明度(亮度知觉)，即对物体亮度的知觉，它是产生于不同加工层次的复杂且了解甚少的相互作用。在视觉研究中，明度是研究各种视觉现象的基础。由于，对比度、颜色、掩蔽、立体等复杂的视觉现象都与其有关，因此，了解亮度知觉效应及其加工方式无疑具有重要的意义。众所周知，大脑具有的信息加工能力，而大脑的信息加工主要的一个部分就是视觉信息加工，对于视觉信息加工的深入认识，关系到人们对于一系列视知觉研究课题的开展。 遗憾的是，迄今为止，人们对亮度知觉效应及信息加工仍然知之甚少。一方面，虽然人们对于明度的讨论已经持续了多年，然而至今在这个问题上并没有取得一致的结论。其中，David现象的发现有一定的代表性，它使人们认识到，物体的明度不只是取决于物体的空间背景，还与空间相邻物体的时间关系有关(TCE效应)。另一方面，视觉信息加工研究面临着巨大的困难：即使是面对一个很简单的视觉信息加工实验现象，也往往出现多个相互矛盾的理论假说。 究其原因，我们发现，有一个问题在讨论中经常被忽略，那就是，当空间位置相同的两个或多个物体依次显示时的明度规律是怎样的。其实，从生态学角度来看，这种条件下的明度显示对于人类认知有着很重要意义，它使呈现于眼前的世界连续并变化着。然而，在这种条件下，物体明度不再受到空间背景和相邻物体时间关系的影响，所以以往的理论并不能对其进行解释。同时，以往对视觉信息加工的研究(整合，掩蔽，似动，及立体视觉等等)，涉及的实际上都是“宏时间”过程，即刺激物持续时间和加工时间在几十毫秒以上的那些加工过程，而对于它们的微小过程研究甚少。 为了解决这个疑问，我们拟设计两组相关的实验。第一组实验，验证物体显示的数量是否有最终呈现的明度有关；第二组实验，假设两个亮度不同的物体依次显示在同一个物理位置的时候，明度有没有可能与两个物体的先后次序有关。 同时，我们把本次实验的具体方法的实现建立在高精度显示和单屏显示技术的基础上的。此实验方法与以往的实验有着本质的不同。以往的关于视觉信息加工的研究，无论是视觉加工中的整合，掩蔽，还是似动，人们都侧重它们的长时程规律研究，涉及的实际上都是“宏时间”过程，即刺激物持续时间和加工时间在几十毫秒以上的那些加工过程。这里我们将“简化归纳”(即大的是由小的做成的，把最小的找着，研究清楚，最大的也就能了解了)和“整体统一”(即大的是由小的做成的，小的并不能完全代表大的，必须将小的与大的联系起来)思想移植视觉信息加工过程研究中，并设想“宏时间”过程是由“微时间”过程(视觉信号输入时间十分短暂的情况下的视觉信息加工过程)决定的，把“微时间”过程研究清楚，找到规律，就能了解“宏时间”过程。微时间技术包括微持续技术和微间隔技术，利用微持续技术，实现由计算机控制使图像显示的持续时间少到1ms左右，利用微间隔技术，实现由计算机控制使先后呈现的图像间的间隔少到4ms左右。我们拟运用这两项技术对以上问题进行研究。 综上所述，本文采用与以往实验不同的方法学，引入微持续技术和微间隔技术，把“宏时间”分割成“微时间”，并通过高精度显示技术和单屏显示实验方法得以实现，对亮度知觉效应和视觉加工方式进行探讨。主要包括以下内容： 1.采用一种新的关于视觉加工的实验方法，即刺激显示的微持续和微间隔技术。利用微持续技术，实现由计算机控制使图像显示的持续时间少到1ms左右。利用微间隔技术，实现由计算机控制使先后呈现的图像间的间隔少到4ms左右。最后通过高精度显示技术和单屏显示技术实现。 2.基于新的实验方法，本研究发现了新的亮度知觉现象。视觉信息在加工的时候，刺激物屏数的增加是明度加强的重要因素，特别是在屏数递增的初期，这种明度加强的现象最为明显，但是视觉信息的叠加并不是与信息量成线形关系的，先进入视觉加工的信息随着亮度的增大、时间的增长有所遗失。 3.以这两种亮度知觉效应为基础，本文建立了视觉信息加工方式的模型之一——叠加-衰减效应。我们把叠加效应表述为：先后由视觉系统输入的信息，以一定的方式进行叠加；当前视觉加工中的信息不仅包括当前的信息，而且包括此前的信息。把衰减效应表述为：由视觉系统输入的信息，随着时间的流逝按某种方式进行衰减。 4采用通过亮度知觉研究得到的视觉信息加工方式，对其中两种效应的现象及其所属现象解释进行更深入的探索和研究，这些规律是整合效应和掩蔽效应。结果表明叠加-衰减模型对于除亮度知觉研究以外的其他视觉现象的研究是有效的。 5.根据本实验成果所基于的时间特性，我们提出关于视觉感觉记忆加工的假设。这种叠加-衰减视觉加工有可能存在于视觉感觉记忆(VSM)内，感觉记忆将不只是瞬间存储的记忆形式，而将具有与短时记忆和长时记忆一样的加工能力。