Включение высокого серого резолюция дисплеи и точное время отклика Измерения на обычных компьютерах
29 февраля 2012 г.
Обычные компьютерной техники не могут генерировать визуальные стимулы с достаточно высокой градации серого раз разрешение и мера ответ с достаточной точностью. Мы расскажем, как использовать VideoSwitcher для получения высокого разрешения монохроматических дисплеев и RTbox для измерения времени отклика с высокой точностью на обычной компьютерной техники.
В этом видео показано, как включить отображение оттенков серого с высоким разрешением и выполнить точные измерения времени отклика на обычных компьютерах. Это достигается с помощью двух доступных устройств, видеомикшера и RT-бокса, которые подключаются к компьютеру. Затем дисплей калибруется для обеспечения точности интенсивности изображения.
Для демонстрации улучшенного разрешения по шкале серого используется градация по знаковой волне с увеличенным разрешением по шкале серого и без него. Смоделированные реакции кнопок на световой сигнал используются для демонстрации точности измерений времени отклика. Основное преимущество видеокоммутатора по сравнению с существующими методами, такими как b plus plus и data pex, заключается в том, что он позволяет исследователям создавать монохроматические дисплеи с высоким разрешением с использованием обычного компьютерного оборудования.
Он также может подавать сигналы запуска для синхронизации визуальных дисплеев с физиологическими записями или измерениями времени отклика. Блок RT позволяет измерять время отклика с высокой точностью. Преимущество RT-бокса перед компьютерной клавиатурой заключается в том, что он использует микропроцессор и часы с высоким разрешением для записи идентификаторов и времени событий кнопок.
Таким образом, измеренное время отклика не является эффективным из-за потенциальных неопределенностей во времени или смещений, связанных с передачей и обработкой данных на главном компьютере. Это также значительно упрощает проектирование пользовательских программ. Перед установкой видеокоммутатора выключите компьютер и монитор, затем отсоедините монитор от видеокарты компьютера.
Подключите видеокоммутатор непосредственно к видеокарте компьютера с помощью прилагаемого кабеля VGA. Если графическая карта компьютера не имеет порта VGA, но имеет встроенный цифровой визуальный интерфейс или порт DVII, то требуется адаптер A-D-V-I-V-G-A. Закрепите соединение маленькими винтами на разъеме.
Подключите кабель VGA монитора к выходному порту видеомикшера и закрепите соединения с помощью прилагаемого адаптера питания. Подключите видеокоммутатор к источнику питания. Теперь включите компьютер и монитор.
Кнопка переключения на видеокоммутаторе позволяет пользователю переключаться вперед и назад в режимы отображения в цветном режиме. Видеокоммутатор не изменяет видеосигнал с видеокарты компьютера. В режиме оттенков серого дисплей становится монохромным.
В этом режиме яркость пикселей определяется в основном видеосигналом из синего канала видеокарты, лишь немного красным каналом, а вовсе не зеленым каналом. Отношение вкладов синего и красного каналов к выходу видеокоммутатора называется отношением синего к красному или отношением BR, и предоставляется производителем. Для большинства мониторов зависимость между уровнем серого в пикселях и яркостью пикселей является степенной функцией.
Показатель степени функции обычно называется гамма. Чтобы определить гамму дисплея, можно с помощью фотометра измерить яркость большого равномерного квадрата при разных уровнях серого в пикселях и подогнать к полученному результату функцию мощности. Более чувствительным методом определения гаммы является сравнение пространственно-временной смеси равных величин нулевого и максимального уровней пикселей в одной области просмотра дисплея.
Затем сравните яркость пиксельной смеси с соседней областью однородного уровня серого. Во-первых, сопоставьте значение уровня серого для половины максимальной яркости. Далее создается новая смесь пикселей с интенсивностями яркости только что определенного половинного уровня и максимального уровня.
Затем он сопоставляется с серым цветом, который соответствует трем четвертям яркости. Эту процедуру повторяют до семи. Определены значения от одной восьмой до семи восьмых.
Гамма может быть определена путем подгонки степенной функции к результатам. Теперь установите яркость и контрастность фона с помощью гаммы и соответствующих значений минимальной и максимальной яркости. Эффект повышенного разрешения по шкале серого можно продемонстрировать, сравнив две градации синусоидальных волн.
При градации слева используется вся емкость видеокоммутатора. Цветокоррекция справа является результатом восьмибитного отображения без использования видеокоммутатора. Начните с подключения RT-бокса к USB-порту компьютера с помощью прилагаемого кабеля и установите драйвер.
Таким образом, компьютерная система может распознать блок RT с помощью стимулирующего программного обеспечения, которое может записывать точное время начала стимула. Блок RT будет преобразовывать временные метки, а время отклика измеряется как разница между временем нажатия кнопки и началом стимула. Когда надежное время начала раздражителя недоступно.
