数字产品设计与心理学08 - 视觉聚光灯

数字产品设计与心理学

下面有一张图片,我想请你找到中文词语「框架」的所在位置,然后集中视觉焦点在上面,保持 5 秒钟:

2.1.2聚焦-1

当你的视线聚焦并且保持焦点不移动的时候,眼睛里的成像更加接近这样:

2.2.1聚焦

在视觉焦点能看到清晰的文字,但是在焦点以外,看到的东西则模糊不清。人类视觉焦点的分辨率,要远远高于焦点以外的区域。这是一个违反直觉的现象,但它确实存在,并且能帮助我们理解为什么人们视而不见,以及在扫视网页时眼睛是如何工作的。

细节都在焦点上

视觉焦点看到的东西远比边缘要清晰,这是怎么回事呢?

在我们眼睛的视网膜表面,有两个不同的视觉信号接收区域:中央凹(fovea)和外围区域。中央凹在视网膜中心附近,仅占视网膜约 1% 的面积,覆盖约 2°~3° 的视角。

2.2.1eye

虽然只有针孔般大小,中央凹却是视觉最敏锐的区域,那里密布着视椎细胞,它们对颜色很敏感,能够十分准确地检测颜色和空间细节。人的每只眼球大约有 600~700 万个视锥细胞(Wikipedia,2020),从视网膜中央向边缘递减分布。只有位于视野的中心,才能通过中央凹看到细节。所以在视野中心,我们的视力相当好,眼睛可以在一臂远的距离处,分辨出一个大头针顶端上多达 100 个点。但是在视野的边缘,视力则一落千丈,只能分辨出人头大小的东西(维尔,2009)。中央凹是识别对象的关键,因此视觉注意力通常都在处理中央凹所接收的信息。

人的视觉好比一束聚光灯,只有在聚光灯照射下的区域才会一清二楚,而光线照射不到的地方就显得暗淡、模糊。

2.2.1spotlight

我们总是有选择地让视觉焦点落在目标物体上,去感知细节、识别物体,视觉焦点决定了我们将看见什么。视觉这束聚光灯能照亮的地方很有限,只要是聚光灯没有经过,或者快速经过却没有停留的话,都可能让我们视而不见。

快速眼动

如果人类视野的分辨率是中央高而边缘低,那为什么人眼看到的东西,并不像透过一个放大镜,看到的是中央放大、边缘模糊的图像呢?

眼睛运动的一瞬间,只能看清非常狭小的区域,确实无法仅凭一次注视就获得整个环境的信息。不过好消息是,勤能补拙,一次不够就再来一次,反复几次不就可以看完整了吗?就好比摄影师要拍摄一个花瓶,如果固定站在一个位置,就只拍到花瓶的一个侧面。花瓶不会动,但是摄影师可以动。只要多从几个不同角度拍摄,就能看到花瓶的各个侧面了。

我们的眼球上附着了很多强壮的眼肌,可以带动眼球快速旋转。有多快速呢?眼球转动的角速度高达 900 度/秒,一次运动可以在 1/10 秒内完成,这种活动称为扫视(维尔,2009)。扫视发生得如此之快,难怪我们根本意识不到。眼球不断快速移动,让环境中那些值得注意的对象依次对准中央凹,这样眼睛就持续获得高分辨率的成像(Welsh, Chua, et al.,2007)。

让我们回到前面聚光灯的比喻:如果聚光灯静止不动,它照射的区域就很小。现在来开个脑洞,如果聚光灯背后有一位灯光师在控制,他眼疾手快,能够在一秒钟以内快速调整聚光灯角度,让它照亮舞台的每一个角落,那么舞台看起来是不是就像开了全局灯光一样呢?眼睛这位灯光师,时刻都在调整聚光灯照射的位置,于是在我们的知觉经验中,会认为自己一下子就看到了整体。

2.2.1multispotlight

中央凹的存在和工作原理,意味着视觉焦点几乎总是处于中央凹注视区域。既然中央凹的识别能力那么强,为什么还需要外围区域来提供边缘视觉呢?进化并不会无中生有、浪费资源,边缘视觉的存在当然也有意义。它处理了大量低分辨率的空间线索,负责感知方向,帮助大脑计划该往哪里移动眼睛,比如,视野中突然出现一个会移动的物体,它会带来危险吗,身体马上会调度资源来集中处理这个信息。中央和边缘视觉各司其职,大千世界才能尽入眼底。

选择性注意

大脑非常消耗能量,如果要在大脑中保存整个世界的视觉图像,需要很多认知资源,这完全没有必要。所以进化选择了更经济实惠的方案:按需所「见」。也就是只针对当前需要,快速地获取信息。看到的事物都与注意有关。我们会注意那些可以立即获得有用信息的区域,而不是关注整个周围环境。可以说,视觉思维的本质就是一个注意力的分配过程(维尔,2009),人们根据需要,主动选择注意什么、忽略什么。

选择性注意(selective attention),指的是把注意集中于某些对象,而不是同时关注许多。这是我们与生俱来的强大过滤器。即便身处陌生、嘈杂的环境,只需要简单扫视,我们便知道该往哪里走,接下来要做什么。这种快速感知周围世界、人、物体、模式的能力,我们并不会觉得有多了不起,毕竟已经习以为常了。但是,正在尝试创造人工智能系统的科学家却发现,这样的过程无比复杂。在我们醒着的大部分时间,身体各种感官默契配合,完成了复杂的信号收集和处理过程——就像大城市的交通系统,循环流动着忙碌而有序的车流——而我们对此却几乎没有觉察。

选择性注意不只是视觉的注意,它包含 6 种不同的任务类型(Wickens, Hollands, et al.,2015):

  • 大范围定向与场景扫描:比如查看图片或者浏览过程中打开新的网页。
  • 监控:观察或扫描某些动态变化,如果超出一定范围,就执行某个行动。比如秒杀商品开卖之前,你盯着倒计时,随时准备按下购买按钮。
  • 觉察:对预料之外事件的监控及应对。比如当你在会议上对着 PPT 讲解时,需要时不时留意 PPT 是否正常显示。
  • 搜索:找寻预先确定的目标物。
  • 阅读:处理文字、图片等符号化的信息。
  • 确认:确认某些结果已经发生。比如下载已经完成。

接下来的几篇文章,我们主要关注视觉搜索过程,即如何在杂乱的视觉环境中找到特定的物体,它大致包含几个步骤:眼球运动 - 获取信息 - 解释信息并计划下一次眼球运动。

2.2.1视觉搜索过程

  • 第一步,根据当前任务,确定搜索目标。
  • 第二步,开始搜索符合要求的模式。视觉皮层会生成一组特征映射,分别检测不同的特征,例如垂直轮廓、大小或颜色。
  • 接下来,依次进行眼球运动。首先搜索和注视最可能出现目标的区域,然后移动到下一个目标区域。

回见。

Ref

  • Cone cell. (2020). In Wikipedia. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cone_cell&oldid=949785199
  • 维尔. (2009). 设计中的视觉思维 (陈媛嫄, Trans).
  • Welsh, T. N., Chua, R., Weeks, D. J., Goodman, D., Chua, R., Weeks, D. J., & Goodman, D. (2007, September 19). PERCEPTUAL-MOTOR INTERACTION: SOME IMPLICATIONS FOR HCI. The Human-Computer Interaction Handbook; CRC Press.
  • Wickens, C. D., Hollands, J. G., Banbury, S., & Parasuraman, R. (2015). Engineering Psychology and Human Performance. Psychology Press.
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