阅读中的眼动控制理论与ＳＷＩＦＴ模型(1)
摘 要 随着眼动研究的深入，近年来研究者受注意梯度指导理论影响，结合心理学的最新发展以及在相关实验研究的基础上提出了新的理论模型，其中最具代表性的是SWIFT模型。SWIFT模型遵循3条基本原则：(1)一定注意范围内的分布式词汇加工；(2)眼跳计划和目标选择的分离；(3)伴随中央凹目标抑制的眼跳机制。在构架上，该模型主要有两大功能模块：词汇加工和眼跳编程。
关键词 SWIFT模型，注意梯度指导理论，分布式词汇加工，中央凹目标抑制。
分类号B842
阅读中的眼动控制理论试图解决眼动与阅读时读者的心理活动的关系问题。西方学者对阅读过程中的认知加工与眼动行为的研究已有一百多年的历史，其中出现了多个眼动控制模型。就其眼动控制的理论而言，目前主要有3种：初级眼动控制理论(primary oculomotor control，简称为POC)，序列性注意转移理论(sequential attention shift，简称为SAS)和注意梯度指导理论(guidance by attentional gradient，简称为GAG)[1]。当前，国内介绍的阅读的眼动模型，如Strategy-Tactics，Morrison(1984)模型等大多是基于POC和SAS理论构建的。近年来，随着眼动研究的深入，研究者先后对POC和SAS理论提出了质疑，试图以GAG理论为指导构建眼动模型，比较典型的是SWIFT模型[2]。
, http://www.100md.com
自发眼跳-中央凹抑制模型(Saccade generation With Inhibition by Foveal Targets，简称为SWIFT模型)是由Engbert，Longtin 和Kliegl(2002)提出的眼动控制理论的量化模型，该模型试图整合视觉的、词汇的、眼动的信息，采用分布式的词汇加工方式，在单词水平上从时间和空间两个维度来考察阅读中的眼动行为。
1 阅读中的眼动控制理论
Kennedy等认为阅读的眼动控制模型先后主要受3种理论影响，即POC、SAS、GAG。POC理论主要从视觉和文本物理属性方面考察阅读中的眼动，其模型大多是定性描述。相对于POC，SAS理论特别重视认知因素对眼球运动的影响，并且对模型进行了定量研究。与前两者不同，GAG理论综合初级眼球运动和认知因素来研究阅读过程中的眼动，通过计算机模拟对模型进行了系统的定量说明。
1.1 初级眼动控制理论
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POC理论的基本假设是眼球运动主要由非词汇的、低水平因素，如文本编排、最初注视位置等驱动，其代表模型有Minimal control、Strategy-Tactics以及 Yang等近年来提出的Push-Pull等[3~5]。Minimal control模型认为注视时间和眼跳长度主要受到文本的物理属性，如文本设计、布局的影响，而较少受语言和认知因素的干扰。该模型只能解释数学任务中的一些眼动行为，而无法应用到复杂的阅读任务中。
O’Regan认为影响眼动的主要因素是读者在注视早期阶段所获得的非词汇水平的信息，在战略战术模型中主要是指最初的注视位置。该模型认为某个词的注视位置在很大程度上决定着读者对该词的注视时间，以及下一次的注视位置。如果注视点落在一个词的最佳位置上，即靠近词的中部，那么只会有一次注视，而落在一个不适宜的位置，通常会产生一次回视[6]。与Minimal control模型相比，战略战术模型能较好地解决着陆点的问题，但其所提出的每个词都存在最佳注视位置的结论是在单词独立呈现的情境中获得的，因而很难解释自然阅读状态下的眼动行为。Push-Pull模型认为眼动是由中枢神经系统决定的，眼跳在很大程度上独立于词汇加工，它是视觉系统中不同成份相互竞争的结果。
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综上，基于POC理论构建的眼动控制模型普遍忽视了认知因素对语篇阅读中眼动行为的作用，因此它们难以有效地解释阅读过程中的前视效应、溢出效应以及词频和词的可预测性对个体眼动的影响[7]。
1.2 序列性注意转移理论
SAS理论的基本假设是词汇加工、注意转移和眼动是密切联系的，注意是序列性地从一个单词转移到下一个单词，特别重视认知因素在眼动控制中的作用，认为广义的词汇接通是驱动眼动的基本引擎，其代表模型有Morrison模型，E-Z Reader模型等以及Salvucci等(2001)提出的EMMA模型(Eye Movements and Movements of Attention，简称为EMMA)，其中影响较大的是E-Z Reader模型[8]。关于这类模型，国内研究者给予了较多的关注，阎国利等曾进行了比较详细的介绍。
