繪圖歷程與認知發展

繪圖(drawing)由一個複雜的心理運作系統所構成，並不是單一的 能力，這個系統的組成成分，包括動作輸出(motor output)、心像 (imagery)、記憶(memory)、意義(meaning)、知覺(perception)和美學 (aesthetics)等等(Toomela, 2002; van Sommers, 1995)，缺乏其中一種組 成，都可能造成系統損傷，無法繪圖。Toomela(2002)甚至認為繪圖與 年齡、語文能力都有相關。我們可以預期人們從小與繪圖相關之各組 成成分的發展，將影響到繪圖表現，要瞭解繪圖發展情形，勢必要瞭 解各組成成分。繪圖涉及認知相關之心理能力，包括人們知覺處理、

圖形辨識、心像能力、影像記憶儲存與提取、手部精細動作等與個體 成熟度相關之因素，關於這些長期來有些理論的論述，說明如下：

壹、知覺理論

當刺激直接作用在感官上知覺應運而生，「人們如何快而準確的 感知周遭的世界？」是知覺所要闡釋的核心問題(Rooks & Willson, 2000; 引自鄭日昌和周軍譯，2003)。過去知覺被視為刺激在神經系統 上或腦中留下的烙印，因此被視為一種只具有直接性質的心理現象，

屬於被動消極的，然而認知心理學興起後，知覺被視為一種主動的且 富有選擇性的建構過程(Bruner, 1957; Gregory, 1970; Neisser, 1967 ; 引自王甦和汪安聖，2004)，亦即知覺被視為辨識、解釋進入我們感

相對應的知覺經驗，不需要過去的經驗；而持自上而下理論者，如 Bruner 與 Gregory 的假設考驗說，認為知覺是一種包含假設考驗的建 構過程，是大腦運用過去的經驗來建構其對現實世界的看法。

(一)直接知覺理論 Gibson 認為知覺是一種過程，在光線到達眼 睛時就包含了充分的資訊，無須更高水準的認知過程就能夠產生辨識 作用。換句話說，在我們周遭環境中，被我們所察覺到的光的結構與 模式，包含了不變的訊息，即使我們在運動中，或改變位置時，光的 結構與模式所包含的不變的訊息，是我們產生知覺的最主要因素。

Gibson 明確指出環境中不變的資訊包括了紋理梯度、流動模式與 水平比率(王甦和汪安聖，2004)。我們能夠分辨遠近，是由於環境中 遠的物體較小，而近的物體較大，以地上的磁磚來說，由近而遠，逐 漸的由大而小，由疏而密，由清晰而模糊(此為紋理梯度)，這景象所 包含的光線結構，映射到視網像逐漸變小，變模糊，也就是地上磁磚 的密度產生差異，讓我們產生距離遠近之知覺。

當我們行走或觀看時，物體所產生的光，到達眼睛時仍保持不變 的資訊，知覺系統能從流動系列中抽取此一不變的資訊(此被稱為流 動模式)，也讓我們直接知覺物體大小、遠近。至於水平比率，是指 同樣大小的物體在同一平面上時，具有相同的水平比率，亦即放在同 一平面上的物體所佔水平比率如有不同，物體大小亦有所不同。

Gibson 的直接知覺理論，有來自神經生理機制研究的支持，例如 研究發現靈長目動物有特定的神經細胞僅對像臉這樣的複雜刺激有 反應(Bruce et al., 1981)，以及特定的神經細胞能從視覺經驗中學習感 知特定的形狀(Logothetis & Pauls, 1995；引自鄭日昌和周軍等譯)。

繪圖行為中觀察物之知覺如何產生與作用過程，如以材料驅動之

直接理論而言，所繪物體本身包含了足夠的資訊，包括該物體的大 小、色澤、材質、明暗等資訊，當欲繪製物體(刺激物)進入我們感官 內，也就直接產生了相對應的知覺經驗，這樣的經驗無須先前的經驗 為基礎，因為知覺資訊已在欲繪製物體及該物體所在環境中。

(二)建構主義理論 Gregory 雖然同意 Gibson 所提紋理梯度等的 重要性，但是他無法接受 Gibson 認為知覺是直接產生的，與更高級 的認知加工無關。事實上 Gregory 認為平時感官所得的資訊由於被簡 化，所含訊息是不足的，人們以不足的資訊為基礎作為判斷的基礎。

因此他提出了所謂的假設檢驗過程，這是一個動態搜索的過程，以便 對於感官所獲得的材料提出最佳解釋。Gregory 曾進行一實驗設計，

要求受試者分別以三種方式描繪事先準備好的圖畫，描的線條必須保 持在兩線之間。第一次描繪時沒有限制，第二次描繪受試者只能從閉 路電視看見自己的手和紙來描，第三次則讓電視畫面的影像傳輸晚半 秒鐘。結果第一、二次所描的結果尚可，第三次所描的卻像個重度閱 讀障礙者所寫的字。這實驗顯示受試者的感覺與外來刺激，兩者之間 感官認知差距將嚴重影響繪圖表現。

繪圖行為中知覺之產生與作用過程如以概念驅動假設考驗來解 釋，當欲繪製物體與所處環境(刺激)進入感官中，物體的大小、明暗、

材質、色澤等資訊，大腦會運用過去經驗，主動產生辨識與解釋。

雙眼線索、單眼線索亦有所主張。其中對於圖形優化趨勢規則，亦即 人們會以最簡單的方式辨認圖形，此符合現今對於大腦經常會以最節 能的方式工作之解釋。

貳、形狀辨識或物件辨識

形狀辨識(pattern recognition)或物件辨識(object recognition)是指 對外界事務、圖形與文字的辨識(鄭昭明，2004)。人們從小就具有此 一心理能力，使用此一能力時並不自覺。例如嬰孩出生不久就能認得 母親的聲音與臉孔；日常生活中，人們透過五官感知，隨時自動的進 行訊息辨識的工作，例如眼睛看見的各式物體，如房子、電視、電冰 箱、樹、花、草都能辨識出彼此的不同。

