初学者教程：注视线索

关于 OpenSesame

OpenSesame 是一个免费的程序，用于快速开发心理学、认知神经科学和实验经济学的行为实验。对于初学者，OpenSesame 提供了一个全面的图形化、点选界面。对于高级用户，OpenSesame 支持 Python 和 JavaScript 脚本（本教程未涉及）。

关于本教程

我们将创建一个经典的凝视引导实验。这是一个有趣且引人入胜的实验范式，人们总是会不自觉地跟随面部看向的方向。

我们只会使用图形化界面。我们不会使用 Python 或 JavaScript 编码。（这是中级教程的内容。）本教程大约需要一小时。

你将学到什么

完成本教程后，你将会知道如何：

• 💡 使用 sequence 和 loop 项目构建实验结构
• 💡 在 loop 表中定义具有自变量的全因子实验设计
• 💡 使用 sketchpad 项目创建视觉刺激
• 💡 使用 keyboard_response 项目收集反应
• 💡 使用 feedback 项目为参与者提供反馈
• 💡 使用 form_text_display 项目显示文本
• 💡 使用变量定义你的刺激
• 💡 使用条件（run-if）表达式控制实验流程
• 💡 在文件池中组织刺激文件
• 💡 日志数据

你需要准备什么

OpenSesame 4.1 或更高版本，并已安装所有更新。如果看到可用更新通知，请点击“Install updates...”，然后点击“Run update script”。更新后请重启 OpenSesame。你也可以在 OpenSesame 控制台手动运行以下命令来更新。

pip install opensesame-core opensesame-extension-sigmund --upgrade

实验简介

如前所述，我们将创建一个最初由Friesen 和 Kingstone (1998)开发的凝视引导实验。具体流程如下：

1. 一个面孔出现在屏幕中央
2. 面孔看向左侧或右侧
3. 一个目标字母（‘F’ 或 ‘H’）出现在一侧
4. 一个干扰字母（‘X’）出现在另一侧
5. 参与者需尽快识别目标字母

实验包括练习阶段和实验阶段。每个区块结束后你会显示反馈。错误反应后会播放一段声音。

有趣的发现是什么？当面部看向目标时，人们反应更快，即使眼神方向并不能预测目标出现的位置。这说明人类会自动跟随他人的目光。

第一步：创建主序列

🎯 目标： 本步骤中，我们将建立实验的基本结构：一个练习阶段（参与者可以练习任务）、一个实验阶段（我们将在此收集分析数据），以及这些阶段前后的提示屏幕。我们仅设置结构，细节将在后续实现。

启动 OpenSesame 时，会出现“Get started!” 选项卡（%FigGetStarted）。请选择 “Default template”。

打开名为 experiment 的主 sequence。默认包含两个项目：记事本（getting_started）和 sketchpad（welcome）。

• 点击任何项目标签中的帮助图标以获取上下文帮助。
• 经常保存（Ctrl+S）。备份会自动创建（工具 → 打开备份文件夹）。
• 删除的项目可以从“未使用项目”中恢复，除非被永久删除（Shift+Del）。
• 请参见下图，我们将构建的结构。

Figure 1. Structure of the gaze-cuing experiment. Item types in bold, item names regular.

移除默认项目：

• 右键点击 getting_started → 删除
• 右键点击 welcome → 删除

现在 experiment sequence 是空的。添加一个表单用于指令：

• 从工具栏中拖动一个 form_text_display（表单）到 experiment。这将在开始显示指令（我们将在第12步定义实际的指令）。

为练习阶段添加带有 sequence 的 loop：

• 将一个 loop 拖动到 experiment（放在指令表单之后）。
• 拖动一个 sequence 到 loop 中，并选择“插入到 [循环项目名称]”。

在练习结束后添加一个表单

• 在 experiment 中，再拖动一个 form_text_display，并选择“在 [练习循环项目名称] 后插入”。这将显示“练习结束”信息（第12步）。

为实验阶段添加一个 loop，复用与练习 loop 相同的 sequence 的链接副本：

• 拖动一个 loop 并插入到练习结束表单之后。
• 复用你为练习 loop 创建的 sequence：
• 右键点击已有的 sequence > 复制（链接副本）。
• 右键点击新的实验 loop > 粘贴 > “插入到 [实验循环]”。

添加一个结束表单：

• 拖动一个 form_text_display 并插入到实验循环之后。

为了清晰，重命名这些项目：

• new_form_text_display → instructions
• new_loop → practice_loop
• new_sequence → block_sequence（链接副本会自动更新）
• new_form_text_display_1 → end_of_practice
• new_loop_1 → experimental_loop
• new_form_text_display_2 → end_of_experiment

重命名实验：

• 在概览中点击 New experiment。重命名为“Tutorial: Gaze cuing”。然后保存（Ctrl+S）。

Figure 2. Overview at the end of Step 1.

