足球運動員“3V2”進攻戰(zhàn)術決策場景下的視覺信息加工特征

史鵬　呂中凡　孫金月　王國動　魏征　章冬楊　張鐸耀

摘? ? 要? ?目的：探討足球運動員“3V2”進攻戰(zhàn)術決策場景下的視覺信息加工特征。方法：采用“專家-新手”范式，以8名CUFA足球聯(lián)賽運動員為專家組，以8名足球?qū)ｍ棿髮W生為新手組，以真實比賽錄像還原拍攝成的視頻為刺激材料，采用Dikablis Professional頭戴式眼動儀采集眼動信息，采用“D-lab 3.0”“SPSS 25.0”和“R 3.6.1”軟件進行統(tǒng)計分析和繪圖，基于Needleman Wunsch算法計算專家組的眼動軌跡相似度。結果： 1）與新手組相比，專家組表現(xiàn)出快速與合理的戰(zhàn)術決策（p<0.05）；2）與新手組相比，專家組在空當區(qū)域、近端進攻球員區(qū)域和遠端防守球員區(qū)域有著更少的注視次數(shù)（p＜0.05）；3）與新手組相比，專家組在空當區(qū)域有著更少的凝視次數(shù)（t=-2.331，p=0.021）和較長的凝視時間（t=2.007，p=0.048）；4）與新手組相比，專家組有著更少的掃視次數(shù)（t=-2.325，p=0.022）、更短的掃視時間（t=-2.081，p=0.039）和更長的眼跳距離（t=2.147，p=0.034），注視點更加集中（p<0.05），在相同察覺目標數(shù)量的前提下注視目標更少（t=-2.306，p=0.023）；5）專家組的眼動軌跡存在中低程度的相似性（0.139～0.559），其信息加工策略主要包括經(jīng)濟成本較低的外周視覺感知策略和經(jīng)濟成本較高的中央視覺感知策略。結論：專家組采用經(jīng)濟與合理的視覺搜索策略識別“3V2”進攻戰(zhàn)術決策場景關鍵信息，且外周視覺感知策略優(yōu)于中央視覺。建議：借鑒專家組視覺搜索策略，開發(fā)提高新手組專項認知的計算機輔助訓練手段；專家組借鑒最優(yōu)視覺搜索策略，進行外周視覺訓練，節(jié)省掃視成本。

關鍵詞? ?戰(zhàn)術決策；信息加工；視覺搜索；多目標追蹤；選擇性注意；足球

中圖分類號：G 843? ? ? ? ? ?學科代碼：040302? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A

DOI：10.14036/j.cnki.cn11-4513.2023.02.009

Abstract? ?Objective： To explore the visual information processing characteristics of football players in “3V2” offensive tactical decision-making scenarios. Methods： Adopting the“expert-novice” paradigm， taking 8 players of CUFA Football League as the expert group， 8 college students of football specialty as the novice group， taking the video restored from the real game video as the stimulating material， using Dikablis professional head mounted eye tracker to collect eye movement information， and using D-Lab 3.0， SPSS 25.0 and R 3.6.1 software for statistical analysis and drawing. Based on Needleman Wunsch algorithm， eye movement trajectory similarity of expert group is studied. Results： 1） Compared with the novice group， the expert group showed rapid and reasonable tactical decision-making （p<0.05）; （2） Compared with the novice group， the expert group had fewer gaze times in the empty area， the near offensive player area and the far defensive player area （p<0.05）; 3） Compared with the novice group， the expert group had fewer gaze times （t=-2.331， p=0.021） and longer gaze durations （t=2.007， p=0.048） in the empty area; 4） Compared with the novice group， the expert group had less saccade times （t=-2.325， p=0.022）， shorter saccade durations （t=-2.081， p=0.039）， and longer saccade distance （t=2.147， p=0.034）， the fixation point is more focused （p<0.05）， and the number of perceived targets is the same（t=-2.306， p=0.023）; 5） There was a low to moderate degree of similarity （0.139 to 0.559） in the eye-movement trajectories of the expert group， whose information processing strategies included the less economically costly peripheral visual perception strategy and the more economically costly central visual perception strategy. Conclusion： The expert group adopted an economical and reasonable visual search strategy to identify the key information of the“3V2” attack tactics decision-making scene and the peripheral visual perception strategy was better than the central vision. It is suggested that the computer-aided training method should be developed to improve the novice groups football special cognition by using the expert groups visual search strategy for reference. It is also suggested that the expert group should use the optimal visual search strategy for peripheral visual training to save scanning cost.