相对于POC理论模型，SAS理论模型，尤其是E-Z Reader模型，不但对认知加工与阅读中眼动关系进行了定性说明，而且还进行了定量的研究，能够解释阅读中的一些现象，如前视效应、溢出效应等。但是，Kennedy等发现该模型与实验数据的拟合程度并不尽如人意，而且模型自身结构相当繁琐(E-Z Reader1到E-Z Reader7) [9,10]。研究者认为，由于SAS模型坚持序列性的注意转移策略，因此难以很好地解决下列3种问题[11]：
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(1)副中央凹词汇难度对中央凹词汇加工的影响。
(2)从注视点左侧提取的信息对阅读过程中眼动行为的影响。
(3)重新计划眼跳是否会增加注视时间，及其影响程度。
对于前两个问题，SAS模型，尤其是E-Z Reader模型试图通过增加一些功能模块加以解决，结果使模型变得相当复杂，缺乏灵活性。至于第3个问题，该模型一直没有给出很好的解决办法[12]。
1.3 注意梯度指导理论
Inhoff等总结了GAG 理论5个方面的特征[13]：
(1)在有效的视觉范围内，所有单词都能被注意到，并进行词法分析，而不仅仅是以一个单词到另一个单词的序列加工的方式进行。
, 百拇医药
(2)在一定的空间范围内，不同词汇间注意资源分配不均衡，存在着有序的等级梯度。
(3)注意分布的梯度值与注视位置及个体对该词汇的认知加工密切相关。
(4)成功的词汇或亚词汇加工会导致注意中心的动态调整。被识别的词只能得到较少的注意资源，而一定注意范围内的新词会得到更多的注意资源。
(5)伴随注意中心的转移，眼跳产生，并将眼球指向新的目标。
根据GAG理论，研究者构建了多个眼动模型，最有代表性的是SWIFT模型。这些模型能较好地说明先前模型所能解释的有关阅读中的眼动行为，同时也克服了E-Z Reader模型难以解决的“跳读与注视时间”的问题。
2 SWIFT模型的功能模块
以GAG理论为指导，SWIFT模型力图将认知和初级眼球运动结合起来去考察阅读中的眼动行为，主要有3条基本原则[14]：
(1)一定注意范围内的分布式词汇加工[15]。阅读过程中，词汇加工并非机械式的按照既定序列依次进行，而是分布式的，个体可以平行地加工若干个单词。
[ 下 页 ], http://www.100md.com(陈庆荣 邓 铸)
关键词 SWIFT模型，注意梯度指导理论，分布式词汇加工，中央凹目标抑制。
分类号B842
阅读中的眼动控制理论试图解决眼动与阅读时读者的心理活动的关系问题。西方学者对阅读过程中的认知加工与眼动行为的研究已有一百多年的历史，其中出现了多个眼动控制模型。就其眼动控制的理论而言，目前主要有3种：初级眼动控制理论(primary oculomotor control，简称为POC)，序列性注意转移理论(sequential attention shift，简称为SAS)和注意梯度指导理论(guidance by attentional gradient，简称为GAG)[1]。当前，国内介绍的阅读的眼动模型，如Strategy-Tactics，Morrison(1984)模型等大多是基于POC和SAS理论构建的。近年来，随着眼动研究的深入，研究者先后对POC和SAS理论提出了质疑，试图以GAG理论为指导构建眼动模型，比较典型的是SWIFT模型[2]。
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自发眼跳-中央凹抑制模型(Saccade generation With Inhibition by Foveal Targets，简称为SWIFT模型)是由Engbert，Longtin 和Kliegl(2002)提出的眼动控制理论的量化模型，该模型试图整合视觉的、词汇的、眼动的信息，采用分布式的词汇加工方式，在单词水平上从时间和空间两个维度来考察阅读中的眼动行为。
1 阅读中的眼动控制理论
Kennedy等认为阅读的眼动控制模型先后主要受3种理论影响，即POC、SAS、GAG。POC理论主要从视觉和文本物理属性方面考察阅读中的眼动，其模型大多是定性描述。相对于POC，SAS理论特别重视认知因素对眼球运动的影响，并且对模型进行了定量研究。与前两者不同，GAG理论综合初级眼球运动和认知因素来研究阅读过程中的眼动，通过计算机模拟对模型进行了系统的定量说明。
1.1 初级眼动控制理论
