從1982到2022：我國體育學科深度知覺研究現狀、問題及發展建議

宋敏嘉，李瑞濤，杜春華

2020年9月，國家教育部、財政部聯合發布《關于加快新時代研究生教育改革發展的意見》時提出：構建放管結合、規范有序、相互銜接的交叉學科發展體系，為交叉學科發展創造更好環境?！兑庖姟分赋隽藢W科發展的未來要求，吹響學科交叉研究的沖鋒號。擺脫慣性思維、抓住科研范式變革機遇、推動體育學科研究發展成為現階段我國體育學科科研者的工作目標。作為心理學與體育學交叉融合的體育心理學成為了體育學科研究發展方向。體育因運動賽場瞬息萬變而極具特色，賽場中運動員發揮技戰術依托深度知覺(depth perception)或距離知覺(distance perception)。深度知覺是指知覺主體(觀察者)利用各種線索，對知覺對象(目標物)在環境中依據不同遠近位置的分布做出估計和判斷。足球運動員可以通過深度知覺確定定點定位接球確切程度；平衡木運動員可判斷自身與平衡木邊緣距離從而決定動作幅度；擊劍運動員可裁奪自身與對手距離從而決定出劍的力度等等，因此探討體育學科深度知覺研究就顯得意義十足。

為較為周密地把握我國體育學科深度知覺研究境況，本文以“深度知覺”為關鍵詞在中國知網進行中文文獻檢索，其中與體育學科相關文獻共99篇，研究始于1982年，集中在2014年以后，歷時四十余載。本文將進一步梳理我國體育學科深度知覺的研究現狀及問題，并結合國外相關研究對我國體育學科深度知覺研究發展提出建議。

1 我國體育學科深度知覺研究現狀

將我國現有體育學科深度知覺相關研究成果以十年為界進行劃分，共分為四個時段。具體分布情況見圖1。

圖1 我國體育學科深度知覺研究數量年限分布圖

據圖1顯示可見，我國體育學科深度知覺文獻研究總體數量偏少，2002—2011年間發文最頻達43篇，近10年發文量呈下降趨勢。通過對檢索結果的研究方法分析，本文認為我國體育學科深度知覺研究的發文量與實驗儀器的更新有關。相較于1982—2001年兩個階段，2002—2011年間深度知覺測量儀在體育學科研究中得到普及，心靈方舟等測量軟件也使得深度知覺研究難度降低，深度知覺研究數量達至峰值。因此可以說測量工具的差異對于我國體育學科發展研究影響頗深。

對檢索到的99篇文獻的關鍵詞進行可視化分析，結果顯示運動知覺作為關鍵詞出現頻率最高(21次)。其余依次是方位知覺(17次)、知覺能力(17次)、時間知覺(13次)、心理指標(12次)、訓練年限(10次)(見圖2)。

圖2 我國體育學科深度知覺研究關鍵詞頻率統計圖

結合圖2信息及研究內容發現，我國運動員深度知覺的研究常與運動知覺、方位知覺和時間知覺研究相統合，深度知覺作為一種知覺能力常作為心理指標進行運動選材或運動員評價。訓練年限是我國體育學科深度知覺研究中最常探討的影響因素。

從資源類型分布來看，學術期刊56篇，占文獻總量60.61%；學位論文34篇，占文獻總量34.34%；會議文集5篇，占文獻總量5.05%。此外，東北師范大學、廣州體育學院和沈陽體育學院各自發布11篇、8篇與4篇成為文獻數量貢獻最多的三家單位。

2 我國體育學科深度知覺研究中存在的問題

2.1 研究內容同質化

通過厘清我國體育學科深度知覺研究脈絡，可將我國運動員深度知覺的實驗內容歸為：探討深度知覺特征的研究、探討深度知覺與運動技能表現關系的研究、探討深度知覺與運動技能表現影響程度三類研究，各占研究總量的56.76%、27.02%和16.22%。探討深度知覺特征的研究占比最高也最為凸顯內容同質化，同質化程度取決于科研核心內容中變量及變量間的關系，在對現有文獻梳理后本文將我國體育學科深度知覺特征研究內容的同質化變量鎖定為：運動項目、運動水平、運動員性別與參賽經驗。

