自上而下的優(yōu)先選擇機制，對后出現(xiàn)項目的優(yōu)先選擇是通過標記先出現(xiàn)項目的位置、顏色、形狀和運動來實現(xiàn)的[18]。
　　3 其他優(yōu)先選擇解釋機制及其局限性
　　自Watson和Humphreys提出視覺標記解釋機制以來，一些研究者也試圖用其他機制說明先后呈現(xiàn)的項目的優(yōu)先選擇，常被提及的主要有項目突然出現(xiàn)自動獲得注意（abrupt onset capture of attention）的解釋、返回抑制（inhibition of return）解釋和時間分離假說（temporal segregation hypothesis）。
　　3.1 項目出現(xiàn)自動獲得注意的解釋
　　項目出現(xiàn)自動獲得注意在對preview效益的解釋中常被提及，它是一種刺激驅(qū)動的自下而上的解釋機制，強調(diào)刺激本身突然出現(xiàn)或發(fā)生變化對優(yōu)先選擇的影響。而視覺標記是一種自上而下的抑制機制，強調(diào)觀察者的意愿和所要完成的任務(wù)的作用，可以隨觀察者的意愿被打開或關(guān)閉[1]。當觀察者所要完成的任務(wù)要求抑制先出現(xiàn)的項目時，視覺標記是明顯有助于視覺搜索的優(yōu)先選擇機制[18]。視覺標記中的老齡化研究也支持視覺標記與當前任務(wù)要求有關(guān)[11]。
　　Donk和Theeuwes的實驗發(fā)現(xiàn)，當后出現(xiàn)的項目和背景是同等亮度時，preview效益消失了，這似乎支持項目出現(xiàn)自動獲得注意的解釋[19]。但Watson等人[3]對Donk等人[19]的實驗結(jié)果做了不同解釋，他們認為，也許要先后出現(xiàn)的項目的位置被清楚地加以分離后，標記才可能發(fā)生，而亮度變化所造成的優(yōu)先選擇可能是由于對位置的標記同時對亮度的改變也敏感，不能因此而否認抑止機制。
　　自動獲得注意機制所能涉及的新出現(xiàn)項目的數(shù)量是有限的，這會使新出現(xiàn)項目中只有一部分被優(yōu)先選擇，這和preview效益不一致[3]。而且，在舊項目位置上發(fā)生的改變并不總是會引起新項目的優(yōu)先選擇[1]。除此之外，自動獲得注意機制不能解釋在遮擋條件下仍然存在preview效益的現(xiàn)象[5]，也不能預(yù)測第二任務(wù)對preview效益的干擾和第二任務(wù)對探點探測任務(wù)所產(chǎn)生的積極效果[1,4,15]。自動獲得注意機制本身的容量限制，其相當快的時間進程，以及對局部亮度改變的敏感性都表明，它不能為preview效益提供完整的解釋。
　　3.2 返回抑制
　　另一種被用來解釋preview效益的機制是返回抑制。當某個物體或某個位置以前被注意過，再次注意這個物體或位置的反應(yīng)時會變慢，這被稱為返回抑制。返回抑制的容量比較小，一般最多只能抑制后4個或5個位置。而在preview搜索中，先出現(xiàn)項目的數(shù)量多于其容量限制，因而返回抑制不適宜解釋preview效益。而且，當先出現(xiàn)的項目消失后再次出現(xiàn)，根據(jù)返回抑制的解釋，對先出現(xiàn)項目位置的抑制會一直保留，再次出現(xiàn)在以前位置的干擾物將仍被抑制。但實驗結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，再次出現(xiàn)的干擾物沒有受到抑制，并與新出現(xiàn)的項目競爭注意資源[1]。另外，視覺標記的加工過程需要意識參與，它對相關(guān)項目的屬性敏感，這都與返回抑制不同[4,6]。生理學的證據(jù)也表明視覺標記和返回抑制有不同的控制和調(diào)節(jié)腦區(qū)[20]。
　　3.3 時間分離假說
　　時間分離假說認為，觀察者主要依靠時間分離線索對后出現(xiàn)項目進行優(yōu)先選擇，而無需抑制先出現(xiàn)的項目[21]。盡管這個解釋強調(diào)了抑制解釋沒有涉及的知覺分組加工，但它不能說明先后出現(xiàn)的項目在搜索條件下所產(chǎn)生的探點探測差異，也不能說明為什么第二任務(wù)干擾preview效益，以及為什么先出現(xiàn)項目的一些改變會干擾搜索，而另一些改變沒有干擾搜索[15]。
　　上述三種優(yōu)先選擇機制說明了先后呈現(xiàn)項目的優(yōu)先選擇中的一些現(xiàn)象，但不能提供完整全面的解釋，而視覺標記理論則從抑制角度對先后呈現(xiàn)項目的優(yōu)先選擇做了頗具說服力的闡述。然而，上述機制也不能被完全否定。最近的研究發(fā)現(xiàn)，除了視覺標記這個主動選擇機制之外，被動機制可能也有貢獻。視覺標記中的記憶研究也說明了這一點[10]。
　　4 總結(jié)和展望
　　視覺標記是對時間上先后呈現(xiàn)項目的優(yōu)先選擇的解釋機制，標記的加工可以由觀察者控制，能被很快打開和關(guān)閉。顯然，當我們處在一片叢林中時，對樹木的抑制可以使我們將更多注意分配到新出現(xiàn)的物體上，但樹木的變化也會引起我們的注意，以便覺察危險的存在。因此，對新出現(xiàn)項目的優(yōu)先選擇的主動控制具有重要的生態(tài)學意義，它可以使觀察者及時調(diào)整對物體的優(yōu)先選擇，適應(yīng)當前的任務(wù)和環(huán)境。
