視覺認知

人的視覺神經系統因無法承受外來的訊息刺激內容之紊亂無章、渾沌無秩序 的情形，故由大腦統一產生解釋作用（呂清夫，1984，153）。基本的認知功能 是感覺（sensation）和知覺（perception）。感覺是感覺接受體傳遞感覺訊息的過程，

知覺是把感覺刺激賦予意義的解釋過程（Smith，2006/2008，6-8）。知覺具有選擇、

補充、構成、判斷作用，是人主動造成，感覺是被動的，器官所感覺到的不一定 知覺到（王秀雄，1975，124）。

視覺是知覺經驗之重要途徑，人類對外在環境的感官認知，知覺中有 70%來 自視覺；20%來自聽覺；10%來自其他知覺管道（陳俊宏、楊東民，1998）。視覺 由數個平行系統構成，各個系統除了負責分析影像的屬性，也要負責解讀（Zeki，

1999/2001，77）。

美國心理學家Solso（1973/1992，2-9）提出認知特徵涉及心理全部過程和結 構，如信號檢測、注意力、圖樣識別、信息處理、學習、記憶、回憶、心象、思 維、語言、遺忘干擾，在這個認知結構下，對以上的部分結構操弄、組織、使用 等複雜過程的結果。認知包含知覺、記憶與思考各個層面。當我們處理外來的圖 像、符號、意念訊息，是透過層級系統的傳遞，經由經驗與知識的詮釋之後，才 能達到辨識（recognition）的目的。辨識後的訊息才具有其意義，才能進而轉換 成另一種訊息形式為記憶系統 （memory system）所儲存與使用（吳菁樺，2004）。

鄭昭明（2004，12-16）認為人是一個認知與學習的系統，具有以下特點：

1. 人是符號運作與計算（symbol manipulation and computation）的系統。人具有使 用文字、符號及語言的能力，透過這些媒介，從事複雜學習內容或作業，從 既存的知識獲得、理解與貯存新知識，再將新知傳遞給他人。

2. 人是多階段訊息處理的系統。外來的訊息經過感覺的登錄（sensory register）、

注意（attention）、辨識（recognition）、短期與長期的事件記憶（short-term and long-term episodic memories）等階段的傳遞與運作後，才有機會成為個人知識 與經驗的一部分；每個階段運作皆有能力與容量限制，必須以有效率的認知 策略，從事學習。

3. 人是主動（active）詮釋訊息的系統，而非被動（passive）接收外在訊息。訊 號接收後，人腦透過過往經驗與知識的積極詮釋後，才能達到辨識

（recognition） 的效果。辨識後賦予意義的訊息，才能使用及儲存於記憶系 統（memory system）中。

部分學者主張訊息處理模式（information processing model） 是認知心理的主 要理論架構，將人類視為主動訊息處理者，並探討人類接收感官訊息、儲存訊息、

過濾、辨認、選擇、運用訊息、理解、問題解決及學習等，不同階段所發生訊息 處理模式。環境中的訊息，從感官紀錄器接收後，做短暫的儲存，稱為感官儲存 或感官記憶。此階段保留訊息的原始形式約一秒至兩秒鐘，供個體辨認，若訊息 沒有引起個體的注意，則很快消失，被後面的訊息所取代。過濾理論認為注意力 如同過濾器，限制一次可辨認的量，發生在型態辨認階段之前。而選擇理論則認 為所有的訊息都被辨認，只有重要的訊息才被注意，做進一步處理，進到下一階 段記憶（鄭麗玉，1993，2-3）。

2.1.1 視覺處理

眼睛是視覺的接受器官，人類眼球之構造如相機一般，捕捉物像的過程如 下：視覺起於環境物體反射光線進入眼球，穿透角膜（cornea）和瞳孔（pupil）

進入水晶體（lens）內調節曲度，投射清晰影像於視網膜（retina）底，視網膜內 含分布在邊緣的桿細胞（rods）與位於網膜中心中央窩（fovea）位置的椎細胞

（cones）負責接收光線，再將光線轉化為電氣化學訊號（electrochemical signals）

後，經由視神經傳遞至大腦的視覺皮質區（visual cortex），整合形成視覺影像

（Robert、Martha，2004，143-145）。

在視網膜中央包含兩種感光細胞，其中桿細胞約有一億兩千萬個，分布在整 個視網膜上，對黑色、白色及灰色敏感；而椎細胞僅有五百萬個左右，約 99%集 中於中央窩，對有彩色敏感。桿細胞與椎細胞接收訊息後，往上送到節細胞

（ganglion cells），科學家在過去幾十年的研究已知道節細胞分為 M 細胞（巨細 胞）與 P 細胞（小細胞）。M 細胞（巨細胞）多與桿細胞互相連接，透過不同神 經迴路，將訊息傳遞到視覺皮質內分析空間關係及物體運動的區域，主要偵測動 作和方向；而 P 細胞（小細胞）與三種錐細胞連接，將訊息送到中繼站視丘，再 送至視覺皮質內分析顏色與質地的區域，負責顏色與質地偵測（Sax，2005/2006，

44）。

大腦中存在許多視覺區，處理各自專化功能，如形狀、顏色和動作等。視網 膜接收之視覺訊號，透過視神經束傳送至大腦主要視覺皮質區，視覺訊號可分為 顏色、明暗、動作、形狀、深度等不同類型。大腦主要視覺皮質區內負責接收訊 號的細胞會依類型聚集，形成小區間，採用平行和同步處理不同視覺屬性（Zeki，

1999/2001，73-76）。

視覺訊號抵達大腦的視覺皮質區後的第一個區域為主要視覺區 V1，亦稱為 條紋皮層區（striate cortex），V1 擁有走向選擇性細胞（orientation selective cells），

其神經元的分布反映了視網膜各部位所代表的空間訊息，不同種類的神經元反應

偏好不同，譬如斜度走向、移動、尺寸大小等（Goldstein，2002）。在 V1 的模 組內，不同柱狀結構（column）結構的神經元接收不同的斜度。V1 是視覺皮質 中神經最密集的區域，如同精準的測量儀器，記錄每個接收到的訊號狀態。

初級視覺皮質 V1 的細胞，可將訊號由兩條路徑傳出至其他區域，從視覺路 徑（visual pathway）分為「何處」路徑（where pathway）和「什麼」路徑（what pathway），在「什麼」路徑的下顳葉皮質IT（inferior temporal cortex）專司刺激的 形狀（form）和顏色，Tanaka、Saito、Fukada、Moriya（1991）發現 IT 中的神經 元細胞對於特定形狀物件有不同的反應值；一般認為此視覺路徑與物體辨識及記 憶有關。在「何處」路徑的 MT（middle temporal cortex）則與運動（movement）

和偵測刺激的方位有關；一般認為此視覺路徑與物體移動、伸手取物及手眼協調 有關。

視覺訊號離開 V1 之後，在 V2分析複雜的輪廓、空間資訊，V3與運動中的 形狀有關。在更高階的視覺處理（higher-level visual processing）中，V4被神經生 理學家Zeki稱為視覺腦的顏色中心，發現它有感應紅、綠、青的三種細胞，是專 司色彩反應的區域。察覺動作的中心在V5，大多數細胞只對動作方向反應（Zeki，

1999/2001，178）。