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阅读时眼睛的感知范围

2025年1月26日  来源:如何阅读 作者:马克·塞登伯格 提供人:zhanbai93......

阅读时,视觉系统至关重要的特征是,在注视的情况下,人们所获取的信息量是有限的。例如,你现在正在阅读,你的视线固定在了前一句话中amount(量)这个词的字母a上。这个时候你能看到几个字母?感知范围的宽度又是多少呢?

让我来告诉你答案吧。不过,由于倾听和阅读速度这两个因素的影响,答案也充满了变数。我们在每一次注视的过程中,并不会感知到同样数量的字母。这些数量之间虽然差别并不大,但是数量多少受到文字展示特征(如字母的大小和字母排列的紧密程度)和文本特征(如注视的文字或者它右侧文字的难易程度)的影响。我所呈现的数量是人类在理想状态下能够达到的上限。8

假如你正在阅读下面这句话:


你的视线集中在了personality一词的字母a上(原因是该字母有下划线,表示强调)。在这次注视的过程中你看到了几个字母?看到了多少细节信息?下列句子上方的点线表明了视窗的宽度:


读者在注视时能看到所有的字母吗?有时他们认为自己可以做到。然而,视窗的宽度有可能会窄一些:


甚至更窄一些:


视窗的真正宽度是多少呢?人们很好地利用了移动窗口技术的眼球跟踪方法测出了答案。当受试者阅读电脑屏幕上的文本时,他们的眼动受到监控。该技术的原理是人们在两次注视期间进行扫视时,电脑通过控制程序迅速改变屏幕所展现的句子。这个过程十分迅速,以至于受试者完全感受不到这种变化。图4-1展示了在一次典型的实验里,当读者阅读一行文字产生一系列扫视时,电脑屏幕所显示的内容变化情况。第一行是正常显示。下面的几行是移动窗口显示。读者从左侧开始阅读,将视线集中在单词little(小)的第一个t上。从这里扫视到单词girl(女孩)的字母i上,屏幕显示发生了变化,删除了视窗之外的字母。接着,在扫视到单词happy(高兴)的第一个p时,屏幕显示再次发生改变。该实验通过改变视窗的大小来测量感知范围的宽度,也就是注视点左右两侧没有被x替换的单词的总数。


图4-1 移动窗口实验

在注视点(由*标明)周围的窗口里,字母是可见的;其他字母被x取代。当读者扫视至下一个注视点时,窗口随之移动。如图所示,阅读一行需要3次连续的注视。

我们可以进行简单的预测。替换离注视点太远而难以感知的字母,也就是那些感知范围之外的字母,其实并不会对读者产生影响。但是如果替换感知范围之内的字母就会干扰阅读。结果会导致扫视时间变得更短,注视时间变得更长。这里我们还有一个疑问:视窗的宽度为多少时,替换字母才能够产生影响?

答案是这样的:注视点右侧15~16个字母和左侧3~4个字母被替换时不会产生影响,这其中还包括词与词之间的距离。因此,我们可以得出结论:感知范围大约为20个字母的宽度。替换字母形成更小的视窗,将会干扰正常的阅读。因为英语的阅读顺序是从左至右,所以右侧的视窗并不是对称的。你也许会猜到,对于从右向左读的希伯来语来说,左侧的视窗范围是不对称的。9

在20个字母的视窗范围内,人们并不会同等地注意到每个字母(见图4-2)。当眼睛注视字母q时,只有右侧4~5个字母和左侧3~4个字母能被清晰识别。至于右侧更远位置的5~6个字母,人们只能识别出其大概的轮廓,如它们是上行字母还是下行字母(如b和j),或者位于中间行的字母(如o和e)。最后,位于视窗右侧边缘的5~6个字母,人们只能识别出是否有字母存在。最小限度的数值提供了十分具有价值的信息。空位表明了单词的界限,这有助于读者校准接下来要注视的位置。令人吃惊的是,人们能清晰看到的字母居然如此之少。


