지각 과정에 대한 기존의 연구자들은 인간이 비교적 대량의 감각 정보를 매우 다르게 처리할 수 있다고 보고하고 있지만, 한편으로는 외부 세계에 존재하는 압도적인 감각 정보의 양을 고려할 때 경우에 따라서는 정보의 선별적 처리가 불가피하다는 데 동의하고 있다. 이러한 관점은 인간의 정보 처리 능력에는 한계가 있으며, 매 순간 가장 중요한 정보만 선택적으로 처리함으로써 효율적 정보 처리를 달성할 수 있다는 맥락에서 이해될 수 있다.
1) 시각 탐색 과제
감각과 지각 분야에서 이러한 선택적 정보 처리의 메커니즘을 밝히려는 시도가 선택적 주의(selective arention)에 대한 연구 분야에서 있었다. 시각 분야의 선택적 주의에 대한 연구는 시각 탐색 과제(risual search task)를 사용한 실험을 통해 주로 이루어졌다. 시각 탐색 과제는 색상, 방위, 크기와 모양 등을 달리하는 하나의 표적 자극(target)을 그와 유사한 방해 자극(distractor) 사이에서 찾아내는 과제로, 피험자는 표적의 유무(target presence or absence)를 보고하도록 요구받는다.
2) 세부 특징 통합 이론
1970년대부터 1980년대까지 앤 트리즈만(Anne Treisman)은 시각 탐색 과제를 사용하여 시각 정보 처리 과정에서 선별적 주의의 역할을 설명한 세부 특징 통합 이론 (Feature-integration Theory: FIT)을 제안하였다(Treisman, 1985; Treisman, 1986; Treisman, 1988), 세부특징통합이론에서 트리즈만은 시각 정보 처리에서 매우 빠르고 즉각적인 초기 처리 단계를 전 주의적(pre-attentive) 허리 과정이라고 명명하였으며, 이 단계에서는 지각하려는 대상의 기본적 구성 요소인 세부 특징(색상, 방위, 크기와 모양)에 대한 분석이 이루어진다고 주장하였다. 전주의적 처리 과정에서는 각 세부 특징 차원별로 어떤 세부 특징이 존재하는지가 파악되긴 하나, 파악된 세부 특징이 시야의 어느 위치에 존재하는지는 파악되지 않는다. 무엇보다도 전주의적 처리 단계는 정보 처리 능력에 한계가 없고 병렬적이고 동시다발적으로 일어난다고 가정하였다. 전 주의적 처리 단계 수행 후 시각 정보 처리는 주의 (atrentive) 서리 과정으로 전환되는데, 이 단계에서는 시야에 존재하는 사물들의 공간적 위기(coatial location)를 파악하여 그 위치에 존재하는 하나 이상의 세부 특징을 조합(conjoin)하게 된다. 중요한 것은 이 단계에서 세부 특징의 조합에 관여하는 것이 주의라는 점이다. 즉, 주의 처리 과정에는 시야상의 국한된 위치를 선별하여 그 위치에 존재하는 세부 특징을 조합하는 과정이 존재한다는 점이며, 따라서 이 처리 과정은 제한적 처리 용량(limited capacity)을 가진다는 점이다. 트리즈만은 이러한 조합 과정 없이는 사물 재인(object recognition)이 근본적으로 불가능하다는 견해를 피력하였다.
세부 특징 이론에 근거할 경우, 전 주의적 처리 과정에서는 세부 특징의 공간적 위치와는 관계없이 그 존재 유무만은 즉각적이고 매우 빠르게 파악할 수 있다고 예견할 수 있다. 그러나 표적 자극과 방해 자극이 하나 이상의 세부 특징을 공유하는 경우는 방해 자극의 수가 늘어날수록 표적 자극의 탐색이 점점 더 어려워진다.
세부 특징 이론에서 이 과제를 결합 탐색(conjunction search) 과제라고 부른다. 트리즈만은 결합 과제에서 방해 자극의 수에 비례해서 지연되는 표적 탐색 반응 시간의 원인은 전 주의적 처리 과정에서 분석된 세부 특징이 조합되는 과정은 주의가 각 탐색 항목의 위치에 대해 선별적 · 순차적으로 집중되기 때문이라고 설명하였다. 즉, 각 탐색 항목이 표적인지 방해 자극인지 판별하는 과정에서, 주의는 각 항목 위치에 존재하는 세부 특징을 조합하는 항목 단위(item-by-item) 방식의 순차적 정보 처리를 하기 때문에, 항목 수가 늘어나면 탐색 시간이 증가할 수밖에 없다고 보았다. 이를 지지하는 중요한 현상 중 하나는 착각적 결합(illusory conjunction)이다. 결합 과제의 경우 피험자가 탐색할 시간을 제한하여 시각 정보 처리를 전 주의적 처리 단계에서 강제적으로 종료시킬 수 있다. 이 경우 피험자는 각 항목 위치에 존재하는 세부 특징들을 제대로 결합하여 지각하지 못하기 때문에, 실제로는 존재하지 않은 세부 특징의 조합을 가진 자극을 종종 보고한다. 예를 들어, 녹색 ' , 빨간색 'T', 파란색 ‘X'를 매우 짧은 순간 제시하고 피험자에게 제시된 자극이 무엇인가 보고하도록 지시하면, 흔히 빨간색 '나 파란색 'T', 녹색 'X' 등이 제시되었다고 자주 보고한다. 이는 주의 처리 단계의 용량 제한적 특성과 그로 인한 처리 시간 증가를 예시하는 주요한 사례가 된다.