The effect of perceptual adaptation to dynamic facial expressions

Abstract

We present three experiments investigating the perceptual adaptation to dynamic facial emotional expressions. Dynamic expressions of six basic emotions were obtained by video recording of a poser’s face. In Experiment 1 participants (n=20) evaluated the intensity of 6 emotions, neutral state, genuineness and naturalness of dynamic expressions. The validated stimuli were further used as adaptors in Experiments 2 and 3 aimed at exploring the structure of facial expressions perceptual space by adaptation effects. In Experiment 2 participants (n=16) categorized neutral/emotion morphs after adaptation to dynamic expressions. In Experiment 3 (n=26) the task of the first stage was to categorize static frames derived from video records of the poser. Next individual psychometric functions were fitted for each participant and each emotion, to find the frame with emotion recognized correctly in 50% trials. These latter images were presented on the second stage in adaptation experiment, with dynamic video records as adaptors. Based on the three experiments, we found that facial expressions of happiness and sadness are perceived as opponent emotions and mutually facilitate the recognition of each other, whereas disgust and anger, and fear and surprise are perceptually similar and reduce the recognition accuracy of each other. We describe the categorical fields of dynamic facial expressions and of static images of initial phases of expression development. The obtained results suggest that dimensional and categorical approaches to perception of emotions are not mutually exclusive and probably describe different stages of face information processing. The study was supported by the Russian Foundation for Basic Research, project № 15-36-01281 “Structure of dynamic facial expressions perception”.В статье приводятся результаты исследования эффекта адаптации к динамическим экспрессиям лица человека. Материалом служили видеозаписи лица натурщицы, выражавшей переходы между парами базовых эмоций. В эксперименте 1 (n=20) на видеозаписях оценивалась выраженность шести базовых эмоций и спокойного состояния, а также естественность и искренность выражений лица. Далее верифицированный материал использовался в экспериментах 2 и 3 с целью вызвать у наблюдателей эффект адаптации – изменение оценок быстро экспонируемых статичных изображений лица в зависимости от предшествующей динамической экспрессии. В эксперименте 2 после адаптации к динамическим видеофрагментам участники (n=16) оценивали искусственные «морфы» между сильно выраженными эмоциями и спокойным лицом. В эксперименте 3 (n=26) на предварительном этапе проводилась категоризация кадров видеофрагментов, представляющих разные фазы проявления экспрессии. На основании ответов испытуемых строились индивидуальные психометрические функции и определялись кадры, выражения лица на которых верно распознавались в половине проб. Они служили тест-объектами на основном этапе, процедура которого была аналогична эксперименту 2. По результатам экспериментов показано, что экспрессии радости и печали связаны реципрокными отношениями и облегчают распознавание друг друга в условиях адаптации, тогда как отвращение и гнев, а также удивление и страх являются парами перцептивно близких экспрессий, взаимно снижая точность оценок при адаптации. На основании полученных данных описаны категориальные поля динамических базовых экспрессий и статических изображений их начальных этапов. Результаты свидетельствуют в пользу того, что многомерный и дискретный подходы к восприятию эмоций не являются взаимоисключающими и предположительно характеризуют различные стадии переработки информации о лице.