视觉搜索中的非对称性实验报告
1. 引言
非对称性搜索是指在若干个甲类项目（干扰项）中找到一个乙类项目（靶子），与从同样的若干个乙类项目（干扰项）中找到一个甲类项目（靶子），两者的搜索速度有显著差异，出
现非对称现象。 也就是说， 当甲乙两类项目互易靶子或干扰项的角色时， 搜索所需时间不同。
Neisser (1963) 首先发现并研究了视觉搜索的非对称现象。典型的搜索非对称的实验由
Treisman 设计。 Treisman 自八十年代以来进行了一系列非对称性搜索实验，其中拓扑特征
与非拓扑特征的非对称性是较为复杂的一种，而且结果也不确定。 Treisman 应用封闭圆和
开口圆做靶子分别进行视觉搜索的实验。 以封闭圆和开口圆作为靶子， 开口的大小分成三种，
分别占圆周长的 1/2 ， 1/4 和 1/8 。实验结果发现对这两类靶子的搜索存在着强烈的非对称
性，开口圆的搜索是快速的，基本不受开口大小和干扰项数目的影响； 但是，封闭圆的搜索
却是较慢的、系列的。总体上，开口圆的搜索要快于封闭圆的搜索。
本实验通过对封闭圆和开口圆分别做靶子进行视觉搜索实验， 来了解视觉搜索中的非对称性
现象以及封闭性这一拓扑特征在前注意加工中的作用。
2. 方法
2.1 被试
某师范大学心理学院本科生 19 名。
2.2 器材
计算机及 PsyTech 心理实验系统，选择视觉搜索中的非对称性实验。
2.3 实验材料： 靶子：开口圆或封闭圆。
开口大小：三种， 1/2 、 1/4 、1/8 （指开口占圆周长的比例）。
画面大小：干扰项的数目， 1个、 6个、 12个。
2.4 实验设计
采用 3× 3×2× 2的组内设计。
自变量一：画面大小 A，即干扰项的数目，其中 A1=1， A2=6， A3=12；
自变量二：开口大小 B，即开口占圆周长的比例，其中 B1=1/2 ， B2=1/4 ， B3=1/8 ；
自变量三：是否开口 C，其中 C1=开口圆， C2=闭口圆；
自变量四：有无靶子 D；其中 D1=有靶子， D2=无靶子。
因变量为反应时间。
2.5 实验程序：
按实验要求在屏幕上搜索一段圆弧（开口圆）或一个圆圈（封闭圆）。搜索到了，请按下红
键；如果没有找到，请按下绿键。如果按错键，要求立即改正。每六个试次后休息 10秒钟。
每六次试验后休息 10秒钟，共 6组试验，即 36次试验。
2.6 数据处理
采用统计软件 SPSS.17.0 对数据进行处理分析。对 19组数据进行处理，，最后进行一系列重复测量方差分析得出总体结果。
3. 结果
3.1 画面大小分析
表一：画面大小主效应
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
12/6/1 Sphericity Assumed 2.941E7 2 1.471E7 24.151 .000
Greenhouse-Geisser 2.941E7 1.525 1.928E7 24.151 .000
Huynh-Feldt 2.941E7 1.638 1.796E7 24.151 .000
Lower-bound 2.941E7 1.000 2.941E7 24.151 .000
表二：不同画面大小平均反应时
画面大小 均值 标准误差 95% 置信区间
下限 上限
1 988.189 39.227 905.775 1070.602
6 1347.522 93.062 1152.006 1543.038
12 1478.785 110.961 1245.666 1711.904
表三：均值多重比较
差分的 95% 置信区间 a
(I) 画面大小 (J) 画面大小 均值差值 (I-J) 标准误差 Sig. a 下限 上限
1 6 -359.333 * 66.843 .000 -499.765 -218.901
12 -490.596 * 90.806 .000 -681.374 -299.819
6 1 359.333 * 66.843 .000 218.901 499.765
12 -131.263 * 57.550 .035 -252.170 -10.356
12 1 490.596 * 90.806 .000 299.819 681.374
6 *
57.550 .035
10.356 252.170 131.263
由表一、表二和表三可知，搜索 1 个项目的时间（ M=988.189 ，SD=39.227）显著小于搜索 6
个项目的时间（ M=1347.522，SD=93.062）及搜索 12 个项目的时间（ M=1478.785，SD=110.961），
p<.001 。搜索 6 个项目的时间（ M=1347.522， SD=93.062）显著小于搜索 12 个项目的时间
（ M=1478.785， SD=110.961）， p<.01 。由此可得，项目越多，搜索时间越长。
3.2 开口大小分析
表四：开口大小主效应
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
1/2\1/4\1\8 Sphericity Assumed 6195848.827 2 3097924.414 7.082 .003
Greenhouse-Geisser 6195848.827 1.947 3182173.499 7.082 .003
Huynh-Feldt 6195848.827 2.000 3097924.414 7.082 .003
Lower-bound 6195848.827 1.000 6195848.827 7.082 .016
表五：不同开口大小平均反应时
开口大小 均值 标准 误差 95% 置信区间
下限 上限
1/2 1201.114 73.840 1045.982 1356.246
1/4 1207.333 62.378 1076.283 1338.384
1/8 1406.048 107.998 1179.154 1632.943
表六：均值多重比较
