利用眼动技术揭示人物信息对中国山水画注意分配的影响

摘要：

中国山水画是一门复杂的视觉艺术形式，更多的研究者关注山水画的创作过程和表现意图。但是，视觉艺术作品的欣赏受到作品内容的影响，往往与认知加工过程有关。本研究假设风景画中人物的信息可以引导注意分配并影响认知加工。为了验证这一假设，本实验以宋明时期的竖山水画为实验材料，应用眼动技术记录并比较了有人物和无人物山水画的眼动指标的差异。结果表明，有人物的山水画的停留时间显著长于无人物的山水画，有人物的兴趣区的停留时间显著长于无人物的兴趣区。但是，有图形感兴趣区域的前三个注视持续时间显著少于无图形感兴趣区域，且不同风景画之间的扫视次数和注视点分布没有差异。这说明山水画中的人物能够引起人们的注意，但并不具有注意优先性。同时，人们在观看竖幅山水画时更倾向于整体加工，不受图形信息的影响。

实验材料：

本研究选取了40幅中国宋明时期著名画家的竖山水画作为实验材料。素材选自《中国画坛名作宝库》（外文出版社）、《百幅最美山水画》（人民美术出版社）。图片的原始大小为2830 × 6000像素。它们是公开出版的，所以可以用来研究。

1-a具有人物的风景画，1-b没有人物的风景画。

实验设备：

使用EyeLink 1000 Plus塔式眼动仪（SR Research，Canada. https://www.sr-research.com ），采样率为2000 Hz，用于记录被试的眼球运动轨迹。EyeLink 1000 Plus塔式眼动仪是一种独立的眼动跟踪设备，使用红外系统通过每1/120秒捕获瞳孔和角膜反射来记录被试的注视位置。该系统的精度在0.25°到0.5°之间，它意味着被试的注视点偏离计算机屏幕上的目标物体不超过0.5°。使用Experiment Builder软件（ https://www.sr-research.com/experiment-builder/ ）进行刺激呈现和响应记录。扫视检测的速度阈值为35°/s，而加速度阈值为9500°/s 2 。使用EyeLink Tower Mount（SR Research，Canada）的下巴和前额托固定被试的头部，并将其放置在距离屏幕65 cm的位置。实验用19英寸LG平板L1920 P显示器，刷新频率60Hz，分辨率1240 × 1024像素。

实验设计：

采用单因素实验设计。自变量为山水画的类型（有-无人物）。为了探究被试是否注意到人物，以及整体山水画与注意分布的关系，每幅山水画从上到下被分为三个兴趣区域（AOI）（见下图），AOI 1（342 × 227像素）、AOI 2（342 × 454像素）、AOI 3（324 × 680像素）。此外，在本研究中，人物主要位于山水画的中部或底部。然后，根据人物的位置，有AOI figure 和AOI non-figure （即有人物的山水画中AOI figure 之外的区域）。

实验过程：

实验在眼动实验室中进行。下图显示了实验事件顺序，具体实验步骤如下：（1）实验标定：本研究采用9点标定法进行眼动标定，并进行了有效性检验。(2)山水画观赏：被试注视固定点（单个校准点）以开始呈现中国山水画。在5000毫秒内，要求被试自由观看风景画。(3)黑屏刷新：以200ms执行该刷新。（4）语义要点的评估：被试被要求使用5分（1表示不理解...... 5表示完全理解）来对他们是否能够在4000ms内准确地理解绘画的含义进行评分。然后，在200ms的空白屏幕之后，出现了下一个试验。

数据收集和分析

获得有效数据36条。当被试浏览画作时，眼动数据由EyeLink 1000 Plus塔式眼动仪自动记录和收集。在数据整理过程中，使用EyeLink Data Viewer（ https://www.sr-research.com/data-viewer/ ）删除了大于或小于驻留时间和注视持续时间两个标准差平均值的极值，驻留时间和注视持续时间数据符合正态分布。被删除的数据比例为7.3%。眼动数据采用SPSS（23.0）软件进行统计分析。

不同类型山水画注视时间的比较

基于图1 -a和图1 -b的注视持续时间的热图的结果在下图4-a和图4 -b中。

(a)基于注视持续时间的图4-a的热图（具有图形的风景画）和（B）图4-b的热图（没有图形的风景画）。

更多数据详情，请阅读原文献。

总结：

中国山水画是典型的视觉艺术形式，人物是一些山水画作品的基本内容之一。已有的研究发现，场景或绘画中的人物具有注意优先性，会影响注意分配。本研究以中国竖式山水画为实验材料，比较山水画中有图形与无图形的注意分配情况，探讨山水画的认知加工过程及图形的作用。研究结果表明，风景画中的人物吸引了参与者的注意，但不具有优先性。另外，被试对竖幅山水画的加工倾向于整体加工，不受山水画中人物信息的影响。本研究有助于理解竖山水画的视觉加工过程，也为今后中国山水画的美学研究提供启示。

参考文献：

Kang, T., Lou, S., Wang, P., & Tang, T. (2023). Influence of figure information on attention distribution in Chinese landscape painting. Heliyon, e15036.https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e15036