顏色學(xué)習(xí)影響顏色感知的實(shí)證研究

李 艷 劉力赫（通訊作者）

一、引言

顏色是視覺感知過程中獲得信息的最快途徑，它可以直接影響我們的感知與情緒。在生活中，我們通過顏色特征來描述特定的物像，提示某種信號(hào)，表達(dá)一些抽象的含義。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可通過色彩的運(yùn)用對(duì)產(chǎn)品的使用方式進(jìn)行示意，或是通過顏色向使用者傳達(dá)某種情感；因此，對(duì)顏色感知規(guī)律的研究非常重要，它不但可以從基礎(chǔ)理論的角度去支持設(shè)計(jì)研究，也可以從應(yīng)用層面指導(dǎo)產(chǎn)品、機(jī)器、環(huán)境的色彩設(shè)計(jì)以更好地適應(yīng)人，推動(dòng)人因工程學(xué)的發(fā)展。

在設(shè)計(jì)中我們通常會(huì)考慮到顏色引起的一些心理變化，基于顏色三大屬性—色相、明度和純度的感知，如色相會(huì)影響人們感知顏色的冷暖；顏色明度的高低會(huì)使物體產(chǎn)生膨脹感，且高明度物體比低明度物體顯大；顏色的明度也同時(shí)會(huì)影響對(duì)物體輕重的感知，高明度的顏色感覺輕快流暢，極具動(dòng)感；低明度的顏色則有重量感，給人沉穩(wěn)的感受；顏色的進(jìn)退感與色相、明度、純度多種因素相關(guān)，暖色系和高純度的具有前進(jìn)的效果，冷色系和低純度有后退感；有人還認(rèn)為顏色是有味道的，黃色給人香甜的感覺，橙色給人酸甜的感覺，藍(lán)色給人咸的感覺；經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐，人們將顏色與質(zhì)地聯(lián)系起來，如粉色代表柔軟、溫柔，金色代表金屬、堅(jiān)硬感。暗與強(qiáng)的色彩給人粗糙、淳樸感，明、輕、弱的色彩給人細(xì)潤(rùn)、豐滿感。在情感上，艷麗的顏色一般與興奮、愉快的情緒密切相關(guān)，而淡雅的顏色則與冷靜、平淡的情緒密切相關(guān)。

因此，在工業(yè)設(shè)計(jì)中，如果人們能更深層次地了解到人們對(duì)于顏色感知的影響因素，就能夠更加科學(xué)的使用顏色這一要素，為設(shè)計(jì)增加更多可控性和亮點(diǎn)。

二、色彩感知的研究現(xiàn)狀

通常情況下，人們認(rèn)為對(duì)于顏色的感知是一種知覺現(xiàn)象，是先天決定的，但近年來，有人認(rèn)為是后天的認(rèn)知影響了人們對(duì)顏色的感知，而檢驗(yàn)顏色的后天認(rèn)知與顏色感知之間關(guān)系的典型方法是對(duì)顏色類別知覺的研究。人類在知覺顏色時(shí),可以把連續(xù)的光譜分為不同的類別(紅、綠、藍(lán)等)進(jìn)行感知。在顏色距離相同的前提下,個(gè)體區(qū)分不同類別的色塊比區(qū)分同一類別色塊更快、更準(zhǔn)確，這種現(xiàn)象被定義為顏色類別知覺效 應(yīng)（Categorical Perception of Color），以下簡(jiǎn)稱顏色CP效應(yīng)。目前對(duì)顏色類別知覺的研究存在三種理論假說：普遍進(jìn)化理論、語言關(guān)聯(lián)假說（Sapir-Whorf假說）、相互作用理論。

1、普遍進(jìn)化理論認(rèn)為,是先天的顏色感知影響了人們后天的顏色認(rèn)知，是顏色的物理性質(zhì)和人體的生理規(guī)律共同決定了對(duì)顏色的感知，并在感知的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了后天對(duì)顏色的認(rèn)知，分化出了不同的顏色詞語。對(duì)于顏色的感知是一種知覺現(xiàn)象，是普遍存在的，語言無法對(duì)其產(chǎn)生影響。研究者們從以下幾個(gè)方面證實(shí)了這一觀點(diǎn)：