Предоставьте блоку RT сигналы запуска, которые синхронизируются с началом стимула с помощью датчика освещенности, звукового отклика или сигнала TTL от видеокоммутатора или аналогичного устройства, чтобы проверить точность блока RT. Измеряется время реакции фотодиода на световые вспышки в центре экрана. Время начала стимула возвращается функцией перелистывания экрана в psych toolbox.
Ожидается, что разница во времени между световым сигналом и появлением стимула составит половину частоты обновления видео или 5,88 миллисекунды для ЭЛТ с частотой 85 Гц. Наблюдаемая разница используется для коррекции номинального начала стимула, а вариабельность измерений отражает точность блока ОТ. Эти данные показывают, что блок RT функционирует с очень высокой точностью.
После просмотра этого видео вы должны хорошо понять, как обеспечить высококачественное отображение, нетрадиционное компьютерное оборудование с помощью видеокоммутатора, а также как легко и точно измерять время отклика с помощью RT-бокса.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
Это видео демонстрирует, как включить высокое разрешение градаций серого на дисплеях и выполнить точные измерения времени отклика на обычных компьютерах. Это достигается с помощью двух доступных устройств, видеопереключателя и RT-бокса, которые подключены к компьютеру.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Поведенческие измерения
- Генерация визуальных стимулов
Предпосылки
- Обычные компьютерные устройства с трудом справляются с высокой разрешением градаций серого.
- Точные измерения времени отклика имеют критическое значение в исследованиях нейробиологии.
- Существующие методы могут не обеспечивать необходимую точность.
- Доступные решения могут улучшить экспериментальные установки.
Цель исследования
- Создать высокоразрешенные монохроматическе дисплеи.
- Измерить время отклика с высокой точностью.
- Демонстрировать преимущества использования видеопереключателя и RT-бокса.
Используемые методы
- Калибровка дисплея для точных интенсивностей изображения.
- Использование видеопереключателя для улучшения разрешения градаций серого.
- Реализация моделируемых откликов на кнопки для измерения точности.
- Сравнение результатов с существующими методами.
Основные результаты
- Улучшенное разрешение градаций серого, продемонстрированное с помощью градиации синусоидальной волны.
- Точные измерения времени отклика, достигнутые с использованием RT-бокса.
- Видеопереключатель превосходит существующие методы, такие как b plus plus и data pex.
- Обычное оборудование может быть эффективно использовано для продвинутых экспериментов.
Выводы
- Видеопереключатель и RT-бокc предоставляют доступные решения для исследователей.
- Высокое разрешение дисплеев и точные измерения улучшают экспериментальные возможности.
- Эти методы могут быть легко интегрированы в существующие установки.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Accurate visual stimulus presentation and response time measurement are critical for preclinical neuroscience and behavioral pharmacology studies. The VideoSwitcher and RTbox enable high grayscale resolution displays and precise timing measurements using conventional computer hardware, reducing reliance on specialized equipment. This approach supports mechanistic de-risking in target validation by improving data reliability and reproducibility in early discovery workflows.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables precise control of visual stimulus intensity for probing sensory pathways and target engagement in preclinical models.
- Operational Value: Provides trigger signals to synchronize visual displays with physiological recordings, improving assay consistency.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Delivers high-resolution grayscale output for standardized visual psychophysics assays requiring fine luminance discrimination.
- Operational Value: Uses asynchronous event buffering to minimize timing uncertainties in response collection, enhancing data quality in high-throughput behavioral screening.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports disease-relevant systems by enabling accurate measurement of sensorimotor responses in models of neurological disorders.
- Operational Value: Facilitates cross-functional collaboration through synchronized timing between visual stimuli, response collection, and electrophysiology or imaging readouts.
Pipeline & Workflow Integration
The VideoSwitcher and RTbox integrate into early discovery workflows where visual stimulus fidelity and behavioral response accuracy impact target validation and lead identification decisions.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by enabling controlled manipulation of visual parameters to isolate pathway-specific contributions.
- Screening: Ensures assay readiness through reproducible grayscale resolution and low-latency response capture.
- Analytics: Provides high-resolution timestamping of button events, enabling precise calculation of response latencies and variability metrics.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by allowing consistent stimulus timing across discovery and validation stages.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable, low-cost capability for standardizing visual stimulus delivery and response measurement across multiple projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing measurement noise in visual stimulus timing and response detection.
- Operational Value: Enhances standardization and scalability through plug-and-play USB connectivity and cross-platform driver support.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by increasing data reliability in behavioral endpoints used for target prioritization.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted advancement by minimizing false negatives or positives due to timing or stimulus artifacts.
Implementation Considerations
- Requires basic knowledge of display calibration and gamma correction for accurate luminance output.
- Needs VGA or DVI-I output from graphics card and a compatible analog monitor for grayscale mode.
- Demands synchronization planning between RTbox triggers and stimulus onset signals from software or hardware sources.
- Involves adaptation considerations when applying to different monitor types or response devices beyond button presses.
- Limited to monochromatic display output; not suitable for full-color stimulus requirements.