首先是運動項目。對比不同項目運動員的深度知覺差異，有的學者依據自制長150cm、寬5cm，實驗用具選取如擊劍、排球、技巧、武術、體操和網球運動員依照實驗器具4m外讀數準確性來判斷不同項群運動員的深度知覺與項目之間關聯性研究。也有學者選擇不同周期類型的項目，如田徑、速滑(周期性項目)運動員和籃球、足球(非周期性項目)運動員的深度知覺對比。還有學者選擇同一項群不同項目，如乒乓球、羽毛球、網球運動員深度知覺的對比研究或武術套路與武術散手運動員深度知覺的比較。依項目頻率統計分類，球類項目研究頻率最高，出現50次；其次是民族傳統類項目，出現8次；競準類項目研究頻率最低，出現6次(見圖3)。

圖3 我國體育學科項目分類頻數統計圖

其次是運動水平。據統計顯示，在檢索到的相關文獻中除理論研究16篇，占比16.17%，實驗研究83篇均選擇了運動水平變量，占比83.83%。有研究者選擇運動員與非運動員作為深度知覺研究的被試，探討運動員的深度知覺特征。如對大小球類項目260名運動員和60位非運動員采用SR EYELINK 來測量受試以眼動追蹤與預期物體移動的正確性，對比運動員與非運動員的深度判斷能力。通過運用北京大學生產深度視覺儀測量華北地區14-17年齡段少年男子足球運動員深度視覺距離誤差值對比少年足球運動員與普通學生的視深能力。也有研究者選擇運動員被試，對比不同技術水平被試之間的深度知覺能力差異。如，依照EPT202-5深度知覺測試儀產生的變異刺激感覺數據對二級以上優秀羽毛球運動員與二級以下普通羽毛球運動員的深度知覺能力的對比。對比不同運動級別(國家隊、省隊)女子冰壺運動員在深度知覺指標上的差異。最后是運動員性別與參賽經驗。但其對深度知覺的影響并不顯著，因此本文不再贅述。

通過對常用變量分析梳理發現，我國體育學科深度知覺研究在選取變量時多依照被試固有特征，從而造成大量的研究聚焦運動項目、運動水平對深度知覺的影響。遺憾的是，這些變量研究專注于呈現不同項目對于深度知覺的共性并非項目間的個性，致使研究成果更有益于豐富體育學科在運動選材深度知覺方面的研究深度，缺乏在運動訓練研究的廣度。

2.2 研究手段陳舊

研究方法一定程度決定研究手段，我國體育學科深度知覺研究多采用心理測量法，作為心理學研究的常用方法，通過科學、客觀、標準的測量手段對人的特定的素質進行測量、分析、評價。儀器測量是其常見的研究手段，可分為自制儀器測量和深度知覺測量儀兩種。自制儀器測量儀最早在1987年王培城等人采用其對我國運動員的深度知覺展開測量。實驗工具長150cm、寬5cm分為兩面，實驗時主試站在白色光面前，被試站在刻有長度單位面前。被試面左右各有兩條垂直的細黑線，長度為7cm。其中左側黑線固定，右側黑線可以移動。該儀器可以測試的標準距離最小為10cm，最大為140cm。而后，隨著心理測量方法不斷進步使得各類心理測量儀器逐步替代自制實驗儀器，成為測量深度知覺的常用儀器(見表1)。

由表1可知，常用的深度知覺測量儀主要有：DB-Ⅱ-104型深度知覺實驗儀(北京大學儀器廠)、師源牌JGW-B2型心理測驗臺中的深度知覺測試儀(天津市高師教學技術有限公司)、EP503A 深度知覺測試儀(華東師范大學科教儀器廠)等幾類深度測量儀，深度知覺測量儀的出現無疑為評價被試深度知覺提供了科學、精細的測量結果，但應用于運動員深度知覺的評價時，也存在一些問題。

