阅读中的快速连续视觉呈现:Spritz案例

文献：Benedetto, S., Carbone, A., Pedrotti, M., Le Fevre, K., Bey, L. A. Y., & Baccino, T. (2015). Rapid serial visual presentation in reading: The case of Spritz. Computers in Human Behavior, 45, 352-358. https://doi.org/10.1016/j.chb.2014.12.043

1. 引言 ¶

RSVP(rapid serial visual presentation )最初被认为是研究注意机制的一种实验范式，在50年代末由Gilbert (1959)首次提出，并由Forster (1970)用于研究书面语言的理解和加工。RSVP包括一次显示一个或多个单词，并按顺序显示，从而最大限度地减少阅读过程中产生的眼球运动，并提高注意力。根据Lemarié, Eyrolle, and Cellier (2008)研究，文本大小，呈现单位，视觉结构和分段单位是影响RSVP文本理解的主要因素。尽管在过去的50年中已经提出了许多RSVP的变体，并且已经进行了许多研究，但是仍然很难确定RSVP的理想呈现参数(Proaps & Bliss，2014)。根据Rayner (1998)，RSVP与正常阅读的比较表明，对于短句，只要呈现率不超过某个阈值，就可以获得正常阅读的典型结果，超过该阈值可能会发生注意眨眼。Proaps和Bliss (2014)认为，每秒四个单词(即250 wpm)可以获得与传统文本呈现格式相当的性能。当阅读速度增加时，阅读理解和记忆能力通常会显著下降 (e.g., Chen & Chien, 2007; Juola, Ward, McNamara,1982; Just & Carpenter, 1980; Potter, 1984; Potter, Kroll, & Harris,1980) 。并且，随着句子和段落越来越长，处理系统很快就会超负荷，理解能力就会下降(Masson, 1983)。尽管传统阅读优于RSVP的观点几乎得到了广泛认同，但一些研究显示出了一些潜力。例如，Juola等人(1982)证明了RSVP与正常的页面格式阅读一样有效。Rubin和Turano (1992)发现，在理解水平足够的情况下，RSVP的阅读率始终较高，但是只有少数参与者感到舒适。Fine、Peli和Reeves (1997)研究了RSVP对老年阅读人群的可能优势，发现RSVP的益处不会随着视力和对比敏感度的降低而降低。并且视力受损、阅读困难和效率较低的读者可从RSVP显示器中受益(Chen, 1986; Potter, 1984; Williamson, Muter, & Kruk, 1986)。 最近已经为Android和苹果平台开发了许多RSVP商业应用程序(例如，Speed Reader Spritzer)，本研究着重讨论Spritz，Spritz的新颖性在于将单个单词的静态RSVP与最佳识别点(ORP)相结合，也称为最佳观察位置(OVP)，这是大脑处理单词含义最关键的字母。已经对ORP的位置进行了大量的研究，并且该位置取决于单词的长度:单词越长，眼睛必须移动到中心左侧越远以定位ORP，在Spritz中，每个ORP都以红色突出显示，并显示在Spritz显示屏的相同位置，因此读者的眼睛总是聚焦在相同的位置，不需要迅速扫视，即使是非常小的扫视。Spritz的其他创新涉及单词显示的时间和句子之间的停顿长度。在Spritz中，较长的单词显示得更长，较长的句子在句尾有较长的停顿。

RSVP优于传统阅读的普遍观点在于，RSVP几乎消除了阅读过程中的眼球运动(Masson, 1983; Rayner, 2009)。RSVP与传统阅读最大的区别在于：

  • 1） RSVP没有回视；
  • 2） RSVP没有副中央凹加工。

在需要持续视觉注意力的任务中，眨眼通常被抑制并倾向于紧接在任务之前或之后发生( Stern, Walrath, & Goldstein, 1984)，据Spritz的开发者称，消除扫视可以减少眼睛疲劳，提高理解能力，即使是在处理长文本的时候。本研究认为这一说法没有研究证据支持，因此进行调查。在这项研究中，让人们在计算机屏幕上用Spritz或传统方式(即从左到右，从上到下)阅读一本书(Orwell，2004)的一个选定部分，并使用视觉、表现和主观测量测试这两种阅读模式(即Spritz与传统)对理解、视觉疲劳、表现、任务负荷和视觉行为的影响。