（1） 語義分析法：1969年，博林（Berlin）和凱（Kay）對(duì)20種語言的顏色命名數(shù)據(jù)采用語義分析的方法進(jìn)行分析后，提出了一種普遍性假設(shè)，語言中對(duì)顏色不同的命名是基于顏色感知的，在不同語言之中普遍存在11種基本的顏色類別：黑、白、紅、黃、綠、藍(lán)、棕、紫、粉紅、橙和灰，在語言中對(duì)顏色更多的描述詞都是由這11種基本顏色提取擴(kuò)充出來的。這一結(jié)果為普遍進(jìn)化理論的研究提供了重要證據(jù)。

（2） 在習(xí)得語言前的嬰兒身上發(fā)現(xiàn)顏色CP效應(yīng)：蓬斯坦（Bornstein）等人對(duì)四個(gè)月的嬰兒使用習(xí)慣化范式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)嬰兒不僅能感知顏色，并且能以和成人相同的方式感知顏色，存在著對(duì)色相的初級(jí)分類。

2、支持語言關(guān)聯(lián)假說的研究者認(rèn)為，不同地區(qū)的人們根據(jù)母語中不同的顏色詞，對(duì)看到的顏色進(jìn)行分類和感知。語言極大地影響著人們對(duì)顏色的感知和顏色分類邊界，甚至完全塑造了對(duì)顏色的感知。研究方向主要有以下幾點(diǎn):

（1）顏色類別知覺的跨文化研究：威納維爾（Winawer）采用兩項(xiàng)迫選任務(wù)對(duì)俄羅斯人和英國(guó)人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)俄羅斯人在區(qū)分淺藍(lán)色和深藍(lán)色時(shí)表現(xiàn)出了顏色CP效應(yīng)，英國(guó)人在區(qū)分同樣的兩種顏色時(shí)則沒有表現(xiàn)出該效應(yīng)，語言背景影響了人們的色彩感知。

（2）顏色類別知覺效應(yīng)的左腦偏側(cè)化：顏色CP效應(yīng)的偏側(cè)化優(yōu)勢(shì)是吉爾伯特（Gilbert）等人在英國(guó)被試進(jìn)行色環(huán)搜索實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，只有當(dāng)目標(biāo)色塊出現(xiàn)在右視野時(shí)，會(huì)出現(xiàn)顯著的顏色CP效應(yīng)，吉爾伯特等人認(rèn)為被試在區(qū)分右視野色塊時(shí)受到了左腦的顏色詞匯的輔助影響。

（3）神經(jīng)生理學(xué)研究：隨著技術(shù)的發(fā)展，更多研究從神經(jīng)生理學(xué)層面支持了語言關(guān)聯(lián)假說。蒂埃里（Thierry）采用ERP技術(shù)對(duì)希臘人和英國(guó)人進(jìn)行Oddball實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)希臘人在觀看兩個(gè)藍(lán)色時(shí)的視覺失匹配負(fù)波（vMMN）要顯著大于兩個(gè)綠色刺激，而英國(guó)人觀看兩個(gè)藍(lán)色和兩個(gè)綠色的vMMN無顯著差異。

在普遍進(jìn)化理論和語言關(guān)聯(lián)假說的研究中都有研究者發(fā)現(xiàn)了不同的結(jié)果。隨著研究的深入，研究方法的多樣化，近年來，有研究者提出，顏色的感知既受到先天知覺的影響，也受到后天認(rèn)知的影響，二者相互作用，共同決定了人們對(duì)顏色的感知。其中張積家等人在查閱了大量的文獻(xiàn)研究資料后，提出了“顏色詞與顏色認(rèn)知關(guān)系的相互作用理論”(Interactive Theory of Color Terms and Color Cognition)，該理論認(rèn)為，影響顏色感知的因素有物理、生理、認(rèn)知、智力、語言和文化六個(gè)因素。

基于以上分歧，本研究將從兩個(gè)方向上采用實(shí)驗(yàn)手段對(duì)影響顏色感知的因素進(jìn)行探究。

三、實(shí)驗(yàn)1：顏色的學(xué)習(xí)對(duì)顏色感知的直接影響

1、方法

（1） 被試

36名在校大學(xué)生，其中學(xué)習(xí)組A組13名（男生7名，女生6名），學(xué)習(xí)組B組13名（男生7名，女生6名），對(duì)照組10名（均為男生），平均年齡為24.25歲，母語均為漢語，全員右利手，視力正常。所有被試都通過了實(shí)驗(yàn)前的被試篩選，即：實(shí)驗(yàn)前所有被試的藍(lán)綠顏色分界均落在G3和B1之間，被試認(rèn)為 G1、G2、G3為綠色，B1、B2、B3為藍(lán)色。

