Enabling High Graustufen auflösende Displays und präzise Antwort Zeitmessungen auf herkömmlichen Computern

In diesem Video wird gezeigt, wie hochauflösende Graustufen-Displays aktiviert und präzise Reaktionszeitmessungen an herkömmlichen Computern durchgeführt werden. Dies wird mithilfe zweier kostengünstiger Geräte erreicht, eines Videoschalters und einer RT-Box, die beide mit dem Computer verbunden sind. Anschließend wird der Bildschirm kalibriert, um sicherzustellen, dass die Bildintensitäten korrekt sind.

Eine Sinuswelle mit und ohne erhöhte Graustufenauflösung wird verwendet, um die verbesserte Graustufenauflösung zu demonstrieren. Simulierte Knopfreaktionen auf ein Lichtsignal dienen der Demonstration der Genauigkeit der Reaktionszeitmessungen. Der Hauptvorteil des Videoschalters gegenüber bestehenden Methoden wie B Plus Plus und Data Pex besteht darin, dass Forscher mit herkömmlicher Computertechnik monochrome Darstellungen mit hoher Graustufenauflösung erzeugen können.

Es kann auch Triggersignale bereitstellen, um visuelle Darstellungen mit physiologischen Aufzeichnungen oder Reaktionszeitmessungen zu synchronisieren. Die RT-Box ermöglicht Messungen der Reaktionszeiten mit hoher Genauigkeit. Der Vorteil der RT-Box gegenüber einer Computer-Tastatur liegt darin, dass sie einen Mikroprozessor und eine hochauflösende Uhr verwendet, um die Identitäten und Zeitpunkte von Tastendruckereignissen aufzuzeichnen.

Daher werden die gemessenen Reaktionszeiten nicht durch potenzielle zeitliche Unsicherheiten oder Verzerrungen beeinflusst, die mit der Datenübertragung und -verarbeitung im Host-Computer verbunden sind. Dies vereinfacht außerdem das Design der Benutzerprogramme erheblich. Schalten Sie vor der Installation des Videoschalters den Computer und den Monitor aus und trennen Sie anschließend den Monitor von der Grafikkarte des Computers.

Verbinden Sie den Videoschalter direkt mit der Grafikkarte des Computers, indem Sie das beigefügte VGA-Kabel verwenden. Falls die Grafikkarte des Computers keinen VGA-Anschluss besitzt, sondern eine integrierte Digital-Visual-Interface- oder DVI-Anschluss hat, ist ein DVI-zu-VGA-Adapter erforderlich. Sichern Sie die Verbindung mit den kleinen Schrauben am Stecker.

Schließen Sie das VGA-Kabel des Monitors an den Ausgangsanschluss des Videoschalters an und sichern Sie die Verbindungen mit dem beigefügten Netzadapter. Verbinden Sie den Videoschalter mit einer Stromquelle. Schalten Sie nun den Computer und den Monitor ein.

Mit der Umschalttaste am Videoschalter kann der Benutzer zwischen den Anzeigemodi im Farbmodus wechseln. Der Videoschalter verändert das Videosignal der Computergrafikkarte nicht. Im Graustufenmodus wird die Anzeige monochromatisch.

In diesem Modus wird die Pixelhelligkeit hauptsächlich durch das Videosignal des blauen Kanals der Grafikkarte bestimmt, nur geringfügig durch den roten Kanal und gar nicht durch den grünen Kanal. Das Verhältnis der Beiträge des blauen und roten Kanals zur Ausgabe des Videoschalters wird als Blau-zu-Rot-Verhältnis oder BR-Verhältnis bezeichnet und vom Hersteller angegeben. Bei den meisten Monitoren besteht zwischen der Pixelgrautonstufe und der Pixelhelligkeit eine Potenzfunktion.

Der Exponent der Potenzfunktion wird üblicherweise als Gamma bezeichnet. Um das Gamma einer Anzeige zu bestimmen, kann man mit einem Photometer die Leuchtdichte eines großen, homogenen Quadrats bei verschiedenen Graustufen der Pixel messen und eine Potenzfunktion an die Ergebnisse anpassen. Eine empfindlichere Methode zur Bestimmung des Gammas besteht darin, eine räumlich-zeitliche Mischung gleicher Mengen von null und maximaler Helligkeit in einem Blickfeld der Anzeige zu vergleichen.

Vergleichen Sie anschließend die Leuchtdichte der Pixelmischung mit einem angrenzenden Bereich einheitlicher Graustufe. Passen Sie zunächst den Graustufenwert auf die Hälfte der maximalen Leuchtdichte an. Danach wird eine neue Mischung aus Pixeln mit Leuchtdichten auf dem gerade bestimmten halben Niveau und dem maximalen Niveau erstellt.

Dies wird anschließend dem Grauton zugeordnet, der einer dreiviertel Helligkeit entspricht. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis sieben Achtel erreicht sind. Werte von einem Achtel bis sieben Achtel wurden bestimmt.

Gamma kann bestimmt werden, indem eine Potenzfunktion an die Ergebnisse angepasst wird. Stellen Sie nun die Hintergrundhelligkeit und den Kontrast mithilfe des Gammas sowie der entsprechenden minimalen und maximalen Helligkeitswerte ein. Die Wirkung einer erhöhten Graustufenauflösung kann durch den Vergleich zweier sinusförmiger Abstufungen veranschaulicht werden.

Die Farbkorrektur auf der linken Seite nutzt die volle Kapazität des Videoschalters. Die Farbkorrektur auf der rechten Seite ist das Ergebnis einer 8-Bit-Darstellung ohne Verwendung des Videoschalters. Schließen Sie zunächst die RT-Box mit dem beigefügten Kabel an den USB-Anschluss eines Computers an, laden Sie den Treiber herunter und installieren Sie ihn.

Damit das Computersystem die Reaktionszeit-Box (RT-Box) mithilfe einer Stimulationssoftware erkennen kann, die genaue Stimulusbeginn-Zeitpunkte aufzeichnet, wandelt die RT-Box Zeitstempel um, und die Reaktionszeit wird als Differenz zwischen der Zeit der Tastenbetätigung und dem Stimulusbeginn gemessen. Wenn zuverlässige Stimulusbeginn-Zeitpunkte nicht verfügbar sind.

Geben Sie die Trigger-Signale für die Reaktionszeit-Box an, die über einen Lichtsensor, eine Audioantwort oder das TTL-Signal des Videoschalters oder eines ähnlichen Geräts mit dem Stimulusbeginn synchronisiert sind, um die Genauigkeit der Reaktionszeit-Box zu überprüfen. Die Reaktionszeiten einer Fotodiode auf Lichtblitze in der Mitte des Bildschirms werden gemessen. Die Zeit des Stimulusbeginns wird von der Bildschirmumkehrfunktion der Psych-Toolbox zurückgegeben.

Der Zeitunterschied zwischen dem Lichtsignal und dem Beginn des Reizes beträgt voraussichtlich die Hälfte einer Bildwiederholrate oder 5,88 Millisekunden bei einem 85-Hertz-CRT. Die beobachtete Differenz wird verwendet, um den nominalen Reizbeginn zu korrigieren, und die Variabilität der Messungen spiegelt die Präzision der Reaktionszeit-Box wider. Diese Daten zeigen, dass die Reaktionszeit-Box mit sehr hoher Präzision funktioniert.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man eine Anzeige mit hohem Schulnotenlevel aktiviert, unkonventionelle Computertechnik mithilfe des Videoschalters verwendet und wie man Reaktionszeiten mit der RT-Box einfach und genau misst.