Keywords? ?tactical decision; information processing; visual search; multi-target tracking; selective attention; football

足球運動項目身體對抗激烈、比賽節(jié)奏快、攻防轉換頻繁，通常在前場完成快速進攻的時間在3 s以內(nèi)［1］。因此，有必要研究足球運動員如何在有限的時間內(nèi)完成高效的決策?；谌萘坑邢藜庸さ募僭O，人類的信息加工系統(tǒng)不能同時加工外界輸入的多重信息［2］，而足球運動的特性決定了運動員必須對賽場多目標信息進行同時加工處理。足球運動員作出決策的前提是短時間內(nèi)對賽場上球員身份和移動軌跡及雙方球員不斷撕扯變化的空當?shù)刃畔⑦M行加工處理，通過選擇性注意系統(tǒng)地過濾掉分心刺激，篩選出關鍵信息。過濾篩選的策略是運動心理學研究的重點話題，且伴隨著眼動記錄技術的發(fā)展，探討高水平運動員的外顯眼動特征逐漸成為研究熱點［3］。目前，大量研究［4-6］揭示了高水平運動員在運動決策中運用了符合專項認知特征的、更加合理有效的視覺信息加工策略。

依據(jù)刺激目標的數(shù)量，可以將視覺搜索任務分為單目標和多目標任務［7］。足球單目標任務的研究多集中于探討守門員撲救點球的視覺搜索策略，相關研究證明其撲救點球的成功率與高效簡潔的視覺搜索策略存在關聯(lián)，經(jīng)驗豐富的守門員能夠通過選擇性注意將追蹤目標從客觀環(huán)境中剝離，注視點集中、注視分配主次明顯、注視軌跡簡單［8-9］。但是足球賽場上更多的是開放性環(huán)境，目標信息含量豐富，進攻或防守過程中呈現(xiàn)戰(zhàn)術陣型，更加強調(diào)認知成分的參與，具有很高的策略性［10-11］。該情境下的追蹤目標速度和軌跡是不可預測的，運動員眼動速度明顯慢于目標速度，則要求其匹配追趕性眼跳進行補償［12］。國內(nèi)外足球運動員多目標任務的研究主要集中于探討進攻或防守情境下的視覺搜索策略，但目前研究尚存的不足：1）從第三人稱視角對運動員觀看動態(tài)錄像或靜態(tài)戰(zhàn)術板時的預判決策進行研究，被試被隔離在比賽場景外，同時靜態(tài)戰(zhàn)術板缺乏動態(tài)參數(shù)的信息，生態(tài)學效度較低［13-14］；2）雖然有研究［15-16］解決了上述生態(tài)學效度問題，但分析的眼動參數(shù)單一，僅基于注視分配無法完全解釋運動員的選擇性注意特征，因為分配到各興趣區(qū)域的注視時間可以通過單次長時間注視和多次短時間注視來實現(xiàn)。

足球比賽的動態(tài)性決定了運動員感興趣的刺激目標在不斷變化，因此其眼動數(shù)據(jù)必然也呈現(xiàn)動態(tài)性的特征［5］，需采用更多動態(tài)性的參數(shù)（掃視、眼跳等）進一步探討運動員的視覺信息加工特征。此外，采用凝視數(shù)據(jù)和注視點分布數(shù)據(jù)對視覺信息提取進行解讀，能進一步揭示搜索策略與預判反應的關聯(lián)［17-18］。同時，本研究引入Needleman Wunsch （NLW）算法［19-20］對運動員的眼動軌跡進行匹配分析，直觀反映運動員對視覺刺激的加工順序和整體動態(tài)的眼動過程，揭示運動員戰(zhàn)術決策的理論模型。因此，本研究采用“專家-新手”研究范式，以“3V2”真實比賽錄像還原拍攝成二維動態(tài)比賽視頻，配合高策略性的戰(zhàn)術決策任務，從第一視角對足球運動員的視覺信息加工特征進行研究，分別從注視、凝視和掃視3個方面歸納總結高水平運動員多目標追蹤下的視覺搜索策略，期望對足球?qū)ｍ椪J知訓練、戰(zhàn)術意識培養(yǎng)、運動選材與訓練監(jiān)控提供心理學指導。

