仿真假體視覺下的運動感知研究

姜廣淼，趙瑛，王鐵，何洋，景佳琪

內蒙古科技大學信息工程學院，內蒙古包頭 014010

前言

視覺是外界事物通過光信號作用于眼睛，經眼內屈光介質傳達到眼內視網膜的感光細胞產生興奮，并將光刺激產生的視覺信號轉化為神經電信號，再將這些神經電信號經過視神經通路傳遞到大腦從而對事物的大小、形狀、速度等信息產生感知。人類活動中對于外部信息的獲取大約80%來自視覺，通過視覺獲取圖像信息是人們生活和工作中必不可少的功能。據統計，全球超過7 億人存在視力問題，其中2.1億人有中度和重度視力障礙［1］。導致視力受損乃至失明的主要原因是白內障、青光眼以及視網膜類疾病，包括遺傳性和后天性疾病，隨著科技的發展，白內障和青光眼可以通過藥物和手術治療解決，而視網膜永久性病變造成的失明，如視網膜色素變性和黃斑變性還沒有有效的治療方案，研究人員借鑒人工耳蝸的研究思路，開發出一種能夠幫助視覺受損的人提供視覺感知的植入式醫用電子設備，即視覺假體。它是利用視力受損甚至失明者殘存的部分結構和功能完整的視覺通路，通過人工進行電刺激誘發“光幻視”使盲人產生部分視覺感受［2-3］。由于視覺假體的臨床局限性，無法大規模招募被試者進行假體植入，因此進行仿真假體視覺的研究具有重要意義。目前，國內外多個研究小組進行了不同的仿真假體視覺下的不同任務研究。吳昊［4］對仿真假體視覺下的不規則光幻視的眼手協調任務進行研究；Xia 等［5］研究了仿真假體視覺下的多目標的識別任務；趙瑛等［6］進行仿真假體視覺下的尋路任務研究；Luo 等［7］研究仿真假體視覺下對于物體的定位任務；西班牙的薩拉戈薩大學工程研究所則利用虛擬現實技術探究仿真假體視覺下被試者對于虛擬房間場景內的家具等常見物體的識別情況等［8］。在仿真假體視覺下，對于物體的識別以及空間位置的感知尤為重要，而在日常生活中，我們所看到的世界是運動的世界，所觀察到的物體是運動的物體，因此，對于仿真假體視覺下人們對于運動物體的速度感知研究也具有重要的指導意義。

速度感知是人在空間中行走和移動的一種重要能力，這種能力能夠保證人們感知速度大小，從而進行安全活動。在現實生活中，人們經常需要利用接收到的視覺信息判斷運動物體到達某個特定點的所需時間，即對碰撞時間（Time to collision or Time to Contact,TTC）的估計。近年來，許多學者對速度感知進行研究，劉瑞光等［9］考察運動距離和運動速度等因素對TTC 估計的影響；李才文等［10］研究了對威脅刺激的碰撞時間估計；郭秀艷等［11］和Kiefer等［12］發現移動速度對時間估計的準確性影響顯著；Snowden等［13］以及Alfred 等［14］先后做了有關對比度對人的速度感知影響的研究；黃端等［15］證明了對于TTC 的估計受物體類別的影響；Lohman［16］的實驗研究了性別差異對于速度感知的影響；Coeugnet 等［17］發現被試者的心理壓力狀況可影響其對物體的速度感知等。目前，關于仿真假體視覺下的速度感知研究并未取得較為有效的成果，通過仿真假體視覺下的速度感知研究，來分析影響假體視覺下對碰撞時間估計的因素。

本研究通過在仿真假體視覺下的虛擬場景中設計運動目標，運用遮擋范式分析目標（Object）運動方向、運動速度、目標運動方式、目標形狀以及環境對比度對假體視覺下TTC 估計的影響，可以確定假體視覺下不同條件對速度感知的影響，并為假體佩戴者在未來的訓練和生活中提供一些理論依據。