2. 材料和方法 ¶

60名法语母语者(30名女性，平均年龄= 28岁，标准差= 9)，都没有使用Spritz应用程序的经验。

用基于红外视频的眼睛跟踪器(SMI RED 5；www.smivision.com)。采样率为500 Hz，在每次阅读试验开始时对每个参与者进行5点校准。环境照明和屏幕亮度在整个实验过程中保持不变，由数字测光表评估，受试与用于阅读任务的22英寸液晶显示屏之间的平均距离为70厘米，屏幕尺寸为474(水平)* 297(垂直)mm，屏幕分辨率设置为1280 768像素。

两种类型的阅读方式：Spritz和传统。字体大小和字型之类的变量在整个实验过程中以及在两种实验条件下保持不变。唯一的区别在于文本显示的方式。Spritz，用于模拟RSVP过程的软件是根据Maurer et al. (2014)研究中的信息开发的。文本呈现在Spritz显示器上，在70厘米的距离上，水平和垂直视角分别为6.5°和2°。额定阅读速度设定为250 wpm。在Spritz中，虽然名义阅读速度是事先确定的，但实际阅读速度因文本而异，并受单词长度和句子长度等因素的影响，因此，越长的单词显示得越长，越长的句子在句尾有越长的停顿 (见于 Maurer et al., 2014中的细节)。本实验选择的文本材料是一部法语小说的第一章 (Orwell, 2004)。在这些特定的实验条件下，实际阅读速度从250到225 wpm略有下降，这大致相当于法国读者的平均阅读速度，即目的是学习的默读一篇文章(Baccino, 2004)。由于Spritz的最初版本包括一个暂停控件，允许参与者在需要的时候使用空格键暂停。阅读超过25分钟而不允许读者停顿会对精神不利。

图1

关于传统的阅读，全文显示在44页20行的纸上，每页平均140个单词。在70厘米的距离上，页面的水平和垂直视角分别为12°和19°。传统阅读没有时间限制：参与者可以自由调整速度。

采用被试间设计，受试随机分配到两个组里(Spritz，传统)。告知被试实验基本原则，签知情同意书，优势眼测试，视觉疲劳量表测试(VFS – Heuer, Hollendiek, Kröger, & Römer, 1989)。然后开始阅读阶段，阅读结束之后接受了第二次VFS，然后是任务负荷量表(RTLX–Hart，2006)，最后进行了理解测试(CT )，包括文字和推理问题。

因变量分为五类：理解、视觉疲劳、表现、任务负荷和视觉行为。

语篇理解由三个层次组成:字面理解、推理理解和评价理解。字面理解包括回忆课文中明确陈述的内容。推理理解要求读者理解文本中没有明确说明的关系。评价性理解要求读者通过将正在阅读的内容与先前的经验和知识联系起来分析和批判性地解读文本。由于不想测试将课文中所读内容与先前的经验和知识联系起来的能力，所以在本研究中只采用了字面和推理的问题。为此，我们建立了一个由15个文字组成的特制问卷(例如，“温斯顿在他家听到的声音是从哪里来的？答案的选项是(a)从电视上，(b)从电幕上，(c)从唱词上，(d)从收音机上)，以及15个推理问题(例如，“故事发生在哪个季节？答案的选项是a)冬天，b)夏天，c)春天，d)秋天。问卷调查在阅读课结束时进行。然后分别计算这两种类型问题的理解准确性，作为对文字(CA-Literal)和推理(CA-Inferential)问题的正确回答的百分比。

眨眼有助于将眼泪分散到眼球表面，防止视觉疲劳(Rosenfield，2011)。由于每个受试之间每次阅读时间的长度不同，在眨眼分析中只包括了前1500s(即25min)(没有一个受试完成阅读时间少于1500s)。每分钟眨眼次数(BPM)计算为每次阅读过程中眨眼的总次数除以每次阅读过程的持续时间(25min)的商。持续时间小于80ms和大于500ms的眨眼被排除在眨眼分析之外(Benedetto等人，2013年)。

