實驗-流動墨跡速度感知實驗數據分析

實驗-流動墨跡速度感知實驗數據分析

實驗方法

從張旭作品《古詩四帖》中摘選一個字”丘“作爲樣本，製作3種不同的流動墨跡效果，並且通過隨機的旋轉+鏡像的方式，對每種效果產生8個扭曲版本。測試者要在目測6個標記點（ABCDEF)的流動速度，通過拖動箭頭的方式評估流動方向和速率。

三種墨跡風格

• 風格1

• 風格2
  

• 風格3
  

八種顯示方向

實驗界面

實驗數據

對測試數據進行整理篩選後，匿名存放於共享表格《流動墨跡速度感知實驗數據》

數據說明：

方向基準如下（對於8種隨機顯示方向，均依據爲下圖方位爲基準來計算角度）

實驗研究問題

核心問題

三種流動風格中，測試者對哪種風格的感受一致性最好？

拓展問題

三種流動風格中，人們對哪種風格的速度感受更符合事實情況？

實驗數據分析

從研究的核心問題和拓展問題進行着手。

核心問題爲所有測試者對風格的感受一致性最好，這裏的感受一致性可以理解爲大家對墨跡的速率和方向感受差不多，所以可以用速率和方向的標準差來刻畫測試者的感受一致性。

拓展問題爲所有測試者對風格的速度和方向感受符合事實，由於已有專家結果，我們可以使用所有測試者的平均值和專家數據進行比較，看哪個偏差程度最小，來具體選出與事實情況最接近的風格。

下面就從速率和方向兩個方面開始分析，並最後綜合在一起分析。

速率方面

首先先看三種風格的速率散點分佈圖



從三種風格的速率分佈散點圖可以看出，三種風格分佈相似，都是速率C,D接近1，而速率B比較小，但這不是我們比較的關鍵，我們接下來看計算出來的平均值和標準差。

我們主要從標準差方面來評判感受一致性，綜合表格和圖像，可以清楚地看出風格3的各個速率標準差都明顯小於風格1和風格2，說明風格3的數據更加聚集，風格1和風格2的數據更加離散，這也就說明了測試者對風格3的感受更加一致。

然後我們從平均值方面來評判對速度的感受更加符合事實。風格2在速率A，B，E，F上更加接近專家結果，風格3在C，D上更加接近專家結果。綜合A，B，C，D，E，F的偏差絕對值來看，風格2的偏差更小一點，所以可以認爲風格2更符合事實。

方向方面

下面從方向方面開始分析，首先還是先看方向的散點分佈圖。

從散點圖來看，除了少量數據偏差較大，測試者對三個風格方向意見差不多隻有幾度的區別。我們從更加具體的數據來分析方向方面的感受一致性和哪個風格更符合事實情況。

下面是方向的平均值和標準差。

綜合標準差的圖像和表格來看，風格3在方向A，B，C，D，E，F方面都全盤小於風格1和風格2，所以我們可以判定測試者對風格3的感受更加一致。

風格1和風格3的專家結果相同，而測試者對風格1和風格3與專家的偏差相差不大，但風格3的偏差更小一點，所以可以判定風格3更接近事實情況。

綜合分析

在速率方面，風格3的感受一致性較大，風格2更接近事實情況

在方向方面，風格3的感受一致性較大，風格3更接近事實情況

所以，可以解答我們的核心問題，風格3的感受一致性最好。對於拓展問題，哪個更符合事實情況我們可以對風格2和風格3的兩個方面取一定的權重來計算哪個更接近事實。

	速率方面（歸一化）	方向方面（歸一化）
風格2	0.110299394（0.769）	61.03421832（1）
風格3	0.143682846（1）	5.488080303（0.08）

權重（速率：方向）	風格2	風格3
（0.0:1.0）	1.0	0.08
（0.1:0.9）	0.9769	0.172
（0.2:0.8）	0.9538	0.264
（0.3:0.7）	0.9307	0.356
（0.4:0.6）	0.9076	0.448
（0.5:0.5）	0.8845	0.54
（0.6:0.4）	0.8614	0.632
（0.7:0.3）	0.8383	0.724
（0.8:0.2）	0.8152	0.816
（0.9:0.1）	0.7921	0.908
（1.0:0.0）	0.7690	1.0

  public static void main(String[] args) {
        double f1v=0.769,f1f=1;
        double f2v=1,f2f=0.08;
        for(int i=0;i<=10;i++){
            double result1 = (f1v*i+f1f*(10-i))/10;
            double result2 = (f2v*i+f2f*(10-i))/10;
            System.out.println(result1+" "+result2);
        }
    }

從上面數據可以看出，在多數權重下風格2的數據更接近事實情況一點，所以我們可以戰且認爲風格2更接近事實情況。

總結

通過以上的分析，核心問題三種流動風格中，測試者對風格3的感受一致性最好。拓展問題三種流動風格中，人們對風格2的速度感受更符合事實情況，對風格3的方向感受更符合事實情況，但綜合來看還是風格2更符合事實。

參考

平均值
標準差