生物运动知觉的内部加工机制探究
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生物运动知觉实现了个体与社会远距离交流，对人类生存有重要的意义。随着人类的进化演变，个体的视觉系统逐渐具备了对生物运动区别于一般客体的加工和分析能力。
瑞士心理学家Johansson开创了运用光点动画技术（point-light animations）研究生物运动的先河，通过拍摄人类在运动时各关节的运动轨迹来获得光点动画，人类可以通过贴在在头部和重要关节上的光点的运动（即去除了面孔、身体等这些人们所熟悉的形状线索后）获得或提取丰富的运动信息（陈婷婷，蒋长好&丁锦红，2011）。我们视觉系统的这种加工优势不仅限于人类的光点刺激模式，而且可以拓展到其它的脊椎动物的加工（Mather & West，1993）。其它研究者通过计算机合成或三维运动捕获系统进一步优化了光点动画技术（Ma，Paterson，& Pollick，2006）。
二、构型对生物运动知觉的作用
近来对生物运动的研究越来越关注构型信息的影响（Hiris，2007 ； Thurman，Giese，& Grossman，2010； Lu，2010 ）。大多数研究通过操纵光点刺激的时间空间特征来探究构型分析的重要性，有的研究通过破坏光点刺激运动的帧与帧之间的一致性（Beintema et al.，2006；Kuhlmann，de Lussanet，& Lappe，2009 ），或者破坏步行周期的时间顺序（Lange & Lappe，2007 ； Reid et al.，2009 ），或者聚焦于步行周期中某一个特殊阶段或相关的躯体姿势（Thirkettle，Benton，& Scott-Samuel，2009 ； Thurman et al.，2010 ）。
人类活动的光点动画似乎只能提供少量的人类身体的构型信息，但是观察者还是能够轻易地从中获得人体形状的信息，即使在与光点刺激的局部运动方式相同的噪音点背景中（屏蔽了生物运动刺激的局部运动），个体依然能轻松地从中识别出光点刺激的整体构型，且方向识别的倒置效应依然存在（蒋毅 & 王莉，2011）。如果生物运动知觉仅仅是基于运动的知觉，那么在上述条件下对光点序列的识别应是相当困难的，个体不可能从噪音点中分离出代表人体身体结构的光点。显然，身体构型对生物运动知觉是不容忽视的。
光点动画的运动光点的位置变化也为光点步行者的识别提供了足够的构型信息。为了分离位置信息和光点的局部运动，Beintema 和 Lappe（2002）设计了一种光点步行者的变式，即光点并不是限制在人体重要关节处，而是可以在人体四肢的任一位置，并且光点沿着四肢变化的位置是不可预测的，这样虽然保留了光点刺激的整体构型，但是每个光点的局部运动被完全破坏。结果发现，个体可以从这种特殊的生物运动刺激中识别出运动方向。可见，局部运动信息在生物运动知觉中并不是不可或缺的（Beintema et al.2006）。另外，Heptulla-Chatterjee et al.（1996）也认为个体每个动作的两张静态图片的序列表征对该运动的识别就已足够，即使这些表征只包含极少的动作信息。
而Hiris 等（2005）通过对光点步行者光点的重新布局，创造了打乱的光点序列图。这些光点的局部运动与一般光点序列的运动相同，差别仅在于整体构型的缺失，而此时条件下观察者的识别绩效只是在随机水平徘徊。而当研究者把这种打乱的光点运动刺激呈现在闪烁的噪音背景中，把这种打乱的光点刺激倒置以后，识别绩效没有发生显著变化（Hiris et al.2005）。可见，整体构型对生物运动的知觉是非常重要的，特别是在无法依赖局部运动信息的时候。
三、局部运动对生物运动知觉的作用
光点的运动到底在生物运动知觉中扮演着怎样的角色？在过去，运动的一个被普遍认同的作用就是可以帮助恢复运动的生物体的整体结构，使之从背景中抽取出来（Aggarwal & Cai，1999）。然而光点的局部运动除了帮助恢复整体结构信息外，本身还包含了一定的生物信息（如行走方向等）。
Mather 等（1992）在连续的光点动画的每帧图片插入空白间隔，间隔时间分别0ms，60ms 或120ms，结果表明随着间隔时间的增加，生物运动知觉的绩效逐渐变差，即当间隔时间为0ms时，观察者的识别绩效是最好的。此外该研究还在实验二中控制了光点刺激图的间隔帧数，间隔一帧，就是每一帧图片连续呈现；间隔两帧，即呈现第一帧、第三帧、第五帧等奇数序号帧；间隔四帧，即呈现第一帧、第五帧、第九帧，以此类推。结果发现当间隔一帧时，观察者的识别绩效最好。上述研究通过操纵光点刺激每帧之间的间隔时间以及间隔帧数，在保留了整体构型的情况下，破坏了每个光点局部运动的连续性，结果却严重损害了识别绩效，可见局部运动对生物运动知觉的不可忽视的作用。
Troje 和 Westhoff（2006）运用了一种打乱的光点运动序列，发现观察者仍然可以从这种特殊的光点运动刺激中获得方向信息，且当这种刺激倒置以后，观察者便不再能进行正确地方向识别。此外，该研究还发现保持生物运动刺激整体构型保持正立，但把表示脚的光点180度倒置，观察者对”正确方向”的识别正确率为25%，对相反方向的识别正确率为75% 。当倒置除脚光点以外其他所有光点，观察者的方向识别绩效没有受到影响，但是一旦倒置脚光点，观察者的识别绩效就降低至随即水平附近。这说明了脚光点在方向识别中的重要作用（Chang & Troje，2009； Gurnsey，Roddy，& Troje，2010）。
Chang & Troje（2009）认为脚光点运动序列中，一个光点是进行水平方向的运动，且运动方向与人前进方向相反，而另一个光点则是进行水平方向和垂直方向的加速运动。当脚光点倒置以后，沿水平轴旋转180度，只是影响垂直方向的运动，而水平方向运动保持不变。研究者把垂直方向的加速运动改为匀速运动以后，严重损害了个体的方向识别绩效，可见脚光点的垂直重力加速度是生物运动知觉的关键影响因素（Chang & Troje，2009）。
江苏省普通高校研究生科研创新计划（CXLX12_0754）资助
参考文献
[1] Chang，D.H.，& Troje，N.F.（2009）.Acceleration carries the local inversion effect in biological motion perception.Journal of Vision，9（1），19 11 17.
[2] Thornton，I.M.，& Vuong，Q.C.（2004）.Incidental processing of biological motion.Current Biology，14（12），1084 1089.
[3] Troje，N.F.，& Westhoff，C.（2006）.The inversion effect in biological motion perception： evidence for a “life detector” Current Biology，16（8），821 824.