步骤2：创建区块序列

🎯 目标： 在本步骤中，我们将再次为实验添加结构。这一次我们要实现单一区块试次的结构，即 block_sequence。我们只设置结构，细节稍后再实现。

打开 block_sequence，并按顺序添加如下项目：

• RESET_feedback（在区块开始时重置反馈变量）
• loop，并在其中插入一个新的 sequence（处理实际的循环和试次逻辑）
• feedback（在区块结束时为参与者提供反馈）

重命名

• new_reset_feedback → reset_feedback
• new_loop → block_loop
• new_sequence → trial_sequence
• new_feedback → feedback

Figure 3. 步骤2结束时的概览。

步骤3：用自变量填充 block_loop

🎯 目标： 在本步骤中，我们将定义实验的自变量（条件）。本实验是一个完全随机实验设计的例子，这意味着自变量从试次到试次会发生变化。

打开 block_loop。点击全因子设计。定义：

• gaze_cue：left，right
• target_pos：-300, 300（x坐标，单位为像素；0=中心；负值=左）
• target_letter：F，H

这将产生 2×2×2 = 8 种组合。我们还需要根据上述变量派生出若干变量。为此，你需要手动为每个变量添加一列，并在每个单元格中输入正确的值。

• dist_pos：每一行，如果 target_pos 为 -300，则设为 300；如果 target_pos 为 300，则设为 -300
• correct_response：F 为 z，H 为 m
• congruency：如果 gaze cue 朝向目标则为 congruent，否则为 incongruent

确保循环表包含 8 行。然后将 Repeat 设置为 3，这样每个区块最终有 3 × 8 = 24 个试次。

Figure 4. 步骤3结束时的 block_loop。

步骤4：将图片和音频文件添加到文件池

🎯 目标： 本步骤使用文件池将刺激文件（图片和一个音频）与实验打包绑定。

下载以下文件：

• gaze_neutral.png
• gaze_left.png
• gaze_right.png
• incorrect.ogg

打开文件池（Ctrl+P）并将文件拖入其中。或使用 + 按钮添加。文件池会自动与实验一起打包。

Figure 5. 步骤4结束时的文件池。

步骤5：用项目填充试次序列

🎯 目标： 在本步骤中，我们将定义试次序列。现在我们只添加所需的项目，暂不定义细节，稍后再做。

一次试次包括：

1. 注视点 — 750 毫秒 — sketchpad
2. 中性凝视 — 750 毫秒 — sketchpad
3. 注视线索 — 500 毫秒 — sketchpad
4. 目标 — 0 毫秒 — sketchpad（0 毫秒的时长使实验能立刻进入反应收集阶段）
5. 反应收集 — keyboard_response
6. 错误音效 — sampler（仅在错误时运行）
7. 日志 — logger

打开 trial_sequence，并按照上面顺序排列项目。完成后重命名如下：

• new_sketchpad → fixation_dot
• new_sketchpad_1 → neutral_gaze
• new_sketchpad_2 → gaze_cue
• new_sketchpad_3 → target
• new_keyboard_response → keyboard_response
• new_sampler → incorrect_sound
• new_logger → logger

在 trial_sequence 中，将 incorrect_sound 的 run-if 设置为：correct == 0。这里要用双等号（==），用于判断两个值是否相等。此处是判断 correct 是否等于 0。如果误用了单等号（如 correct = 1），运行实验时会遇到 SyntaxError 错误。

Figure 6. trial_sequence 在第五步结束后的界面。

第六步：绘制 sketchpad 项目

🎯 目标： 本步骤中，我们将定义试次序列里的四个 sketchpad 项：注视点、中性凝视（直视）、注视线索（看向左侧或右侧）、目标显示（线索还在偏左或右时，两个字母分别呈现在两侧）。

