張禹 魏一凡 陶靖婷2， 李杰

1 北京體育大學心理學院（北京 100084）

2 南京大學社會學院心理學系（南京 210023）

3 杭州師范大學附屬醫(yī)院認知與腦疾病研究中心（杭州 311121）

4 杭州師范大學心理科學研究院（杭州 311121）

籃球作為對抗性強的團體運動項目，球場上的變化十分迅速。運動員需要關注雙方隊員和球以及場內外的其他人和物體，保持注意對多個動態(tài)目標進行追蹤。這與心理學中的多目標追蹤研究相契合，即對環(huán)境中的多個客體目標位置進行追蹤觀察，以保持對環(huán)境的覺知并做出適宜的行為反應[1，2]。目前多目標追蹤任務因研究目的和研究內容的變化而日漸豐富，研究重心從認知加工分析走向特殊人才訓練與選材等領域[3]，很多研究顯示，多目標追蹤表現(xiàn)越好，在復雜快速的動態(tài)情境中的專業(yè)表現(xiàn)越好[4]。以往有研究發(fā)現(xiàn)籃球運動員在多目標追蹤任務中具有優(yōu)勢，其追蹤正確率好于新手和普通大學生，在追蹤目標個數(shù)多時優(yōu)勢尤其明顯，后衛(wèi)的優(yōu)勢尤其明顯[5-7]。而且多目標追蹤能力與籃球運動員在賽場上的表現(xiàn)密切相關，一項針對NBA 籃球運動員在賽季中實際表現(xiàn)的研究發(fā)現(xiàn)，多目標追蹤能力更強的運動員助攻和搶斷更多，失誤更少[8]。

對于籃球運動員而言，籃球賽場上風云變幻，在追蹤目標的過程中，會頻繁出現(xiàn)遮擋，如持球方隊友進行高位擋拆以干擾防守隊員對持球者及籃球的注意，防守隊員在傳球路線上遮擋接球者的視線等。隨著世界籃球進攻戰(zhàn)術的不斷創(chuàng)新與改善，掩護戰(zhàn)術中的擋拆配合已成為每場比賽的進攻戰(zhàn)術中至關重要的一部分[11]。上述現(xiàn)象涉及多目標追蹤的軌跡預測問題，而以往對籃球運動員的研究缺乏此方面的探討?；@球運動員在多目標追蹤過程中是否會對目標運動軌跡進行預測，尤其當追蹤過程中視覺信息不完整時，其預測能力相比普通人是否具有優(yōu)勢，目前還不了解。

以往多目標追蹤研究中，關于人是否會對目標軌跡進行預測、能預測到什么程度，存在著爭議。有的研究發(fā)現(xiàn)視覺系統(tǒng)可利用運動軌跡信息來預測目標位置[12-13]；視覺系統(tǒng)更偏愛平滑的軌跡，其優(yōu)勢可發(fā)生在至少400毫秒的中斷[14]或遮蔽[15]條件下，甚至推及至曲線路徑中。Howe 和Holcombe 在全部對象可視的實驗條件下，用可預測的運動（恒定直線）以及不可預測運動（改變方向直線）研究上述問題，結果發(fā)現(xiàn)人們可以使用運動軌跡信息幫助他們追蹤至少2 個對象，支持了“軌跡預測假說”（prediction hypothesis）[16]。然而，Ke?ane 和Pylyshyn 的研究通過改變路徑、目標重現(xiàn)位置、消失時間、運動方向、消失及重現(xiàn)方式研究哪些運動信息要素可以幫助追蹤，結果發(fā)現(xiàn)追蹤并不依賴于目標的運動軌跡信息；相反，追蹤表現(xiàn)會隨著重現(xiàn)點與消失點距離的增加而衰減，支持了多目標追蹤的“位置假說”（spatial proximity heuristic）[9]。