六项视觉疲劳等级量表(VFS-豪雅等，1989)在每次阅读前后进行测试。每一项都用10分制的李克特量表进行评分，并计算六项的平均VFS分数。

阅读速度(RS)是评估阅读表现的一个常用指标——尽管有争议。通常以每分钟字数(wpm)来衡量。阅读速度是通过将阅读的总字数(6169个单词)除以阅读花费的时间(即阅读时间)来计算的。尽管在这个实验中，实际的阅读速度是每分钟225字，但我们允许参与者在需要的时候暂停一下。因此，Spritz的计算阅读速度并不是完全恒定的，而是取决于暂停所花费的时间。当计算阅读速度时，停顿时间被加到其他不变的阅读时间中。

原始任务负荷指数(RTLX–Hart，2006)是一个100分的李克特量表，用于测量参与者在六个方面的感知工作量:精神需求、身体需求、努力、自身表现、时间需求和挫折。包括取消加权过程，并对六个方面的比率进行平均，以估算总体工作量。

注视率(FR)是通过将每次阅读中发生的单眼注视(右眼)总数除以每次阅读的时间长度(1500秒)计算的。注视持续时间(FD)是通过平均每次阅读中出现的所有注视持续时间(ms)计算的。迅速扫视率(SR)通过将每次阅读过程中发生的单眼迅速扫视(右眼)的总数除以每次阅读过程的长度(1500秒)计算的。

3. 结果 ¶

传统阅读的字面问题(CA-Literal)得分较高(F(1，55) = 7.30，p = .009，图2)，而推理问题(CA-推理)在两种阅读模式之间没有观察到差异(p > .250)。

图2

使用Spritz阅读时发现眨眼次数较少(F(1，50) = 6.56，p = .013，图3)。相比之下，VFS的结果显示，两种阅读方式在阅读前后的测量没有差异(p = .106)。然而，在独立于阅读模式的阅读后，得分更高(Z = 6.25，p < .001，r = .81)。

图3

阅读速度的结果显示，Spritz和传统阅读之间没有差异(p = .160)。参与者使用Spritz平均每分钟阅读209 (SD = 17)个单词，而使用传统方法每分钟阅读200个单词(SD = 32)。

认为Spritz阅读比传统阅读要求更高(Z = 2.82，p = .004，r = . 3，图4)。

图4

Spritz的注视次数较少(F(1，50) = 169.87，p < .001，图5)，持续时间较长(F(1，50) = 33.46，p < .001)。

4. 讨论 ¶

研究测试了两种阅读模式(即Spritz和传统(即从左到右，从上到下))对理解、视觉疲劳、表现、任务负荷和视觉行为的影响。字面理解中Spritz阅读比传统阅读较差，副中央凹处理和回归被Spritz过程抑制，这似乎降低了信息提取的质量，损害了文字理解。关于推理理解，结果显示两种阅读模式之间没有差异。本文认为推理理解可以通过从长期记忆中提取的信息来补偿文字阶段的退化数据(即部分信息或表征)。

关于视觉疲劳，眨眼的结果表明，与传统阅读相比，使用Spritz阅读会导致眨眼频率的大幅下降。在需要持续视觉注意力的任务中，眨眼通常会受到抑制(Stern等人，1984年)，因为它们积极参与注意力脱离的过程(Nakano等人，2013年)。此外，由Spritz触发的迅速扫视的重要减少似乎放大了这种效果。由于迅速扫视的凝视移动通常伴随着眼睑的快速闭合和张开，迅速扫视的减少会导致眨眼次数的减少。根据Rosenfield (2011年)的研究，眨眼次数的减少会增加眼泪的蒸发，导致眼睛干涩，这是视觉疲劳的主要因素之一。因此，与传统阅读相比，Spritz阅读可能会增加视觉疲劳。然而，主观结果(VFS)并没有揭示两种阅读模式在视觉疲劳方面的任何差异。