（2） 儀器

實(shí)驗(yàn)程序采用E-prime 3.0軟件編程。實(shí)驗(yàn)刺激用Acer22英寸專業(yè)顯示器呈現(xiàn)，屏幕分辨率為1680×1050像素。實(shí)驗(yàn)時(shí)雙眼距離屏幕距離約為70厘米。

（3） 材料

材 料 選 用 G3（13,160,147）、B1（0,159,168）、B2（0,157,188）、B3（49,151，202）四種顏色（圖1），呈現(xiàn)在RGB值為（192,192,192）灰色背景上，在實(shí)驗(yàn)中四種顏色按照類別、色差兩兩組合共有四種組合方式：

圖1：筆者，實(shí)驗(yàn)材料

①色差為1個(gè)距離類別關(guān)系為類別間：G3-B1。

②色差為1個(gè)距離類別關(guān)系為類別內(nèi)：B2-B3。

③色差為2個(gè)距離類別關(guān)系為類別間：G3-B2。

④色差為2個(gè)距離類別關(guān)系為類別內(nèi)：B1-B3。

每個(gè)顏色對(duì)里目標(biāo)顏色和干擾顏色可以互相交換，目標(biāo)顏色可能出現(xiàn)在左右兩個(gè)位置，即共有4×2×2種組合方式。每種組合出現(xiàn)十次。共160個(gè)試次,隨機(jī)呈現(xiàn)。為防止被試在按鍵時(shí)形成節(jié)奏感，影響反應(yīng)時(shí)，將相鄰兩個(gè)試次之間的時(shí)間間隔設(shè)為500～1000毫秒之間的隨機(jī)數(shù)。

（4） 設(shè)計(jì)與程序

實(shí)驗(yàn)采用2（類別：類別間/類別內(nèi)）×2（色塊距離：色差1/色差2）×2（測(cè)試時(shí)間：前測(cè)/后測(cè)）三因素設(shè)計(jì)。在前測(cè)的正式實(shí)驗(yàn)前，為了使被試了解實(shí)驗(yàn)流程，被試需要先做一個(gè)與正式實(shí)驗(yàn)流程一致，僅包含有32個(gè)試次的練習(xí)實(shí)驗(yàn)。正式實(shí)驗(yàn)的流程（圖2）為：在灰色背景上，首先呈現(xiàn)隨機(jī)時(shí)間為500～1000毫秒之間的紅色“+”注視點(diǎn)，然后在屏幕上出現(xiàn)被試判斷界面，被試需要在保證正確率的情況下快速判斷下部?jī)蓚€(gè)色塊中哪個(gè)色塊與上方顏色一致，如果左邊的色塊與上方色塊一致，按“F”鍵，如果右邊的色塊與上方色塊一致，按“J”鍵。被試按鍵后跳轉(zhuǎn)到下一試次，若判斷界面呈現(xiàn)2500毫秒后被試仍未按鍵，則直接跳轉(zhuǎn)到下一試次。系統(tǒng)記錄從呈現(xiàn)被試判斷界面到被試按鍵的反應(yīng)時(shí)間和被試按鍵的錯(cuò)誤率，計(jì)時(shí)單位為毫秒，誤差為±1毫秒。實(shí)驗(yàn)組A、實(shí)驗(yàn)組B、對(duì)照組經(jīng)過六天的訓(xùn)練達(dá)到訓(xùn)練目標(biāo)后，進(jìn)行后測(cè)實(shí)驗(yàn)，后測(cè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)時(shí)間段及實(shí)驗(yàn)材料均與前測(cè)相同。

