张为忠，许艳凤

(福建师范大学 心理学院，福建 福州 350117)

从阅读书籍、看视频、玩电子游戏到体验沉浸式虚拟现实系统，不同媒介的存在使人们得以随时随地在其创造的虚拟环境(Virtual Environments，VEs)中体验非现实存在的物体和事件。随着新媒体技术的发展，面对远程画面投射或使用3D技术建构对现实世界的定制镜像世界，个体甚至可以通过工具与虚拟环境中的事与物进行不同程度的沟通交互，由于其高度真实性，个体往往能在其中体验到明显的临场感。虚拟环境中的临场感体验程度取决于个体从现实物理空间转变至沉浸于虚拟环境时的心理感受[1]。简而言之，临场感就是指个体在虚拟环境中身临其境的主观体验，即“在这里”的感觉。Lee将其定义为“个体以感觉或非感觉的方式把虚拟对象体验为现实对象的一种心理过程”，并根据临场感的一般定义和人类在虚拟环境中的相关体验，将临场感区分为物理临场感、社会临场感和自我临场感[2]。鉴于此，笔者着重从心理学视角分析探讨临场感的理论及其个体体验的差异。

远程操控、在线课程学习和虚拟现实技术是近年来研究和应用的热点。譬如，通过互联网上的教学视频进行远程学习，应用虚拟现实技术于公共安全、工业设计、医学、规划和交通等行业和部门以及心理学实验研究、神经心理评估和临床心理治疗等各个领域。而临场感作为个体虚拟体验的重要特征，深入探讨临场感的内在心理机制以及个体因素，对以虚拟环境作为媒介的技术产品的设计和实际应用具有重要参考价值(例如，设计更有效率的在线学习课程、评估虚拟仿真训练系统的有效性以及预测不同个体虚拟现实暴露疗法的疗效等)。

一、临场感的产生

(一)感觉沉浸及情绪唤醒理论

Slater将感觉沉浸的特征归结为包容性、拓展性、环绕性、真实性和同一性[3]。临场感的高低取决于个体是否能够将现实世界中的行为转换到虚拟环境中(即感觉沉浸的程度)。毫无疑问，技术特征的改善能够提高个体的临场感体验，例如Bystrom等人提出的临场感的空间保真度模型，他认为显示器足够高的刷新频率可以提高虚拟人物动作的连续性和真实性，从而增强临场感[4]。相反，信息输入延迟或不同感官信息的不匹配则会严重影响个体的感觉沉浸。Schultze将临场感的产生归纳为一个简单的模型：技术特征→感觉沉浸→现实/感觉保真度→临场感[5]。也就是说，虚拟环境中由技术特征决定的现实/感觉保真度(空间、听觉和触觉等信息与现实环境的相似性)对感觉沉浸和临场感体验至关重要。

然而，临场感体验并非完全取决于技术特征。Schultze认为临场感是个体将自身置于虚拟环境中并与之进行交互的一种无意识反馈过程[6]。大量来自虚拟现实暴露疗法(VRET)领域的研究表明，临场感和情绪体验显著相关。例如，在蜘蛛恐惧症患者和控制组被试的对比实验中，在面对虚拟现实系统呈现的蜘蛛时，研究者发现临场感和对蜘蛛的恐惧情绪存在显著的正相关[7]。即来自虚拟环境的刺激诱发个体不同的情绪状态，这种情绪状态进一步影响临场感生成的认知加工过程。情绪的唤醒激活个体的预警系统，警觉性增加个体对虚拟刺激认知注意资源分配以及行动反应的准备，从而产生更高程度的临场感。Seth等人也认为临场感取决于个体对情绪(内感受性)状态的持续预测和解释[8]。在此基础上，研究者通过分析感觉沉浸、情绪唤醒和临场感之间的关系，提出临场感的内感受性归因模型(图1)[9]。他们认为临场感是一种主观体验，个体主要通过两个方面的信息来判断临场感的程度：(1)感觉沉浸。源于技术特征，系统的沉浸和交互程度直接影响个体的临场感体验程度判断；(2)情绪唤醒程度。受个体因素调节，情绪唤醒程度越高，临场感体验程度越高。

