实验-流动墨迹速度感知实验数据分析

实验-流动墨迹速度感知实验数据分析

实验方法

从张旭作品《古诗四帖》中摘选一个字”丘“作为样本，制作3种不同的流动墨迹效果，并且通过随机的旋转+镜像的方式，对每种效果产生8个扭曲版本。测试者要在目测6个标记点（ABCDEF)的流动速度，通过拖动箭头的方式评估流动方向和速率。

三种墨迹风格

• 风格1

  

• 风格2
  

• 风格3
  

八种显示方向

实验界面

实验数据

对测试数据进行整理筛选后，匿名存放于共享表格《流动墨迹速度感知实验数据》

数据说明：

方向基准如下（对于8种随机显示方向，均依据为下图方位为基准来计算角度）

实验研究问题

核心问题

三种流动风格中，测试者对哪种风格的感受一致性最好？

拓展问题

三种流动风格中，人们对哪种风格的速度感受更符合事实情况？

实验数据分析

从研究的核心问题和拓展问题进行着手。

核心问题为所有测试者对风格的感受一致性最好，这里的感受一致性可以理解为大家对墨迹的速率和方向感受差不多，所以可以用速率和方向的标准差来刻画测试者的感受一致性。

拓展问题为所有测试者对风格的速度和方向感受符合事实，由于已有专家结果，我们可以使用所有测试者的平均值和专家数据进行比较，看哪个偏差程度最小，来具体选出与事实情况最接近的风格。

下面就从速率和方向两个方面开始分析，并最后综合在一起分析。

速率方面

首先先看三种风格的速率散点分布图



从三种风格的速率分布散点图可以看出，三种风格分布相似，都是速率C,D接近1，而速率B比较小，但这不是我们比较的关键，我们接下来看计算出来的平均值和标准差。

我们主要从标准差方面来评判感受一致性，综合表格和图像，可以清楚地看出风格3的各个速率标准差都明显小于风格1和风格2，说明风格3的数据更加聚集，风格1和风格2的数据更加离散，这也就说明了测试者对风格3的感受更加一致。

然后我们从平均值方面来评判对速度的感受更加符合事实。风格2在速率A，B，E，F上更加接近专家结果，风格3在C，D上更加接近专家结果。综合A，B，C，D，E，F的偏差绝对值来看，风格2的偏差更小一点，所以可以认为风格2更符合事实。

方向方面

下面从方向方面开始分析，首先还是先看方向的散点分布图。

从散点图来看，除了少量数据偏差较大，测试者对三个风格方向意见差不多只有几度的区别。我们从更加具体的数据来分析方向方面的感受一致性和哪个风格更符合事实情况。

下面是方向的平均值和标准差。

综合标准差的图像和表格来看，风格3在方向A，B，C，D，E，F方面都全盘小于风格1和风格2，所以我们可以判定测试者对风格3的感受更加一致。

风格1和风格3的专家结果相同，而测试者对风格1和风格3与专家的偏差相差不大，但风格3的偏差更小一点，所以可以判定风格3更接近事实情况。

综合分析

在速率方面，风格3的感受一致性较大，风格2更接近事实情况

在方向方面，风格3的感受一致性较大，风格3更接近事实情况

所以，可以解答我们的核心问题，风格3的感受一致性最好。对于拓展问题，哪个更符合事实情况我们可以对风格2和风格3的两个方面取一定的权重来计算哪个更接近事实。

	速率方面（归一化）	方向方面（归一化）
风格2	0.110299394（0.769）	61.03421832（1）
风格3	0.143682846（1）	5.488080303（0.08）

权重（速率：方向）	风格2	风格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);
        }
    }

从上面数据可以看出，在多数权重下风格2的数据更接近事实情况一点，所以我们可以战且认为风格2更接近事实情况。

总结

通过以上的分析，核心问题三种流动风格中，测试者对风格3的感受一致性最好。拓展问题三种流动风格中，人们对风格2的速度感受更符合事实情况，对风格3的方向感受更符合事实情况，但综合来看还是风格2更符合事实。

参考

平均值
标准差