Umożliwienie wyświetlania obrazów o wysokiej rozdzielczości poziomów szarości oraz dokładnych pomiarów czasu odpowiedzi na konwencjonalnych komputerach

W niniejszym filmie zademonstrowano sposób uruchomienia wyświetlaczy w wysokiej rozdzielczości w skali szarości oraz przeprowadzania precyzyjnych pomiarów czasu reakcji na konwencjonalnych komputerach. Osiąga się to za pomocą dwóch przystępnych cenowo urządzeń: przełącznika wideo oraz modułu RT, które są podłączone do komputera. Następnie przeprowadzana jest kalibracja wyświetlacza w celu zapewnienia dokładności intensywności obrazu.

W celu wykazania poprawy rozdzielczości skali szarości zastosowano gradient fali sinusoidalnej z zwiększoną oraz bez zwiększonej rozdzielczością skali szarości. Do zademonstrowania dokładności pomiarów czasu reakcji wykorzystano symulowane odpowiedzi przyciskowe na sygnał świetlny. Główną zaletą przełącznika wideo w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak b plus plus i data pex, jest umożliwienie badaczom generowania wyświetlaczy monochromatycznych o wysokiej rozdzielczości poziomów szarości przy użyciu konwencjonalnego sprzętu komputerowego.

Może ono również dostarczać sygnały wyzwalające w celu synchronizacji wyświetlaczy wizualnych z zapisami fizjologicznymi lub pomiarami czasu reakcji. Urządzenie RT box umożliwia pomiary czasów reakcji z wysoką dokładnością. Przewagą RT box nad klawiaturą komputerową jest zastosowanie mikroprocesora i zegara o wysokiej rozdzielczości do rejestrowania tożsamości i czasu zdarzeń związanych z naciśnięciem przycisków.

Dzięki temu zmierzone czasy odpowiedzi nie są obarczone potencjalnymi niepewnościami czasowymi ani błędami związanymi z przesyłaniem i przetwarzaniem danych w komputerze gospodarza. Znacznie upraszcza to również projektowanie programów użytkownika. Przed instalacją przełącznika wideo wyłącz komputer i monitor, a następnie odłącz monitor od karty graficznej komputera.

Podłącz przełącznik wideo bezpośrednio do karty graficznej komputera, używając dołączonego kabla VGA. Jeśli karta graficzna komputera nie posiada portu VGA, lecz zamiast tego posiada zintegrowany cyfrowy interfejs wizualny (port DVI), wymagany jest adapter DVI-VGA. Zabeziecz połączenie za pomocą małych śrub znajdujących się na złączu.

Podłącz kabel VGA monitora do portu wyjściowego przełącznika wideo, a następnie zabezpiecz połączenia za pomocą dołączonego zasilacza. Podłącz przełącznik wideo do źródła zasilania. Teraz uruchom komputer oraz monitor.

Przycisk przełączania w mikserze wideo umożliwia użytkownikowi przełączanie się między trybami wyświetlania w trybie kolorowym. Mikser wideo nie modyfikuje sygnału wideo pochodzącego z karty graficznej komputera. W trybie skali szarości obraz staje się monochromatyczny.

W tym trybie luminancja piksela jest określana głównie przez sygnał wideo z kanału niebieskiego karty graficznej, w niewielkim stopniu przez kanał czerwony i w ogóle nie przez kanał zielony. Stosunek wkładów kanałów niebieskiego i czerwonego do wyjścia przełącznika wideo nazywa się stosunkiem niebieskiego do czerwonego lub stosunkiem BR, a jego wartość jest podawana przez producenta. W przypadku większości monitorów zależność między poziomem szarości piksela a luminancją piksela jest funkcją potęgową.

Wykładnik funkcji potęgowej jest zazwyczaj nazywany gammą. Aby wyznaczyć gammę wyświetlacza, można użyć fotometru do pomiaru luminancji dużego jednorodnego kwadratu dla różnych poziomów szarości pikseli, a następnie dopasować do otrzymanego wyniku funkcję potęgową. Bardziej czułą metodą wyznaczania gammy jest porównanie czasowo-przestrzennej mieszanki równych ilości zerowych i maksymalnych poziomów pikseli w jednym obszarze widzenia wyświetlacza.

Następnie należy porównać luminancję mieszaniny pikseli z sąsiednim obszarem o jednorodnym poziomie szarości. Najpierw dopasuj wartość poziomu szarości do połowy maksymalnej luminancji. Następnie przygotuj nową mieszaninę pikseli o intensywnościach luminancji odpowiadających właśnie wyznaczonej połowie poziomu oraz poziomowi maksymalnemu.

Następnie dopasowuje się to do szarości odpowiadającej trzech czwartym luminancji. Procedurę tę powtarza się, aż do uzyskania siedmiu. Wyznaczono wartości od jednej ósmej do siedmiu ósmych.

Wartość gamma można wyznaczyć, dopasowując funkcję potęgową do wyników. Teraz należy ustawić jasność tła i kontrast, korzystając z wartości gamma oraz odpowiadających im minimalnej i maksymalnej jasności. Efekt zwiększonej rozdzielczości skali szarości można wykazać, porównując dwa stopnie gradacji fali sinusoidalnej.

Korekcja barwna po lewej stronie wykorzystuje pełną wydajność przełącznika wideo. Korekcja po prawej stronie jest wynikiem wyświetlania 8-bitowego bez użycia przełącznika wideo. Rozpocznij od podłączenia modułu RT do portu USB komputera za pomocą dostarczonego kabla, a następnie pobierz i zainstaluj sterownik.

Dzięki temu system komputerowy może rozpoznać urządzenie RT za pomocą oprogramowania do stymulacji, które potrafi rejestrować dokładne czasy rozpoczęcia bodźca. Urządzenie RT przekonwertuje znaczniki czasu, a czas reakcji jest mierzony jako różnica między czasem naciśnięcia przycisku a momentem rozpoczęcia bodźca. Stosuje się to w sytuacjach, gdy wiarygodne czasy rozpoczęcia bodźca nie są dostępne.

Dostarcz sygnały wyzwalające z urządzenia RT box, które są zsynchronizowane z początkiem bodźca za pomocą czujnika światła, odpowiedzi dźwiękowej lub sygnału TTL z przełącznika wideo lub podobnego urządzenia, aby zweryfikować dokładność RT box. Mierzone są czasy reakcji fotodiody na błyski światła w centrum ekranu. Czas wystąpienia bodźca jest zwracany przez funkcję screen flip narzędzia psych toolbox.

Przewiduje się, że różnica czasu między sygnałem świetlnym a początkiem bodźca będzie wynosić połowę częstotliwości odświeżania obrazu, czyli 5,88 milisekund dla monitora CRT o częstotliwości 85 herców. Obserwowana różnica jest wykorzystywana do korekty nominalnego momentu wystąpienia bodźca, a zmienność pomiarów odzwierciedla precyzję urządzenia RT box. Dane te wykazują, że RT box funkcjonuje z bardzo wysoką precyzją.

Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać gruntowną wiedzę na temat tego, jak włączyć wyświetlanie wysokiego poziomu trudności, jak wykorzystać niestandardowy sprzęt komputerowy za pomocą przełącznika wideo oraz jak łatwo i precyzyjnie mierzyć czasy reakcji przy użyciu modułu RT.