图1 内感受性归因模型

(二)临场感的构造加工理论

只有个体将注意力指向虚拟环境时，才能体验到临场感。相反，当注意力的焦点从虚拟环境回到现实环境，意味着个体内部思维、想象和意向等心理状态的转变，称之为“临场感中断”。由此可以认为，临场感体验和注意力的分配相关。有学者从这一视角提出简单的临场感生成模型：现实和虚拟世界的刺激→注意分配→卷入→临场感[10]。也就是说，当个体将更多的注意资源从现实世界转移至虚拟环境中的刺激时，认知加工活动暂时与现实世界脱离，更多地参与到虚拟环境中，从而在虚拟环境中体验到临场感。

将注意力指向虚拟环境是产生临场感的前提，然而注意分配模型并未阐明个体根据注意指向而输入的信息，以及如何在认知层面的加工过程中产生临场感。Wirth等人提出临场感的构造加工理论，并将临场感的生成过程分为两步(图2)[11]。第一步是基于注意分配理论建立对虚拟环境刺激的心理模型，称之为空间情形模型(Spatial Situation Model，SSM)。指向虚拟环境的注意力归纳为两个方面：(1)自动化注意，媒介因素引发个体非意识性的注意选择过程，从而触发机体反应以准备来自感觉器官和信息加工系统的信息输入；(2)可控性注意，个体对虚拟环境的注意倾向受其自身因素的影响，例如对特定领域的兴趣可以增加个体该领域的注意动机。注意指向虚拟环境的内容，信息持续输入继而与个体已有认知结构结合，加工构建出新的SSM。这是一个持续性的信息更新、再判断以及再构建过程，直至SSM和感知空间环境趋于一致。第二步是通过一个假设检验过程判断临场感体验。个体根据与假设检验有关的因素(例如卷入水平、对怀疑的抑制和专注等)，当接受将SSM作为首要自我中心参考框架(Primary Egocentric Reference Frame，PERF)时，则产生临场感。将由虚拟环境构造的SSM作为PERF，意味着个体主观地将自身定位于虚拟环境中，在心理上暂时脱离现实。临场感的构造加工理论从虚拟环境和个人特征的角度，较为系统地阐释临场感的生成过程以及其关键影响因素。

(三)自我意向和行动理论

Riva等人根据Damasio提出的三层次自我，将临场感区分为原临场感、核心临场感和延伸临场感三水平[12]，强调不同自我对外部环境的解释以及行动的特征对临场感体验的重要性。个体感知到虚拟刺激并承认其真实存在，从而让个体可以选择是否采取行动时，便产生临场感[13]。因而可以将临场感的生成描述为个体对行动的复杂且无意识的监控形式，为自我的行动状态提供关键性的反馈。Schubert提出临场感生成的三个过程。(1)空间临场。即个体存在于虚拟环境并与之互动的心理表征；(2)卷入。即表示个体对虚拟环境内容的兴趣和参与的注意力成分；(3)判定。以个体在虚拟世界中的行动和交互，判断虚拟环境的真实性[14]，同样强调解释性和行动的重要性。对虚拟环境交互行动的解释性首先激活空间临场，因为其构造了个体在虚拟环境中可能发生的肢体行动的心理表征，也就是说对虚拟环境中行动的解释性增强个体的临场感体验。

图2 临场感构造加工模型

在感觉信息输入与行动实施之间，心理意向对个体采取何种行动具有决定性作用。意向和行动之间具有特殊的认知加工过程，Riva等人进而将临场感作为一种神经心理学现象，由生物和文化遗传因素相互作用演化而来，是对行动中成功意向的知觉感知，其主要目标是主体意志的实施[12]。从现象学的视角来看，意向性具有两方面内涵，即个体构造客观空间的能力和对客观对象的自解释(赋义)过程[15]。在虚拟环境中，每一个新的刺激或事件都会根据已构建的心理模型促使意识激发大量意向，而这些意向则作为指导肢体开展行为活动的中心。临场感即个体从现实世界以意向的形式投射向虚拟世界，构造关系框架并赋予其意义的过程。因此，如果缺少意向性将个体和环境相互联系，体验者在虚拟环境中体验到的仅仅是单纯的物理性刺激，则无法将零散无意义的刺激统合转换为被个体所能理解的内容[15]。