表1 常用深度知覺測量儀器

2.2.1 深度知覺測量儀下測量使用場景差異 首先以足球比賽為例，足球場地為尺寸為105×68(單位：m)，當運動員長傳球時，其需要判斷的距離要遠大于深度知覺儀所能測量的范圍，測量儀測量結果應用性不強。其次深度知覺測量儀的測量場景固定使得與運動賽場的環境截然不同。人們對深度距離的判斷受主、客觀條件制約，其中個體經驗是重要的主觀條件，周圍背景中熟悉的參照物體是重要的客觀物理條件。如在冰壺項目中場地標志線等信息是運動員判斷距離的重要外部依據，而深度知覺測量儀僅作為一般的測量手段而缺乏項目中特定的情景信息，其測量無法充分反映冰壺運動員在專項情境下的深度知覺的特點。

2.2.2 深度知覺測量儀下測量方式差異 運動員在測量時需要端坐在儀器前方，這不符合運動過程中觀察深度的眼高時刻變化的特點。不同項目運動員的“習慣眼高”不同，排球運動員、籃球運動員多以直立姿勢觀察目標深度，而對于冬季兩項運動員，則以俯臥高度觀察目標深度。有研究表明，對觀察高度的熟悉性會影響個體的深度知覺，以“習慣眼高”判斷目標物深度的結果比以“改變眼高”判斷目標物深度的結果更加接近真實值。因此，用同一觀察高度測量運動員的深度知覺能力具有一定的局限性。

2.3 實驗任務單一

我國體育學科的深度知覺研究多采用實驗儀器對深度知覺進行物理測量的心理測量法，均以“觀察—復制”為基本邏輯，即給出一個標準刺激，要求被試觀察標準刺激，而后調整變異刺激使之等于標準刺激。通過對我國體育學科深度知覺研究的實驗任務進行分類后發現，99%以上的深度知覺實驗采用“復制任務”作為實驗任務，成為我國體育學科的深度知覺研究最常見手段。實際操作中無論使用何種深度知覺測量儀，其測量過程中被試均需端坐在深度知覺測量儀前，觀察測量儀內部標準刺激標志實驗開始。被試在深度知覺儀內觀察到三根黑色的豎棒，其中兩根標準刺激固定位置構成平面的豎棒。另一根為位于標準刺激之間可移動位置變異刺激豎棒。在箱子內部的照明與背景不變的情況下，被試通過按鍵控制變異刺激的位置，使之與兩個標準刺激處于同一平面上。如通過HAD-503A深度知覺儀，要求乒乓球、羽毛球、網球三個項目專家運動員(二級運動員，訓練年限9±2年)與新手運動員(無運動等級)通過按鍵控制變異刺激的深度，使之等于標準刺激來“復制任務”。

“復制任務”并非適用于所有運動項目，不同實驗范式的實驗結果不同。如，同樣是時距知覺研究，當實驗操縱分別作用于標準時距和復制時距。如果產生的結果不同，則對時距的扭曲源于記憶或決策階段，如果產生的結果相同，則證明與內部時鐘模型的開關有關。由于不同運動的項目特征不同，運動員在運動過程中深度知覺的應用也不相同。如，難美類項目運動員觀察固定深度是為避免動作出界；競準類項目運動員觀察固定深度是為進行深度復制；對抗類項目運動員關注深度變化是為調整技戰術。若均采用“復制任務”，則顯然忽略項目之間深度知覺具體項目特征實際差異。但遺憾的是，現階段我國現有的體育學科深度知覺研究在實驗任務選擇方面過分依賴于深度知覺測量儀并未從項目特征出發，使得實驗設計缺乏針對性，所得結論缺少代表性和創新性。

3 我國體育學科深度知覺研究的發展建議

3.1 創新研究內容，從項目實際出發

國外深度知覺研究選取相對大小、相對高度、相對亮度、透視收縮、線性透視、紋理梯度、雙眼視差等因素論證人們對深度的感知的影響，探討人們深度知覺能力的變化。生存環境變化能夠讓人們在線索缺失的情況下，依靠部分有效線索對深度做出判斷導致個體對各類線索的利用能力、判斷狀態的差異會帶來感知深度結果偏差。這些變量的選擇可以移植到我國體育學科深度知覺研究之中，滿足項目需求，創新研究內容。