1? ?研究方法

1.1? 被試

共選取16名被試，以8名參加過CUFA足球聯(lián)賽的大學生運動員（5名一級運動員和3名二級運動員）為專家組，年齡為（25.25±1.67）歲，持續(xù)訓練年限為（7.63±1.85）年；以8名L大學體育學院足球?qū)ｍ棿髮W生為新手組，年齡為（24.25±1.49）歲，持續(xù)訓練年限為（2.13±1.13）年，均了解“3V2”戰(zhàn)術決策任務。所有被試均為前場球員，裸眼視力或矯正視力在5.0以上，無色盲和色弱，無生理和心理疾病，且實驗前一天晚上睡眠充足，當天精神狀態(tài)良好。

1.2? 實驗設計

采用比較研究，對不同水平（專家、新手）運動員“3V2”進攻戰(zhàn)術決策績效和視覺搜索策略進行比較分析。以真實比賽錄像還原拍攝成二維動態(tài)比賽視頻，采用第一視角對足球運動員進攻戰(zhàn)術決策任務下的信息加工特征進行研究。將刺激視頻劃分為球門（含守門員）、空當、近端進攻球員、遠端進攻球員、近端防守球員和遠端防守球員6個興趣區(qū)域。從戰(zhàn)術決策績效反映運動員專項認知加工的速度和有效性，包括決策敏捷性和決策合理性；通過眼動參數(shù)凝練足球運動員進攻戰(zhàn)術決策場景下的視覺信息加工特征，包括注視特征（注視次數(shù)、注視時間）、凝視特征（凝視次數(shù)、凝視時間）、掃視特征（掃視次數(shù)、掃視時間、眼跳距離）、注視點分布（x/y軸坐標的標準差）等指標。

1.3? 刺激材料

采用“EV錄屏”軟件截取歐洲5大聯(lián)賽中的前場“3V2”錄像資料。錄像的還原拍攝在L大學11人制足球場進行，拍攝期間無刺激和耀眼的太陽光線，無建筑物陰影等干擾。由1名研究者扮演為1名進攻球員手持佳能6D相機配合50 mm定焦鏡頭以第一視角進行“3V2”進攻戰(zhàn)術視頻拍攝，經(jīng)商議由5名熟知“3V2”進攻戰(zhàn)術的足球?qū)ｍ棿髮W生分別扮演2名進攻球員、2名防守球員和1名守門員。共拍攝左路、中路、右路進攻各3個視頻和2個預備實驗視頻。采用“繪聲繪影12.0”軟件對視頻進行剪輯，以場上某一球員啟動開始至場上所有球員跑動結束為止，每個刺激材料時長為8 000 ms左右。另邀請6名運動訓練專業(yè)大學生和6名體育教育專業(yè)大學生分別獨立觀看刺激材料，記錄其決策反應時和決策合理性，發(fā)現(xiàn)刺激材料能夠有效區(qū)分運動訓練專業(yè)和體育教育專業(yè)學生，因此具有較高的判別效度。

1.4? 實驗程序

采用Dikablis Professional頭戴式眼動儀（采樣率為60 Hz，追蹤精度為0.1～0.3°，德國生產(chǎn)）采集被試的眼動數(shù)據(jù)。已有研究［21-22］證明了Dikablis Professional頭戴式眼動儀采集的眼動數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，且在運動心理學研究中得到廣泛應用。本研究將用于追蹤眼球的攝像頭和用于錄制場景的攝像頭與眼動儀信息收集裝置相連接，將數(shù)據(jù)信息傳輸端口與裝有“D-Lab 3.0”軟件的筆記本電腦（Dell Inspiron 7557）連接；選用其他筆記本電腦（Lenovo 80KD）與投影儀（SHARP XG-D3080XA）連接，并將刺激材料投放到幕布（距離被試2.5 m）上。

