结构优势效应与视觉拓扑理论
过去经验对知觉的作用常常表现为上下文效应，即模式识别受到刺激对象以外的其他环境背景的影响。结构优势效应就是上下文效应的一个重要表现，由此引出的视觉拓扑理论和特征分析理论也针锋相对地开展了激烈争论。
结构优势效应
结构优势效应（structure-superiority effect）是一组优势效应的总称。从1969年开始，人们相继发现了各种整体结构促进模式识别的效应，如：字词优势效应（word-superiority effect），指识别一个单词中的字母的正确率高于识别一个单独的字母；客体优势效应（object-superiority effect），指识别一个物体图形中的线段要优于识别结构不严的图形中的同一线段或单独呈现的同一线段；完形优势效应（configural-superiority effect），指识别一个完整的图形要优于识别图形的一个部分。这些效应都与整体结构有关，故统称为结构优势效应。
赖彻（Reicher，1969）最早发现了字词优势效应。他的实验范式是这样的：用速视器快速呈现字母、单词或非词，接着进行视觉掩蔽，然后在特定位置给出两个字母（例如D和K），要求被试判断刚才这个位置上呈现的是哪一个字母。以图3-18为例，首先快速呈现的是字母D，或单词WORD，或非词ORWD；接着呈现掩蔽刺激，然后在原来字母D的位置呈现两个待选的字母D和K，要求被试判断原来这个位置上的字母是D和还是K。结果表明，识别单词中的字母要优于识别单个字母或非词中的字母，选择的正确率分别高出8%，达到统计学规定的显著水平。也就是说，速视器上呈现过单词WORD的情况下，对于字母D的选择得到了某种促进。这可以说是另一个版本的启动效应。
字词优势效应发现没多久，韦斯坦和哈里斯（Weistein＆Harris，1974）就发现了客体优势效应。他们的实验范式是，让被试在不同的条件下，检测快速呈现的目标线段。条件有两种，第一种条件是，目标线段单独出现在注视点附近的不同方位；第二种条件是，目标线段作为一个有结构的图形的一部分，但是与注视点的相对位置和第一种条件相同。图3-19体现了这两种条件，其中上面两个图表示第一种条件，下面两个图表示第二种条件。被试的任务就是报告线段相对于注视点的方位。结果表明，第一种条件下被试的正确报告率低于第二种条件。这说明，线段成为客体图形的组成部分后促进了被试对它的识别。
除了字词优势效应和客体优势效应以外，波梅兰茨等人（Pomerantz，Sager＆Stoever，1977）还发现了完形优势效应。他们的实验中也用到两种实验条件，一种是没有上下文的两个刺激
和
；另一种有上下文，即
和
。可以看到，两种条件的区别在于有上下文的刺激仅仅是右边多了一个
而已，但是前者可以看作是后者的一部分。结果发现，第二种条件下被试的辨别速度快于第一种情况。
图3-18 字词优势效应实验范式
（来源：Reicher，1969）
图3-19 客体优势效应实验范式（圆点为注视点）
（来源：Weistein＆Harris，1974）(https://www.daowen.com)
视觉拓扑理论
结构优势效应显示了知觉系统对整体特征的敏感性。后来，陈霖（Chen，1982）提出的视觉拓扑理论（visual topological theory）更是将几何学中的拓扑理论引入视知觉研究，进一步深化了人们对整体特征的了解。拓扑学是数学的一个分支，它主要研究不受形状或大小变化影响的几何图形或固体物体的特点。图形的拓扑性质是指在拓扑变换下图形保持不变的性质和关系。典型的拓扑性质包括连通性（connectedness）、封闭性（closeness）、洞（hole）等，而大小、角度、平行性等几何特性在拓扑变换下会发生变化，因而不是拓扑特征。
陈霖认为，视觉处理的早期阶段检测的是图形大范围的、整体的拓扑性质，以后才处理图形的局部特性。为了证明这一点，陈霖设计了这样一个实验：用速视器呈现成对的几何图形。成对的两个图形有的具有等价的拓扑性质，有的则不等价。例如图3-20中，有正方形、三角形、圆盘和圆环四种图形。其中正方形、三角形、圆盘都是实心的，在拓扑性质上可以归入同类；而圆盘和圆环虽然都是圆，直觉上常常被分为一类，但是在拓扑性质上，它们却是不等价的。如果将正方形、三角形和圆环分别和圆盘配对呈现，而且呈现的时间非常短（实际实验中每一对图形的呈现时间仅有5毫秒），让被试判断两个图形的异同，就可以探明在视觉处理的早期是对拓扑性质敏感还是对局部性质敏感。
图3-20 拓扑性质与图形异同实验的材料
（来源：Chen，1982）
实验结果显示，被试将圆环和圆盘报告为不同的最多（64.5%），而报告正方形和圆盘不同的比较少（43.5%），报告三角形和圆盘不同的最少（38.5%）。这说明，被试判断异同的标准倾向于拓扑性质是否等价。
在另一个实验中，陈霖进一步考察了连通性和封闭性在早期视觉信息加工中的作用。实验的范式和客体优势效应实验几乎相同：让被试在不同的条件下，检测快速呈现的目标线段。一种是单独呈现目标线段（图3-21中上面的两种情况），一种是目标线段作为一个封闭、连通的图形的一部分（图3-21中下面的两种情况）。目标线段的呈现时间为50毫秒。实验的结果和客体优势效应如出一辙：当目标线段单独出现时，被试报告其方位的正确率只有55%；而当目标线段作为封闭、连通的图形的组成部分时，报告正确率却高达86%。这说明，连通性、封闭性这样的拓扑特征在视觉加工的早期得到了较充分的加工。
图3-21 连通性和封闭性与线段检测实验的材料
（来源：Chen，1982）
视觉拓扑理论强调模式识别始于对模式的大范围拓扑性质的提取，而特征分析理论强调模式识别始于局部特征的检测、终于特征整合为特定模式。这两个相映成趣的理论之间存在着激烈的争论，不过争论的前景应该和心理学史上许多针锋相对的论争一样：殊途同归。