将实验的背景色设为白色，前景色设为黑色：

• 点击实验标题打开通用属性
• 将背景色设为“white”，前景色设为“black”

定义注视点：

• 打开 fixation_dot
• 选择 fixdot 元素。它是画布左侧垂直工具栏中的注视点图标。
• 在显示屏中心 (0, 0) 绘制注视点
• 设置时长为 745 毫秒。显示时长会自动向上取整到目标时长 750 毫秒。

定义中性凝视显示：

• 打开 neutral_gaze
• 选择 image 元素
• 在屏幕中心绘制图片，并在文件池弹框中选择 gaze_neutral.png
• 设置时长为 745 毫秒

定义注视线索显示：

• 打开 gaze_cue
• 在屏幕中心绘制 gaze_left.png

但是，我们并不总是要显示 gaze_left.png。我们希望变量 gaze_cue 为“left”时显示 gaze_left.png，为“right”时显示 gaze_right.png。也就是说，应该显示 gaze_{gaze_cue}.png，其中花括号表示要插入变量。

我们可以通过编辑项目脚本实现。点击 “选择视图”（右上角三个图标的中间一个） → “查看脚本”。这可以显示定义该项目的 OpenSesame 脚本（注意这不是 Python 或 JavaScript！）。按照下方所示更改 draw image 命令。顺便，也可以指定时长（注意 495 毫秒会被自动向上取整到 500 毫秒，如前述）。

set duration 495
set description "Displays stimuli"
draw image center=1 file="gaze_{gaze_cue}.png" scale=1 show_if=True x=0 y=0 z_index=0

点击“应用”。视图现在切换回图形控件视图。图像现在显示为一个问号。别担心！在实验过程中会显示正确的图像。

定义目标显示：

• 打开 target
• 在显示中心绘制 gaze_left.png。
• 选择 textline 元素
• 在显示屏左侧某处绘制“{target_letter}”。具体坐标并不重要，因为稍后我们会用变量代替。和之前一样，大括号表示应插入 target_letter 变量。
• 在显示屏右侧某处绘制“X”

编辑项目脚本（选择视图 → 查看脚本）。同样，注视线索应取决于 gaze_cue 变量。另外，目标字母的 X 坐标应依赖于 target_pos 变量，而 “X” 的 X 坐标应依赖于 dist_pos 变量。

重要的是，我们将持续时间设置为 0。这并不意味着目标会以 0 毫秒显示。相反，这意味着实验会立即进入下一个项目，即 keyboard_response。换句话说，一旦目标显示，反应收集就马上开始！

set duration keypress
set description "Displays stimuli"
draw image center=1 file="gaze_{gaze_cue}.png" scale=1 show_if=True x=0 y=0 z_index=0
draw textline center=1 color=black font_bold=no font_family=mono font_italic=no font_size=32 html=yes show_if=True text="{target_letter}" x="{target_pos}" y=0 z_index=0
draw textline center=1 color=black font_bold=no font_family=mono font_italic=no font_size=32 html=yes show_if=True text="X" x="{dist_pos}" y=0 z_index=0

步骤7：配置 keyboard_response 项目

🎯 目标： 本步骤中，我们将配置参与者可以用来响应的按键，以及参与者作答的时限。

打开 keyboard_response：

• 将 Correct response 留空。默认将使用 correct_response 变量（来自第3步）。
• 将 Allowed responses 设置为 z;m
• 将 Timeout 设置为 2000 毫秒
• Event type 保持为 keypress

Figure 8. 步骤7结束时的 keyboard_response。

步骤8：配置 sampler

🎯 目标： 本步骤我们将指定错误反馈后要播放的音频。

打开 incorrect_sound。点击浏览，从文件池中选择 incorrect.ogg。

Figure 9. 步骤8结束时的 incorrect_sound。

步骤9：配置 logger

🎯 目标： 本步骤我们将回顾数据如何被记录。

打开 logger。默认情况下，“自动记录所有变量”是启用的。这是良好的实践，所以这里我们不需要做任何更改！

第10步：绘制反馈项目

🎯 目标： 在此步骤中，我们将定义参与者在每个区块结束时收到的表现反馈。

打开 feedback。将持续时间保持为 'keypress'。添加以下反馈文本：

区块结束

你的平均反应时间为 {avg_rt} 毫秒
你的正确率为 {acc} %

按任意键继续

Figure 10. feedback 在第10步结束时的显示。

第11步：设置练习和实验阶段的区块数量

🎯 目标： 在此步骤中，我们将为练习阶段和实验阶段指定试验区块的数量。

打开 practice_loop，将 Repeat 设置为2，这样我们就有两个练习区块。还要在循环表中添加一个 practice 变量，并将其设为 'yes'。这很方便，因为在数据分析时可以轻松区分哪些试验属于练习阶段。