1 資料與方法

1.1 被試者資料

參與本研究的被試者共20 名（男女各10 名），平均年齡24 歲，所有被試者視力或矯正視力正常。在進行本研究之前均已了解試驗目的和試驗流程，并承諾認真完成試驗。所有試驗過程滿足赫爾辛基宣言以人作為受試對象的生物醫學研究的倫理原則和限制條件。

1.2 試驗所需設備

試驗設備硬件包括1 臺27 英寸華碩顯示器（VG279QM，最高刷新率為280 Hz），1 臺Dell P2412H 顯示器，1 臺Dell 臺式電腦（DESKTOP-65JS5H7），EK925達爾優機械鍵盤，雷蛇2000鼠標。

試驗軟件使用Unity3D 搭建仿真假體視覺下的試驗場景，使用ErgoLAB3.0，SPSS 22.0，Origin 2018分別用來記錄、分析試驗結果、繪制統計圖形；試驗編程語言使用C#編寫場景組件的腳本文件，使用ShaderLab編寫Unity Shader。

1.3 試驗方法

本研究采用遮擋范式來測試被試者對TTC 的估計時間。首先在Unity3D 中搭建了正常視覺下的場景（Scene），如圖1 所示，左邊較大的正方體（Cube）為遮擋部分（Shelter），右邊較小的正方體為被試者所觀察的移動目標物體（Object），二者顏色值相同。

圖1 Unity3D中建立場景示意圖Figure 1 Virtual simulation scene built in Unity3D

在Unity3D 場景的三維世界坐標是建立在笛卡爾坐標的基礎之上的，其中，Unity3D 默認的坐標系為左手坐標系，水平方向為X 軸方向，右方向為X 坐標正方向；垂直方向為Y 軸方向，上方向為Y 軸正方向；垂直于X、Y 軸的方向為Z 軸方向，屏幕向里方向為Z軸正方向。Shelter的規格大小為（120,120,1e-07），表示其在X軸方向有120個單位（Unity3D默認單位，下同），在Y軸方向有120個單位，在Z軸方向有1e-07個單位即1.0×10-7個單位。而目標物體的規格大小為（20,20,1e-07）。

場景搭建完畢之后，需要調整攝像機（Camera）的角度可視范圍，即裁剪空間，其可將所需空間之外的圖元剔除，空間內的有效圖元信息保留，這樣可以大量減少計算機的渲染工作量，提高效率。視錐體指的是Unity 場景空間中的一塊區域，該區域決定了攝像機可以看到的空間。視錐體的投影有正交投影和透視投影，本研究采用透視投影。裁剪過后將攝像機的Clear Flags 調整為Solid Color，并將背景顏色設置為黑色（RGB=0, 0, 0），場景使用的光照為默認光照Directional Light，光照強度為1，得到圖2 的效果圖。

圖2 裁剪空間內的場景示意Figure 2 Virtual simulation scene in the clipping space

得到裁剪空間內的場景之后，便可以將該場景處理為假體視覺下的場景，即得到像素化的視覺圖像。本研究的方法是使用Unity Shader 中的屏幕后處理效果，在Unity 中，需要把屏幕后處理效果綁定在相機上，這也是游戲中實現屏幕特效的常見方法。首先，需要把正常的視野轉化為灰度視野，編寫Shader腳本用到的灰度算法為：

將該效果綁定相機后，便可以實時渲染場景圖元，將正常視野場景轉換為灰度視野場景。因顯示窗口分辨率為1 280×1 024，故將顯示窗口分割為60×48 份大小固定的正方形馬賽克，每個馬賽克的顏色用同樣的顏色值表示，將每個馬賽克裁剪為以正方形中心為圓心，半徑不超過正方形邊長二分之一的圓點，便得到仿真假體視覺下的像素化的試驗場景，如圖3所示。