按順序?qū)⒈辉噯为氼I入運動心理學實驗室，詢問并記錄其年齡、運動等級、持續(xù)運動年限等基本信息。講解實驗程序后，要求被試以坐姿面對投影儀幕布，眼睛水平視線大約在幕布中央，適當調(diào)整幕布以適應被試坐高。被試佩戴眼動儀后，采用手動調(diào)節(jié)和4點校準2種方法進行眼動校準。通過預實驗提高被試實驗流程和操作任務的熟悉程度。實驗指導語為：“接下來您將以持球進攻球員的身份置身于足球‘3V2進攻場景中，屏幕中藍色球員為您的隊友，黃色球員為防守球員，紅色球員為對方守門員。您需要根據(jù)場上情景變化自行作出決策，若播放過程中形成決策，請您立即按下空格鍵，并用鼠標標記和口頭匯報展示您的決策選擇。決策選擇包括自行運球及方向、傳球路線及位置、直接射門及區(qū)域等?！背尸F(xiàn)500 ms空白屏后進行刺激材料播放，要求被試進行決策反應，之后要求被試回憶并報告刺激材料最后一幀各球員的移動特征。眼動實驗由3名研究者協(xié)調(diào)配合完成。其中：1人負責放映刺激材料；1人負責操作“D-Lab 3.0”軟件采集眼動數(shù)據(jù)；1人負責操縱PAW-VE錄音設備收集口頭匯報內(nèi)容。每位被試進行9次測試，1次測試約10 s，測試時間約3 min。

1.5? 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析

依據(jù)路線標記結合錄音資料處理被試戰(zhàn)術決策，邀請2名長期從事足球教學的專家（職稱為教授，教齡為30.5年）分別采用Likert 5點評級的方法對每種戰(zhàn)術決策的合理程度進行評價，若評價存在嚴重爭議，則邀請第3名專家（職稱為教授，教齡為33.0年）進行判斷，取其平均值作為戰(zhàn)術決策合理性分值。將被試回憶的球員移動特征與視頻最后一幀進行比較，若一處匹配則記為1分，滿分為5分?；凇癉-lab 3.0”軟件提取被試決策反應時數(shù)據(jù)和研究所需的眼動參數(shù)，經(jīng)過Excel 2010軟件處理后導入“SPSS 25.0”和“R 3.6.1”軟件進行統(tǒng)計分析和繪圖。采用獨立樣本t檢驗對專家組和新手組的戰(zhàn)術決策績效和眼動參數(shù)進行比較分析，檢驗水平定為α=0.05。采用Needleman Wunsch （NLW）算法，經(jīng)過注視數(shù)據(jù)預處理、興趣區(qū)域編碼、形成眼動軌跡字符串、計算相似性等步驟對運動員的眼動軌跡進行比較，以相似性得分衡量認知過程的差異［23］。

2? ?結果

2.1? 戰(zhàn)術決策績效

在戰(zhàn)術決策敏捷性上，專家組戰(zhàn)術決策的反應時間短于新手組（t=-4.165，p＜0.001）；在戰(zhàn)術決策合理性上，專家組戰(zhàn)術決策的合理性分值高于新手組（t=2.301，p=0.023）（見表1）。因此，專家組戰(zhàn)術決策績效更高。

2.2? 視覺信息加工特征

2.2.1? 注視特征

在空當區(qū)域、近端進攻球員區(qū)域和遠端防守球員區(qū)域，專家組的注視次數(shù)少于新手組（p＜0.05）；在其他區(qū)域，2組在注視次數(shù)上不存在顯著性差異（p＞0.05）（見表2）。在注視時間上，專家組和新手組在所有興趣區(qū)域均不存在顯著性差異（p＞0.05）（見表3）。

2.2.2? 凝視特征

在空當區(qū)域，專家組的凝視次數(shù)少于新手組（t=

-2.331，p=0.021）；在其他區(qū)域，2組在凝視次數(shù)上不存在顯著性差異（p＞0.05）（見表4）。在空當區(qū)域，專家組的凝視時間長于新手組（t=2.007，p=0.048）；在其他區(qū)域，2組在凝視時間上不存在顯著性差異（p＞0.05）（見表5）。

2.2.3? 掃視特征

由表6可知，專家組的掃視次數(shù)少于新手組（t=

-2.325，p=0.022）；專家組的掃視時間短于新手組（t=

-2.081，p=0.039）；專家組的眼跳距離長于新手組（t=

2.147，p=0.034）。

2.2.4? 注視點分布

如圖1所示，專家組注視點在x軸的標準差小于新手組（t=-2.306，p=0.023）；專家組注視點在y軸的標準差小于新手組（t=-2.265，p=0.025），因此，可以認為專家組注視點分布較為集中，新手組注視點更加散亂。