以往研究之所以存在爭議，可能是由于未綜合考慮軌跡運行的長短、追蹤的容量以及特殊人群的表現(xiàn)等問題，所以對于能不能進行預測、什么條件下可以預測、什么人能預測等問題都存在疑問。本研究認為“軌跡預測假說”和“位置假說”兩種理論可能是并存的，只是在不同條件下存在偏向，有時軌跡預測更明顯，有時位置記憶更明顯。為解決理論爭議以及為籃球運動實踐提供借鑒，本研究探究籃球運動員多目標追蹤表現(xiàn)及運動軌跡預測的優(yōu)勢，并借助籃球運動員這個特殊群體進行機制探討，對“軌跡預測假說”和“位置假說”予以檢驗。

本研究采用多目標追蹤范式結合消失范式對此問題進行考查。多目標追蹤范式（multiple-object track?ing paradigm）是研究多個動態(tài)目標注意規(guī)律的主流范式，基本流程可以分為三個階段：線索階段、追蹤階段、反應階段，要求受試者在若干個同質的運動客體中持續(xù)追蹤多個目標客體，并判斷運動停止時目標客體的位置[4]。消失范式是基于多目標追蹤范式改進的，用以研究運動軌跡預測的問題，屬于非連續(xù)運動下研究客體對應性問題的范式，目的是積極破壞觀察者的持續(xù)性追蹤，即追蹤階段物體會短暫消失后出現(xiàn)于重現(xiàn)位置并繼續(xù)運動（見圖1）[9]。重現(xiàn)位置即物體在多目標追蹤過程中消失然后間隔一段時間后重新出現(xiàn)的位置。通過操控物體的重現(xiàn)位置（如：重現(xiàn)在物體消失的位置、重現(xiàn)在物體沿軌跡向前運動的位置等）并比較各條件下的追蹤正確率，可考查觀察者在物體消失后是否對其進行了軌跡預測。

1 實驗一

1.1 研究目的和假設

本實驗的目的是通過操控對象重現(xiàn)位置和目標數(shù)量，考查籃球運動員和普通大學生的多目標追蹤表現(xiàn)及軌跡預測，并檢驗“位置假說”和“軌跡預測假說”。

本實驗選用籃球運動員和普通大學生作為受試者，在多目標追蹤過程中操控物體消失然后重現(xiàn)于消失點、沿運動軌跡的預測點或其他附近位置。沿用Ke?ane 和Pylyshyn 的思路設置重現(xiàn)位置，即消失點處、預測點處、軌跡順時針旋轉90 度處、軌跡逆時針旋轉90度處[9]。如果多目標追蹤是基于感知到的物體位置（即“位置假說”），那么重現(xiàn)于消失點時的追蹤正確率應該最高，重現(xiàn)于其他位置時的追蹤正確率隨著離消失點距離的增加而降低；如果追蹤是基于沿軌跡預測的物體位置（即“軌跡預測假說”），那么重現(xiàn)于預測點的追蹤正確率最高，重現(xiàn)于軌跡上的其他位置時追蹤表現(xiàn)次好，而重現(xiàn)位置偏離原軌跡時追蹤正確率較差。另外，基于以往關于多目標追蹤容量的研究[16-17]，本研究還操控了目標數(shù)量為2和4，考查軌跡預測是否受到目標數(shù)量的影響，即目標數(shù)量增加時，軌跡預測削弱。

假設一：存在消失位置點優(yōu)勢，即物體重現(xiàn)于消失點時追蹤正確率最高；同時，也存在預測點優(yōu)勢，即物體重現(xiàn)于軌跡預測點時的追蹤正確率高于不在軌跡上的位置（即順時針或逆時針旋轉90度的位置）。

假設二：軌跡預測受目標數(shù)量影響，當數(shù)量為2時，預測點優(yōu)勢較為明顯，而當數(shù)量增加到4 時，預測點優(yōu)勢減弱。

假設三：籃球運動員的追蹤表現(xiàn)整體優(yōu)于普通大學生，且籃球運動員的軌跡預測能力更強，其預測點優(yōu)勢大于普通大學生。

1.2 研究方法

1.2.1 研究受試者

運動員人群為北京某大學籃球二級運動員12人，均為男性，運動年限為3年及以上，平均年齡為21.04±2.02 歲；非運動員人群為北京某大學普通大學生13人，均為男性，無運動等級，平均年齡23.5±1.87 歲。所有人的視力或矯正視力正常，無色盲和色弱。其中，有一名普通大學生的追蹤成績低于平均值三個標準差，作為異常值被剔除，有效受試者為籃球運動員12人，普通大學生12人。