图4-2 感知范围

注视点(由*标注)附近视觉敏锐度高,但是越向右侧敏锐度越低。获得信息的整个范围大约仅为20个字母的宽度。

这个问题应该归咎于视网膜本身的特征。因为视网膜的中央凹区域敏锐度最高,所以靠近注视点的这些字母能够在视网膜中央凹位置成像。一旦偏离了中央凹位置,视网膜的敏锐度便迅速下降。因此,人类无法清晰地看到远离中央凹区域的字母投影后形成的图像。这种敏锐度的改变是由受体细胞在视网膜上分布不均所导致的。中央凹位置处有最密集的视锥细胞,即高敏度受体。当远离中央凹位置时,视锥细胞的密度迅速下降,随之而来的情况就是对细节敏感度的下降。感知范围的特征与视网膜神经生物学的这些基本事实密切相关。

在了解了这一重要信息后,我们再重新审视一下视频记录中的眼动模式。我们发现注视的间隔距离并不长。两次注视之间的间隔距离不同,但是大多集中在7个或8个字母,也有个别更长或更短的间隔距离。我们定位注视的方式使得大多数字母能被投射到视网膜的中央凹,从而缩减了从较低的分辨率图像中猜测单词的需求。10

感知范围狭窄看起来似乎是一个可以弥补的视觉问题。矫正镜片可以帮助人们更清晰地看到视网膜中央凹的字母。那如何解决中央凹外敏锐度较低的问题呢?研究眼球跟踪方法的专家曾经做过一些尝试。11根据与注视点的间隔距离,他们成比例放大字母来增加离中央凹较远位置的视觉敏锐度。图4-3展示了这一实验所呈现的文字。箭头表示当前的注视点。每条线表示人们阅读每行文字时,由于注视点不同,所展示的文字的变化。研究人员使用图4-1中的字母替代法将视窗的宽度从7个字母调整为21个字母位置。主要问题是,当近窝区的字母比正常字母大时,视窗会变宽吗?


图4-3 近窝区放大技术

每一行表示受试者阅读每行文字时,文字的呈现方式。箭头表示读者注视的位置。注视点附近的字母为正常大小,但是其周围的单词被人为放大,从而增加离注视点较远位置的视觉敏锐度。读者每扫视一次,字母的大小就会发生改变。

资料来源:Miellet, O’Donnell, and Sereno (2009), Figure 1, p. 722.

该实验的受试者是大学生,他们很快就适应了在近窝区放大的情况下进行阅读。令人惊讶的是,这种操作几乎没有产生任何积极或消极的影响。字体放大后,读者所耗费的阅读时间几乎与阅读普通文本时的相同,并且读者对文本内容的理解程度也相同。我们需要进一步强调,产生重要影响的是视窗的大小:当视窗缩小到只能正常显示7个字母时,阅读速度会变得特别缓慢。该结论证明了,尽管视网膜中央凹之外的信息可能是不准确的,但是这些信息也是有用的。

该实验表明,人类感知范围和视觉宽度的限制既是认知层面的,也是视觉层面的。在正常情况下,视网膜敏锐度的下降是主要限制因素。这就是人们日常阅读的真实情况。人们利用技术也无法完全弥补现实情况的不足,因为那些放大的字母只有少数位于感知范围内。此外,因为一次性处理的信息量非常有限,所以被放大的字母几乎不会对阅读产生多少影响。阅读是一种苛刻的任务。阅读过程中,当我们在注视时,我们所看到的单词量几乎与我们的理解速度完全匹配。即使在外围放大字母也不会产生任何效果,因为我们已经尽快将语言这块巧克力包裹了起来。

尽管逻辑上是可行的,但是,通过弥补视网膜敏锐度下降的不足来提升阅读速度,并不是一种有效的方式。通过这种方式加强练习,也许可以在一定程度上提升阅读速度,但这终究不是一种十分有效的方法。

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