Name: Wyświetlanie wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości w skali szarości i dokładne pomiary czasu reakcji na konwencjonalnych komputerach (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-29T12:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 50 s
Description: Poznaj metodę generowania wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości w skali szarości i precyzyjnego pomiaru czasu reakcji na konwencjonalnych komputerach przy użyciu przełącznika wideo oraz urządzenia RT box.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Praca ta była finansowana przez NEI i NIMH.

1. Przełącznik wideo
1.1. Podłącz VideoSwitcher do komputera
Przełącznik wideo VideoSwitcher (Rysunek 1) przyjmuje analogowe sygnały wideo (VGA) i jest wykorzystywany do sterowania kolorowymi monitorami kineskopowymi (CRT). Przed użyciem VideoSwitchera należy upewnić się, że karta graficzna komputera posiada port VGA (Rysunek 2A) lub port Digital Visual Interface (DVI-I) (Rysunek 2B), który przesyła zarówno cyfrowe, jak i analogowe sygnały wideo. Aby połączyć port DVI-I z VideoSwitcherem, niezbędny jest adapter DVI-do-VGA (Rysunek 2C).
Wyłącz komputer i monitor, a następnie odłącz monitor od karty graficznej komputera.
Podłącz port VGA lub DVI-I karty graficznej komputera do portu wejściowego przełącznika wideo (VideoSwitcher), używając dołączonego kabla VGA. Użyj małego śrubokręta, aby zabezpieczyć połączenia.
Podłącz kabel VGA monitora do portu wyjściowego VideoSwitcher i zabezpiecz połączenia.
Podłącz VideoSwitcher do źródła zasilania za pomocą dołączonego zasilacza.
Włącz komputer i monitor.
1.2. Dwa tryby wyświetlania przełącznika wideo
Przełącznik w VideoSwitcher pozwala użytkownikowi na przełączanie się pomiędzy dwoma trybami wyświetlania. W trybie kolorowym VideoSwitcher nie modyfikuje sygnału wideo z karty graficznej komputera. W trybie skali szarości obraz staje się monochromatyczny, a jego luminancja jest określana głównie przez sygnał wideo z kanału niebieskiego karty graficznej, jest w niewielkim stopniu modyfikowana przez sygnał z kanału czerwonego i nie otrzymuje żadnego wkładu z kanału zielonego. Dzieje się tak, ponieważ sieć rezystorów wewnątrz VideoSwitchera tłumi sygnał z kanału czerwonego przez współczynnik wynoszący około 128, a sygnał z kanału zielonego nie jest w ogóle uwzględniany. Stosunek wkładów kanału niebieskiego i czerwonego do wyjścia VideoSwitchera nazywany jest stosunkiem niebieskiego do czerwonego (BRratio). BRratio jest właściwością VideoSwitchera, niezależną od konfiguracji wyświetlacza. Może on zostać wyznaczony doświadczalnie dla każdego VideoSwitchera (patrz 1.3). 
Tryb wyświetlania można również przełączyć, przesyłając specjalny sygnał przez zielony kanał karty graficznej za pomocą wywołania funkcji w programie Matlab:
PsychVideoSwitcher('SwitchMode', whichScreen, ToGrayMode);
gdzie ToGrayMode o wartości 1 lub 0 oznacza przełączenie na tryb skali szarości lub tryb kolorowy.
Rycina 3 przedstawia schemat przełącznika wideo (VideoSwitcher).
1.3. Pomiar BRratio
Wartość BRratio można zmierzyć dla każdego VideoSwitcher za pomocą zadania detekcji siatki fali prostokątnej. Dwiema poziomom fali prostokątnej przypisuje się wartości RGB, takie jak (0, 0, 40) i (x, 0, 39). Można regulować wartość x, aż siatka fali prostokątnej zniknie; w tym momencie wartość x stanowi BRratio — amplitudę sygnału w kanale R, która prowadzi do natężenia generowanego przez jedną jednostkę sygnału w kanale B. Chociaż BRratio można zmierzyć elektronicznie, na przykład mierząc stosunek napięć wyjściowych VideoSwitcher przy wartościach RGB (0, 0, 255) i (255, 0, 0), opisana tutaj metoda psychofizyczna jest bardzo prosta i dokładna.
1.4. Kalibracja wyświetlacza
W większości monitorów luminancja ekranu nie wzrasta liniowo wraz z poziomem szarości piksela określonym przez kartę graficzną komputera. Zależność tę można opisać jako: 