圖3 仿真假體視覺下的像素化場景Figure 3 Pixelated scene in stimulated prosthesis vision

本研究考察了5種不同因素對速度感知的影響：目標物體運動方向、目標物體運動速度、目標物體運動方式、目標物體不同形狀以及不同環境對比度?？疾炷繕宋矬w運動方向對仿真假體視覺下的TTC 估計的影響時，本研究設計了4 種不同運動方向場景，每種運動方向場景中目標物體做該方向的勻速直線運動，目標物體運動方向的該方向邊緣距離遮擋物體的同方向的邊緣距離均為220 個單位，如表1所示。

表1 不同運動方向場景設計Table 1 Scene design for different motion directions

考察目標物體運動速度對仿真假體視覺下的TTC 估計的影響時，本研究設計了8種不同運動速度場景，每種運動速度場景中目標物體做水平向右勻速直線運動，目標物體右邊緣距離遮擋物體右邊緣的距離均為360個單位，如表2所示。

表2 不同運動速度設計Table 2 Scene design for different motion speeds

考察目標運動方式對仿真假體視覺下的TTC 估計的影響時，本研究設計3 種不同目標運動的方式：目標物體做勻加速直線運動、目標物體做勻速直線運動、目標物體做勻減速直線運動。每種運動方式場景中目標物體做水平向右直線運動，目標物體右邊緣距離遮擋物體右邊緣的距離均為360個單位，如表3所示。

表3 不同運動方式設計Table 3 Scene design for different motion modes

考察目標形狀對仿真假體視覺下的TTC 估計的影響時，本研究設計了5 種不同形狀，如圖4 所示，其中圖4a～圖4c 皆為正方形，但大小不同，圖4d 形狀為復雜圖形，圖4e形狀為圓形，每種形狀的目標物體做水平向右直線勻速運動，目標物體右邊緣距離遮擋物體右邊緣的距離相同，均為336 個單位，準確待估時間皆為4.2 s。

圖4 仿真假體視覺下的不同目標形狀Figure 4 Different object shapes in stimulated prosthetic vision

考察環境對比度對仿真假體視覺下的TTC 估計的影響時，本研究設計了3 種不同的環境對比度，如圖5 所示，圖5a為高對比度環境，圖5b 為中對比度環境，圖5c為低對比度環境，每種對比度下目標物體做水平向右直線勻速運動，目標物體右邊緣距離遮擋物體右邊緣的距離相同，為348 個單位，準確到達時間皆為5.8 s。

圖5 仿真假體視覺下不同環境對比度Figure 5 Different environmental contrast levels in stimulated prosthetic vision

計時器UI 設計在每個試驗場景的左上角，當被試者按下鍵盤上的“A”鍵時，場景程序開始運行，目標物體（Object）開始運動，計時器開始計時；目標物體按照一定規律進入到遮擋物（Shelter）后，被試者將不再看到目標物體，當被試者認為目標物體到達遮擋物的出口邊緣時，迅速按下鍵盤上的“L”鍵，此時，目標物體不再運動，計時器停止計時，但被試者不會得到目標物體的位置反饋信息，整個試驗過程中，被試者將不會看到計時器的時間信息。

2 試驗步驟

2.1 預試驗

正式開始試驗前，讓每一位被試者熟悉試驗過程中的按鍵操作并進行幾個隨機場景的練習，要求被試者能夠快速而準確地操作鍵盤按鍵。根據預試驗來調整試驗計劃，準備開始正式試驗。

2.2 正式試驗

本研究的20名被試者（男10名，女10名）在安靜且光照正常的環境下進行試驗。試驗所用的計算機主機連接兩塊顯示屏，一塊由試驗員操控，隨機選擇仿真假體視覺下的某一場景用以被試者試驗，另一塊則為被試者觀察屏幕，用以觀察目標物體的運動規律和估計仿真假體視覺下的TTC。試驗過程中，要求被試者坐姿端正，手指自然放到鍵盤上，被試者眼睛與顯示器的距離約為60 cm，顯示器屏幕高低隨不同身高的被試者坐姿高低上下調節?？捎肊rgoLab 3.0 記錄鍵盤事件、屏幕錄制、處理和導出數據。本研究包含5 個參數試驗，即目標物體運動方向、目標物體運動速度、目標物體形狀、目標物體運動方式和環境對比度，為避免視覺疲勞，被試者每做完一個參數試驗則休息若干分鐘。

