人类视觉感知的速度

视觉是人类依赖的主要感知方式，用于理解周围环境并指引日常活动。由于其在人类生活中的重要性，视觉成为最广泛研究的感官方式之一（Hutmacher，2019）。对于那些开始进行眼动追踪历程的人来说，了解视觉感知的概念以及人类感知视觉世界的能力限制至关重要。在本文中，我们解释了视觉感知，深入探讨了视觉感知的速度及其测量方法，并提供了一份影响感知过程的因素列表。 

视觉感知是指接收和认知视觉刺激的过程（Lieberman，1984），简单来说，它是理解所看到的内容的能力。视觉处理速度定义为识别、分析和正确判断视觉刺激所需要的时间（Owsley，2013）。例如，网球选手感知球的方向并决定如何回球所需的时间就被认为是视觉感知的速度。 

从实验上来看，反应时间等行为测量方法被用于评估视觉处理速度。在一个"go/no-go"分类任务中，被试需要进行二元选择：对于特定的刺激作出“go”反应，或者对于不同类型的刺激放弃反应（“no-go”）。在这样的任务中，手动反应的最小反应时间约为300毫秒（Rousselet et al.，2003）。然而，这种测量方法同时考虑到了视觉处理和运动命令的执行。 

眼动也被用来衡量视觉处理速度。在类似的"go/no-go"分类任务中，只需120毫秒（Kirchner和Thorpe，2006）就可以开始指向正确刺激的注视运动反应。有趣的是，如果其中一个刺激包含人脸，注视运动的反应速度要快于非生物对象，只需100毫秒（Crouzet et al.，2010）。注视运动准备和执行估算的延迟为20-25毫秒（Schiller和Kendall，2004），这意味着视觉系统只需要大约80-100毫秒来处理视觉刺激并生成可靠的反应。 

另一种估计视觉感知速度的方法是在观看刺激后测量反应。通过这种方式，不需要考虑动眼或眼跳反应所需的时间，可以评估实现有意义的视觉理解所需的最短时间。在其中一个实验中，被试仅在观察图像13毫秒后就能正确识别它们，表明视觉感知比之前预想的要快得多。实验中，为被试呈现一系列图像，每幅图像的呈现时间介于13毫秒至80毫秒之间。在图像序列之前或之后，为被试被呈现目标名称（例如花朵），并给予两个强制选择的图片以识别其中一个在序列中出现的图片。尽管只观看了图像13毫秒，被试就可以识别出高于偶然水平的正确图像，在44毫秒时达到最高表现（Bacon-Macé et al.，2007；Potter et al.，2014） 

人类视觉感知的速度可以通过多种方法进行测量，而反应速度在一定程度上与评估方法相关。不同类型的视觉刺激可能需要不同的处理时间。值得注意的是，根据2014年Potter等人的记录，对于处理有意义的视觉刺激，其中最快的速度是13毫秒。下面，我们列出了影响视觉感知速度的额外因素，帮助您更好地理解这种复杂的认知系统。 

影响视觉感知速度的因素 

·  速度与准确性的权衡。
大脑在速度和准确性之间权衡视觉感知（Lenninger et al., 2023）。初始的视觉处理很快，但准确性不高。 

·  学习不会影响感知速度。

视觉处理速度不会随着学习而改变。处理一个刺激所需的时间无论它是非常熟悉还是完全陌生都是一样的（Fabre-Thorpe et al., 2001)。 

·  大脑活动的舒适区。

感知是进入的视觉刺激与当前的大脑状态之间的相互作用。大脑状态和神经兴奋性可以影响视觉感知的速度和准确性（Iemi and Busch, 2018; Ruzzoli et al., 2019)。 

·  对加快感知速度的期望。

对期望刺激位置进行提示或提供即将出现的刺激的背景信息可以缩短视觉处理时间并提高准确性（Bar, 2004)。 

·  亮度是很重要的。

对于光线充足、对比度高的刺激，视觉感知速度更快，而且提供的视觉信息质量更高，相比之下，光线不足、对比度低的刺激则不然(Hunteret.,al 2017)。 

引用文献

Bacon-Macé, N., Kirchner, H., Fabre-Thorpe, M., & Thorpe, S. J. (2007). Effects of task requirements on rapid natural scene processing: From common sensory encoding to distinct decisional mechanisms. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 33(5), 1013–1026.

Bar, M. (2004). Visual objects in context. Nature Reviews Neuroscience, 5(8), Article 8.

Crouzet, S. M., Kirchner, H., & Thorpe, S. J. (2010). Fast saccades toward faces: Face detection in just 100 ms. Journal of Vision, 10(4), 16.

Fabre-Thorpe, M., Delorme, A., Marlot, C., & Thorpe, S. (2001). A limit to the speed of processing in ultra-rapid visual categorization of novel natural scenes. Journal of Cognitive Neuroscience, 13(2), 171–180.

Hunter, M., Godde, B., & Olk, B. (2017). Effects of absolute luminance and luminance contrast on visual discrimination in low mesopic environments. Attention, Perception, & Psychophysics, 79(1), 243–252.

Iemi, L., & Busch, N. A. (2018). Moment-to-Moment Fluctuations in Neuronal Excitability Bias Subjective Perception Rather than Strategic Decision-Making. eNeuro, 5(3), ENEURO.0430-17.2018.

Kirchner, H., & Thorpe, S. J. (2006). Ultra-rapid object detection with saccadic eye movements: Visual processing speed revisited. Vision Research, 46(11), 1762–1776.

Lenninger, M., Skoglund, M., Herman, P. A., & Kumar, A. (2023). Are single-peaked tuning curves tuned for speed rather than accuracy? eLife, 12, e84531.

Lieberman, L. M. (1984). Visual Perception versus Visual Function. Journal of Learning Disabilities, 17(3), 182–185.

Potter, M. C., Wyble, B., Hagmann, C. E., & McCourt, E. S. (2014). Detecting meaning in RSVP at 13 ms per picture. Attention, Perception, & Psychophysics, 76(2), 270–279.

Rousselet, G. A., Macé, M. J.-M., & Fabre-Thorpe, M. (2003). Is it an animal? Is it a human face? Fast processing in upright and inverted natural scenes. Journal of Vision, 3(6), 440–455.

Ruzzoli, M., Torralba, M., Morís Fernández, L., & Soto-Faraco, S. (2019). The relevance of alpha phase in human perception. Cortex, 120, 249–268.

Schiller, P. H., & Kendall, J. (2004). Temporal factors in target selection with saccadic eye movements. Experimental Brain Research, 154(2), 154–159.