2012年2月29日
传统的计算机硬件,不能产生足够高的灰度具有足够精度的分辨率和测量响应时间的视觉刺激。我们描述了如何使用的VideoSwitcher产生高分辨率单色显示器,响应时间测量精度高,与传统的计算机硬件和RTbox。
本视频演示了如何在传统计算机上启用高分辨率灰度显示并执行准确的响应时间测量。这是使用两个连接到计算机的经济实惠的设备(视频切换器和 RT 盒)来实现的。接下来,校准显示器以确保图像强度准确。
使用增加和不增加灰度分辨率的标志波分级来展示改进的灰度分辨率。来自光信号的模拟按钮响应用于演示响应时间测量的准确性。与 b plus plus 和 data pex 等现有方法相比,视频切换器的主要优势在于,它使研究人员能够使用传统计算机硬件生成具有高级分辨率的单色显示器。
它还可以提供触发信号,将视觉显示与生理记录或响应时间测量同步。RT 盒能够高精度地测量响应时间。RT 盒相对于计算机键盘的优势在于它使用微处理器和高分辨率时钟来记录按钮事件的身份和计时。
因此,测得的响应时间不会受到与主机中数据传输和处理相关的潜在时序不确定性或偏差的影响。它还大大简化了用户程序的设计。在安装视频切换器之前,请关闭计算机和显示器,然后断开显示器与计算机显卡的连接。
使用提供的 VGA 电缆将视频切换器直接连接到计算机图形卡。如果计算机图形卡没有 VGA 端口,但具有集成的数字视频接口或 DVII 端口,则需要 A-D-V-I-V-G-A 适配器。用连接器上的小螺钉固定连接。
将显示器的 VGA 电缆连接到视频切换器的输出端口,并使用提供的电源适配器固定连接。将视频切换器连接到电源。现在打开计算机和显示器。
视频切换器上的切换按钮允许用户在彩色模式下来回切换到显示模式。视频切换器不会改变来自计算机图形卡的视频信号。在灰度模式下,显示变为单色。
在此模式下,像素亮度主要由来自显卡蓝色通道的视频信号决定,仅由红色通道决定,而完全由绿色通道决定。蓝色和红色通道的贡献与视频切换器输出的比率称为蓝色与红色比率或 BR 比率,由制造商提供。对于大多数显示器,像素灰度和像素亮度之间的关系是一个幂函数。
幂函数的指数通常称为 gamma。要确定显示器的灰度系数,可以使用光度计测量不同像素灰度级别的大均匀正方形的亮度,并将幂函数拟合到结果中。确定 Gamma 的更敏感方法是比较显示器的一个查看区域中相等数量的零像素级别和最大像素级别的时空混合。
然后将像素混合的亮度与均匀灰度的相邻区域进行比较。首先,匹配最大明亮度的一半的灰度值。接下来,制作亮度强度为刚刚确定的半电平和最大电平的像素的新混合。
然后,将其与对应于四分之三明亮度的灰度匹配。此过程重复到 7 点。已确定从 1/8 到 7/8 的值。
Gamma 可以通过对结果拟合幂函数来确定。现在,使用 Gamma 以及相应的最小和最大明亮度值设置背景明亮度和对比度。通过比较两个正弦波分级,可以显示提高灰度分辨率的效果。
左侧的分级使用了视频切换器的全部功能。右侧的分级是不使用视频切换器的 8 位显示的结果。首先使用提供的电缆将 RT 盒连接到计算机的 USB 端口,下载并安装驱动程序。
因此,计算机系统可以使用可以记录准确刺激开始时间的刺激软件识别 RT 盒。RT 盒将在时间戳之间进行转换,响应时间是用按钮按下时间和刺激开始之间的差值来衡量的。当无法获得可靠的刺激起效时间时。
通过光传感器、音频响应或来自视频切换器或类似设备的 TTL 信号提供与刺激开始同步的 RT 盒触发信号,以验证 RT 盒的准确性。测量光电二极管对屏幕中央闪光的响应时间。刺激开始时间由 psych 工具箱的屏幕翻转功能返回。
光信号和刺激开始之间的时间差预计为视频刷新率的一半或 5.88 赫兹 CRT 的 85 毫秒。观察到的差异用于校正刺激的名义开始,测量值的可变性反映了 RT 盒的精度。此数据表明 RT 盒的功能精度非常高。
观看此视频后,您应该对如何使用视频切换器实现高级显示、非常规计算机硬件以及使用 RT 盒轻松准确地测量响应时间有一个很好的了解。
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本视频演示了如何在普通计算机上实现高分辨率灰度显示,并进行精确的反应时间测量。该方法通过连接到计算机的两个经济实惠的设备——视频切换器和RT Box——来实现。
准确的视觉刺激呈现和反应时间测量对于临床前神经科学和行为药理学研究至关重要。VideoSwitcher 和 RTbox 能够利用常规计算机硬件实现高灰度分辨率的显示和精确的时间测量,减少对专用设备的依赖。该方法通过提高早期发现工作流程中数据的可靠性和可重复性,支持靶点验证过程中的机制性风险降低。
VideoSwitcher 和 RTbox 可整合到早期发现工作流程中,在这些流程中,视觉刺激的保真度和行为反应的准确性会影响靶点验证和先导化合物识别的决策。