<img src="/files/ftp_upload/3312/3312eq1.jpg" alt="Wzór na korekcję gamma L(U)=Lmin+(Lmax-Lmin)(U/255)^γ, formuła matematyczna." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 1"> 
gdzie Lmax, Lmin oraz γ są wyznaczane w procedurze korekcji gamma, przy użyciu fotometrów lub kombinacji procedur psychofizycznych i pomiarów fotometrycznych 7,8. Kalibracja gamma jest istotna dla uzyskania dokładnych kontrastów na wyświetlaczu; musi być ona przeprowadzona dla każdego urządzenia wyświetlającego.
Za pomocą fotometru można po prostu wyświetlić duży jednolity kwadrat o różnych poziomach szarości pikseli (np. od 0 do 255), zmierzyć luminancję środka kwadratu, a następnie dopasować wyniki do równania 1, aby wyznaczyć γ.
Procedura psychofizyczna polega na stworzeniu w jednym obszarze powierzchni wyświetlania możliwie jak najbardziej jednorodnej mieszaniny (w przestrzeni i czasie) równych ilości pikseli o intensywności zerowej i pełnej, a następnie wyznaczeniu wartości poziomu szarości pikseli w sąsiednim obszarze jednorodnym (w którym wszystkie piksele mają tę samą intensywność), która zapewnia psychofizyczne dopasowanie do luminancji obszaru z wymieszanymi pikselami. Pierwsze dopasowanie wyznacza wartość poziomu szarości dla 1/2 luminancji maksymalnej. Do wyznaczenia wartości 3⁄4 stosowana jest mieszanina pikseli o intensywnościach luminancji 1/2 i 1; procedurę tę powtarza się, aż wyznaczone zostanie siedem wartości od 1⁄8 do 7⁄8. Dopasowania te są powtarzane, a następnie przeprowadzane są różne kontrole spójności, takie jak weryfikacja, czy mieszanina 3⁄4 i 1⁄4 odpowiada wartości 1/2. W tej procedurze dostrajane są poziomy B i R obszaru jednorodnego, a U=B+R/BRratio. Wyniki można dopasować do Równania 1, aby uzyskać γ.
Po uzyskaniu wartości Lmin, Lmax oraz γ możemy ustawić luminancję tła L0 = (Lmax +Lmin)/2. Zależność między kontrastem piksela c(U) a poziomem szarości piksela U przedstawia się następująco: 
<img src="/files/ftp_upload/3312/3312eq2.jpg" alt="Równanie równowagi statycznej; wzór c(U)=(L(U)-L0)/L0; edukacyjny koncept matematyczny." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 2">
Równanie można przekształcić, aby obliczyć wymagany poziom szarości dla danego kontrastu: 
<img src="/files/ftp_upload/3312/3312eq3.jpg" alt="Równanie do obliczania luminancji wizualnej; U=255(Lmax+Lmin)/(Lmax-Lmin × c)^1/γ; wzór." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Równanie 3"> 
gdzie U jest zazwyczaj liczbą niecałkowitą. Wartość RGB odpowiadającego piksela wynosi: R=BRratio*[U-int(U)], G=0, B=int(U), gdzie int() pobiera wartość całkowitą argumentu.
1.5. Demonstracja siatki sinusoidalnej
Efekt zwiększonej rozdzielczości skali szarości można wykazać, porównując dwie kratki z falą sinusoidalną. Kratka po lewej stronie wykorzystuje pełną wydajność urządzenia VideoSwitcher, a intensywność każdego piksela jest określona przez odpowiednie wartości R i B. Kratka po prawej stronie jest identyczna z lewą, z wyjątkiem tego, że jako wartość B każdego piksela użyto jedynie zaokrąglonego U, co symuluje wyjście 8-bitowego urządzenia wyświetlającego.
2. RTbox
2.1. Podłącz RTbox do komputera
Podłącz RTbox (rycina 4) do portu USB komputera za pomocą dołączonego kabla. W razie potrzeby pobierz sterownik urządzenia ze strony <a href="http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm">http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm</a>. Zainstaluj sterownik zgodnie z instrukcjami zamieszczonymi na stronie internetowej.
2.2. Użycie urządzenia RTbox do pomiaru czasu reakcji
Urządzenie RTbox można wykorzystać na dwa różne sposoby.