圖2：筆者，二項(xiàng)迫選實(shí)驗(yàn)流程

（5） 訓(xùn)練任務(wù)流程

在識(shí)記任務(wù)中，首先呈現(xiàn)紅色“+”注視點(diǎn)500毫秒，隨后在灰色背景上呈現(xiàn)一個(gè)色塊，同時(shí)呈現(xiàn)該色塊的新名字和讀音，被試識(shí)記該色塊的新名字后按空格鍵進(jìn)入下一個(gè)試次，識(shí)記任務(wù)包含60個(gè)試次。在命名任務(wù)中，首先呈現(xiàn)紅色“+”注視點(diǎn)600毫秒，隨后在灰色背景上呈現(xiàn)一個(gè)色塊，要求被試使用特制鍵盤按鍵，以剛剛學(xué)習(xí)的新名字命名該色塊。若被試命名正確，則屏幕呈現(xiàn)“?”和該色塊的正確讀音，同時(shí)以聲音反饋被試：“答對(duì)了”。若被試命名錯(cuò)誤，則屏幕呈現(xiàn)“?”和該色塊的正確讀音，同時(shí)以聲音反饋被試：“答錯(cuò)了，該色塊為（正確的新名字）色”。被試再次識(shí)記正確的新名字后按空格鍵進(jìn)入下一個(gè)試次，命名任務(wù)包含60個(gè)試次，記錄被試命名任務(wù)的正確率。在匹配任務(wù)中，首先呈現(xiàn)600毫秒的注視點(diǎn)“+”，隨后在灰色背景上呈現(xiàn)一個(gè)色塊，并同時(shí)出現(xiàn)聲音，聲音為四個(gè)新名字中隨機(jī)的一個(gè)的讀音，要求被試判斷呈現(xiàn)的色塊與聲音是否匹配，若匹配，按“M”鍵，若不匹配，按“X”鍵。若被試按鍵正確，則屏幕呈現(xiàn)“?”和該色塊的正確讀音，同時(shí)以聲音反饋被試：“答對(duì)了”。若被試命名錯(cuò)誤，則屏幕呈現(xiàn)“?”和該色塊的正確讀音，同時(shí)以聲音反饋被試：“答錯(cuò)了，該色塊為（正確的新名字）色”。被試再次識(shí)記正確的新名字后按空格鍵進(jìn)入下一個(gè)試次，匹配任務(wù)學(xué)習(xí)組A組包含40個(gè)試次，學(xué)習(xí)組B組和對(duì)照組包含60個(gè)試次，記錄被試匹配任務(wù)的正確率。

2、結(jié)果與分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，本?shí)驗(yàn)的分析重點(diǎn)在同等色差條件下被試對(duì)類別間、類別內(nèi)的反應(yīng)時(shí)及正確率差異；各訓(xùn)練組在訓(xùn)練前后的反應(yīng)時(shí)及正確率差異；不同訓(xùn)練組在訓(xùn)練后的反應(yīng)時(shí)及正確率差異。因?yàn)楸辉囋谧龀龇磻?yīng)之前，刺激一直存在于屏幕上，所以實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確率很高，前測(cè)實(shí)驗(yàn)被試總的正確率為96.49%，數(shù)據(jù)分析時(shí)剔除錯(cuò)誤反應(yīng)試次和M±2SD之外的數(shù)據(jù)，所有被試的顏色辨別的總體正確率均高于90%。

（1） 實(shí)驗(yàn)組A前后測(cè)對(duì)比分析

在反應(yīng)時(shí)上進(jìn)行2（色差1/色差2）×2（類別間/類別內(nèi)）×2（前測(cè)/后測(cè)）的重復(fù)測(cè)量方差分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)色差主效應(yīng)顯著，色差為1條件比色差為2條件反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p<0.001；類別的主效應(yīng)顯著，類別內(nèi)條件比類別間條件反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p<0.001；測(cè)量時(shí)間的主效應(yīng)邊緣顯著，前測(cè)比后測(cè)反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p=0.063。色差和類別的交互效應(yīng)顯著，p<0.05。進(jìn)一步通過簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于類別效應(yīng)，無論在色差為1還是在色差為2的條件下，類別內(nèi)條件都比類別間條件反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)。

正確率的方差分析表明，色差的主效應(yīng)顯著，色差為2的正確率顯著大于色差為1的正確率，p<0.01；類別的主效應(yīng)邊緣顯著，類別間條件的正確率顯著大于類別內(nèi)條件，p=0.062。色差和類別的交互效應(yīng)邊緣顯著，p=0.06。