1.2.2 儀器與材料

實驗采用蘋果筆記本（MacBook Air）計算機，顯示器為13.3英寸液晶顯示屏，屏幕分辨率為1440×900 像素，垂直刷新頻率60 Hz。所使用的多目標追蹤程序基于Matlab 心理學工具箱拓展包（Psychophysics Tool?box）編制，并在軟件Matlab 2016上運行。受試者端坐于屏幕前約57 cm處，保持頭部穩(wěn)定不發(fā)生偏移。

屏幕背景為淺灰色（220，220，220），取全屏1440×900 作為追蹤區(qū)域。追蹤對象為深灰色圓（160，160，160），直徑1.25 度，外周有0.1 度厚度的黑色（0，0，0）邊，被選中后目標變成藍色（126，206，244）。共呈現(xiàn)10個對象，所有對象沿直線運動，運動速度設置為9 度/秒，抵達視窗邊緣反彈。所有客體初始位置均為隨機分布，運動方向完全隨機，各客體完全獨立運動，不使用碰撞檢測算法，客體運動過程中如相遇則相互穿過，沿各自軌跡繼續(xù)運動。物體消失時間為300 ms，重現(xiàn)位置包括消失點以及預測點、消失點順時針90 度點、消失點逆時針90 度點（見圖1），它們的位移均距離消失點2.7 度。運動預測點是指物體沿原軌跡運動300 ms 到達的位置；消失點順/逆時針90 度點是指以消失點為圓心，消失點到預測點的軌跡長為半徑，順/逆時針旋轉90度到達的位置。物體消失并再次出現(xiàn)時，物體將沿原運動方向繼續(xù)運動。例如，水平向右運動的物體，消失300毫秒后重現(xiàn)在“消失點逆時針旋轉90度點”的位置，然后繼續(xù)向右運動。

圖1 實驗一的目標重現(xiàn)位置設置

1.2.3 實驗設計

本實驗為2（人群：籃球運動員，普通大學生）×2（目標數(shù)量：2，4）×4（重現(xiàn)位置：消失點、預測點、軌跡順時針旋轉90 度、軌跡逆時針旋轉90 度）三因素混合實驗設計，其中人群為組間因素，目標數(shù)量和重現(xiàn)位置為組內因素。

1.2.4 實驗程序

本實驗均為一對一獨立施測，實驗地點均位于北京某大學運動技能實驗室。實驗開始前，由主試向受試者講解實驗，確保受試者充分了解實驗內容、實驗過程和操作方法。在練習組塊中，每種實驗處理均會出現(xiàn)，并在確保受試者明確實驗操作方法后開始正式實驗。正式實驗由受試者獨立完成，期間保持環(huán)境的絕對安靜和無人打攪。組內因素的2×4 共8 種實驗處理以組塊（block）方式呈現(xiàn)，組塊的順序隨機，每個組塊包含15 個試次（trial）。每個試次的時間為10 s，兩個組塊之間可以短暫休息15 s，整個實驗大約需要25至35分鐘。具體實驗程序如下（見圖2）：

圖2 實驗一流程圖

（1）線索階段：首先會有10 個小圓（即所有對象）靜止呈現(xiàn)在屏幕上，位置隨機分布，隨后其中的2個或4 個小圓（即受試者所要追蹤的目標對象）會在運動前閃爍3次，耗時3秒，隨即進入追蹤階段。

（2）追蹤階段：所有小圓開始運動，各小圓獨立運動，運動方向隨機，運行速度為9 度/秒，抵達視窗邊緣反彈。追蹤總時間為5 s，期間發(fā)生300 ms 的消失事件（即所有小圓會短暫消失300 ms 后再重現(xiàn)）。為了防止受試者猜測小圓的消失時間，將消失的開始時間和結束時間進行隨機化處理，使其隨機發(fā)生在小圓開始運動2 秒后及運動停止的1 秒前的時間區(qū)間內。小圓重現(xiàn)位置有4 種情況：消失點、預測點、順時針90 度點和逆時針90度點（見圖1），4種情況以組塊的方式隨機，實驗前不告知受試者目標位置的情況。