3 試驗結果

3.1 運動方向因素試驗結果

本研究采用TTC 估計偏差值的絕對值（Estimated Absolute value of time Deviation,記為EAD，單位為s）考察被試者對TTC 估計的準確度。對水平向右、水平向左、垂直向下、垂直向上4 個不同方向的EAD 進行重復測量分析，發現運動方向的主體內效應具有顯著性差異（Mauchly 球形檢驗P＞0.05，使用假設為球形的主體內效應檢驗F(3,57)=3.908，P=0.013＜0.05，η2=0.171），對4 個方向采用相依樣本T檢驗兩兩成對比較后發現水平向右和垂直向下方向的顯著性P=0.020（雙尾），水平向左和垂直向下方向的顯著性P=0.021（雙尾），而其他方向的成對的檢驗顯著值均大于0.05，無顯著性差異。水平向右的EAD 為（0.510±0.133）s，水平向左的EAD 為（0.469±0.136）s，垂直向下的EAD為（0.896±0.221）s，垂直向上的EAD為（0.658±0.165）s。由圖6 可以看出，水平向右方向和水平向左方向都與垂直向下方向在估計時間上存在顯著性差異，被試者在水平方向上的平均EAD 均小于垂直方向上的估計時間偏差，水平向右方向與水平向左方向要小于兩個垂直方向之間的EAD 差值。

圖6 不同運動方向的估計時間偏差絕對值（*P＜0.05,n=20）Figure 6 Absolute value of estimated time deviation for different motion directions(*P＜0.05,n=20)

3.2 運動速度因素試驗結果

對仿真假體視覺下目標物體不同運動速度的TTC估計結果進行重復測量方差分析，發現運動速度的主體內效應具有顯著性（使用Greenhouse-Geisser矯正值，F(2,42)=21.654，P＜0.001，η2=0.533）。成對比較后發現被試者在速度為50與60、60與120、180與200、180與240、240與360單位/s的兩兩成對比較中沒有顯著性（P＞0.05），而速度在120與200、200與240單位/s之間具有顯著性（0.05＞P＞0.01），其余所有速度的兩兩配對檢驗中均具有較強顯著性（P＜0.01）。表4為不同速度的TTC估計結果（單位為s）。

表4 不同速度的TTC估計結果（s）Table 4 TTC estimation results at different speeds(s)

由圖7 可以得出，在仿真假體視覺下當目標物體運動速度較快時，例如360、240、200、180單位/s，其估計時間與實際碰撞時間的時間差異較小，其差異約為0.2 s 以下；速度較慢時，比如30、50 單位/s，其估計時間與實際碰撞時間的時間差異較大，其差異約為0.5 s 以上，這與正常視覺下對速度與碰撞時間估計的方差分析結果基本一致。

圖7 不同運動速度的估計時間偏差絕對值（0.01＜*P＜0.05,0.001＜**P＜0.01,***P＜0.001,n=20）Figure 7 The estimated absolute value of time deviation for different motion speeds(0.01＜*P＜0.05,0.001＜**P＜0.01,***P＜0.001,n=20)

3.3 運動方式因素試驗結果

對本研究設計的基于仿真假體視覺下3種不同目標物體的運動方式的TTC估計結果進行重復測量分析，Mauchly球形檢驗的顯著性小于0.05，故使用Greenhouse-Geisser矯正值，得到F(2,28)=0.678，P＞0.05，η2=0.034，不具有統計學顯著性。當物體做勻速直線運動時，其EAD為（0.433±0.085）s，當目標物體做勻加速直線運動時，EAD為（0.489±0.070）s，當目標物體做勻減速直線運動時，EAD為（0.558±0.076）s，如圖8所示。