Jeśli program użytkownika może zwracać wiarygodne czasy wystąpienia bodźca, takie jak czas zwracany przez Screen('Flip') oraz PsychPortAudio w Psychtoolbox [8], urządzenie RTbox może być używane analogicznie do klawiatury. Ponieważ czasy wystąpienia bodźca i czasy naciśnięcia przycisków RTbox opierają się odpowiednio na zegarach komputera gospodarza oraz RTbox, należy zsynchronizować oba zegary. Jest to realizowane poprzez wywołanie funkcji RTBox('clear') przed każdym wystąpieniem bodźca, aby wyczyścić niepożądane zdarzenia z bufora. Czas reakcji można zmierzyć w prosty sposób jako tresp= t - tonset, gdzie tonset to czas bodźca zwrócony przez program użytkownika, a t to czas naciśnięcia przycisku zwrócony przez wywołanie funkcji [t, button]=RTBox(timeout). Dzieje się tak, ponieważ sterownik RTBox automatycznie konwertuje czas przycisku z czasu RTbox na czas komputera gospodarza.
Jeśli program użytkownika nie może zwracać wiarygodnych czasów rozpoczęcia bodźca, do RTbox należy dostarczyć sygnały wyzwalające wskazujące na początek bodźca. Jednym z rozwiązań jest użycie czujnika światła do wykrywania początku bodźca lub plamy światła zsynchronizowanej z bodźcem. Wyjście czujnika światła jest podłączone do portu świetlnego (light port) urządzenia RTbox. Drugim rozwiązaniem jest wykorzystanie wyjścia wyzwalającego (trigger output) urządzenia VideoSwitcher. Wyzwalacz można podłączyć bezpośrednio do portu impulsowego (pulse port) RTbox. Trzecim rozwiązaniem jest podłączenie sygnału audio komputera hosta do portu dźwiękowego (sound port) RTbox.
Aby wygenerować wyzwalacz początku bodźca z urządzenia VideoSwitcher, „włączamy” kanał zielony pikseli w centralnej części pierwszej klatki bodźca wzrokowego. Ponieważ nie wpływa on na sieć rezystorów, sygnał w kanale zielonym jest niewidoczny dla badanego. Wywołanie funkcji [t, button]=RTBox('pulse', timeout) zwraca czas reakcji, gdzie parametr 'pulse' instruuje RTbox do obliczenia czasu reakcji względem wyzwalacza. To samo wywołanie funkcji jest stosowane w przypadku wyzwalacza dźwiękowego. Dla wyzwalaczy z czujnika światła wywołanie funkcji to [t, button]=RTBox('light', timeout).
3. Integracja VideoSwitcher i RTbox
Opracowaliśmy program demonstracyjny, który wykorzystuje VideoSwitcher do sterowania wyświetlaniem, RTbox do precyzyjnego pomiaru czasu reakcji oraz RTbox do przesyłania kodów zdarzeń i odpowiedzi do systemu ERP. Program można pobrać ze strony <a href="http://lobes.usc.edu/videoswitcher/VideoSwitcherRTBoxERP_demo.m">http://lobes.usc.edu/videoswitcher/VideoSwitcherRTBoxERP_demo.m</a>.
4. Reprezentatywne wyniki
<img src="/files/ftp_upload/3312/3312fig1.jpg" alt="Urządzenie przełącznika wideo VGA, port wyjściowy zbierania danych, sterowniki wejścia-wyjścia, sprzęt elektroniczny." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1. Zdjęcie przełącznika wideo. Posiada on porty wejściowe i wyjściowe VGA (oba gniazda żeńskie), przycisk do przełączania między dwoma trybami wyświetlania oraz port wyjściowy wyzwalacza.
<img src="/files/ftp_upload/3312/3312fig2.jpg" alt="Schemat złączy VGA i DVI; porównanie interfejsów komputerowych; badanie połączeń sprzętowych." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2. Zdjęcia portów VGA (A) i DVI-I (B) oraz adaptera DVI-I do VGA (C). 
<img src="/files/ftp_upload/3312/3312fig3.jpg" alt="Schemat multipleksera sygnałów RGB z komparatorem i konfiguracją CPLD; metoda analizy obwodu." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3. Schemat przełącznika wideo. Multiplekser posiada dwa tryby wejściowe, sterowane poziomem napięcia. Gdy znajduje się w trybie przedstawionym na schemacie, kanały RGB monitora odbierają ten sam sygnał, przez co wyświetlacz pracuje w trybie skali szarości. Napięcie przełączające jest generowane przez układ CPLD, sterowany sygnałami w kanale G oraz przyciskiem przełącznika. Wyzwalacz jest również sterowany sygnałem wejściowym w kanale G.
<img src="/files/ftp_upload/3312/3312fig4.jpg" alt="Sprzęt do pomiaru czasu reakcji; eksperyment poznawczy; badania psychologiczne; testowanie czasu reakcji." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 4"> 
Rysunek 4. Zdjęcie urządzenia RTbox. Posiada ono port USB-B, port wejściowy światła, port wejściowy impulsu/dźwięku, port wejściowy zewnętrznego przycisku oraz port wyjściowy TTL.