（2） 實(shí)驗(yàn)組B前后測(cè)對(duì)比分析

對(duì)實(shí)驗(yàn)組B的反應(yīng)時(shí)進(jìn)行2（色差1/色差2）×2（類別間/類別內(nèi)）×2（前測(cè)/后測(cè)）重復(fù)測(cè)量方差分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)色差主效應(yīng)顯著，色差為1條件比色差為2條件反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p<0.001；類別的主效應(yīng)顯著，類別內(nèi)條件比類別間條件反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p<0.01；測(cè)量時(shí)間的主效應(yīng)邊緣顯著，前測(cè)比后測(cè)反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p=0.06。色差和類別的交互效應(yīng)顯著，p<0.01。測(cè)量時(shí)間、色差、類別的交互作用邊緣顯著，p=0.056。進(jìn)一步通過簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于類別效應(yīng)，在色差為1和色差為2條件下，類別內(nèi)條件都比類別間條件反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)。對(duì)于色差效應(yīng)，無論在類別間還是類別內(nèi)條件下，色差為1的反應(yīng)時(shí)都比色差為2的反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)。對(duì)三因素交互作用進(jìn)行簡(jiǎn)單效應(yīng)分析，結(jié)果顯示，在色差為1類別內(nèi)條件下，前測(cè)比后測(cè)反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p<0.05，在色差為1類別間條件下，前測(cè)與后測(cè)反應(yīng)時(shí)無顯著差異，p=0.17；在色差為2條件下，前測(cè)比后測(cè)反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)；無論在前測(cè)還是后測(cè)，類別間還是類別內(nèi)，色差為1條件下的反應(yīng)時(shí)都顯著大于色差為1條件下的反應(yīng)時(shí)（p<0.001）；無論在前測(cè)還是后測(cè)，色差1還是色差2，類別內(nèi)條件下的反應(yīng)時(shí)均大于類別間條件的反應(yīng)時(shí)（p<0.05），其中在前測(cè)色差2條件下，類別效應(yīng)邊緣顯著，類別內(nèi)反應(yīng)時(shí)顯著大于類別間反應(yīng)時(shí)，p=0.078。

正確率的方差分析表明，色差的主效應(yīng)顯著，色差為2的正確率顯著大于色差為1的正確率，p<0.01。

（3） 對(duì)照組前后測(cè)對(duì)比分析

對(duì)對(duì)照組的反應(yīng)時(shí)進(jìn)行2（色差1/色差2）×2（類別間/類別內(nèi)）×2（前測(cè)/后測(cè)）重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)色差主效應(yīng)顯著，色差為1條件比色差為2條件反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p<0.001；類別的主效應(yīng)顯著，類別內(nèi)條件比類別間條件反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p<0.05；色差和類別的交互效應(yīng)顯著，p<0.05。其余效應(yīng)均不顯著。進(jìn)一步通過簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于類別效應(yīng)，在色差為1條件下，類別內(nèi)條件比類別間條件反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，p<0.05。在色差為2條件下，類別內(nèi)條件與類別間條件的反應(yīng)時(shí)無顯著差異，p=0.81。對(duì)于色差效應(yīng)，無論在類別間還是類別內(nèi)條件下，色差為1的反應(yīng)時(shí)都比色差為2的反應(yīng)時(shí)顯著更長(zhǎng)，對(duì)于類別間，p<0.001；對(duì)于類別內(nèi)，p<0.001。

正確率的方差分析表明，色差的主效應(yīng)顯著，色差為2的正確率顯著大于色差為1的正確率，p<0.01。

3、討論

被試對(duì)類別間試次的辨別能力更強(qiáng)，這與前人研究結(jié)果一致?？傮w上來說，本實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果如下：（1）人們對(duì)顏色的差異敏感，被試更容易區(qū)分色差大的兩個(gè)顏色；（2）在顏色差異相等的前提下，人們區(qū)分類別間的兩個(gè)顏色比區(qū)分類別內(nèi)兩個(gè)顏色要更容易，即顏色CP效應(yīng)的證實(shí)；（3）訓(xùn)練過程即顏色詞的習(xí)得過程可以影響人們對(duì)顏色的感知。但本研究預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)組B類別間顏色對(duì)（訓(xùn)練后變?yōu)轭悇e內(nèi)）的后測(cè)反應(yīng)時(shí)顯著長(zhǎng)于前測(cè)，實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示B組對(duì)類別間顏色對(duì)的辨別反應(yīng)時(shí)在訓(xùn)練前后無顯著差異，因此需要更進(jìn)一步的研究來解釋這一現(xiàn)象。

四、實(shí)驗(yàn)2：顏色的學(xué)習(xí)影響顏色感知的腦機(jī)制

1、方法

（1） 被試

對(duì)26名被試大學(xué)生進(jìn)行了測(cè)試，其中有三名被試的數(shù)據(jù)因偽跡過多、信號(hào)質(zhì)量差等原因被排除在外。最后共有23名符合實(shí)驗(yàn)要求的被試數(shù)據(jù)被記錄，其中學(xué)習(xí)組A組12名（男生六名，女生六名），學(xué)習(xí)組B組11名（男生五名，女生六名），平均年齡為24.08歲，母語均為漢語，無視覺類疾病，身體健康。所有被試均通過了實(shí)驗(yàn)前的被試篩選，并在實(shí)驗(yàn)前簽署了實(shí)驗(yàn)知情同意書。實(shí)驗(yàn)前要求所有被試保持規(guī)律的作息和良好的飲食習(xí)慣。