圖8 不同運動方式的估計時間偏差絕對值Figure 8 Absolute value of estimated time deviation for different motion modes

3.4 目標形狀因素試驗結果

本研究設計了如圖4 所示大小不一、形狀各異的目標物體圖形。對仿真假體視覺下目標物體不同形狀的TTC 估計結果進行重復測量分析，得到Mauchly球形檢驗顯著性為0.193，故符合球形檢驗標準，主體內效應檢驗F(4, 76)=3.845，P=0.007＜0.01，η2=0.168，因此具有較強的顯著性。表5為不同形狀的TTC估計結果（單位為s）。

表5 不同形狀的TTC估計結果（s）Table 5 TTC estimation results at different speeds(s)

圖9 為不同目標物體形狀的EAD 情況，可以看出，當遮擋物的大小一定，目標物體為同一形狀時，物體越大，則被試者對TTC 的估計值越準確，形狀a與形狀c 的平均估計時間差值約為0.18 s；形狀c、形狀d都與形狀e具有顯著性差異，形狀c與形狀e具有較強的顯著性差異，二者的EAD偏差值約為0.39 s。

圖9 不同目標物體形狀的估計時間偏差絕對值（0.01＜*P＜0.05,**P＜0.01,n=20）Figure 9 Absolute value of estimated time deviation for different target object shapes(0.01＜*P＜0.05,**P＜0.01,n=20)

3.5 環境對比度因素試驗結果

本研究設計了如圖5所示的仿真假體視覺下3種不同的環境對比度a、b、c。對3 種不同環境對比度下的目標物體TTC 估計結果進行重復測量分析得到Mauchly球形檢驗的顯著性為0.127＞0.05，符合球形檢驗標準，主體內效應檢驗為F(2,38)=8.318，P=0.001，η2=0.304，故該檢驗具有較強的顯著性。

如圖10 所示，3 種環境對比度中，環境b 的EAD最大為（0.713±0.110）s，環境a 的EAD 次之，為（0.584±0.120）s，環境c 的估計值最為準確，其EAD為（0.362±0.057）s。環境a 與環境c 具有弱顯著性，環境b與環境c具有強顯著性。

圖10 不同環境對比度的估計時間偏差絕對值（0.01＜*P＜0.05,***P＜0.001,n=20）Figure 10 Absolute value of estimated time deviation for different environmental contrast levels(0.01＜*P＜0.05,***P＜0.001,n=20)

4 結果與分析

4.1 運動方向因素試驗結果分析

對于不同運動方向對目標物體的運動感知來說，出現這種情況的一種解釋是重力理論，即在試驗中被試者大腦中使用了包含重力效應的內模型，當物體垂直向下做勻速直線運動時，被試者會在重力效應的內模型中加入一種垂直向上的反重力，使得與重力相平行的運動方向上的距離比與重力垂直運動方向的距離更遠，這種解釋的證據來自于運動所需的肌肉努力，在爬坡或者樓梯時會比走平路花費更多努力；還有一種解釋是生理學上的解釋，認為視網膜的神經解剖結構、角膜的屈光性和眼睛運動是導致水平方向和垂直方向上出現錯覺的原因，比如，在重力條件下，眼睛的垂直方向運動要難于水平方向運動。Ritter［18］認為視網膜的不對稱結構是高估垂直方向距離的原因。而Luckiesch［19］認為眼部的肌肉排列使得眼睛在垂直方向的運動比水平方向運動要花費更多努力。