　　視覺標記理論自1997年由Watson和Humphreys提出以來，一直在與其他解釋機制的爭論過程中不斷發(fā)展。研究者從最初關(guān)注基于先出現(xiàn)項目的位置的抑制，到關(guān)注基于項目特征的抑制，再到可能的后出現(xiàn)項目中的干擾物的抑制，視覺標記的抑制機制的研究在不斷深入。然而，視覺標記的研究中還存在亟待解決的五個問題。
　　首先，視覺標記的主動機制和被動機制在先后呈現(xiàn)項目的優(yōu)先選擇加工中的作用及其相互影響還有待進一步探討。在上述研究回顧中我們也看到新出現(xiàn)項目對觀察者的選擇也有影響，被動機制可能具有某些貢獻[19]。
　　第二，視覺標記的基于先出現(xiàn)項目位置的抑制和基于特征的抑制這兩種解釋之間的關(guān)系和適用范圍還不明確。它們可能分別適用于不同情況：視覺標記的前期研究發(fā)現(xiàn)，靜止項目可以被基于位置的抑制所忽略[1]，運動項目可以被基于特征的抑制所忽略[2]；但最近的研究發(fā)現(xiàn)，有時基于特征的抑制也對靜止項目有作用[4]；而在某些情況下，即使不可能發(fā)生基于特征的抑制，運動項目也可以被忽略[22]。由此看來，有時一種抑制機制就可以說明問題，但有時卻需要兩種機制。除了上述兩種解釋機制之外，也許還有其他抑制機制起作用，如對后出現(xiàn)項目中的干擾物的抑制促進了靶子的搜索成績。
　　第三，單純的形狀變化對視覺標記的影響還不清楚。在以往對舊干擾物形狀變化所產(chǎn)生的影響的研究中，通常在形狀變化的同時還包含項目身份變化的重疊效果[13]，因此，將來的研究應(yīng)嘗試考察單純的形狀變化的作用。
　　第四，目前的視覺標記實驗所使用的實驗材料比較單一，限制了在某些屬性特征上的考察。大多實驗都使用字母作為刺激[1]，還有少量使用線條[12]，但很少使用幾何圖形。使用其他刺激材料是否也可以得到與字母刺激同樣的結(jié)果還有待驗證，而使用幾何圖形作為刺激也許更適宜考察形狀等特征變化的影響[13]。
　　最后，間隔條件的preview效益在某些情況下存在，而在另外一些情況下卻沒有出現(xiàn)[17]。發(fā)生這種現(xiàn)象的條件和原因還需要深入思考，因此，有必要系統(tǒng)地比較上述兩種情況下的結(jié)果，進一步考察視覺標記抑制機制及其可能發(fā)生的變化。
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　　Visual Marking: A Mechanism of Prioritizing Selection
　　
　　Hao Fang 1, 2Fu Xiaolan 1
　　(1State Key Laboratory of Brain and Cognitive Science, Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)
　　(2Graduate School, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China)
　　
　　Abstract: Visual marking has more reasonably explained the phenomena of prioritizing selection that occur in temporal asynchrony between new and old items. Theory of visual making supposes that the top-down inhibition of old items prioritizes new items. This article reviewed the classical experiment paradigm of visual marking and the preview benefit, and then summarized two views of inhibition mechanisms, i.e., the inhibition based on the location and the inhibition based on the feature. Several other mechanisms and relevant limitations were analyzed. The implication in the study of visual marking was provided.
　　Key words: visual marking, prioritizing selection, preview benefit, visual search.
　　
　　收稿日期：2005-03-11
　　 本研究得到中國科技部973項目（2002CB312103）、國家自然科學基金重點項目（60433030）和面上項目（30270466）、中國科學院心理研究所創(chuàng)新重點項目（0302037）經(jīng)費支持。
　　通訊作者：傅小蘭，E-mail: fuxl@psych.省略

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