（2） 儀器

實(shí)驗(yàn)程序采用E-prime 3.0軟件編程。實(shí)驗(yàn)刺激用Acer22英寸專業(yè)顯示器呈現(xiàn),屏幕分辨率為1680×1050像素。雙眼與屏幕的距離約為70厘米。腦電記錄儀器采用Neuroscan公司的64導(dǎo)腦電帽，以雙側(cè)乳突點(diǎn)為參考電極,垂直眼電由放置在左眼上下側(cè)的電極記錄，水平眼電由放置在兩眼外側(cè)的電極記錄。信號(hào)采樣率是1000赫茲，在實(shí)驗(yàn)過程中，頭皮與電極的接觸電阻均小于15千歐姆。記錄時(shí)根據(jù)被試需求調(diào)整腦電帽松緊度，要求被試腳底平放于地面，調(diào)整好坐姿，實(shí)驗(yàn)中保持呼吸平穩(wěn)，盡量不移動(dòng)身體。

（3） 實(shí)驗(yàn)材料及流程

實(shí)驗(yàn)采用2（類別：類別間/類別內(nèi)）×2（色差：色差1/色差2）×2（實(shí)驗(yàn)組別：學(xué)習(xí)組A組/學(xué)習(xí)組B組）三因素混合設(shè)計(jì)，其中實(shí)驗(yàn)組別為被試間變量，類別和色塊距離為被試內(nèi)變量。

在經(jīng)過如第三節(jié)實(shí)驗(yàn)1中“訓(xùn)練任務(wù)流程”所示的訓(xùn)練任務(wù)后，進(jìn)行腦電實(shí)驗(yàn)。如圖3所示，將實(shí)驗(yàn)材料制作為圓形或方形顏色塊。其中標(biāo)準(zhǔn)刺激和偏差刺激是圓形色塊，但偏差刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激顏色不同，目標(biāo)刺激是方形色塊。做好實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備后，提示被試開始練習(xí)實(shí)驗(yàn)。被試完成練習(xí)實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)理解實(shí)驗(yàn)要求后進(jìn)入正式試驗(yàn)。正式實(shí)驗(yàn)流程如圖4所示，每個(gè)刺激的出現(xiàn)時(shí)間為800毫秒，相鄰兩個(gè)色塊的顯示時(shí)間間隔是200毫秒。實(shí)驗(yàn)共有四個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組包含300個(gè)色塊，將300個(gè)色塊分為30組，每組10個(gè)色塊，在這10個(gè)色塊中偽隨機(jī)的呈現(xiàn)七次標(biāo)準(zhǔn)刺激，兩次偏差刺激(不連續(xù)呈現(xiàn))，一次目標(biāo)刺激，30組色塊的呈現(xiàn)順序隨機(jī)。每個(gè)區(qū)組的實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為五分鐘，每相鄰兩個(gè)區(qū)組之間要求被試閉眼休息五分鐘，一次完整的腦電實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為35分鐘。另外需要解釋的是，本實(shí)驗(yàn)試次的確定是在蒂埃里等人的研究基礎(chǔ)上，通過多次預(yù)實(shí)驗(yàn)調(diào)整后確定的，滿足誘發(fā)vMMN的條件且實(shí)驗(yàn)過程中被試的疲勞程度適中。

圖3：筆者，各區(qū)組的標(biāo)準(zhǔn)刺激、偏差刺激、目標(biāo)刺激設(shè)置

圖4：筆者，腦電實(shí)驗(yàn)流程（圖為1個(gè)區(qū)組，正式實(shí)驗(yàn)包含4個(gè)區(qū)組）

2、結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)采用Neuroscan公司的Curry8軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體步驟如下：參考電極選擇雙側(cè)乳突（M1、M2），采用低通20赫茲進(jìn)行濾波，去除眼電，肌電等偽跡，以刺激呈現(xiàn)為標(biāo)記點(diǎn)，選擇刺激呈現(xiàn)前100毫秒到呈現(xiàn)后700毫秒的時(shí)間段進(jìn)行分段，用刺激呈現(xiàn)前100毫秒的腦電作基線矯正。根據(jù)前人研究，vMMN在枕部區(qū)域最大，將枕部電極 O1，O2，Oz，POz，PO3，PO4，PO7，PO8合成一個(gè)電極，對(duì)相同刺激條件下的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加處理，經(jīng)過基線矯正和平均后得出每個(gè)被試在不同刺激條件下的平均腦電波形，最后由偏差刺激減去標(biāo)準(zhǔn)刺激，得到各條件下失匹配負(fù)波的波形。最后根據(jù)總平均圖，確定本實(shí)驗(yàn)vMMN的測(cè)量窗口為200～300毫秒。