4.2 運動速度因素試驗結果分析

試驗發現，在目標物體相對快速運動時，被試者高估速度導致提前按鍵的次數比目標物體相對慢速運動時被試者提前按鍵的次數多，比如，當目標物體運動速度為360和200單位/s時，被試者提前按鍵的次數分別為7次和9次，分別占該速度試次的35%和45%，而在30和50單位/s時，被試者提前按鍵的次數分別為4次和5次，分別占該速度試次的20%和25%，之所以出現這種情況，很可能是因為與速度伴隨效應（Speed coupling effect）有關。Donkelaar等［20］研究發現，當伸手攔截移動物體時，目標物體移動越快，伸手運動的時間越短。本研究中，在目標相對快速運動時，被試者為了補償從看到目標物體運動到啟動手按動鍵盤之間的時間延遲，從而采取提前按鍵的做法，這也是速度伴隨效應出現原因的另一種解釋。本研究的估計時間水平參考之前的研究報道以及模擬日常生活中的一些速度參考，比如Rolin等［21］提出1.5 s到2.0 s之間是TTC范式下估計反轉的時間閾值；田雨等［22］發現1.2和1.8 s的時距范圍可能正好在人能較為準確地感知時距范圍。在日常生活中，人類行走的速度、非機動車輛的速度、機動車輛三者的速度比值大約為1：4：8。

4.3 運動方式因素試驗結果分析

雖然仿真假體視覺下目標物體3 種不同的運動方式對TTC 的EAD 并無統計學意義的顯著性，但是通過圖8 可以得知，相對于變速運動的物體，被試者對做勻速物體的TTC 估計值更加準確；在變速運動中，顯然被試者更傾向于準確估計加速運動的物體，這與速度因素的影響大致相同，即速度越快，被試者準確估計TTC 的偏差值越小，試驗結果還可能說明比起運動方式的影響，目標物體的起始速度對被試者估計TTC的準確性影響較大。

4.4 目標形狀因素試驗結果分析

對于試驗結果，這種情況的出現可以認為是形狀c 與形狀d 的邊界棱角較為分明，而形狀e 邊界棱角較為模糊所致。實際上，在英文中表達精確數字（Sharp numbers）與多棱角圖形（Sharp shapes）共享相同的英文單詞“Sharp”，而大概數字（Round numbers）與圓潤形狀（Round shapes）有相同的英語單詞“Round”［23］。在漢語中，“尖銳”和“圓潤”常常被引申用來表達“精確”與“粗略”的意思。而在楊晨等［24］不同形狀背景下被試者對不同數字信息的平均反應試驗中，對于精確數字的反應，多角圖形要比圓潤圖形的反應時低0.15 s，這表明人們在估計TTC 時，對于多角圖形（本研究為正方形和復雜圖形）的估計值可能比圓潤圖形（本研究為圓形）更加準確。

4.5 環境對比度因素試驗結果分析

由上述環境對比度試驗可知環境b 的對比度弱于環境a，在生活中，夜晚的環境對比度通常要弱于白天的環境對比度。在夜晚，觀察物體常用的是視桿細胞而非視錐細胞，而視桿細胞相對于視錐細胞的時空分辨率較差，對比度靈敏度較低，Gegenfurtner等［25］研究證明，在運動知覺方面，使用視桿細胞觀察物體比使用視錐細胞時要慢。Brooks 等［26］也發現對比度的降低會導致人們對速度的低估。試驗場景要實現低對比度的環境，在環境c 中增加了背景組件即試驗場景中鋪滿的像素點，當處于環境c 中的目標物體開始運動時，其在某段時間內位移的距離便有了參照依據，即給與被試者在仿真假體視野下觀察目標物體相對于背景像素點在單位時間內的變化。這就像是在正常視野下判斷道路上行駛的汽車速度一樣，環境c 給出了道路兩旁樹木之間的固定間距，而環境a、b 均未給出參照物，因此，估計移動物體的碰撞時間時，有參照物的情況下的估計結果更加準確。

4.6 性別差異分析

為了探究性別對于TTC 估計的影響，對試驗中性別差異下不同影響因素的估計結果進行方差分析，得到如圖11 所示的結果。對性別差異所得的估計結果進行顯著性分析，雖然并未得到統計學意義上的顯著性結果，但是從圖11 中可以看出，在仿真假體視覺下，對于運動方向因素來說，男性對運動物體TTC 的估計結果比女性更加準確，且每個方向的平均EAD 都小于女性，說明男性仿真假體視覺下在運動方向的知覺感知要優于女性。Murray 等［27］的光柵刺激運動方向辨別試驗也證實了正常視覺下的這一觀點。