目前物件辨識最令人感到興趣的是，雖然物件具有高度的變異 性，人們的辨識能力具有「靈巧性」與「恆常性」(鄭昭明，2004)。

所謂的靈巧性，是指許多物體雖然有許多差異，但屬同類者，人們仍 能夠將其歸為同一類，例如各式各樣的魚，我們都可以辨識為魚，而 不會是其他物種；又如本研究的主題徒手畫幾何立體圖而言，各式各 樣的立體幾何圖，經由每一個人所畫的形狀大小或多或少都有不同，

但我們都能夠將所繪物體歸為幾何體，且將所繪出的圖辨認為幾何立 體圖，不會是其他的形體。此種能容忍物體高度變異性形狀的辨識能 力，我們稱為靈巧性。

所謂的恆常性是指同樣一件物體，由不同的視點觀看時所得不同 的形狀，但我們仍然能夠將其辨認出是同一物體。例如觀看被畫物體 (立方體)時，無論繪圖者是由下往上看，或由上往下看，從左看或從 右看任何一個視點，繪圖者對於被畫物體都仍然會知道這是同一個物 體(立方體)，此種同一物體，經由不同觀看角度所形成不同的形狀，

我們仍能夠辨識為同一物體，就是所謂的恆常性(鄭昭明，2004)。

圖形(物件)辨識首先必須有一外界形狀的刺激，其次必須有對於 此一形狀過去的經驗與知識，如此才能正確的辨認。此一問題涉及了 人們如何獲取世界的知識，如何儲存與組織此一知識，當有形狀刺激 時又是如何的提取此一知識。關於此一辨識歷程目前有幾種理論，分 別為「模板比對」、「範型比對」、「特徵比對」、「組件辨識」等理論(王 甦和汪安聖，2004；鄭昭明，2004)。

「組件辨識」理論，係由 Biederman (1987)提出，其理論主要認 為所有的物體都是由基本的形狀或名為「幾何子」的組件所組成，

Biederman 所定義的幾何子共計 36 個，如立方體、圓柱、梯形體、圓 管等等。以杯子來說是由圓柱與圓管所組成。

+ →

這些幾何子再組成物體，就像我們用注音符號可以組成所有國語 的發音一樣。辨識物體的過程為：首先將物體的邊根據彎曲、平行、

共終點、共線等特性進行分析，其次決定應分割為幾個幾何子。

參、心像能力

心像(mental image)是指能夠在心裡想像一幅景物、圖畫或實體的

顯的差異。2.心像能夠自由操弄，也可以虛構。3.心像可以整合。4.

心像具有心理旋轉與掃瞄，且已被證實。分述如下：

(一)心理旋轉 Shepard 和 Metzler (1971)曾作了一個經典的心像 旋轉實驗，以 10 個立方體組成手柄形狀的立體物，給予不同方向與 角度的旋轉，(平面旋轉 80 度、空間中旋轉 80 度，以及鏡像旋轉 80 度)三組六個圖形，請受試者判斷是否與原圖差異，結果發現兩圖形 的形狀與方位相同時，受試者反應時間約為 1s，隨著旋轉角度(方位) 增大，受試者反應時間也跟著增多。此一結果顯示確實有心像，受試 者對兩個圖形比較時，是在腦內將一個圖形轉動到另一圖形相同方位 時進行比較，依據受試者報告也支持此一看法。由平面對(在同一平 面旋轉)，與立體對(在同一空間中旋轉)，所得的反應時間具有相同的 斜率，顯示心像在三維與二維的轉動難易是相同的。(王甦和汪安聖，

2004)

(二)心理掃瞄 Kosslyn (1994)主張心像與知覺具有等價的關 係，其進行一系列的心像實驗，認為視覺心像同樣具有大小、方位、

位置等空間特性，可以被掃瞄。他向受試者出示圖片，如汽艇。要求 受試者內心注視圖片的某一部份，如汽艇尾部，亦即產生汽艇尾部之 心像，此時如要求確定汽艇首的旗子要比汽艇中間的門要更長的時 間。但如果要求受試者內心注視整個汽艇，亦即產生整艘汽艇之心 像，如於此時要求受試者確定汽艇首的旗子與汽艇中的門的位置所 在，要求確定汽艇首的旗子與汽艇中的門兩者反應時間並無差異。此 一結果顯示心像掃瞄所需時間隨掃瞄的距離而增加(王甦和汪安聖，

2004)。

一般小的物體比起較大的物體更不易看清楚。Kosslyn 認為心像 與知覺相似，心像也具有大小效應。他以一隻小兔子位於大象旁，與

一隻大兔子位於蒼蠅旁兩組圖片，呈現於受試者，且確定受試者對此 組圖片已產生心像。要求受試者確定兔子是否具有耳朵，結果位於大 象旁的小兔子其反應時間要比與蒼蠅配對的兔子反應時間為長。顯然 心像較小的客體其所需掃瞄時間要比心像大的客體，更難以掃瞄。

一隻大兔子位於蒼蠅旁兩組圖片，呈現於受試者，且確定受試者對此 組圖片已產生心像。要求受試者確定兔子是否具有耳朵，結果位於大 象旁的小兔子其反應時間要比與蒼蠅配對的兔子反應時間為長。顯然 心像較小的客體其所需掃瞄時間要比心像大的客體，更難以掃瞄。