2.2.5? 注視目標和察覺目標數(shù)量

以足球進攻戰(zhàn)術決策場景下的各球員為注視目標和察覺目標，以采集的注視場景內(nèi)的球員數(shù)量為注視目標數(shù)量，以被試正確回憶最后一幀畫面的球員數(shù)量為察覺目標數(shù)量，考察不同水平足球運動員戰(zhàn)術決策場景下的注視目標數(shù)量和察覺目標數(shù)量是否存在差別。結果顯示（見表7）：專家組的注視目標數(shù)量少于新手組（t=-2.306，p=0.023）；專家組的察覺目標數(shù)量與新手組相比不存在顯著性差異（t=1.632，p=0.105）。

2.2.6? 眼動軌跡匹配分析

首先，根據(jù)Nuthmann等關于眼動預處理的觀點［24］，將興趣區(qū)域之外和1次持續(xù)注視時間小于50 ms的注視數(shù)據(jù)剔除；將球門區(qū)域、空當區(qū)域、近端進攻球員區(qū)域、近端防守球員區(qū)域、遠端進攻球員區(qū)域和遠端防守球員區(qū)域編碼為字符A、B、C、D、E、F。其次，根據(jù)研究目的設置基礎注視時間為50 ms，將興趣區(qū)域的單次注視時間編碼到字符串中，按照單次注視時間與基礎注視時間的比例進行重復編碼，全部編碼字符按照注視時間順序排列形成眼動軌跡字符串［23］。最后，采用NLW算法計算眼動軌跡相似度，揭示專家組視覺信息加工的時空特征。專家組的眼動軌跡字符串和組間相似度分別見表8和圖2。

專家組的眼動軌跡字符串（見表8）和組間相似度（如圖2所示）顯示：在“3V2”進攻戰(zhàn)術決策場景下，專家組的眼動軌跡字符串存在明顯差別，其眼動軌跡存在中低程度的相似性（0.139～0.559），說明即便專家組有著相似的戰(zhàn)術決策績效，但其視覺信息加工策略卻不盡相同。根據(jù)眼動軌跡字符串可以將專家組的信息加工策略分為2類：1）運動員1、2、3、5、7、8的字符串涵蓋的注視目標數(shù)量相對較少，但其察覺目標數(shù)量卻沒有減少，空當與某些興趣區(qū)域的字符串重復呈現(xiàn)，因此推測該類運動員多采用外周視覺感知信息的搜索策略，空當區(qū)域可能是其中重要的“錨定點”；2）運動員4和運動員6的字符串涵蓋所有的興趣區(qū)域，因此推測該類運動員多采用中央視覺感知信息的搜索策略。此外，運動員2、3、7、8均在空當區(qū)域、遠端進攻球員區(qū)域和遠端防守球員區(qū)域投入較多的信息加工時間，但是鑒于加工順序的不同，其眼動軌跡也僅存在中等程度的相似性（0.417～0.559）；運動員5分別與運動員4、運動員6在興趣區(qū)域的加工順序上存在些許相似，但鑒于視覺搜索策略的差異性，其眼動軌跡也呈現(xiàn)中等程度的相似度（0.412～0.441）；而運動員1投入更多注視資源于遠端球員區(qū)域，與其余運動員的眼動軌跡相似度較低（0.257～0.371）。

3? ?討論

本研究探討了足球運動員“3V2”進攻戰(zhàn)術決策場景下的視覺信息加工特征。戰(zhàn)術決策敏捷性和合理性分別反映了視覺信息提取加工的速度和準確性；眼動參數(shù)的整合能夠反映視覺信息的來源、分布及視覺信息加工的策略。視覺信息加工策略的差異性是行為績效不同的重要原因。本研究通過整合戰(zhàn)術決策績效和視覺信息加工的時間與空間特征，歸納和提取專家組戰(zhàn)術決策的信息加工策略，為戰(zhàn)術意識培養(yǎng)和決策訓練提供指導。