<ol><li>Bits# Stimulus Processor with integrated Data Acquisition. , Cambridge Research Systems Ltd. United Kingdom. Available from: 
 
 <a target="_blank" href="http://www.crsltd.com/tools-for-vision-science/visual-stimulation/bits-sharp/">http://www.crsltd.com/tools-for-vision-science/visual-stimulation/bits-sharp/</a> (2011).</li>
<li>Visual Stimulators. , VPixx Technologies Inc. Canada. Available from: 
 
 <a target="_blank" href="http://www.vpixx.com/products/visual-stimulators/datapixx.html">http://www.vpixx.com/products/visual-stimulators/datapixx.html</a> (2011).</li>
<li>Li, X., Lu, Z. -L., Xu, P., Jin, J., Zhou, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generating+high+gray-level+resolution+monochrome+displays+with+conventional+computer+graphics+cards+and+color+monitors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Generating high gray-level resolution monochrome displays with conventional computer graphics cards and color monitors.</a> Journal of Neuroscience Methods. 130 (1), 9-18 (2003).</li>
<li>Pelli, D. G., Zhang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accurate+control+of+contrast+on+microcomputer+displays%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Accurate control of contrast on microcomputer displays.</a> Vision Research. 31, 1337-1350 (1991).</li>
<li>Li, X., Liang, Z., Kleiner, M., Lu, Z. -L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RTbox%3A+A+device+for+highly+accurate+response+time+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Research+Methods%22%5BJournal%5D)">RTbox: A device for highly accurate response time measurements.</a> Behavior Research Methods. 42 (1), 212-225 (2010).</li>
<li>Psychtoolbox-3. , United States. Available from: 
 
 <a target="_blank" href="http://psychtoolbox.org/">http://psychtoolbox.org/</a> (2012).</li>
<li>Lu, Z. L., Sperling, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Second-order+reversed+phi%5BTitle%5D)+AND+%22Perception+Psychophysics%22%5BJournal%5D)">Second-order reversed phi.</a> Perception Psychophysics. 61, 1075-1088 (1999).</li>
<li>Colombo, E., Derrington, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+calibration+of+CRT+monitors%5BTitle%5D)+AND+%22Displays%22%5BJournal%5D)">Visual calibration of CRT monitors.</a> Displays. 22, 87-95 (2001).</li>
</ol>

Brak zadeklarowanych konfliktów interesów.

Przełącznik wideo stanowi kompaktową, niedrogą i łatwą w obsłudze metodę generowania wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości luminancji przy użyciu konwencjonalnych kart graficznych oraz analogowych monitorów kolorowych. Jest on podłączany pomiędzy analogowe wyjścia karty graficznej a monitor. Może on również przełączać tryby wyświetlania między monochromatycznym a chromatycznym, co zapewnia dodatkową wygodę. Jego kanał wyzwalający pozwala badaczom na synchronizację innego sprzętu z wyświetlaczami wizualnymi.
<p class...

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

Enabling High Grayscale Resolution Displays and Accurate Response Time Measurements on Conventional Computers

