6 歲學前兒童如何對2D 虛擬與3D 真實面孔加工

馮廷煒

（新疆師范大學，新疆 烏魯木齊830017）

面孔包含復雜且豐富的信息，人們接受外界信息80%來源于視覺信息。在兒童日常生活中，識別不同面孔認知能力是完成社會活動所必須的技能。在計算機崛起的新興時代，觀看動畫片已經成為兒童日常生活中重要的學習與娛樂方式。卡通面孔對兒童成長與認知發展也有其深遠的作用。已有研究，北大韓世輝等人采用功能性磁共振FMRI 技術，對比兒童與成人在觀看卡通片和真實電影場景下腦機制的研究。發現在內側前額葉皮層PFC，成人只有在加工真實場景才激活該腦區，而兒童不管觀看卡通還是真實電影都會激活該腦區。結果表明兒童可能把卡通片里高度擬人化的角色當作了真實存在的角色。這說明用動畫片代替教學是具有其現實意義的。卡通面孔其獨特夸張的元素，更能引起兒童早期學習的偏好與注意資源分配。但以往研究對卡通面孔與真實面孔在加工方式上還存在爭議。

1 面孔整體優先效應

根據Bruce-Young 模型，面孔編碼方式有兩種整體性加工和局部性加工。整體加工是對面孔的整體綜合面進行把控識別。局部加工是從面孔的各個部件，細節等精細加工。整體特征的知覺速度快于局部特征的識別。根據前文的闡述，2D 卡通與3D真實面孔的首要問題是其知覺加工方式是整體加工還是部分加工？在以往研究中，多以真實面孔吸引力、學習再認、表情等進行研究。而不同面孔間類型分類加工的研究相對較少。本研究通過對面孔感覺信息的選擇與整合，較不同類型面孔的作為研究問題，研究其面孔加工知覺方式和心理表征過程。研究假設：（1）行為學水平卡通面孔反應時短于真實面孔反應時，行為學指標差異顯著；卡通面孔具有速度加工優勢，而真實面孔具有強度加工優勢。

2 方法

2.1 被試

幼兒組選取烏魯木齊市某幼兒園大班幼兒27 名（男孩：13名，女孩：14 名），年齡6 歲。愛丁堡利手測驗均為右利手，身體健康，無色盲、無神經系統疾病，沒有腦部損傷史視力正常或校正后正常，且均在實驗前填寫知情同意書。實驗完成后付給一定報酬。

2.2 實驗材料

實驗采用兩種圖片刺激材料：真實人臉、卡通人臉。真實人臉采用FaceGen Modeller 3.12 軟件隨機生成，選取圖片40 張。卡通人臉利用Microsoft Cartoon Maker 軟件將真實面孔一一轉化為卡通圖片。采用5 點（1-5 分）評分法，由20 名學前班兒童（男女各半）對卡通面孔進行評價，最終選出認同度＞90%，效價和喚醒度均在2.5-3.5 分的圖片。共80 張圖片。（本實驗材料參照中國面孔情緒系統參數，面孔均為正面視圖，紋理參數后期經Gamma 矯正2.5 參數一致，中性情緒參數為1 強度一致）。

2.3 實驗設計

本實驗采用單因素被試內實驗設計2（面孔類型：真實面孔、卡通面孔）。面孔類型為組內變量，正確率、反應時為因變量。參考以往研究，行為學數據，因變量為反應時和正確率，進行2（面孔類型：真實、卡通）單因素兩水平配對樣本T 檢驗。

2.4 實驗程序

實驗在隔音與屏蔽的實驗室進行。視距越65cm，垂直視角10.7°。用Eprime3.0 軟件隨機呈卡通圖片和真實圖片（見圖1）。首先呈現指導語被試準備好按“B”鍵開始練習實驗，練習分20次試次。正式實驗開始，首先在屏幕中央出現500ms 的紅色注視點，然后會隨機呈現500～1000ms 的隨機抖動，接著會出現一張1000ms 的目標刺激圖片，要求被試判斷人臉的類型，分別對應按鍵“FJ”，真實人臉按“F”，卡通人臉按“J”，按鍵后圖片消失，若被試在1000ms 未作出判斷，圖片自動消失呈現空屏到下一張圖片出現，刺激間隔ISI 為800-1200ms 之間隨機。實驗分2個block，每個條件40 個試次，共80 個試次。中間休息5 分鐘，正式記錄時間約10min。左右手按鍵在不同被試中交叉平衡。

圖1 實驗流程圖

2.5 統計與繪圖

行為數據經Excel 初步整理后，導入IBM SPSS22.0 進行統計分析，最后行為數據畫圖用軟件Rstudio3.5.1 版本的ggplot2包進后期繪圖。

圖2 卡通面孔VS 真實面孔正確率、反應時箱形圖

2.6 研究結果

對正確率ACC 進行2（面孔類型：真實人臉、卡通人臉）配對樣本T 檢驗（見圖2）。結果表明，面孔類型主效應顯著，T（1, 27）= 4.48，p ＜0.05。卡通面孔正確率0.82±0.02%均高于真實面孔0。77±0.13%正確率。對反應時RT 進行2（面孔類型：真實人臉、卡通人臉）配對樣本T 檢驗。面孔類型主效應顯著，卡通面孔反應時（747.06±51.53 ms）顯著短于真實面孔（756.47±32.71ms）。結果發現，兒童對卡通面孔加工時，具有速度和強度優勢。行為學指標正確率和反應時均優勢于真實面孔。

3 總結與展望

本研究采用類別判斷范式用傳統的行為學方法，比較了學前兒童對卡通虛擬面孔和真實面孔知覺加工的差異進行了初步探索。從行為學結果來看，兒童識別卡通面孔速度顯著短于真實面孔，這可能反應了社會學意義，因為卡通片對兒童更具吸引力，兒童對其投入更多的認知資源。在正確率上依然識別簡單的2D 卡通會更具優勢效應。在整體優勢理論中，也支持并解釋了Bruce-Young 模型的整體優先加工理論。從現實角度看，卡通片教學對兒童具有重要的教育意義。對兒童自身認知學習起到啟迪作用，并且探索卡通虛擬與真實面孔對于家長和教師而言，可以更好的了解兒童認知背后的意義。此外，隨著我國心理學的不斷發展，可采用眼動儀、腦電ERP、神經振蕩ERS/ERD、腦磁圖MEG、FMRI 等在時間進程或空間腦溯源定位上進行進一步腦機制探索。