3.1? 戰(zhàn)術決策績效分析

在足球“3V2”進攻戰(zhàn)術決策場景下，專家組表現(xiàn)出敏捷、合理的戰(zhàn)術決策，反映了其視覺信息提取加工的快速和有效性。只有那些在某一領域里投入了大量精力進行準備或訓練并能維持高水平表現(xiàn)的個體才能稱之為專家［25］。在競技體育領域，技戰(zhàn)術知識的儲備量成為專家的充分條件；是否具備符合該運動特征的有組織的知識是成為專家的決定性因素［26］。一般而言，專家擁有更復雜的概念網(wǎng)絡，包括與技戰(zhàn)術相關的陳述性知識和程序性知識、反應選擇及執(zhí)行程序［27］。專家組知識結構的有序化使得其能夠根據(jù)場景變化調(diào)整自己的注意策略，快速搜索出有價值的信息。這種高效的視覺搜索策略促使其基于先驗信息的特征提取能力得到提升，即便信息不完整，仍然能作出高效合理的決策。此外，這些概念網(wǎng)絡是運動決策過程中模式識別的關鍵因素，能夠促使專家組將刺激信息與大腦中已有的圖式結構進行比較和匹配，從而有效辨別該刺激信息的意義［28-30］。專家組有著較高的運動等級和較長的持續(xù)訓練年限，參加重大賽事的機會多，由于經(jīng)常接受足球?qū)ｍ棿碳な蛊渲饾u豐富和完善長時記憶系統(tǒng)中的圖式，能夠自上而下調(diào)節(jié)信息的輸入，從而在有限注意資源下能快速把握和預測比賽。而新手組由于運動水平較低、持續(xù)訓練年限較短、參加重大比賽次數(shù)較少等原因，特征提取和模式識別有限，無法提取關鍵信息，因此視覺信息加工的速度和準確性較低，表現(xiàn)為較低的戰(zhàn)術決策績效。

3.2? 視覺信息加工的時間與空間特征

足球運動員要想在不斷變化的場景中短時間內(nèi)作出正確決策，需要運動員迅速準確地通過視覺搜索進行判斷處理，把握有效信息并進行深度加工。本研究通過整合各項眼動參數(shù)歸納運動員視覺信息加工的時間與空間特征。其中：注視（注視次數(shù)、注視時間）和凝視（凝視次數(shù)、凝視時間）反映視覺信息加工的時間特征；掃視（掃視次數(shù)、掃視時間和眼跳距離）和注視點坐標位置離散程度反映視覺信息加工的空間特征。

3.2.1? 時間特征

運動員為看清“3V2”進攻戰(zhàn)術決策場景中的信息，必須將雙眼保持一定方位，使場景信息呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜上，這一眼動活動稱為注視［31］。運動員對某一興趣區(qū)域的注視持續(xù)時間大于100 ms被稱為一次凝視，被描述為“感興趣的信息區(qū)域上的暫?！?，不同興趣區(qū)域的凝視特征是選擇性注意策略的體現(xiàn)［5，17］。根據(jù)容量有限加工的假設，信息加工系統(tǒng)不能同時加工多重信息的輸入，否則行為績效將會下降，因此，這種由注意資源有限性造成的加工瓶頸使信息加工系統(tǒng)不得不“決策”哪些信息接受感知和深度加工［2］。專家組在空當區(qū)域、近端進攻球員區(qū)域和遠端防守球員區(qū)域一次注視所持續(xù)的時間較長，其中空當區(qū)域是專家組選擇性注意的焦點區(qū)域，運動員對其信息加工程度較深。傳球是專家組使用概率最高的決策。己方進攻球員與對方防守球員不斷撕扯變化的空當是專家組關注的重點，運動員為了保證其傳球?qū)η蜷T的威脅，傾向于傳球至遠端進攻球員，但往往遠端進攻球員被對方防守球員所鉗制，因此退而選擇傳球至近端進攻球員。結合戰(zhàn)術決策績效來看，專家組和新手組在注視時間上沒有顯著性差異，但專家組決策敏捷性高于新手組，這說明新手組可能受場景外刺激因素的干擾，投入較多注視資源于無關信息上。此外，專家組能夠?qū)嵤┖侠碛行У囊曈X搜索策略，通過選擇性注意挑選信息量較為豐富的空當區(qū)域進行深度加工，同時對近端進攻球員區(qū)域和遠端進攻球員區(qū)域等事關決策的興趣區(qū)域進行加工，從而作出有效決策。而新手組缺乏足球?qū)ｍ椀倪\動圖式，無法實施自上而下的視覺搜索策略，也就無法辨別出關鍵興趣區(qū)域，因此戰(zhàn)術決策績效低下。