Systemy wyświetlania oparte na konwencjonalnych kartach graficznych są w stanie generować obrazy z 8-bitową rozdzielczością poziomów szarości. Jednak większość eksperymentów w badaniach nad widzeniem wymaga wyświetlaczy o rozdzielczości luminancji przekraczającej 12 bitów. Dostępnych jest kilka rozwiązań. Bit++ 1 oraz DataPixx 2 wykorzystują wyjście Digital Visual Interface (DVI) z kart graficznych oraz wysokorozdzielcze (14 lub 16-bitowe) przetworniki cyfrowo-analogowe do sterowania analogowymi urządzeniami wyświetlającymi. Opisany tutaj VideoSwitcher 3 łączy analogowe sygnały wideo z kanałów czerwonego i niebieskiego kart graficznych z różnymi wagami, wykorzystując pasywną sieć rezystorów 4 i układ aktywny, aby dostarczyć identyczne sygnały wideo do trzech kanałów monitorów kolorowych. Metoda ta stanowi niedrogi sposób na umożliwienie wysokorozdzielczego wyświetlania monochromatycznego przy użyciu konwencjonalnych kart graficznych i monitorów analogowych. Może ona również generować sygnały wyzwalające, które mogą być wykorzystane do znakowania początku bodźca, co ułatwia synchronizację wyświetlania obrazu z zapisami fizjologicznymi lub pomiarami czasu reakcji.
Mimo że klawiatury i myszy komputerowe są często wykorzystywane do pomiaru czasu reakcji (RT), dokładność tych pomiarów jest dość niska. RTbox to wyspecjalizowane rozwiązanie sprzętowe i programowe służące do precyzyjnych pomiarów RT. Podłączony do komputera hosta za pomocą złącza USB, sterownik RTbox jest kompatybilny ze wszystkimi konwencjonalnymi systemami operacyjnymi. Urządzenie wykorzystuje mikroprocesor i zegar o wysokiej rozdzielczości do rejestrowania tożsamości oraz czasu zdarzeń związanych z przyciskami, które są buforowane do momentu ich pobrania przez komputer hosta. Zarejestrowane zdarzenia nie są podatne na potencjalne niepewności czasowe ani błędy związane z transmisją i przetwarzaniem danych w komputerze hosta. Asynchroniczne przechowywanie danych znacznie upraszcza projektowanie programów użytkownika. Dostępnych jest kilka metod synchronizacji zegarów RTbox i komputera hosta. RTbox może również odbierać wyzwalacze zewnętrzne i być wykorzystywany do pomiaru RT w odniesieniu do zdarzeń zewnętrznych.
Zarówno VideoSwitcher, jak i RTbox są dostępne do zakupu dla użytkowników. Odpowiednie informacje oraz wiele programów demonstracyjnych można znaleźć pod adresem <a href="http://lobes.usc.edu/">http://lobes.usc.edu/</a>.

Konwencjonalny sprzęt komputerowy nie jest w stanie generować bodźców wizualnych o wystarczająco wysokiej rozdzielczości skali szarości ani mierzyć czasów reakcji z odpowiednią dokładnością. Opisujemy sposób wykorzystania urządzenia VideoSwitcher do tworzenia monochromatycznych wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości oraz RTbox do precyzyjnego pomiaru czasów reakcji przy użyciu standardowego sprzętu komputerowego.

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

Systemy wyświetlania oparte na konwencjonalnych kartach graficznych komputera są zdolne do generowania obrazów z 8-bitową rozdzielczością poziomów szarości. Jednakże większość eksperymentów...

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.

enabling-high-grayscale-resolution-displays-accurate-response-time

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Włączanie wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości szarości i dokładne pomiary czasu reakcji na konwencjonalnych komputerach

Niniejszy protokół ilustruje, w jaki sposób barwniki napięciowo-wrażliwe umożliwiają optyczną rejestrację aktywności elektrycznej z nienaruszonych sieci neuronalnych, takich jak sploty jelitowego układu nerwowego świnki morskiej, z regulowaną rozdzielczością obejmującą zakres od pojedynczych komórek po obwody wieloganglionarne.

Optyczny zapis aktywności elektrycznej w sieciach jelitowych świnki morskiej z użyciem barwników napięcioczułych

Źródło: Maruoka, H., et. al. Jednoczesne obrazowanie dynamiki mikrogleju i aktywności neuronalnej u obudzonych myszy. J. Vis. Exp. (2022) Ten film przedstawia procedurę mikroskopii dwufotonowej do obrazowania aktywności neuronalnej i dynamiki mikrogleju u obudzonej myszy podczas stymulacji wzrokowej, podkreślając stany przejściowe wapnia i interakcje komórkowe.

Jednoczesne obrazowanie dynamiki mikrogleju i aktywności neuronalnej u wybudzonej myszy

Ten film opisuje podstawy technik cyfrowej projekcji prążków, które zapewniają gęste pomiary 3D dynamicznie zmieniających się powierzchni. Demonstruje również projekt i działanie szybkiego binarnego systemu defoksji opartego na tych technikach.