圖11 性別差異對不同因素下的TTC估計影響結果（男女比例為10：10）Figure 11 Effects of gender differences on TTC estimation in various situations(male to female ratio is 10:10)

對于運動速度因素，男性在相對快速運動的物體TTC估計準確度上要高于女性，例如在200、240、360單位/s時，男性的平均EAD值都明顯低于女性。而對于相對中速或者慢速來說，男女之間并無明顯的優勢之分且不論是男性還是女性，其在物體運動為中速或慢速條件下的估計準確度要低于物體快速運動時的估計準確度，例如30、50、60、120、180單位/s。

對于運動方式因素，女性顯然在勻速運動下的估計表現優于男性，但女性在估計勻加速運動物體的TTC 時，則剛好相反，而到了物體做勻減速運動時，男性的平均EAD 值則又超過了女性；對于目標物體形狀因素，女性對于不同形狀的EAD 值起伏較大，說明女性對于各種不同的形狀更為敏感。

這3 種因素的試驗結果皆符合狩獵者-采集者假說［28］（hunter-gatherer hypothesis），該假說認為，在古老的原始社會，男性需要外出狩獵，這就需要男性具有運動方向和較快運動速度方面的敏銳感知，而女性則擔任采集野果的任務，所以女性對于形狀的感知較為敏感，即女性對不同目標物體形狀的TTC 估計值的峰值與谷值差要高于男性。

對于環境對比度因素，正常視覺下，男女在對比度敏感方面并沒有差異，但在本研究中的每個試驗場景中，女性的TTC 估計準確度均高于男性，這可能是由于本次試驗所用的場景為仿真假體視覺場景，其試驗任務和視覺刺激不同所致。

5 總結與展望

本文研究是在虛擬現實場景中進行的仿真假體視覺感知試驗，所獲結果如下：（1）在仿真假體視覺下，運動方向對碰撞時間的估計影響顯著，被試者對于水平方向上的估計準確度要高于垂直方向上的估計準確度；（2）在仿真假體視覺下，運動速度對碰撞時間的估計影響顯著，被試者對于相對快速運動的目標物體的估計準確度要優于相對慢速運動的物體的準確度，在目標物體運動相對快速的情況下，被試者提前按鍵的比例要高于物體相對慢速運動的情況；（3）在仿真假體視覺下，運動方式對碰撞時間的估計影響不顯著，但被試者更傾向于準確估計勻速運動的物體，相對于目標物體的運動方式，其起始速度對碰撞時間估計的準確性可能影響性更大；（4）在仿真假體視覺下，目標物體的形狀對碰撞時間的估計影響顯著，當遮擋物的大小一定時，物體越大，被試者估計的準確性越高；被試者對多角圖形的運動比圓潤圖形的運動更加敏感；（5）在仿真假體視覺下，環境對比度對碰撞時間的估計影響顯著，在沒有環境參照物的情況下，環境對比度越低，被試者對目標物體碰撞時間的估計準確度越低；被試者在有環境參照物的情況下對物體碰撞時間的估計比沒有環境參照物的情況下估計的更好，準確度會提高；（6）對于性別差異，在本研究中，男性在不同方向以及相對較快速度場景下的碰撞時間估計準確度要高于女性，而女性對于不同形狀的變化則比男性更加敏感，對于不同的環境對比度，女性的TTC 估計結果要優于男性。

綜上所述，本研究采用虛擬現實場景進行仿真假體視覺試驗，著重分析方向、速度、運動方式、物體形狀以及環境對比度5 種單因素對于假體視覺下被試者估計碰撞時間的影響，可為視覺假體植入后的訓練康復提供有效的理論支持。在日常生活中，假體佩戴者所觀察到的視覺場景將更為復雜，對于物體運動的情況也會更加多變。因此，假體視覺下對于物體運動速度估計的雙因素乃至多因素分析也值得進一步討論和研究。