有効にする高解像度を表示し、従来のコンピュータ上で正確な応答時間の測定値をグレースケール

このビデオでは、一般的なコンピュータで高解像度のグレースケール表示を有効にし、正確な応答時間を測定する方法を実演します。これは、コンピュータに接続されたビデオスイッチャーとRTボックスという2つの安価なデバイスを使用して実現されます。次に、画像の強度が正確になるようディスプレイのキャリブレーションを行います。

グレースケール解像度を高めた場合とそうでない場合のサイン波グレーディングを用いて、グレースケール解像度の向上を実証します。また、光信号によるボタン応答のシミュレーションを用いて、応答時間測定の精度を実証します。b plus plusやdata pexなどの既存の手法に対するビデオスイッチャーの主な利点は、一般的なコンピュータハードウェアを使用して、高い階調解像度を持つモノクロディスプレイを生成できることです。

また、視覚提示を生理学的記録や反応時間測定と同期させるためのトリガー信号を提供することも可能です。RTボックスを使用することで、高い精度で反応時間を測定できます。コンピューターのキーボードと比較してRTボックスが優れている点は、マイクロプロセッサと高分解能クロックを使用しているため、ボタンイベントの種類とタイミングを正確に記録できることです。

これにより、測定された応答時間は、ホストコンピュータ内でのデータ伝送および処理に伴う潜在的なタイミングの不確実性やバイアスの影響を受けません。また、ユーザープログラムの設計を大幅に簡素化できます。ビデオスイッチャーを設置する前に、コンピュータとモニターの電源を切り、モニターをコンピュータのグラフィックスカードから取り外してください。

付属のVGAケーブルを使用して、ビデオスイッチャーをコンピュータのグラフィックスカードに直接接続します。コンピュータのグラフィックスカードにVGAポートがなく、代わりに統合デジタルビジュアルインターフェース（DVIIポート）が搭載されている場合は、A-D-V-I-V-G-Aアダプターが必要です。コネクタにある小さなネジで接続を固定してください。

モニターのVGAケーブルをビデオスイッチャーの出力ポートに接続し、付属の電源アダプターを使用して接続を固定します。ビデオスイッチャーを電源に接続します。次に、コンピューターとモニターの電源を入れます。

ビデオスイッチャーの切替ボタンを使用すると、カラーモード内での表示モードを交互に切り替えることができます。ビデオスイッチャーは、コンピューターのグラフィックスカードからのビデオ信号を変更しません。グレースケールモードでは、表示がモノクロになります。

このモードでは、画素の輝度は主にグラフィックスカードのブルーチャンネルからのビデオ信号によって決定され、レッドチャンネルの影響はわずかであり、グリーンチャンネルによる影響は全くありません。ビデオスイッチャーの出力に対するブルーチャンネルとレッドチャンネルの寄与率の比を、ブルー・レッド比（BR比）と呼び、これはメーカーによって提供されます。ほとんどのモニターにおいて、画素のグレーレベルと画素輝度の関係はべき関数となります。

べき関数の指数は通常、ガンマと呼ばれます。ディスプレイのガンマを決定するには、フォトメーターを用いて、異なるピクセル階調における大きな均一な正方形の輝度を測定し、その結果にべき関数を適合させる方法があります。より感度の高いガンマ決定法は、ディスプレイの1つの視認領域において、ゼロレベルと最大レベルのピクセルを等量で時空間的に混合させて比較する方法です。

次に、画素混合の輝度を、隣接する均一なグレーレベルの領域と比較します。まず、最大輝度の半分となるグレーレベル値を合わせます。続いて、先ほど決定した半分レベルの輝度強度と最大レベルの輝度強度を持つ画素の新しい混合を作成します。

次に、これを輝度の4分の3に相当する灰色に合わせます。この手順を繰り返し、8分の1から8分の7までの値を決定します。

べき関数を結果に適合させることで、ガンマを決定できます。次に、ガンマおよび対応する最小・最大輝度値を用いて、背景輝度とコントラストを設定します。グレースケール分解能の向上による効果は、2つの正弦波グレーディングを比較することで示すことができます。

左側のグレーディングは、ビデオスイッチャーの全容量を使用しています。右側のグレーディングは、ビデオスイッチャーを使用せずに8ビットディスプレイで表示した結果です。まず、付属のケーブルでRTボックスをコンピュータのUSBポートに接続し、ドライバーをダウンロードしてインストールしてください。

コンピュータシステムが正確な刺激提示時間を記録できる刺激提示ソフトウェアを使用してRTボックスを認識できるようにします。RTボックスはタイムスタンプを変換し、反応時間はボタン押下時刻と刺激提示時刻の差として測定されます。信頼できる刺激提示時刻が得られない場合に使用します。

RTボックスの正確性を検証するため、ライトセンサー、音声応答、またはビデオスイッチャー等のデバイスからのTTL信号を介して、刺激提示開始と同期したRTボックスのトリガー信号を提供します。画面中央の光フラッシュに対するフォトダイオードの反応時間を測定します。刺激提示開始時間は、PsychToolboxのスクリーンフリップ機能によって返されます。

光信号と刺激開始の間の時間差は、ビデオのリフレッシュレートの半分、すなわち85 HzのCRTでは5.88 millisecondsになると予想されます。観察された差を用いて刺激の公称開始時間を補正し、測定のばらつきはRT boxの精度を反映します。このデータは、RT boxが非常に高い精度で機能していることを示しています。

このビデオを視聴することで、ビデオスイッチャーを用いて高グレードレベルのディスプレイや非従来型のコンピューターハードウェアを有効にする方法、およびRTボックスを用いて反応時間を簡単かつ正確に測定する方法について、十分に理解することができます。