打开 experimental_loop，将 Repeat 设置为8。同样，添加一个 practice 变量，但这次设置为 'no'。

第12步：编写 instruction、end_of_practice 和 end_of_experiment 表单

🎯 目标： 在此步骤中，我们将在实验过程中添加简明的信息性指示消息。

打开三个 form_text_display 项，并输入简短、清晰的说明。好的说明应简洁、完整并具体！

第13步：运行实验！

🎯 目标： 在此步骤中，我们将对实验进行第一次测试运行！

工具栏中的双蓝色箭头是快速运行（Ctrl+Shift+W）按钮。它会用一个虚拟被试编号与日志文件位置在窗口中启动实验。这主要用于开发阶段。

单绿色箭头是全屏运行（Ctrl+R）按钮。它首先会询问被试编号和日志文件，并让你选择是否全屏运行或在窗口中运行实验。这主要用于数据收集阶段。

点击这两个按钮之一，测试运行你的实验吧！

🏁 如果实验能运行，你就完成啦！但在结束之前，我们还需要回顾最后两个重要点，它们与调试和后端选择有关：

有效调试与理解错误

在构建实验时出现错误是正常的。请仔细阅读错误，并尝试理解它们的含义。这是实现有效调试的唯一正确方法！

Figure 11 展示了一个错误信息的示例：

• 错误类型为 FStringError
• 描述指出：“无法在以下文本中评估f-string表达式：gaze_{gaze_cue}.png”
• 错误发生在 gaze_cue 项目的准备阶段
• traceback 是一个 Python 错误信息。它是上述描述的技术性版本。

Figure 11. OpenSesame中的一条错误信息。

一旦你明白错误的来源，就可以尝试修复它。在本例中，错误出现在第6步定义 gaze_cue 项目时的一个拼写错误。gaze_{gaze_ceu}.png 应该为 gaze_{gaze_cue}.png。很容易修复！

时序与后端选择

在实验的“常规属性”标签页（点击实验名称后打开的标签页）中，你可以选择后端。后端是控制显示、输入设备、声音等的软件层。大多数实验适用于所有后端，但选择某一后端通常有其理由，主要与时序有关。当前有四种后端：

• psycho 是默认后端。基于 PsychoPy，提供出色的时序表现 (Peirce, 2007)。
• xpyriment —— 基于 Expyriment，也提供出色的时序 (Krause & Lindemann, 2013)。
• legacy —— 作为备选方案，兼容更多系统，但时序精度较低
• osweb —— 在浏览器中运行实验 (Mathôt & March, 2022)

参见：

• https://osdoc.cogsci.nl/4.1/zh/manual/backends
• https://osdoc.cogsci.nl/4.1/zh/manual/timing

关键要点

你已经学会了如何构建一个简单但完整的实验！

• ✅ 实验结构通常通过组合 sequence 和 loop 项构建
• ✅ 变量通常在 loop 表中定义
• ✅ 对时间敏感的视觉刺激通常用 sketchpad 呈现
• ✅ 受试者反馈通常用 feedback 项目呈现
• ✅ form_text_display 便于呈现文本
• ✅ 变量和表达式可用大括号插入。例如：{gaze_cue}
• ✅ Run-if 表达式在 sequence 中定义，决定哪些项目实际运行。例如：correct == 0
• ✅ 在采集数据前，务必通过全面测试运行验证时序和日志文件

后续步骤

你现在已经具备基本的 OpenSesame 知识。这足以构建许多简单实验。然而，你可能还需进一步学习！以下是合理的下一步建议：

• 学习如何与 SigmundAI 一起构建实验
• 学习如何在实验中使用 Python 代码
• 学习如何在在线实验中使用 JavaScript 代码

参考文献