媒介技术作为体验外部环境的中介，在临场感体验中起着直接的作用。为了这种体验的生成和维持，虚拟环境需要足够的形式被我们直接注意、感知。当体验到强烈的临场感时，虚拟环境的体验已经成为自我的一部分，直接地感知和行动，就像没有媒介存在一样。因此，理想的临场感体验取决于媒介的形式和内容的最佳组合，用于支持个体在虚拟环境中行动的意向。Schultze从该视角建立临场感的激活模型：对技术特征上行动的自解释性+个体采取行动的意向→行为真实性→空间临场→卷入→对虚拟环境真实性的判断→临场感[5]。尽管这一理论模型目前并没有很多实证研究的支持，但对理解个体在虚拟环境中的虚拟自我、意向和行为具有重要意义。

二、个体特征对临场感的影响

个体之间不同的认知风格、认知能力、人格特质以及情绪状态等因素，常被认为是使个体能够体验到不同程度的临场感的重要原因。

(一)认知风格与临场感

1.控制点。指的是个体认为事件的发生是由自身因素(内控倾向)或外部力量(外控倾向)引起的程度。外控倾向个体缺乏对自身生活事件的控制，更易受外部刺激的影响，因而在虚拟环境中体验到更高程度的临场感[16]。但也有研究者发现，个体在与虚拟环境的交互过程中控制感越高，其体验到的临场感也越高，即内控倾向正向预测临场感体验[17]。因此，在后续的研究中未发现控制点和临场感的相关并不足为奇[18-19]，得出控制点与临场感是否相关的结论需持谨慎态度。

2.沉浸倾向。是个体参与并忘情于小说、电影或虚拟现实等媒介中的深度体验程度。沉浸倾向与个体卷入、聚焦或引导注意力到相关活动并忽视外部干扰刺激相关，而这些都是产生临场感的关键因素。Witmer等人首先使用沉浸感倾向问卷(ITQ)测量个体沉浸感倾向，得出ITQ与临场感体验显著正相关的结论[1]，并得到后续研究者的一致支持[17-20]。

3.分裂倾向。指的是意识、记忆、同一性或对环境感知等一般综合机能的中断倾向。Murray等人认为高分裂倾向个体对生活的体验更真实，更注重感觉和情绪，因此能比低分裂倾向个体更长时间地忘记真实的世界而沉浸于虚拟环境中[16]。研究结论支持分裂倾向与临场感显著正相关[16，21]，然而Wallach等人的研究并未发现这种相关具有显著性，认为这种差异是由被试特征造成[17]。Murray等人的研究中，被试组的分离倾向得分较高[16]，与PTSD患者相当，因此他们假设只有当分裂倾向水平较高时，才可能与临场感相关。这些研究结果需要进一步实验以对该假设进行证实。

(二)认知能力与临场感

1.专注。即个体完全集中注意力、充分利用心理表征资源的倾向。专注与个体完全投入或沉浸于客观事物的程度显著相关，根据Wirth等人的临场感构造加工模型，个体越是能够将注意力集中于虚拟环境，就越能根据虚拟环境中的刺激建立空间情形模型，从而增强临场感体验。大部分研究支持专注能够正向预测临场感[18，23]，然而也有研究未发现这种结论[16，19]。研究结论的差异可能来自不同研究所应用的虚拟环境的沉浸度不同。在低沉浸性的桌面式虚拟现实系统中，受周围干扰刺激的影响，个体需要将主要的认知注意资源从现实环境转移至显示器呈现的虚拟刺激才能沉浸于该环境中。而在头盔式或环绕式虚拟现实系统中则不存在这种问题，视野范围内皆是虚拟环境，不易受干扰刺激影响。因而专注与临场感的相关性可能在沉浸式虚拟现实系统中显得不那么显著。

2.共情。是个体理解、接受他人的观点和情感状态，并能够分享其情感的能力。共情可以被看作心理介入的过程，个体将注意资源分配给他人，感知或回应他人的情绪状态，并相信自己体验到他人的意图、动机和想法。由此可知，共情和临场感体验拥有类似的反映主观态度的心理模型，用于感知个体本身之外的体验，不同的是临场感连接的是个体与虚拟环境，而共情则用于体验他人。尽管有研究并未发现共情与临场感体验具有相关性，但更多的研究证实，共情能力能显著预测临场感体验[17-19，24-25]。一般来说，共情反应发生于人际交往关系之中，共情在对与人(虚拟)的关系更密切的临场感(社会临场感以及共存在临场感)和物理临场感之间的相关性是否存在区别需进一步探讨。