（3）反應階段：完成5 秒的追蹤后，全部小圓停止運動，并進入反應階段，受試者用鼠標點選目標對象。左鍵單擊選中，此時被選中目標變成藍色，可用右鍵單擊取消所選目標，則藍色消失。全部選好后按空格鍵，如果已選擇數(shù)目不夠目標數(shù)，空格無效，受試者需繼續(xù)點選直至達到本輪試次所要求的2或4個目標，按空格后，才能繼續(xù)進行下個試次實驗。記錄每個試次受試者點擊正確的目標個數(shù)和錯誤的目標個數(shù)，以點擊正確的個數(shù)除以總目標個數(shù)算得正確率。選擇完畢后會反饋此試次的正確率1秒鐘，隨后自動進入下一個試次。

1.2.5 統(tǒng)計學方法

實驗結果用平均數(shù)±標準差（）表示，采用SPSS 22 對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。前人多目標追蹤的相關文獻通常以追蹤正確率作為因變量進行方差分析[1，5，9]，故本研究也以追蹤正確率作為因變量。正確率的計算方式為先以每個試次中正確追蹤目標的個數(shù)除以總個數(shù)以計算該試次的正確率，隨后將每種條件下試次的正確率平均，獲得該條件下的平均正確率。

對追蹤正確率進行2（人群：籃球運動員，普通大學生）×2（目標數(shù)量：2，4）×4（重現(xiàn)位置：消失點、預測點、軌跡順時針旋轉90度、軌跡逆時針旋轉90度）的重復測量方差分析，其中人群為組間變量，目標數(shù)量和對象重現(xiàn)位置為組內變量。P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

1.3 結果

籃球運動員和普通大學生在不同目標數(shù)量條件下、對象重現(xiàn)于不同位置時的追蹤正確率見表1。

表1 不同人群在不同重現(xiàn)位置和不同追蹤目標個數(shù)下的追蹤正確率

重復測量方差分析結果如表2所示。

表2 不同人群在不同任務類型上追蹤正確率的差異檢驗

（1）目標數(shù)量主效應顯著，F(xiàn)（1，22）= 95.399，P<0.001，偏η2=0.813，目標數(shù)為2 時的追蹤表現(xiàn)優(yōu)于目標數(shù)為4 時的追蹤表現(xiàn)（正確率0.849±0.012 vs.0.735±0.014）。

（2）重現(xiàn)位置主效應顯著，F(xiàn)（3，66）=49.380，P<0.001，偏η2=0.692。成對比較發(fā)現(xiàn)消失點正確率（0.909±0.009）顯著高于預測點（0.813±0.015）（P<0.001）、逆時針90度點（0.719±0.019）（P<0.001）和順時針90度點（0.727±0.019）（P<0.001）；預測點正確率（0.813±0.015）顯著高于消失點逆時針90 度點（0.719±0.019）（P<0.001）和順時針90 度點（0.727±0.019）（P<0.001），后兩者間無顯著差異P=0.678。

（3）人群主效應顯著，F(xiàn)（1，22）=6.444，P=0.019，偏η2=0.227，籃球運動員的追蹤正確率高于普通大學生（0.821±0.016 vs.0.764±0.016 ）。

（4）目標數(shù)量和重現(xiàn)位置的交互作用顯著，F(xiàn)（3，66）=4.599，P=0.006，偏η2=0.0173。對該交互作用做進一步分析發(fā)現(xiàn)，在各個位置上，追蹤數(shù)量為2的表現(xiàn)均顯著高于追蹤數(shù)量為4 的表現(xiàn)（P<0.01）（見圖3）。當目標數(shù)量為2 時，預測點與消失點正確率的差值顯著小于目標數(shù)量為4 時預測點和消失點正確率的差值（－0.0632 vs.－0.128，P=0.004）。即目標數(shù)較少（2個）時，預測點的正確率更接近于消失點，說明當目標數(shù)量較多時，預測點的優(yōu)勢減弱。