所有被試對(duì)目標(biāo)刺激的命中率均大于95%，表明被試對(duì)目標(biāo)刺激投入了更多的注意。取刺激呈現(xiàn)后200～300毫秒時(shí)間窗內(nèi)N2的波幅進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果顯示，在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組中目標(biāo)刺激都比標(biāo)準(zhǔn)刺激誘發(fā)了更大的N2（圖5）。F（1,22）=25.52，p<0.001，η2=0.54。被試對(duì)目標(biāo)刺激的反應(yīng)模式符合誘發(fā)vMMN的條件。

圖5：筆者，目標(biāo)刺激的N2大于標(biāo)準(zhǔn)刺激的N2

對(duì)兩組被試的vMMN的波幅和潛伏期進(jìn)行2（類別：類別間/類別內(nèi)）×2（色差：色差1/色差2）×2（組別：學(xué)習(xí)組A組/學(xué)習(xí)組B組）重復(fù)測(cè)量方差分析。

（1） 波幅

將各條件下偏差刺激的波形與標(biāo)準(zhǔn)刺激的波形相減（圖6），得到vMMN波（圖7），對(duì)vMMN波幅進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組A比實(shí)驗(yàn)組B的波幅顯著更大，p<0.05。色差為2條件比色差為1條件波幅顯著更大，p<0.05。類別間條件比類別內(nèi)條件波幅顯著更大，p=0.067。色差和類別的交互效應(yīng)顯著；色差和組別的交互效應(yīng)顯著；類別和組別的交互效應(yīng)邊緣顯著。

圖6：筆者，實(shí)驗(yàn)組A和實(shí)驗(yàn)組B各實(shí)驗(yàn)條件下目標(biāo)刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激的平均波形：a.實(shí)驗(yàn)組A色差1各條件下波形；b.實(shí)驗(yàn)組A色差2各條件下波形；c.實(shí)驗(yàn)組B色差1各條件下波形；d.實(shí)驗(yàn)組B色差2各條件下波形。

圖7：筆者，實(shí)驗(yàn)組A和實(shí)驗(yàn)組B各條件下的vMMN

進(jìn)一步通過簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組A在類別間刺激產(chǎn)生的vMMN波幅顯著大于類別內(nèi)，p<0.05，實(shí)驗(yàn)組B在類別間刺激產(chǎn)生的vMMN波幅與類別內(nèi)無顯著差異，p>0.1；對(duì)實(shí)驗(yàn)組A和實(shí)驗(yàn)組B進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組A在類別間刺激產(chǎn)生的vMMN波幅顯著大于實(shí)驗(yàn)組B，p=0.01，實(shí)驗(yàn)組A在類別內(nèi)刺激產(chǎn)生的vMMN波幅與實(shí)驗(yàn)組B無顯著差異，p>0.1。

（2） 潛伏期

對(duì)vMMN潛伏期進(jìn)行分析。結(jié)果顯示色差、類別、組別的主效應(yīng)均不顯著，色差和組別交互作用顯著，p<0.05，其余交互效應(yīng)均不顯著。簡(jiǎn)單效應(yīng)分析顯示，實(shí)驗(yàn)組B的色差效應(yīng)邊緣顯著，色差為2時(shí)的潛伏期長(zhǎng)于色差為1時(shí)的潛伏期，p=0.052。

