下图说明了在计算机屏幕上感知刺激所涉及的三个基本步骤。插图显示了 100 毫秒期间的时间过程。第一步是将刺激写入视频内存。实验源代码中的 display 命令指示程序将信息写入视频控制器卡上的内存。第二步实际上是将刺激物放到屏幕上，这发生在扫描或 “刷新” 屏幕时。这个周期将在下面详细解释，但现在请注意，它是刺激物在屏幕上显示的速度的限制因素。第三步是激活参与者的视网膜。让我们依次考虑这些步骤中的每一个。
第 1 步 – 写入视频内存
执行显示命令时，它会将数据写入视频控制器卡。此卡具有一定量的内存，可以认为是计算机显示器的直接表示（即，每个内存位置对应于一个屏幕位置）。虽然写入视频内存的技术细节对于本次讨论不是必不可少的，但重要的是要记住，这是过程中的一个独特事件。在一个或几个字母的情况下，步长几乎是瞬时的 – 大约为数十微秒（0.00001 秒）。
如果刺激涉及大量的图形（例如，填充一个圆圈），则写入视频内存的过程可能需要很长时间（毫秒）。此步骤所需的时间不仅取决于刺激的性质，还取决于计算机和显卡。
第 2 步 – 扫描屏幕
第二步是屏幕上刺激的物理激活。较旧的 CRT 型计算机显示器基于光栅技术，其工作方式如下：显示器有三个光栅枪，它们发射电子束以激活红色、绿色和蓝色色点。可以调整此光束的位置以适应多种不同的像素分辨率。像素是显示器上绘制的最小单位，它由当前图形模式的像素分辨率定义。例如，如果您使用的是典型的 VGA 图形模式，则像素分辨率为 640×480，这意味着每行有 640 个像素，每列有 480 个像素。SVGA 为 800×600。光栅枪会偏转，从左到右、从上到下按顺序绘制屏幕上的每个像素（参见图 1，监视器中的线条），并且光栅枪一次只能绘制一组像素（红色、绿色、蓝色）。光栅枪向屏幕或显示器前部发射电子。电子激活荧光粉以发光。一旦枪移动到下一个像素，前一个像素中的荧光粉就会开始变暗或衰减（见下面的图 2）。衰减周期可能因显示器而异，但对于大多数彩色显示器，像素的强度将在 2-5 毫秒内达到其最大值的 10%。视频显示卡按顺序扫描每个内存位置，并根据步骤 1 中设置的视频内存的内容打开枪的强度。
光栅枪以恒定速率持续扫描屏幕。这意味着屏幕上的任何给定像素都是以某种恒定频率绘制的，称为垂直刷新频率。垂直刷新频率是每秒绘制整个屏幕的次数。此度量的倒数（刷新率）是绘制一个全屏所需的时间。因此，如果显示器的垂直刷新频率为 70Hz，则该显示器的刷新率为 1/70 秒（= 14.2857 毫秒）。基本上，一旦扫描开始，它就会以 70Hz 的频率扫描，独立于任何写入视频内存的操作。
与刷新率关联的是垂直回溯或屏幕顶部事件。每当光栅枪从屏幕底部移动到顶部以开始对显示器进行新的扫描时，就会发生此事件。该事件可以被计算机检测到，并可用于同步刺激的绘制。通过感应屏幕顶部并仅在短时间内写入视频内存，显示将始终在屏幕顶部事件后的固定时间内发生。例如，如果文本显示在屏幕中央，并且可以在不到刷新周期的一半 （7 毫秒） 的时间内写入，则数据将在下一个周期扫描显示位置之前（屏幕顶部事件后 7.14 毫秒）存储在视频内存中。
液晶显示器 （LCD） 显示器的效果与 CRT 显示器基本相同。当前的有源矩阵 LCD 显示器的工作原理是让电信号改变显示屏上每个彩色点的 LCD 晶体的角度。与 CRT 显示器相比，CRT 显示器中的每个点都由指数函数激活（参见图 1 步骤 2），而在 LCD 上，激活是一个方波信号（在刷新期间对给定强度打开）。LCD 仍然具有刷新率，即每个点的更新率。与 CRT 类似，在 LCD 上，中间的点将在屏幕的第一个点后 7.14 毫秒更新（在 70Hz 显示器上）。LCD 和 CRT 显示器对眼睛的影响无法区分。有关我们的最新测试结果，请参阅 Timing： E-Prime 2.0 Monitor Recommendations and Timing Information [18080]。
第 3 步 – 激活视网膜
