太长不看版:

别满世界去找CRT了,LCD就够了。

显卡型号推荐:GTX 1660 6G 以更贵

显示器推荐:BenQ XL2430、Asus VG248QE

视频线型号:DP、DVI

1. CRT和LCD显示器的工作原理

1.1 CRT显示器

CRT显示器全称为阴极射线管显示器,或者我们可以更亲切地称之为“大脑袋”。

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CRT显示器和液晶显示器相比,在动态响应、色彩和对比度三个方面占有很大的优势,其色彩、亮度和对比度方面是任何价格的液晶显示器都无法比肩的。

其原理可大致概括成高速电子束轰击荧光屏幕显像。高速电子束的轰击是收到计算机控制的,每次发射三束高速电子,分别轰击颜色为 Red、Green 和 Blue 的三个荧光点,共同组成一个像素的颜色。常见的 1024 × 768 分辨率显示器共计需要轰击显像 1024 × 768 = 786432 个像素点才能完成一个完整屏幕的呈现。

每次轰击荧光显色时,荧光粉发光的时间是有限的,随着时间的增长,亮度会逐渐降度,即闪烁的过程。当每秒发光闪烁次数高于 75次/秒 时,目视通常不会出现明显的闪烁。当闪烁次数为 60次/秒 时,目视会有明显的闪烁感,极易引发疲劳。

大多数CRT的刷新率为 75Hz,少数高性能产品可以达到 120Hz 甚至 160Hz 。这要求显示器有较高的数据带宽,其计算方法为 像素数 × 刷新率 。计算像素值时需要考虑CRT显像原理所需的像素容差,水平方向约 125% ,竖直方向约 108% 。以 1024×768@75Hz 为例,所需的视频带宽为

(1024×125%) * (768×108%) * 75 ≈ 76M

实验室中使用的高端CRT显示器大多 美格796FD系列 和 索尼GDM-FW900 等。虽说是常用,但都早已停产。

1.2 LCD显示器

LCD液晶显示器是通过电路控制液晶材料的方向,而达到控制每个像素点的偏振光射出与否来控制现象的。

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LCD显示器凭借其轻便的优点已经几乎完全占据了我们的生活。根据其显示的性能和应用场景,即便是分辨率相同的显示器,价格上也可能相差很多,这是由于使用的LCD面板不同。

影响LCD液晶显示器性能的核心部件就是面板,面板就是液晶显示器中的液晶。正如我们可以把木头通过很多种方式做成桌子椅子一样,液晶也可以通过三种方式做成液晶显示器—— IPS、TN 和 VA 。

三种面板IPS TN VA,

1.IPS面板色彩最强,可视角度大,响应时间一般,对比度一般。高端游戏显示器和专业绘图显示器一般都是IPS面板。低端IPS显示器也非常适合普通的办公影音等用途。

2.VA面板色彩弱于IPS,整体比较艳丽 (艳丽不代表好),可视角度大,响应时间极大,对比度极高。中端的游戏显示器和大部分曲面显示器都用VA面板。低端VA显示器也适合普通的办公影音等用途。

3.TN面板色彩最差 (颜色寡淡,失真),可视角度最小,响应时间最快,对比度差。常用来做特别便宜的低端显示器;因为响应时间小,所以TN也适合做FPS电竞显示器。

作者:毅种循环 | 链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/143481941


2. 为什么说CRT非常适合呈现刺激?

在很多实验任务中,我们需要显示器非常低的显示延迟,甚至最好没有延迟,例如眼动中的 GC-Window 和 Invisible Boundry等范式,较高的显示延迟会令窗口或边界失效,无法达成实验目的。脑电中早起成分的时间确定更需要非常优秀的显示器动态响应,否则 P50 就要变成 P70 了。

造成CRT比较受青睐的原因是:CRT显示器的图像呈现是以点为单位的,LCD显示器的刺激呈现是以屏幕为单位。

CRT的工作过程可大致简化为:电脑传给显示器一个像素的位置和颜色,CRT显示器立即让这个像素点显像,然后等待下个像素点的信息。

LCD的工作过程可以大致理解为:电脑需要将整个屏幕的全部像素点信息传递给显示器,然后LCD显示器一起显示出来。

从这个角度来看,CRT似乎更容易做到接收到图像命令立即显像,几乎不存在显像延迟。


3. LCD显示器要比想象中更加能干。

CRT显示器的动态响应优势是建立在LCD显示器性能老旧的条件下的。如果我们选对LCD显示器的面板和型号,一样可以达到非常好的效果。

根据上文中对于三种液晶面板的介绍,我们一定要选择 TN 类型的液晶面板。虽然 TN面板 的色彩饱和度、对比度和可视角度等参数都很低也无妨,因为在实验中,我们不需要这些好看的特性。