3.2.2? 空間特征

掃視是指眼睛從某一位置到另一位置的快速運動，即注視之間的過渡［32］，用于注視之間轉換的掃視（眼跳）可分為經(jīng)驗驅(qū)動和刺激驅(qū)動的注意轉移［33-34］。注視點坐標位置離散程度是指注視點x軸和y軸坐標點與零點坐標距離的絕對值，注視點坐標離散程度越小，說明注視點越集中。專家組有著豐富的專項認知經(jīng)驗，長時記憶系統(tǒng)存儲著大量的專項運動圖式，具有合理有效的選擇性注意策略。因此，盡管運動場景具有不可預測性，但專家組仍能夠根據(jù)專項認知進行視覺信息的提取與加工，即表現(xiàn)出經(jīng)驗驅(qū)動的注意轉移，在掃視行為上表現(xiàn)出掃視次數(shù)少、掃視時間短、眼跳距離長。掃視與更明顯的注意激活有關，掃視的方向指向運動員感興趣的區(qū)域［35-36］。本研究表明，專家組視覺搜索的關鍵興趣區(qū)域集中于空當區(qū)域、近端進攻球員區(qū)域和遠端防守球員區(qū)域。專家組較高的戰(zhàn)術決策合理性也正說明了其基于認知控制眼跳到關鍵興趣區(qū)域，體現(xiàn)了眼跳的準確性。此外，在注視點坐標位置離散程度上，專家組注視點x軸和y軸坐標點與原點坐標距離的絕對值均小于新手組，說明專家組的注視點較為集中。綜上，專家組在專項認知經(jīng)驗的基礎上明確場景信息的來源、有目的地進行視覺搜索、注視點集中，節(jié)省了搜索的時間成本，提高了信息加工的合理性。新手組由于臨場經(jīng)驗和專項認知的不足，不能有效提取關鍵信息，無法動用經(jīng)驗驅(qū)動的注意轉移策略，而大多是基于刺激信息呈現(xiàn)的時序特征進行搜索，表現(xiàn)出基于小幅度眼跳的多次掃視，注視點散亂，信息整合能力較差。

3.3? 戰(zhàn)術決策的視覺信息加工策略

在“3V2”進攻戰(zhàn)術決策場景下，盡管專家組注視目標數(shù)量少于新手組，但是仍然會察覺更多的刺激目標。此外，專家組表現(xiàn)為掃視少和眼跳大的眼動行為，因此多采用外周視覺感知信息的加工策略，該結果與Vater等研究相似［37］。運動員在高壓時間任務下傾向于將注意集中于某一位置，動用外周視覺感知其他刺激信息。這種視覺信息加工策略的優(yōu)點在于：1）避免在掃視過程中信息處理的中斷；2）可以更快地轉移注意力，減少掃視的成本［37-38］。凝視錨定假說［37］提出，運動員在某一位置長時間地凝視，但這個位置可能與信息提示無關，而是在通過外周視覺優(yōu)化信息處理消除與掃視運動相關的成本。通過分析眼動參數(shù)的時間特征發(fā)現(xiàn)，專家組在空當區(qū)域凝視次數(shù)較少和凝視時間較長，且從眼動軌跡匹配分析可知，空當區(qū)域與某些興趣區(qū)域的組合字符串規(guī)律性地重復呈現(xiàn)，由此推測空當區(qū)域是專家組外周視覺信息加工的“錨定點”。本研究結果與Afonso等［39-40］研究者在排球防守情境下的研究類似，這些研究者認為在執(zhí)行防御前，專家組用更多時間專注于對方攻擊者與己方阻擊者之間的空當，即“功能空間”。眼動軌跡匹配分析表明，專家組眼動軌跡存在中低程度的相似性，因此并非所有運動員采取外周視覺感知信息的加工策略。運動員4和運動員6的注視目標涵蓋所有興趣區(qū)域，其眼動軌跡字符串較長，注視時間較長，掃視次數(shù)較多。因此，該類運動員多采用中央視覺感知信息的加工策略。Hüttermann等建議運動員可以通過了解自身眼動行為中功能性較弱的模式，借鑒最優(yōu)秀運動員的眼動行為，有助于提升運動表現(xiàn)［31］。因此，本研究建議中央視覺信息加工策略的專家組多進行外周視覺的訓練，提升外周視覺感知信息的能力，減少掃視過程中的時間成本。