深度知覺的接鄰原理認為，絕對距離源自感知到的相對深度的和，相對大小和相對距離是伴隨產生的主要心理現象。視場中任何物體表現出的大小或者位置都是由與它相鄰物體之間的大小或距離線索決定的，強調“接鄰事物”在感知深度時的參考價值。即對于任何有關相對距離或感知大小的線索，其中一個線索的情況也能說明其他線索的狀況。針對運動員在運動賽場上用“接鄰事物”進行深度判斷的感知深度與“接鄰事物”作為參考時的深度感知的特點，國外學者圍繞視角與相對距離知覺展開研究，80名被試在近端(距中心23m)和遠端(距中心36m)處，對戶外環境中14根圓柱形白色木樁之間的相對距離進行判斷。研究結果表明，視角在感知距離中起著重要的決定作用，視角與感知距離準確性呈正相關，視角越大感知距離越準確。針對賽場上視角變化影響運動員深度知覺的程度，Leyrer等人學者圍繞“觀察高度與深度判斷結果”進行了研究，參與者身處虛擬環境，從三種不同的高度(正常高度、高于50cm高度、低于50cm高度)看物體。結果顯示，參與者所處高度越高則低估實際距離越大。這也許是因為相較于高視角，人們習慣于用較低的視角(例如坐姿高度)觀察事物，并且形成了應對這種常見情況的有效策略。實驗結果與Sinai等人的實驗結論相似，即當被試位于2m高的平臺上時，距離估計的誤差高于與目標物位于同一水平地面。

上述國外深度知覺研究為我國運動員深度知覺研究內容的創新帶來許多啟示，如觀察高度或姿勢因素實驗結果指奏相反的實驗可在我國進一步論證，從項目特點出發，結合競賽實踐常發狀況選擇研究內容，如增加冰壺等需要多觀察高度的運動項目進行深度感知實驗，結合競賽實際選擇研究內容，設計實驗變量，提高研究服務于實際的針對性，拓寬體育學科深度研究的深度與廣度。

3.2 更新研究手段，提高研究結果的生態效度

同前文所論，深度知覺受生理、物理、自然等多復雜因素制約，作為相互交織的有機體出現在現實生活。3D技術在深度知覺研究中的應用可以準確控制線索變化，為研究提供更多可能。首先，虛擬現實技術在深度知覺研究中的應用，能夠實現被試與環境的交互。哥倫比亞大學使用3D技術制作虛擬空間用二維平面展示三維空間，通過頭戴式顯示器展示3D空間使被試在虛擬3D空間中完成實驗任務，運用可穿戴傳感設備捕捉、傳輸被試的行為數據。采用控制圖像深度信息實現了空間因素與時間因素的自由組合，考察常規視覺線索在感知深度時的準確性和有效性。其次，虛擬現實技術能夠幫助控制觀察姿勢，實現調控單一觀察高度因素。Markus Leyrer及其團隊依靠虛擬現實技術構建三種觀察高度的虛擬空間，要求被試在具有高度差異的虛擬空間進行深度知覺判斷以及控制觀察高度與觀察姿勢，使視覺高度與姿勢高度發生沖突，探索深度感知變化。研究結果表明，觀察高度與觀察姿勢各自的差異皆會導致深度知覺結果改變，而在現實二維空間實驗中卻很難得出這一結論。

國外新興手段推進可帶動我國將3D技術和VR技術作為提高真實競賽訓練實踐情況、打破物理世界規則、考察運動員深度知覺特征、提升研究結果生態效度的研究手段，進而拓寬加深我國深度知覺研究發展。