圖3 不同追蹤個數(shù)與不同重現(xiàn)位置條件下的追蹤正確率

（5）其他交互作用均不顯著。

1.4 小結

實驗一結果顯示，當目標重現(xiàn)在消失點時，追蹤正確率高于重現(xiàn)在其他位置，說明多目標追蹤基于感知到的物體位置，人在追蹤時會將目標消失的位置保存在工作記憶中，將其與重現(xiàn)的目標對應，支持了“位置假說”。另一方面，當目標重現(xiàn)在沿軌跡運動的預測點時，雖然追蹤正確率低于消失點，但好于軌跡旋轉90度點，說明當目標消失時，人在做軌跡預測，預測目標按照原方向繼續(xù)運動應當?shù)竭_的位置，符合“軌跡預測假說”。目標數(shù)量和重現(xiàn)位置的交互作用說明當目標數(shù)量較少時，人能更好地做軌跡預測，而當目標數(shù)量較多時，軌跡預測能力下降。人群類型與重現(xiàn)位置無交互作用，說明籃球運動員和普通大學生都具有軌跡預測能力。

綜上，實驗一結果與假設一、二相符，結果既支持“位置假說”，又符合“軌跡預測假說”，說明多目標追蹤中位置優(yōu)勢和軌跡預測都是存在的。更進一步，位置的優(yōu)勢是穩(wěn)定的，軌跡預測是不穩(wěn)定的，受可用的認知資源的影響，當目標數(shù)量增加，認知資源不足時，軌跡預測減少。

然而，實驗一結果與假設三并不完全相符，盡管籃球運動員的整體追蹤能力強于普通大學生，但籃球運動員在實驗一中并未表現(xiàn)出軌跡預測相對于普通大學生的優(yōu)勢。這有可能是因為軌跡預測受消失物體運動距離的影響，當距離短時，所有人均可做出準確預測。因此，本研究開展了實驗二，檢驗是否當運動距離增長時籃球運動員會表現(xiàn)出優(yōu)勢。為此，實驗二中的重現(xiàn)位置增加了“預測點遠點”，即預測點沿軌跡繼續(xù)向前的位置，考查當目標重現(xiàn)于運動距離更長的預測點遠點即軌跡預測更難時，是否仍有軌跡預測，此時籃球運動員是否比普通大學生有軌跡預測優(yōu)勢。

2 實驗二

2.1 研究目的與假設

本實驗的目的是檢驗當延長了重現(xiàn)位置與消失點的距離后，受試者是否仍可對運動軌跡進行預測，以期通過加大軌跡預測難度進一步考查籃球運動員在多目標追蹤表現(xiàn)及運動軌跡預測的具體優(yōu)勢，并對機制問題進行進一步驗證。

假設一：隨重現(xiàn)位置與消失點距離的增加，追蹤正確率降低，即重現(xiàn)位置為預測點遠點時的正確率低于預測點，預測點遠點和預測點時的正確率又低于消失點。

假設二：籃球運動員的軌跡預測能力更強，當目標重現(xiàn)于預測點遠點時追蹤正確率高于普通大學生。

2.2 研究方法

2.2.1 研究受試者

運動員人群為新招募的北京某大學籃球二級運動員12 人，均為男性，運動年限為3年及以上，平均年齡為20.42±1.44歲。非運動員人群為新招募的北京某大學普通大學生12人，均為男性，無運動等級，平均年齡22.75±2.05 歲。所有人的視力或矯正視力正常，無色盲和色弱。

2.2.2 儀器與材料

實驗儀器和實驗材料同實驗一。追蹤對象的重現(xiàn)位置與實驗一有所不同，分別為消失點、預測點、預測點遠點、預測點逆時針90度點和預測點順時針90度點（見圖4），且位移距離均離預測點2.7 度。預測點遠點是指以預測點為起點，按消失點到預測點的距離延長后到達的位置；預測點順/逆時針90度點是指以預測點為圓心，預測點到預測遠點的軌跡長為半徑，順/逆時針旋轉90 度到達的位置。關于物體消失后的運動方向與實驗一相同，即物體消失并再次出現(xiàn)后將沿原運動方向繼續(xù)運動。

圖4 實驗二的目標重現(xiàn)位置設置

2.2.3 實驗設計和實驗程序

實驗設計與實驗一類似，為2（人群：籃球運動員，普通大學生）×2（目標數(shù)量：2，4）×5（重現(xiàn)位置：消失點、預測點、預測點遠點、預測點逆時針90度點、預測點順時針90 度點）三因素混合實驗設計，其中人群為組間因素，目標數(shù)量和重現(xiàn)位置為組內因素。組內因素的2×5 共10 種實驗處理以組塊（block）方式呈現(xiàn)，每個組塊包含15 個試次（trial）。每個試次的時間為10 s，兩個組塊之間可以短暫休息15 s，整個實驗大約需要35至45分鐘。具體實驗程序同實驗一，受試者用鼠標點選目標對象停止后的位置，由此計算追蹤正確率。

2.2.4 統(tǒng)計學方法

實驗結果用平均數(shù)±標準差（）表示，采用SPSS 22 對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。正確率的計算方法同實驗一。對追蹤正確率進行2（人群：籃球運動員，普通大學生）×2（目標數(shù)量：2，4）×5（重現(xiàn)位置：消失點、預測點、預測點遠點、預測點逆時針90度點、預測點順時針90 度點）的重復測量方差分析，其中人群為組間變量，目標數(shù)量和對象重現(xiàn)位置為組內變量。P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2.3 結果

籃球運動員和普通大學生在不同目標數(shù)量條件下、對象重現(xiàn)于不同位置時的追蹤正確率見表3。

表3 不同人群在不同重現(xiàn)位置和不同追蹤目標個數(shù)下的追蹤正確率

重復測量方差分析結果如表4所示。

表4 不同人群在不同重現(xiàn)位置和不同追蹤目標個數(shù)下追蹤正確率的差異檢驗

（1）目標數(shù)量主效應顯著，F(xiàn)（1，22）=73.556，P<0.001，偏η2=0.770。目標數(shù)為2時的追蹤表現(xiàn)優(yōu)于目標數(shù)為4時的追蹤表現(xiàn)。

（2）重現(xiàn)位置主效應顯著，F(xiàn)（4，88）= 93.372，P<0.001，偏η2=0.809。成對比較分析，發(fā)現(xiàn)消失點（0.897±0.009）追蹤正確率顯著高于預測點（0.815±0.019）、預測點遠點（0.665±0.018）、逆時針90 度點（0.677±0.021）以及順時針90度點（0.674±0.018）（均P<0.001）。預測點追蹤正確率顯著高于預測點遠點、逆時針90 度點以及順時針90 度點（P<0.001）。預測點遠點、逆時針90 度點、順時針90 度點三者之間無顯著差異。

（3）人群主效應顯著，F(xiàn)（1，22）=6.371，P=0.019，偏η2=0.225，籃球運動員的追蹤正確率高于普通大學生。

（4）重現(xiàn)位置與人群類型交互作用顯著，F(xiàn)（4，22）=5.659，P<0.001，偏η2=0.205。進行簡單效應分析，發(fā)現(xiàn)重現(xiàn)位置為預測點遠點時，籃球運動員的追蹤正確率（0.743±0.020）顯著優(yōu)于普通大學生（0.586±0.026），P<0.01，偏η2=0.455。重現(xiàn)位置為預測點時，兩類人群的差異也達到顯著水平，籃球運動員的追蹤正確 率（0.855±0.027）優(yōu)于普通大學生（0.776±0.027），P=0.046，偏η2=0.169。在其它重現(xiàn)位置上，籃球運動員與普通大學生無顯著差異（見圖5）。

圖5 不同人群在不同重現(xiàn)位置下的追蹤正確率

（5）其他交互作用均不顯著。

（續(xù)表4）

2.4 小結

實驗二與實驗一結果基本一致，也顯示出了消失點和預測點的優(yōu)勢，以及籃球運動員的多目標追蹤能力相對于普通大學生的總體優(yōu)勢。更重要的是，實驗二發(fā)現(xiàn)當目標重現(xiàn)于預測點遠點時，籃球運動員的追蹤正確率好于普通大學生，說明籃球運動員對軌跡預測延伸得更遠，能更有效地預測更遠的位置。綜上，實驗結果說明位置優(yōu)勢是穩(wěn)定的，軌跡預測受運動距離和人群影響，當延長了重現(xiàn)位置與消失點的距離后，籃球運動員表現(xiàn)出相對于普通人的優(yōu)勢。

3 總討論

3.1 對“位置假說”和“軌跡預測假說”的檢驗與拓展

實驗一與實驗二結果都顯示，重現(xiàn)位置為消失點時，多目標追蹤正確率最高，說明人在追蹤多個運動目標時會在工作記憶中保存當前感知到的目標位置，支持了“位置假說”。同時，實驗結果也顯示，預測點正確率顯著高于重現(xiàn)位置偏離軌跡時（如消失點逆時針90度點和順時針90 度點）的正確率，說明人在追蹤時也在進行軌跡預測，將注意分布于目標預期將到達的位置，支持了“軌跡預測假說”。本研究的結果表明兩種理論可以并存，多目標追蹤中既有位置記憶也有軌跡預測，說明人是使用含有位置及運動信息的視覺索引[18-19]或包含多維度信息的客體檔案實現(xiàn)追蹤[20]。

更進一步，本研究發(fā)現(xiàn)，多目標追蹤中位置記憶相對更具優(yōu)先性，表現(xiàn)為消失點處的追蹤正確率總好于包括預測點在內的其他位置，而軌跡預測可能受到多種因素（如目標數(shù)量、運動距離、人群特點、消失時間等）的影響而削弱，使得預測點的優(yōu)勢減小。其中一個重要影響因素是追蹤目標的數(shù)量。實驗一結果顯示，當追蹤目標數(shù)量由2 增加到4 時，預測點的優(yōu)勢減小，可能是因為軌跡預測需要占用認知資源。當少量目標被追蹤并且目標特征趨于恒定或其變化可預見時，視覺系統(tǒng)可利用運動軌跡信息來預測目標位置；目標數(shù)量越多，每個目標分得的資源越少[21]，預測效力也就越差。此外，影響軌跡預測的因素還有運動距離和人群特點。實驗二結果顯示，當目標消失后，重現(xiàn)于比預測點更遠的位置，也就是重現(xiàn)于預測點遠點時，正確率相對于預測點進一步降低，且在此位置上籃球運動員的正確率表現(xiàn)出相對于普通大學生的優(yōu)勢。結果說明消失物體運動距離越長，其軌跡越難以預測；籃球運動員可能由于其運動項目要求，需長期訓練在籃球場上各種掩護擋拆情境下預測球員的跑位和傳球線路，因而在軌跡預測較難的情境中表現(xiàn)出相對于普通大學生的優(yōu)勢。其他可能影響軌跡預測的因素還包括物體消失時間的長短。本研究中物體消失的時間相對較短，為300 ms，以往研究中多為300 至500 ms，甚至長達900 ms[9，22-23]。軌跡預測可能會快速消退，消失時間越短，軌跡預測的印象越鮮明清晰，因而本研究中即便追蹤4個目標時也表現(xiàn)出預測點的優(yōu)勢；而消失時間越長，則軌跡預測的印象越模糊，因而以往研究中只在追蹤1或2個目標時發(fā)現(xiàn)軌跡預測的優(yōu)勢[24-26]，甚至完全沒有軌跡預測的優(yōu)勢[8]。

3.2 籃球運動員多目標追蹤和軌跡預測能力的優(yōu)勢

本研究結果顯示，籃球運動員的多目標追蹤正確率高于普通大學生。這與以往對籃球和足球運動員的多目標追蹤研究結果一致[5，7，27]，表明集體球類項目運動員的動態(tài)注意能力強。集體球類項目運動員需持續(xù)觀察場上形勢，注意多名對手、隊友以及球的位置，良好的多目標追蹤能力有助于運動員把握局勢，做出快速有效的決策。Faubert等的研究以精英和普通集體球類運動員為受試者，結果發(fā)現(xiàn)精英運動員和普通運動員在多目標追蹤過程中比業(yè)余運動員表現(xiàn)更好，而且學習效率更高[28]。Qiu等的研究中，選用了籃球一級和二級運動員探究知覺-認知任務中運動技能和大腦活動之間的關系，發(fā)現(xiàn)籃球一級和二級運動員神經(jīng)效率更高，多目標表現(xiàn)比非運動員更好[29]。本研究以籃球二級運動員為受試者，也發(fā)現(xiàn)他們在多目標追蹤正確率上比普通人有明顯優(yōu)勢。

籃球運動員還表現(xiàn)出追蹤過程中軌跡預測能力的優(yōu)勢。運動員不僅需要了解此時此刻場上的人和球的位置，還需要把握場上形勢的發(fā)展，預測接下來多名對手、隊友和球將運動到什么位置，而且經(jīng)常是在面對掩護擋拆等視線受遮擋的情境下進行預測。本研究結果顯示，普通人也能進行軌跡預測，但僅限于預測運動目標下一刻即將到達的位置。而籃球運動員不僅能預測運動目標即將到達的位置，而且預測其更遠位置的能力強于普通人。這有助于籃球運動員對球場上的形勢做出預判，對運動延伸更遠時將出現(xiàn)的場景進行反應準備，從而在其出現(xiàn)時能快速做出動作反應。

籃球運動員的整體追蹤優(yōu)勢可能來自于對運動信息的充分加工和記憶?；@球運動員可能更接近一個“理想的觀察者”，在追蹤多個目標時，能利用運動方向、位置信息和客體特征信息來建立客體對應性[30]；同時，將每個目標的信息存儲在視覺工作記憶中，注意焦點在各目標上快速切換以刷新其信息[24，31，32]，并依據(jù)當前運動方向外推目標位置，以補償在注意焦點刷新其它目標時對該目標信息的時間延遲和工作記憶表征精確性下降[33]。

除了籃球運動員具備上述的加工特點和優(yōu)勢外，表征動量也許能進一步解釋籃球運動員對于短暫消失后的目標的軌跡預測優(yōu)勢。表征動量指觀察者對正在運動目標的最終位置的記憶會沿著物體運動的方向發(fā)生偏移[34]。以往研究顯示，使用平滑運動范式和高速向右運動條件下，表征動量在排球和足球運動中初步表現(xiàn)出專家-新手效應[35]；采用經(jīng)典的表征動量范式，發(fā)現(xiàn)具有多年訓練經(jīng)驗的羽毛球專家相比毫無球類運動經(jīng)驗的大學生表現(xiàn)出更大的表征動量效應[36]。即前人研究均表明在運動領域，大多存在專家-新手效應，專家表現(xiàn)出更大的表征動量效應。在本研究中，籃球運動員的表征動量的優(yōu)勢可能有助于籃球運動員成功地進行距離延伸更遠的、難度更大的軌跡預測。

本研究結果可為籃球運動員的選材和訓練提供借鑒。以往運動員選材的遺傳學研究多集中在對人格和智力的探討，而其他心理指標的遺傳度研究較少[37]。未來可以縱向追蹤籃球運動員的多目標追蹤與軌跡預測能力，進一步探討遺傳和訓練對運動員認知優(yōu)勢的作用。

4 結論

本研究結果表明：（1）多目標追蹤中的“位置假說”與“軌跡預測假說”是并存的。其中，位置的優(yōu)勢是穩(wěn)定的，軌跡預測是不穩(wěn)定的，容易受到目標數(shù)量、運動距離、人群等因素的影響；（2）籃球運動員的多目標追蹤和軌跡預測能力具有優(yōu)勢。籃球運動員的多目標追蹤整體正確率相對較高?；@球運動員不僅能預測目標沿軌跡運動即將到達的位置，而且預測目標沿軌跡運動更遠位置的能力強于普通大學生。