專家組通過少掃視和注視點集中的眼動行為有效定位和提取關鍵信息，并通過大幅度的眼跳把握整體場景信息，因此其視覺搜索活動是經(jīng)驗驅(qū)動的認知加工過程，即自上而下的視覺搜索策略。根據(jù)徐兆方等對多目標視覺搜索策略的分類［41］，本研究認為專家組大多采用系列搜索的感知策略，即有意的、按照一定的搜索路徑進行的信息掃描。專家組在足球?qū)ｍ椪J知經(jīng)驗的基礎上明確場景信息的來源、有目的地進行視覺搜索、注視點集中，節(jié)省了視覺搜索的時間成本，提高了戰(zhàn)術決策績效。在系列搜索過程中，工作記憶會暫時存儲被檢測過的信息，以防止重復搜索，因此眼跳會更多偏離先前注意過的項目［42］。但是眼動軌跡字符串表明，由于運動場景和刺激信息的不斷變化，運動員在搜索過程中會重復搜索關鍵區(qū)域，這是決策反應時和準確率權衡的結果。因此，專家組在系列搜索外，同時采用刺激驅(qū)動（自下而上）的視覺搜索策略，即徐兆方等提出的多目標視覺搜索策略中的平行搜索策略［41］，也即一種自由的、無序的搜索并且沒有意識控制眼跳方向或眼跳距離。綜上所述，專家組采用一種平行-系列的復合性搜索策略。而新手組大多采用中央視覺感知外界信息，多注視、多掃視、眼跳小、注視點分散，表明其大多采用平行搜索的信息加工策略。

3.4? 研究的局限性

本研究尚存在以下局限：1）限于條件有限，納入符合條件的被試相對較少，但也有研究［43］顯示僅7名專家和7名新手便可以得到預期結果；2）采用錄像還原的刺激材料在視覺信息的呈現(xiàn)上很難與足球運動的立體場景一致，生態(tài)學效度偏低；3）限于專業(yè)職責要求，不同場上位置球員的戰(zhàn)術決策和視覺搜索行為績效可能存在差異；4）“3V2”進攻戰(zhàn)術屬于局部簡單戰(zhàn)術配合，而真實比賽場景是多種技戰(zhàn)術的配合與串聯(lián)，因此與真實比賽存在一定差距。建議后續(xù)研究中可以納入更多被試，從提高刺激材料的生態(tài)學效度和增加場上位置變量等進一步探討連貫性的真實比賽情境下運動員的視覺信息加工特征，以更加契合足球戰(zhàn)術決策訓練的實踐要求。

4? ?結論

專家組在“3V2”進攻戰(zhàn)術決策場景中表現(xiàn)出更加快速與合理的戰(zhàn)術決策，原因是具備經(jīng)濟和高效的視覺信息加工策略，對空當區(qū)域、近端進攻球員區(qū)域、遠端進攻球員區(qū)域等關鍵區(qū)域進行深度加工。專家組多數(shù)采用平行-系列搜索策略，以空當區(qū)域為視覺“錨定點”，動用外周視覺實現(xiàn)對多目標信息的加工處理；少數(shù)采用中央視覺感知信息的策略，視覺信息加工的成本較高。而新手組由于專項認知經(jīng)驗匱乏，大多采用平行搜索的信息加工策略，基于中央視覺感知和處理信息，視覺搜索的經(jīng)濟性較低。建議專家組借鑒最優(yōu)視覺搜索策略，進行外周視覺訓練，節(jié)省掃視成本；并且可以根據(jù)專家組的視覺搜索關鍵信息，設計一套基于計算機輔助訓練的方法，有針對性地提高新手組專項認知和信息加工的有效性。

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收稿日期：2021-09-27

第一作者簡介：史鵬（1996—），男，博士在讀，研究方向為運動決策的信息加工及眼動行為模式干預。E-mail：1658585524@qq.com。

通信作者簡介：呂中凡（1965—），男，博士，教授，研究方向為球類運動的視覺情報與處理。E-mail：luzhongfan@sina.com。

作者單位：1.上海體育學院體育教育學院，上海 200438；2.遼寧師范大學體育學院，遼寧大連 116029；3.遼寧省運動人體科學重點實驗室，遼寧大連 116029。

1. School of Physical Education， Shanghai University of Sport， Shanghai 200438， China; 2. School of Physical Education， Liaoning Normal University， Dalian， Liaoning 116029， China; 3. Sports Human Science Key Laboratory of Liaoning Province， Dalian， Liaoning 116029， China.