3、討論

腦電數(shù)據(jù)的結(jié)果表明，組別、色差、類別主效應(yīng)均顯著，這與行為學(xué)結(jié)果一致。對(duì)兩實(shí)驗(yàn)組整體進(jìn)行對(duì)比：受到訓(xùn)練的影響，組A在四個(gè)區(qū)組的實(shí)驗(yàn)中都產(chǎn)生了顏色類別效應(yīng)，普遍誘發(fā)出更大的vMMN；而實(shí)驗(yàn)組B訓(xùn)練后將原類別間顏色認(rèn)知為類別內(nèi)顏色，類別內(nèi)顏色認(rèn)知為類別間顏色，訓(xùn)練過程可能并不能完全擦除原有語言標(biāo)簽對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，訓(xùn)練后組B原類別間顏色對(duì)（G3/B1、G3/B2）類別效應(yīng)被抑制，原類別內(nèi)顏色對(duì)（B2/B3、B1/B3）的類別效應(yīng)被有限度地增強(qiáng)。因此組A的波幅顯著大于組B的波幅。訓(xùn)練后，實(shí)驗(yàn)組A和實(shí)驗(yàn)組B類別間顏色對(duì)的vMMN波幅表現(xiàn)出顯著差異，提示后天的顏色學(xué)習(xí)影響了對(duì)顏色的感知，從潛伏期上看，這一學(xué)習(xí)過程對(duì)顏色感知的影響發(fā)生在注意早期階段，這與蒂埃里的研究結(jié)果相似，實(shí)驗(yàn)采用Oddball范式誘發(fā)，提示了顏色感知加工的自動(dòng)性。

總的來說，腦電實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論如下：（1）腦電結(jié)果與行為學(xué)結(jié)果一致，相互支撐印證，在結(jié)果中都表現(xiàn)出對(duì)顏色差異的敏感性和顯著的顏色CP效應(yīng)。（2）顏色感知具有可塑性，后天的顏色學(xué)習(xí)可以影響對(duì)顏色的感知，加強(qiáng)顏色邊界的組別誘發(fā)出了更大的vMMN。（3）對(duì)顏色的感知和認(rèn)知加工是自動(dòng)加工過程，發(fā)生在注意的早期階段，顏色學(xué)習(xí)對(duì)感知的影響可直接作用于注意早期階段。

五、總結(jié)

通過對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析可以得出以下結(jié)論：

1、人們普遍對(duì)顏色的差異敏感，辨別顏色距離為2的兩個(gè)顏色要快于顏色距離為1的兩個(gè)顏色；

2、當(dāng)顏色距離相同時(shí)，人們區(qū)分類別間的顏色對(duì)要顯著快于類別內(nèi)顏色對(duì)，表明顏色CP效應(yīng)的存在；

3、腦電實(shí)驗(yàn)結(jié)果與行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，視覺差異波的波幅可以作為顏色CP效應(yīng)的指標(biāo)，當(dāng)色差相同時(shí)，類別間的兩個(gè)顏色會(huì)誘發(fā)出更大的視覺差異波（vMMN）；

4、后天的學(xué)習(xí)與認(rèn)知影響了人們對(duì)顏色的感知。相比學(xué)習(xí)前，學(xué)習(xí)后加強(qiáng)顏色邊界的組別比學(xué)習(xí)后消除顏色邊界的組別識(shí)別同一組顏色要更加容易。在腦電結(jié)果中表現(xiàn)為誘發(fā)出了更大的視覺差異波（vMMN）；

5、對(duì)顏色類別的感知和認(rèn)知加工發(fā)生在注意的早期階段，是自動(dòng)加工過程，顏色知識(shí)的后天學(xué)習(xí)可直接影響于顏色感知的早期階段。

人們追求更高的生活品質(zhì)，對(duì)于生活所處環(huán)境、日常產(chǎn)品、屏幕交互等方面的顏色要求也越來越高，在未來的設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)充分把握顏色的感知規(guī)律，針對(duì)不同年齡段人群的感知特點(diǎn)、影響因素，對(duì)生產(chǎn)生活所接觸到的顏色體系進(jìn)行合理科學(xué)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，以使顏色更符合人們的生理舒適度和心理舒適度；本研究的結(jié)果支持人們對(duì)于顏色的感知具有一定的后天可塑性，相關(guān)研究表明兒童色感的發(fā)展有利于形象思維的形成，同時(shí)視覺感知的訓(xùn)練對(duì)廣泛性發(fā)育障礙類疾病也有一定的干預(yù)作用，因此可建立顏色學(xué)習(xí)訓(xùn)練的相關(guān)模型套件及配套APP，應(yīng)用于藝術(shù)設(shè)計(jì)教育、兒童早期教育、自閉癥早期干預(yù)中；在工程領(lǐng)域，可基于顏色的感知規(guī)律對(duì)機(jī)器設(shè)備、警示標(biāo)識(shí)、人機(jī)交互界面進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，使工程中的色彩環(huán)境更符合人機(jī)工學(xué)，達(dá)到緩解視覺疲勞、提高警覺度、減小操作錯(cuò)誤率等目的。