3.心理意象。是个体在没有相应外部刺激的情况下，利用长时记忆的信息，在思维空间中形成的有关认知客体的加工形象和结构关系的能力。个体根据虚拟环境中已有的信息，构建生动、清晰的心理表征是产生临场感不可或缺的一环。大部分研究发现，想象或者心理意象的能力越高，临场感体验程度越高[17-18，25]。然而，Ling等人的研究并未发现临场感与空间智力之间的相关[19]。心理意象对临场感的影响取决于虚拟环境的类型[26]。当虚拟环境的感觉刺激缺乏时，想象力可以模拟缺失的场景信息，从而创造出高度可信的真实感。例如，在阅读书籍时，由于缺乏视听刺激，读者不得不根据故事情节在脑海中模拟出各种感知信息，构建心理表征从而沉浸于其中。然而，随着虚拟环境感知信息数量和质量的提高，个体不需要复杂的认知想象过程去完善和扩展构建心理表征所需的信息。因此，心理意象能力对临场感的影响可能就变得不那么重要。

(三)人格特征与临场感

大五人格中的开放性、外倾性和神经质维度能显著预测个体在虚拟环境中的沉浸倾向[22，27]。有研究者使用埃克森人格问卷和MEC-SPQ量表对80名被试进行施测，发现高外倾性的个体倾向于体验到更高的临场感，内倾性、神经质和精神质则不能显著预测临场感[20]。高外倾性得分个体相比高内倾性得分个体拥有更多的认知加工资源，能够在单位时间内处理更多的信息，从而体验到更高的临场感。Sacau等人使用大五人格量表施测发现，仅有宜人性和临场感显著相关[23]。然而Alsina等人却发现，内倾者体验到更高程度的临场感，认为内倾性的个体更能从复杂刺激中选择有意义的信息，加工并回忆更多的空间信息，构建更为准确的对虚拟世界的心理表征，从而体验到更高程度的临场感[28]。另外，Weibel的研究中同样出现与Laarni和Sacau等人不一致的结果，因此认为神经质个体通常具有高度反应性的交感神经系统，从而使他们对来自虚拟环境的刺激更加敏感，即高神经质得分的个体体验到的临场感程度更高[29]。

不同的研究出现不相一致的结论，究其原因，除了使用的人格和临场感量表不同带来的潜在差异外，亦可能是由于被试所暴露环境特征的不同所致。Laarni等使用的虚拟环境是虚拟楼房，被试只需在里面漫游、参观，而后进行临场感评估[20，23]；而Alsina等人应用的虚拟环境是能够诱发不同焦虑情绪的家庭、地铁和学校环境[28]；Weibel等人应用的虚拟环境是欢乐、恐惧和悲伤三种环境[26]。二者带有明显的情绪化特征。根据内感受性归因模型，当虚拟环境唤醒被试的情绪时，能够体验到更高程度的临场感[9]。因此，被试所暴露环境特征的不同可能是目前研究出现差异的一个重要原因。

(四)情绪状态与临场感

虚拟现实暴露疗法的可行性，是基于个体在虚拟环境可以引发与现实环境类似的生理心理反应这一前提，个体在虚拟环境中必须唤醒特定的情绪，才能够保障虚拟现实暴露疗法的疗效。研究表明，高焦虑个体在具有明显情绪感染力的虚拟环境中能体验到更高程度的临场感[28]。Ling等人通过元分析发现，临场感与焦虑之间呈中等相关性(r=0.28)[30]。Alsina等人证实这种相关性与被试恐惧水平和虚拟环境的不同有关。他们通过评估恐惧症和控制组被试在虚拟环境(客厅、地铁和教室，具有不同程度的压力水平)中的临场感发现，在一个无压力的虚拟环境(客厅)中，2组被试的焦虑水平与临场感体验无相关；然而当学生暴露在高压力虚拟环境(地铁和教室)中，2组被试的焦虑水平与临场感体验出现相关，并且这种相关性在恐惧症被试组更为强烈，即恐惧症被试在高压力虚拟环境中体验到更高程度的临场感[31]。情绪的唤醒可引起个体的预警系统激活、交感神经系统兴奋、个体对刺激认知注意资源分配以及行动的准备增加，从而增强临场感。