Szybkie i szybkie obrazowanie wideo z cyfrowymi technikami projekcji prążków

Uraz mózgu może uszkodzić zarówno układ oczny, jak i somatyczny układ motoryczny. Charakterystyka kontroli motorycznej po urazie dostarcza biomarkerów, które pomagają w wykrywaniu, monitorowaniu i prognozowaniu choroby. Dokonujemy przeglądu metody pomiaru kontroli ruchu gałek ocznych i ręki w zdrowiu i patologicznej koordynacji, z paradygmatami patrzenia i zasięgu do oceny koordynacji między okiem a ręką.

Efektywne rejestrowanie spektrum koordynacji oko-ręka do spektrum braku koordynacji

Ten eksperymentalny protokół łączył śledzenie ruchu gałek ocznych i ocenę preakkadowej wrażliwości wzrokowej w paradygmacie podwójnego zadania, składającego się z zadania sakad wolnego wyboru i zadania dyskryminacji wizualnej, aby zbadać rozmieszczenie wizualnej uwagi przestrzennej przed zarówno dokładnymi, jak i uśredniającymi sakkadami.

Badanie rozmieszczenia uwagi wzrokowej przed dokładnymi i uśredniającymi sakkadami poprzez śledzenie ruchu gałek ocznych i ocenę wrażliwości wzrokowej

Aby zbadać wzrok myszy, przeprowadziliśmy nadciągający test. Myszy umieszczono na dużej kwadratowej arenie z monitorem na suficie. Zbliżający się bodziec wizualny konsekwentnie wywoływał u myszy reakcje zamrożenia lub ucieczki.

Wykorzystanie zbliżających się bodźców wzrokowych do oceny wzroku myszy

Przedstawiamy protokół do nagrywania zestawu ultra-realistycznych, pełnokolorowych hologramów analogowych, pokazujących tę samą jasność, przezroczystość i jednorodne kolory, na ultra-drobnoziarnistych emulsjach holograficznych halogenku srebra do produkcji dynamicznego holograficznego wyświetlacza 3D.

Nagrywanie ultrarealistycznych, pełnokolorowych hologramów analogowych do użytku na ruchomym wyświetlaczu hologramowym

Tutaj opisujemy protokół łączący wstrzyknięcie wirusa związanego z adenowirusem z implantacją okna czaszkowego w celu jednoczesnego obrazowania dynamiki mikrogleju i aktywności neuronalnej u obudzonych myszy.

Jednoczesne obrazowanie dynamiki mikrogleju i aktywności neuronalnej u obudzonych myszy

Opisujemy metodę skutecznego oddzielania nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE) od siatkówki w ludzkich oczach i generowania całych płaskich komórek RPE/naczyniówki do analiz histologicznych i morfometrycznych RPE.

Wydajne i spójne generowanie płaskich nabłonków barwnikowych siatkówki/naczyniówki z ludzkich oczu do analizy histologicznej

VisualEyes2020 (VE2020) to niestandardowy język skryptowy, który prezentuje, rejestruje i synchronizuje bodźce wzrokowe ruchu gałek ocznych. VE2020 dostarcza bodźców do sprzężonych ruchów gałek ocznych (sakkady i płynny pościg), sprzężonych ruchów gałek ocznych (wergencja), akomodacji i kombinacji każdego z nich. Dwa programy analityczne ujednolicają przetwarzanie danych z systemów śledzenia ruchu gałek ocznych i rejestracji zakwaterowania.

Kwantyfikacja reakcji okoruchowych i akomodacji za pomocą oprzyrządowania i zestawów narzędzi do analizy

Prezentujemy rozwój struktury wyświetlania zależnej od spojrzenia, przeznaczonej do badań percepcyjnych i okoruchowych symulujących utratę widzenia centralnego. Ramy te są szczególnie podatne na adaptację do badania kompensacyjnych strategii behawioralnych i okoruchowych u osób doświadczających zarówno symulowanej, jak i patologicznej utraty widzenia centralnego.

Ramy wyświetlania zależne od spojrzenia do badań nad uczeniem się percepcyjnym z symulowaną utratą widzenia centralnego

Poznaj metodę generowania wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości w skali szarości i precyzyjnego pomiaru czasu reakcji na konwencjonalnych komputerach przy użyciu przełącznika wideo oraz urządzenia RT box.

Wyświetlanie wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości w skali szarości i dokładne pomiary czasu reakcji na konwencjonalnych komputerach (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów