本文是针对论文《虚拟记忆宫殿:沉浸式辅助回忆(Virtual memory palaces: immersion aids recall)》的一篇论文解析,该论文于2018年发表于《虚拟现实(Virtual Reality)》上。该研究作者包括美国马里兰大学的Krokos, E., Plaisant, C., 和 Varshney, A。
早在两千多年前,古罗马政治家、演说家西塞罗(Cicero)用记忆宫殿技术让自己的演讲、诗歌生动形象。在16世纪上半叶的意大利,朱利奥·卡米罗(Giulio Camillo)的记忆宫殿流传甚广,据说它可以让人们记住人类自古以来所有的知识。而如今,科学家使用电脑,甚至VR,来建造记忆宫殿。
VR作为一种近年来逐步走入公众视野的技术,是否可以用于增强学习和记忆能力?与传统的学习和记忆方式相比,VR有哪些优势?
记忆宫殿为何有效?
从认知心理学的角度看,记忆是对信息的编码、监控、存储和提取。许多记忆术或者从信息编码入手,或者着重于信息提取,其中记忆宫殿是一种信息编码术(空间助记符编码,spatial mnemonic coding):将需要记住的物体、单词或其他信息与实际或想象的建筑物、街道、城镇的物理位置联系起来,从而记住它们。
VR是否及如何发挥作用?
关于VR是否能改善记忆力的研究是矛盾的。一些研究发现VR记忆训练并不如在真实环境中进行记忆训练那么有效,而且VR记忆训练与基于计算机平台的记忆训练并无显著区别,例如,Mania和Chalmers(2001)发现参与者在真实世界中比在虚拟世界中有更好的情景记忆;Cockburn(2004)发现在2D环境和3D环境中,参与者在空间记忆任务上的表现没有显著差异。
另一些研究发现VR记忆训练能很好地提高记忆力,例如,Johnson等人(2010)发现相比于传统台式显示器,在头部追踪式的立体显示器中参与者的情景记忆能力显著得到提高。
这些不一致的研究结果表明,VR是否能提高记忆效果是受多种因素影响的,包括记忆的种类(空间记忆、情景记忆、词语记忆等),虚拟情景中的信息呈现方式,沉浸水平(immersion level),分辨率,视野(fields of view,FOV),体感交互方式(embodied interaction,如转椅、操纵杆、行走、头部追踪器),参与者在虚拟情景中是被动还是主动,等等。
记忆宫殿与VR的结合
Krokos等人(2018)的研究目的是,弄清记忆宫殿与沉浸式的、头部跟踪式的立体头盔显示器(HMD)结合是否有助于提高回忆成绩(与传统的、非沉浸式的、以鼠标为交互方式的、平面的台式机显示器相比)。
研究者使用的VR设备是Oculus DK2 HMD,VR设备与台式机的分辨率均是1080×1200,视野是100度。 30名男性和10名女性参与了该研究,他们大多是不熟悉VR设备的大学生。首先,研究者给参与者看42张名人面孔图片(包括米老鼠、蝙蝠侠、亚伯拉罕·林肯等),以确保参与者熟悉这些名人。
然后,参与者被分为两组。其中一组先使用VR设备,虚拟场景分为豪华宫殿和中世纪城镇两种,每种场景中有21张面孔位于不同的空间位置,参与者在适应VR设备后有5分钟的时间识记这21张面孔及其空间位置,然后显示器黑屏,参与者休息两分钟后,显示器重新打开,但是原本呈现面孔的位置现在呈现的是数字,参与者报告数字标记的位置原本呈现的是谁,并且在5分钟内完成该回忆任务。休息一段时间后,参与者使用传统设备,进行相同的测试。另一组参与者先使用传统设备,再使用VR设备。
研究者收集了参与者的回忆正确率、错误数、遗漏数以及参与者对自己的回答是否正确的确信度、回忆时间等数据。
结果发现,在使用HMD时,回忆正确率为90.48%;在使用台式机时,正确率为78.57%。配对t检验发现两者差异显著,VR技术能更好地增进记忆效果。而且在使用HMD时,参与者的回忆错误数、遗漏数也明显更少。
研究者用1-10分评估参与者在回忆时的确信程度,10分表示参与者非常确信自己的回忆是正确的。绝大多数参与者都对自己的回忆非常确信,在使用HMD时参与者稍微更加确信。而且与使用台式机时相比,在使用HMD时回忆正确率与确信度的相关性更高。
在HMD和台式机两种情况下参与者的回忆时间没有显著区别。研究者没有告诉参与者要尽快完成回忆任务,所以回忆时间主要反映的是参与者的行事风格,与回忆正确率无关。
有趣的是,先使用台式机再使用HMD的参与者,在回忆任务中的表现得到提升;先使用HMD再使用台式机的参与者,在回忆任务中的表现却下降了。这就排除了学习效应的作用,表明HMD确实比台式机更能提高记忆效果。
调查问卷显示,40名参与者中有38名表示更喜欢沉浸式的VR环境。VR技术带来的临场感、沉浸感可以帮助参与者更好地集中注意力,从而更好地编码信息并记住信息。
沉浸感、临场感是VR技术的优势,而且虚拟情景的可控性、可重复性非常适合用于科研,其生态效度也较高。未来的研究要注重完善VR技术,用VR技术给人们带来更好的学习和记忆体验。
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