在计算机显示器上感知刺激的最后一步是视网膜对屏幕发出的光的反应。视网膜的化学和神经回路是这样的，视觉系统会随着时间的推移整合视觉输入。这就是我们无法检测到扫描显示器的光栅枪的原因。视网膜将对输入进行平均化，并产生连续显示的感觉。例如，持续一次显示器刷新的刺激将产生以下结果：屏幕上构成刺激的像素将被光栅枪激活一次，然后开始衰减。在彩色显示器上，此衰减过程大约需要 5 毫秒（参见图 1，图形步骤 2），然后强度才会低于可感知的水平。在 LCD 上，圆点将在刷新期间亮起。
然而，眼睛在接下来的 80 毫秒内整合了该脉冲（参见图 1，图形步骤 3）。打个比方，想想当你看到摄影师的电子闪光灯熄灭时会发生什么。通常，会出现非常短暂的闪光（微秒），并被视为短暂的闪光（例如 100 毫秒）。如果您每秒闪烁电子闪光灯 70 次，视网膜会认为光线是连续的。在大约 80 毫秒的时间内，眼睛正在整合能量（例如，在 10 Lux 下打开 5 ms 的刺激与在 5 Lux 下打开 10 ms 的刺激一样强烈）。
刺激激活
示例 图 2 提供了每次扫描时光栅显示的时间过程的插图 1，以及光栅显示的视觉集成。我们想在屏幕中央显示一个 ‘+’ （文本模式）。假设监视器的垂直回溯速率为 14.3 毫秒。我们将检查事件的顺序，只考虑加号的中心像素。display 命令的执行发生在时间 t = 0 时。大约 10 微秒后，“+”被写入视频内存。在接下来的 0 到 14.3 毫秒的某个时间点，光栅枪将对准屏幕上的中心像素（参见图 2 中的光栅显示峰值）。当刺激物位于屏幕中央时，“+”的像素在 7.14 毫秒后显示。像素激活后，它将每 14.3 毫秒刷新一次。一旦像素第一次被激活，视网膜响应就开始了，但响应是延迟的，因为它必须在接下来的 80 毫秒内积累才能达到稳定状态（参见基于光栅的视觉激活图 2）。在 200 毫秒时，“+”在视频内存中被覆盖。当光栅枪到达“+”所在的点（207 毫秒）时，像素不会刷新。在上次刷新期间，一旦像素不再可见，视网膜激活就会开始衰减，并且在接下来的 80 毫秒内，视觉激活会慢慢下降。
在随附的图表中，有四个重要方面需要注意。首先，从激励写入视频内存到最初在屏幕上激活中心像素的时间，存在最多一个刷新周期的可变延迟。第二个功能是刷新之间中心像素的光强度呈指数衰减。第三，视网膜反应很慢，可以平滑像素激活中的凸起。第四，视网膜活化的衰变是延迟的，而不是瞬间的。如果在像素刷新后从视频内存中删除刺激，则像素将再衰减几毫秒，并且视网膜激活将持续更长的时间，除非它被另一个刺激所掩盖。
注意：图2基于模拟和实证研究报道于Busey， T. A.和Loftus， G. R.， 1994， Sensory and cognitive components of visual information acquisition， Psychology Review， 10， 446-469， 假设衰减常数为20毫秒。
图 2 还显示了使用幻灯片快门投影仪或测速镜相对于计算机显示器的演示材料的比较。标记为 Slide Display 和 Slide Based Visual Activation 的行显示了如果总显示强度是连续的，而不是脉动的（即，就像计算机显示器的刷新一样），将产生的活动。Slide 和 Raster 激活的总视觉能量已匹配。请注意激活函数的相似性*。对于参与者来说，没有明显的差异。有关这些问题的详细讨论，请参阅Busey & Loftus，心理学评论，1994,101,446-469。
*在模拟中，幻灯片显示延迟了 2 毫秒，光栅延迟了 7 毫秒。这会产生从 50 毫秒到显示终止的几个百分点内具有匹配激活增加的函数。就人类感知而言，这些差异是微不足道的（参见 Busey 和 Loftus 1994）。在图 2 中，Slide Display 的激活衰减比 Raster Display 慢一些，因为 Raster Display 的最后一次刷新是由于在写入视频内存后 200 毫秒而不是在视频首次显示后 200 毫秒清除视频内存而未显示的。
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