心理旋转任务 3D
心理旋转任务 3D 是一种空间认知范式，用于测量个体如何在三维空间中精神上变换物体。参与者评估旋转的刺激，并判断其是否与参考配置匹配，尽管视角发生了变化。
任务格式 | 心理旋转任务 3D 在线与实验室
在心理旋转任务（3D 身体旋转）中，参与者查看不同视角和旋转角度下展示的抽象人形图像。在此任务中，参与者查看的图片中可能出现人形的正面（可见面部）或背面（不可见面部）。在每张图片中，会有一个肢体（手臂或腿）被抬起。参与者需要判断抬起的肢体是左肢还是右肢。每个实验环节开始时都有一个短暂的练习环节，以使参与者熟悉决策规则，然后开始主要实验试验。在练习环节中，图形以直立姿势出现，以便参与者学习左右反应规则。在主要任务中，相同的图形在不同的旋转角度和视角下呈现，要求进行深度和视角变化的心理变换。
心理旋转任务（3D 身体旋转）有两个版本，每个版本针对使用的设备类型和输入方式进行了优化：
桌面版本
在桌面版本中，每次试验的中心会出现一个身体图形。参与者在抬起的肢体在左侧时按 D，在右侧时按 K。练习试验使用直立的图形，而旋转的图形仅在主要任务中引入。
移动版本
在移动版本中，使用相同的任务结构。参与者通过点击屏幕上显示的 左 或 右 按钮进行回应。练习试验使用直立的图形，而旋转的图形仅在主要任务中引入。
心理旋转任务 3D 的指标与收集的数据
心理旋转任务 3D 捕获一系列行为测量，揭示个体在三维空间中如何心理操作和比较物体。最终记录的变量使研究人员能够评估反应时间、反应准确性、错误模式和 across 旋转角度、视角和刺激条件（例如，正常与镜像物体）下的性能差异。这些测量有助于量化视空间变换能力、心理旋转效率以及在日益增加的空间复杂性下的决策能力。所有变量都可以在任务的 变量 标签中查看和自定义。
以下是研究人员在此版本任务中常分析的几个最具信息性的指标：
| 变量名称 | 描述 |
|---|---|
accuracy | 每个试验级别的准确率 (1 = 正确, 0 = 错误) |
accuracy_total | 所有试验中正确反应的总数 |
choice | 参与者给出的响应 (键按 = K/D 或按钮点击 = "左" / "右") |
error | 每个试验级别的错误 (0 = 正确, 1 = 错误) |
raised_limb | 指定刺激中抬起的是哪条肢体（手臂或腿）。 |
reaction_time | 参与者在刺激出现后反应所花费的时间（以毫秒计）。 |
rotation_angle | 在特定试验中施加于图形的旋转度数。 |
side | 呈现刺激的抬起肢体（左/右）。 |
stimulus_presented | 每个试验中作为刺激呈现的图像文件名。 |
view | 图形的视角（前/后）。 |
数据表显示从心理旋转任务（3D 身体旋转）中提取的单个试验级别输出，包括准确性、参与者选择、反应时间、旋转角度、刺激侧、抬起肢体和呈现的图像。
本研究调查人们如何心理旋转人身体的图像。参与者从不同的角度查看图形，并必须判断抬起的肢体是右侧肢体还是左侧肢体。
驱动心理旋转任务 3D 在线和实验室研究的技术
心理旋转任务 3D 需要对刺激呈现、时间控制和反应处理进行精确控制。Labvanced 提供灵活的工具，以支持在不同研究环境中的复杂空间任务设计。
灵活呈现三维刺激： 研究人员可以将刺激呈现为图像或展示不同视角的视觉对象。通过条件逻辑可以定义方向变化，从而在试验中系统地操控角度差异。
跨设备输入支持： 响应可以在桌面设备上通过键盘输入收集，或者通过触摸设备上的屏幕按钮收集。相同的任务逻辑可以重复使用，同时将界面适应于不同的硬件。
实验室受控实验的桌面应用模式： 对于需要更强时间控制或硬件整合的研究，任务可以通过 Labvanced 桌面应用程序进行部署。这支持离线测试，并与 EEG 或其他基于 LSL 的系统兼容。
远程和纵向研究部署： 该任务可以远程管理并在多个会话中重复进行，适合检查空间技能发展或训练效果随时间的变化。
可选的网络摄像头眼动追踪集成： 研究人员可以集成基于网络摄像头的眼动追踪，分析在三维心理旋转试验中的注视行为和视角处理。
网络摄像头眼动追踪
通过内置、无代码、同行评审的网络摄像头眼动追踪捕捉注视模式和视觉注意力。
时序精确性
以毫秒的精确度捕捉反应时间、任务表现等，适合时间敏感的任务。
桌面应用程序
使用桌面应用程序进行实验室研究，支持 EEG 和其他 LSL 连接实验室硬件。
心理旋转任务 3D 的定制化
有多种方法可以调整此心理旋转任务 3D 模板，以满足特定的研究问题。以下是研究人员在修改此任务时常提出的一些主题。
视角和旋转条件
三维旋转任务通常涉及不同的观察角度或视角变化。研究人员可以在 因素与随机化 和 试验与条件 面板中定义多个视角条件，以控制刺激方向在试验中的变化。
刺激展示
可以通过直接在编辑器中替换视觉对象使用不同类型的 3D 风格刺激。研究人员可以使用 图像对象 添加图像，使用 文本对象 添加文本，或从对象面板中添加其他视觉元素，然后通过 对象属性 面板调整大小、位置和外观。
响应映射
键盘按键或触屏按钮可以重新分配以匹配不同的判断类型。这可以通过简单修改相关事件来实现。可以通过试验条件实施响应位置的对称平衡，以减少运动偏差。
时间和任务流程
可以通过编辑帧持续时间或相关事件，调整帧持续时间、刺激时间和反应窗口。练习块和实验块也可以单独修改，以适应三维心理旋转通常带来的增加的难度。
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心理旋转任务 3D 的推荐使用及应用
心理旋转任务 3D 被广泛用于研究涉及深度和视角变化的视角采集和空间变换过程。
具体空间认知研究： 研究人员使用此任务研究个体如何在三维空间中心理改变物体并转变想象的视角。反应时间模式通常在角度差异增大时增加，反映出具身旋转的认知成本。
发展和个体差异研究： 该任务用于检查个体和年龄组之间的空间视觉化能力的差异。三维旋转任务对策略使用和空间经验的差异特别敏感。
应用和训练研究： 心理旋转任务 3D 范式常用于研究空间训练、基于模拟的学习和技术领域的技能获取。由于该任务需要深度处理，常用于检查高级空间推理。
神经认知研究： 该任务被纳入研究神经机制的研究中，这些机制与视角采集和视觉想象相关。研究人员常常将行为测量与眼动追踪或神经生理数据相结合，以检查认知处理阶段。
参考文献
Dahm, S. F., Muraki, E. J., & Pexman, P. M. (2022). 手和脚的选择在心理身体旋转中涉及运动-认知交互。脑科学, 12(11), 1500.
Neubauer, A. C., Bergner, S., & Schatz, M. (2010). 心理旋转任务的二维与三维呈现：性别差异和训练对表现和大脑激活的影响。智力, 38(5), 529–539.