SR Research对于LCD显示器持有非常欢迎的态度,并且列举了一些推荐型号:

对于使用移动窗口范式进行研究的时候,我们会希望显示器工作在一个高刷新率的状态,以此降低显示变化的延迟。

传统的CRT显示器具有极高的刷新率,无需缓存即可将刺激内容投射到屏幕上。然而大多数的时候,传统液晶显示器的缓存延迟非常低而且非常固定,我们测试了以下型号的高刷新率显示器,发现他们的性能非常强劲!

• BenQ XL2420T / XL2420TX / XL2410T
• BenQ XL2420TE / XL2420Z / XL2411Z / XL2430T(高达144Hz)
• Asus VG248 (up to 144Hz)
• SyncMaster 2233RZ
• Viewsonic VX2265wm
• Viewsonic VX2268wm

其中 BenQ XL2420Z / XL2411Z 和 Asus VG248 拥有<2ms的极低延迟。

翻译自SR Research

Charlie在京东上只到到了与 BenQ XL2430T 同系列的 XL2430B 和与 Asus VG248 同系列的 VG248QE 。下文中将以 Asus VG248QE 进行介绍,最终推荐型号以文章开头为准。

根据 Asus VG248QE 的用户手册的内容,这款显示器具有 1ms 的极低响应延迟。即便是进行移动窗口范式和脑电早期成分的实验也毫无压力。

相比满世界地去淘洋垃圾CRT显示器,还不如舒舒服服用LCD,1ms的显示延迟真的无需在意。


4. 如何发挥显示器的全部性能

首先,让我们了解一下整个现实过程受到哪些部分限制:

  • 显示程序(刺激呈现程序/游戏程序)
  • GPU(显卡)
  • 信号线缆(视频线类型)
  • 显示器

4.1 显示程序

显示程序就是我们的刺激程序,Eyelink使用EB软件是完全支持120Hz甚至144Hz的刷新率的。您可以在 Device - Display - Refresh Rate 中进行设置。

device-crt-set_refresh_rate

同时很多诸如E-Prime、PsychToolBox和PsychoPy等第三方的编程程序也基本都支持高刷新率,所以此处我们略过不讲。

4.2 GPU(显卡)

在选择显卡时,我们需要注意显卡的性能和接口是否满足刺激呈现需求。

一般来讲千元左右的显卡,都可以满足 144Hz 的刺激输出需求。理论上来讲,任何显卡都是可以输出 144Hz 的显示信号的。由于显卡性能有限,信号的刷新率越高,每秒需要输出的图像数量越多,分配给处理每帧图像的性能就越少。好在我们的实验任务所需的图形性能都不高,因此对显卡的要求也没有很高。中端显卡即可满足我们的要求。

个人推荐:GTX 1660 6G 及更贵

4.3 信号线缆(视频线类型)

这一部分很有意思,Charlie前一段时间刚刚接触过一个 Invisible Boundary 的任务,已经使用了高刷新低延迟的显示器,但仍旧有很多被试报告说看到了目标字的变化过程,后来发现是信号线类型所导致的问题。

我们可以一起看一看 Asus VG248QE 的用户手册,此处截取“3.4 支持的运行模式”的部分内容:

device-crt-line_and_performence

注意第一列的部分有些标记了线缆类型,即要求必须使用 DVI/DP 类型的信号线缆才能达到 120/144Hz 的高刷新率。

所以不妨直接使用DP类型的线缆,并注意显示器和显卡是否支持。

4.4 显示器

经过SR Research大量的测试,最终找到了几款显示延迟 <2ms 的LCD显示器:

Up to 120/144Hz:

  • Asus VG248QE
  • BenQ Zowie XL2430

Up to 240Hz:

  • BenQ Zowie XL2540

以上。