(I) 开口大小 (J) 开口大小 均值差值 (I-J) 标准 误差 Sig. a 差分的 95% 置信区间 a
下限 上限
1/2 1/4 -6.219 57.026 .914 -126.027 113.588
1/8 -204.934 * 62.618 .004 -336.490 -73.378
1/4 1/2 6.219 57.026 .914 -113.588 126.027
1/8 -198.715 * 65.866 .007 -337.094 -60.336
1/8 1/2 204.934 * 62.618 .004 73.378 336.490
1/4 *
65.866 .007 60.336 337.094 198.715
由表四、表五和表六可知，搜索开口 1/2 圆的时间（ M=1201.114，SD=73.840）小于搜索开
口 1/4 圆的时间（ M=1207.333， SD=62.378 ），但是这种差异不显著；但是显著小于搜索开
口 1/8 圆的时间（ M=1406.048，SD=107.998），p=.<.05 。搜索开口 1/4 圆的时间（ M=1207.333，
SD=62.378）又显著小于搜索开口 1/8 圆的时间（ M=1406.048， SD=107.998，p<.01 。由此可
得，开口越小，所需的搜索时间越长。
3.3 是否开口分析
表七：是否开口主效应
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
开口/ 闭口 Sphericity Assumed 1174452.703 1 1174452.703 2.325 .145
Greenhouse-Geisser 1174452.703 1.000 1174452.703 2.325 .145
Huynh-Feldt 1174452.703 1.000 1174452.703 2.325 .145
Lower-bound 1174452.703 1.000 1174452.703 2.325 .145
表八：是否开口平均反应时
是否开口 均值 标准 误差 95% 置信区间
下限 上限
开口 1230.061 77.856 1066.492 1393.631
闭口 1312.936 82.837 1138.901 1486.970
由表七和表八可知，搜索开口圆的时间（ M=1230.061， SD=77.856）小于搜索封闭圆的时间
（ M=1312.936， SD=82.837 ），但是这种差异不显著。
3.4 有无靶子分析
表九：有无靶子主效应
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
有靶子 / 无靶子Sphericity Assumed 1.253E7 1 1.253E7 19.779 .000
Greenhouse-Geisser 1.253E7 1.000 1.253E7 19.779 .000
Huynh-Feldt 1.253E7 1.000 1.253E7 19.779 .000
Lower-bound 1.253E7 1.000 1.253E7 19.779 .000
表十：有无靶子平均反应时
95% 置信区间
是否开口 均值 标准 误差 下限 上限
有靶子 1136.135 65.695 998.114 1274.155
无靶子 1406.863 94.781 1207.735 1605.990
由表九和表十可知，判断有靶子的时间（ M=1136.135， SD=65.695）显著小于判断无靶子的
时间（ M=1406.863，SD=94.781）， F=19.779 ， p<.001 。
3.5 交互作用分析
3.5.1 画面大小 * 开口大小交互作用显著
表十一：画面大小 * 开口大小交互作用
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
画面大小 * 开口大小 Sphericity Assumed 8074978.488 4 2018744.622 7.327 .000
Greenhouse-Geisser 8074978.488 2.813 2870083.923 7.327 .000
Huynh-Feldt 8074978.488 3.388 2383191.816 7.327 .000
Lower-bound 8074978.488 1.000 8074978.488 7.327 .014
3.5.2 画面大小 * 是否开口交互作用显著
表十二：画面大小 * 是否开口交互作用
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
画面大小 * 是否开口 Sphericity Assumed 4744449.977 2 2372224.988 4.940 .013
Greenhouse-Geisser 4744449.977 1.302 3644711.711 4.940 .028
Huynh-Feldt 4744449.977 1.361 3484985.793 4.940 .026
Lower-bound 4744449.977 1.000 4744449.977 4.940 .039
3.5.3 画面大小 * 是否开口交互作用显著
表十三：画面大小 * 是否开口交互作用
源 III 型平方和 df 均方 F Sig.
画面大小 * 是否开口 Sphericity Assumed 1.337E7 2 6684734.265 14.455 .000
Greenhouse-Geisser 1.337E7 1.728 7737271.624 14.455 .000
Huynh-Feldt 1.337E7 1.895 7056247.458 14.455 .000
Lower-bound 1.337E7 1.000 1.337E7 14.455 .001
4. 讨论
数据分析结果显示， 画面大小、 开口大小和有无靶子主效应显著， 即被试的反应时间受这三