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POC理论的基本假设是眼球运动主要由非词汇的、低水平因素，如文本编排、最初注视位置等驱动，其代表模型有Minimal control、Strategy-Tactics以及 Yang等近年来提出的Push-Pull等[3~5]。Minimal control模型认为注视时间和眼跳长度主要受到文本的物理属性，如文本设计、布局的影响，而较少受语言和认知因素的干扰。该模型只能解释数学任务中的一些眼动行为，而无法应用到复杂的阅读任务中。
O’Regan认为影响眼动的主要因素是读者在注视早期阶段所获得的非词汇水平的信息，在战略战术模型中主要是指最初的注视位置。该模型认为某个词的注视位置在很大程度上决定着读者对该词的注视时间，以及下一次的注视位置。如果注视点落在一个词的最佳位置上，即靠近词的中部，那么只会有一次注视，而落在一个不适宜的位置，通常会产生一次回视[6]。与Minimal control模型相比，战略战术模型能较好地解决着陆点的问题，但其所提出的每个词都存在最佳注视位置的结论是在单词独立呈现的情境中获得的，因而很难解释自然阅读状态下的眼动行为。Push-Pull模型认为眼动是由中枢神经系统决定的，眼跳在很大程度上独立于词汇加工，它是视觉系统中不同成份相互竞争的结果。
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综上，基于POC理论构建的眼动控制模型普遍忽视了认知因素对语篇阅读中眼动行为的作用，因此它们难以有效地解释阅读过程中的前视效应、溢出效应以及词频和词的可预测性对个体眼动的影响[7]。
1.2 序列性注意转移理论
SAS理论的基本假设是词汇加工、注意转移和眼动是密切联系的，注意是序列性地从一个单词转移到下一个单词，特别重视认知因素在眼动控制中的作用，认为广义的词汇接通是驱动眼动的基本引擎，其代表模型有Morrison模型，E-Z Reader模型等以及Salvucci等(2001)提出的EMMA模型(Eye Movements and Movements of Attention，简称为EMMA)，其中影响较大的是E-Z Reader模型[8]。关于这类模型，国内研究者给予了较多的关注，阎国利等曾进行了比较详细的介绍。
相对于POC理论模型，SAS理论模型，尤其是E-Z Reader模型，不但对认知加工与阅读中眼动关系进行了定性说明，而且还进行了定量的研究，能够解释阅读中的一些现象，如前视效应、溢出效应等。但是，Kennedy等发现该模型与实验数据的拟合程度并不尽如人意，而且模型自身结构相当繁琐(E-Z Reader1到E-Z Reader7) [9,10]。研究者认为，由于SAS模型坚持序列性的注意转移策略，因此难以很好地解决下列3种问题[11]：
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(1)副中央凹词汇难度对中央凹词汇加工的影响。
(2)从注视点左侧提取的信息对阅读过程中眼动行为的影响。
(3)重新计划眼跳是否会增加注视时间，及其影响程度。
对于前两个问题，SAS模型，尤其是E-Z Reader模型试图通过增加一些功能模块加以解决，结果使模型变得相当复杂，缺乏灵活性。至于第3个问题，该模型一直没有给出很好的解决办法[12]。
1.3 注意梯度指导理论
Inhoff等总结了GAG 理论5个方面的特征[13]：
(1)在有效的视觉范围内，所有单词都能被注意到，并进行词法分析，而不仅仅是以一个单词到另一个单词的序列加工的方式进行。
, 百拇医药
(2)在一定的空间范围内，不同词汇间注意资源分配不均衡，存在着有序的等级梯度。
(3)注意分布的梯度值与注视位置及个体对该词汇的认知加工密切相关。
(4)成功的词汇或亚词汇加工会导致注意中心的动态调整。被识别的词只能得到较少的注意资源，而一定注意范围内的新词会得到更多的注意资源。
(5)伴随注意中心的转移，眼跳产生，并将眼球指向新的目标。
根据GAG理论，研究者构建了多个眼动模型，最有代表性的是SWIFT模型。这些模型能较好地说明先前模型所能解释的有关阅读中的眼动行为，同时也克服了E-Z Reader模型难以解决的“跳读与注视时间”的问题。
2 SWIFT模型的功能模块
以GAG理论为指导，SWIFT模型力图将认知和初级眼球运动结合起来去考察阅读中的眼动行为，主要有3条基本原则[14]：
(1)一定注意范围内的分布式词汇加工[15]。阅读过程中，词汇加工并非机械式的按照既定序列依次进行，而是分布式的，个体可以平行地加工若干个单词。
[ 下 页 ], http://www.100md.com(陈庆荣 邓 铸)