Qualité des stimuli visuels

Que ce soit en IRMf, MEG, EEG, mais plus largement en psychophysique expérimentale, la qualité des stimuli visuels est souvent un paramètre important, voire crucial.

La qualité d’un stimulus visuel peut être déterminée selon plusieurs dimensions : résolution, contraste, colorimétrie, dynamique, … Au demeurant, il n’est pas rare que le protocole expérimental module un ou plusieurs de ces paramètres pour en évaluer l’influence quant à notre perception.

Cette petite page ne veut pas être exhaustive mais illustre notamment à quel point les outils de génération (logiciel, bibliothèque de programmation, …) et/ou de sauvegarde (format, paramètres de compression) doivent être adaptés à la question et au protocole.

 

Optez pour un outil précis pour générer les stimuli

Oubliez les outils tels que Powerpoint, LibreOffice Impress, Paint et autres outils « généraux » : la création de stimuli est une chose sérieuse. Des logiciels permettant réglages fins, précis et contrôlés existent notamment dans le domaine public : Gimp, Inkscape par exemple, incluant des modèles colorimétriques de haut niveau (RGBA). On peut aussi utiliser des bibliothèques de programmation dédiée : Python, Matlab, Octave…

 

Sauvez vos stimuli dans un format sans perte de qualité

Que ce soit pour une simple croix de fixation, une mire, des cibles de poursuite oculaire, … la qualité du format de sortie peut avoir des conséquences importantes sur le comportement visuel. Si vos stimuli ont été générés dans les règles de l’art et précisément contrôlés, il est indispensable que le format de sortie (fichier image) ne vienne pas altérer cette belle maîtrise. Oubliez donc les formats avec compression et perte de qualité (typiquement JPG) induisant des artefacts de troncature/compression qui peuvent être rédhibitoires. Préférez des formats sans compression : BMP (format assez classique mais limité en fonctionnalités) ou plus « professionnellement » PNG ou TIFF. Certes, ces derniers formats peuvent être plus volumineux à stocker que des fichiers JPG mais la qualité (des images mais surtout du protocole) est aussi à ce prix.

Note : Gardez à l’esprit que même si les fichiers JPG occupent une faible place sur vos supports physiques, l’image contenue (la matrice de pixels) occupera autant de place en mémoire vive, lors de son utilisation, que la même image stockée au format TIFF, BMP ou PNG.

 

Des périphériques d’affichage de plus en plus performants et … sensibles

Les chercheurs en psychophysique de la vision ont toujours cherché à travailler avec les meilleurs afficheurs possibles. Force est de constater que ces dernières années ont vu l’apparition de périphériques d’affichage aux performances de plus en plus élevées : écrans 4K, afficheurs à contraste « infini », vidéo-projecteurs à LED … La contrepartie à cette puissance est une sensibilité accrue à la moindre imperfection : un artefact qui était indécelable à l’œil nu sur un afficheur LCD il y a 10 ans pourra apparaître de façon spectaculaire (et inquiétante) sur un vidéoprojecteur à LED de dernière génération.

 

Vérifiez ce que vous obtenez puis … vérifiez ce que vous obtenez

C’est une règle immuable en expérimentation : toujours vérifier à deux (voire trois ou quatre) fois les résultats que l’on obtient. On pourra d’autant plus interpréter sereinement les résultats comportementaux.

A titre d’exemple, voici l’illustration sur une simple croix de fixation de l’apparition et de l’implication que l’artefact de compression JPG peut induire.

Commençons par l’image native, non compressée, en deux couleurs (noir et blanc) d’une croix de fixation

Une croix de fixation blanche sur fond noir. Classique

Un petit zoom sur le centre permettra d’apprécier la perfection du rendu :

Un petit zoom sur notre croix de fixation

Enregistrons maintenant notre croix au format JPG (passons sur tous les paramètres de compression). Notons dès lors que le nombre de couleurs utilisées passe à … 72 !!!

Notre croix de fixation au format JPG

Zoomons maintenant de façon équivalente

Zoom sur la croix et apparition d’une partie de l’artefact JPG

Augmentons maintenant le contraste (afin de simuler sur notre petit écran de bureau le contraste d’un très bon vidéo-projecteur)

Rehaussement du contraste : l’artefact JPG altère clairement l’image

Voilà donc sur un petit exemple une illustration du fait que sur une image a priori toute simple, un mauvais format d’enregistrement peut induire (parfois à des endroits incongrus) des artefacts néfastes et dangereux pour la robustesse du protocole expérimental.

 

Quelques logiciels utiles (et publics !)

Gimp

Inkscape

XnView

Python et PsychoPy

Par ailleurs, les trois premières solutions existent sur la plateforme PortableApps permettant d’utiliser, mettre à jour, organiser ces logiciels dans un environnement entièrement portable (indépendant du support d’installation)

De façon plus large, l’utilisation de logiciels libres, efficaces, puissants et reconnus dans le mode le recherche est une question de plus en plus fondamentale. A ce titre nous pouvons vous engager à lire la présentation exhaustive et détaillée de Coralie Vincent : Boîte à outils numériques libres, gratuits et multi-plateformes