3.3 豐富研究任務，提升研究結果的針對性與準確性

針對我國運動員深度知覺研究任務單一、內容重復這一問題。相較之下，國外深度知覺研究范式多、應對場景廣、實驗結果準確性高。國外常見的深度知覺研究常用的實驗范式(或實驗任務)包含以下四類。第一類，阻斷視覺信息的“盲走任務”和“盲眼投擲任務”。盲走任務要求被試首先觀察目標物的位置，然后阻斷視覺信息的輸入，盲走到目標物的位置。盲眼投擲任務同樣要求被試先對目標物的位置進行觀察，然后阻斷視覺信息的輸入，要求被試投擲某個物體(如沙包)到目標物所在的位置。第二類，變化方向的“三角指向”“三角行走”任務。三角指向任務要求被試記住目標物的位置后，閉眼沿某條平行于目標物的直線行走。在整個行走過程中，被試需要用手指持續指向目標表物。三角行走任務要求被試記住目標物位置后閉眼沿某條平行于目標物的直線行走，當被要求停止行走后，立即用手指指向目標物的位置。第三類，匹配視覺任務。是指觀察記住目標物位置后，觀察者自己操作可遙控的標志物，或口頭指示研究者行走或移動標志物，使其到達與知覺到的目標物距離相等為止。第四類，“口頭報告”任務。是指觀察者目測目標物距離后，用指定的單位口頭報告出其對距離的定量估計。

研究表明在現實環境中，口頭報告任務往往會呈現個體低估物我距離的傾向；而以盲走或三角測量任務等視覺指導的行為作為實驗任務時，人們對物體和自身之間的距離判斷具有相當高的準確性。因此，為了提升研究結果的準確性和針對性，可以考慮引入更多的實驗范式展開研究。如，采用匹配視覺任務對球類運動員進行深度知覺特征研究；運用三角指向任務對難美類項目運動員實施深度知覺特征研究等。

4 結 語

深度知覺作為運動員的基礎知覺，是決定運動員技術表現的重要因素，也是運動員選材、運動技能評價的重要指標。本研究從研究內容、研究手段、研究任務三個方面，回顧了我國自1982年以來的體育學科深度知覺研究。歷經四十年發展我國體育學科深度知覺研究方興未艾，就整體的研究成果來看，還是遠遠不能滿足我體育學科發展需要的。從研究內容來看，我國體育學科深度知覺研究內容嚴重同質化，造成了實驗資源的浪費，研究結果的單一。從研究手段上看，我國體育學科深度知覺研究手段陳舊，造成了研究結果的生態效度不高，加大了與國外相關的研究水平的差距。從研究任務上看，我國體育學科深度知覺研究實驗任務單一，造成了研究結果準確性不高，與運動項目實踐應用存在脫節現象。為了提升我國體育學科深度知覺的研究質量，推動我國體育學科深度知覺研究的發展，本研究結合國外深度知覺研究的優勢認為：首先，我國體育學研究應針對項目特征展開實驗設計，從實踐角度選取在運動競賽中實際出現的深度知覺應用情景為影響因素，創新研究內容，提升研究內容的實用性。其次，應加大資金投入力度，促進研究手段的換代升級，這樣不僅能夠提升實驗結果的生態效度，也為后續運動訓練提供更為廣闊的干預思路。最后，豐富實驗任務，從深度知覺在項目中實際應用的情況出發，選擇切合運動實踐的實驗任務，提高測量結果的準確性。作為運動員的基礎知覺，我國體育學科對深度知覺挖掘尚淺，進一步深入研究體育運動中深度知覺的科學規律仍然是促進運動員技術表現，深化運動員選材與評價指標的重要議題。

深度知覺作為運動員的基礎知覺，自20世紀80年代開始研究至今已然獲得一定成就，但交叉學科發展道阻且長。從東西方整體研究而言，呈現出與國外研究差距大、研究內容同質化高、研究生態效能低、研究任務準確性低的特點。事實上，無論是勾勒整體宏觀規劃之廣，抑或是部分微觀剖析之深都為體育學科深度知覺研究亟需，通過取西方深度知覺研究經驗之長補我國體育學科知覺研究發展之短，能夠拓寬體育學科在深度知覺方面的研究深度與廣度，加速體育學與心理學相互銜接的交叉學科發展。