三、结论与展望

临场感是个体对虚拟环境中信息多层次感知信息的解释和加工构建，并做出适应性反应的高级认知过程。在虚拟环境中，不同个体根据眼下的虚拟刺激及其自身对刺激的观察和理解，建构不同的关于虚拟世界的心理模型。个体由于以往经验以及对现实世界的心理模型存在差异，通过认知比较、判断和解释，对虚拟环境会有更大不同的体验。而情绪状态则是强化虚拟环境体验的助推器，是临场感体验个体之间差异的中介变量。

尽管个体临场感体验的研究已初具规模，但仍存在一定局限性，无法满足日益增长的VR市场以及用户对高品质体验的追求。未来研究需着重关注以下三点。

(一)深入探讨临场感的概念与结构

首先，应当理清临场感相关概念的异同。由于理论及应用取向的不同，研究者往往对临场感的操作性定义和分类有所差异。例如，在教育学领域，在线学习过程中体验到的临场感被称为“在线临场感”，并有教学临场感、认知临场感以及社会临场感的区分；在远程操控领域则称为“远程临场感”[3]。未来研究应当进一步探讨临场感的概念解释，提供更为通用的定义，并清除个别研究项目在特定背景下不规范使用的专业术语以增强构造的可泛化性和对未来技术研究的适用性。

其次，进一步阐释临场感的心理机制。对于临场感个体体验差异的研究来说，解释基本的临场感激活机制至关重要，它能够使我们认识大脑反应与虚拟事物之间的复杂关系。Diemer等人注重个体的内感受性，而Wirth等人则强调个体的注意分配和心理模型构建[11]。临场感的建构是一个复杂的过程，在不同的维度层面上由多个要素构成，现有的不同理论并未将临场感的不同类型统一起来，尚难以系统地解释物理、社会和自我等不同临场感体验如何被激活。研究者需进一步扩展临场感理论，构建适用性更广的模型，通过实证研究并且应用结构方程模型等方法验证模型各部分间的关系和合理性。

(二)正确使用和合理开发临场感的测量工具

由于临场感体验的主观性，自陈报告量表是评估临场感的主要方法，例如Presence Questionnaire(PQ)、Igroup Presence Questionnaire(IPQ)和Slater-Usoh-Steed Questionnaire(SUS)等[1，22，32]。基于不同的理论和概念解释，不同的量表侧重点有所不同，所评估的临场感可能存在一定差异，例如，Witmer等人的量表过于重视个体对虚拟系统技术特征的感知，而忽略临场感作为一种心理状态的事实[1]。有研究者指出，以往临场感体验的个体差异研究在一定程度上受其使用量表的不同而有所影响[18]。

鉴于此，在使用量表测量临场感时，研究者可考虑结合不同版本的量表对临场感体验进行测量。从不同的量表得分或以总分的形式进行多角度的综合分析，以获得更为可靠的实验依据。同时，研究者可根据新近发展的较为全面的理论开发适用性更广的量表。目前，最新版本的临场感量表由根据Lee等人对物理、社会和自我临场感的操作性定义编制[33]。然而，尽管验证性因子分析表明模型拟合度尚可接受，但RMSEA指标高于预期，仍需进一步对其模型结构和信效度深入探讨。此外，未来研究可探索诸如皮肤电、脑电波和心率等生理指标是否能够预测临场感体验，为临场感体验找寻更为客观地测量方法。

(三)正确认识临场感体验的个体差异

各种VR软硬件因素对个体临场感体验的影响需进一步理清。对于临场感体验的个体差异，不同的研究者往往有不一致的结论，致使研究结论难以推广应用。临场感是受多种因素调节的变量，研究者在实验中需严格控制相关变量，方可得出严谨可靠的结论。临场感体验与研究者使用的媒介类型以及媒介所呈现的内容有关。例如，由于刺激的丰富性和真实性的不同，个体在沉浸式虚拟现实系统中临场感体验的差异可能较小或者没有差异，而临场感在非沉浸式虚拟系统则可能受个体差异因素影响较大；同样，中性内容与具有情绪感染力的内容也可能调节个体临场感体验的差异。因此，未来的研究需要重视区分不同媒介类型以及所呈现内容对不同个体临场感体验差异性的影响。

临场感作为多维度的概念，目前却很少有研究探讨个体在不同维度上是否存在差异，有必要深入探讨。譬如，共情和依恋倾向与人与人之间的关系以及交互行为有关，因此可能对社会和共存在临场感体验影响较大，而对物理临场感差异不明显；对空间想象能力而言，则可能恰恰与之相反。