고등 STEAM ①
생각대로 영상이
구현되는 미래
r 프 롤 로 그
� 모든 종류의 디스플레이 장치에 대해 조사해 보자.
1. CRT
기본 원리: 전자총에서 electron beam (전자빔)을 방출.
전자는 강한 +전극에 의해 tube를 따라 주사되고, deflection york가 전자를 상하, 좌우로 편향이 발생. 이를 통해 전자는 형광체를 따라 발광하여 정보를 표시함.
장단점: CRT의 장점이라고 간단한 구동방식, 저비용으로 제작 단점 무겁고 공간을 많이 차지함.
2. PDP
기본 원리: 초기 전위형성을 통해 가스 방전이 일어나면 서 UV빛을 따라 형광체가 반응. 가시광선을 통하여 우 리의 눈에 시각화된 정보를 표시함.
장단점: 크고, 가벼우면서 저비용으로 생산가능. 작은 면적 제작이 어렵고 높은 구동전압 필요.
3. LCD(Liquid Crystal Display)
기본 원리: Back Light라는 광원이 존재하고 광원의 빛 이 편광판과 액정, 컬러필터(CR)를 지나면서 화면으로 표현됨. 액정 디스플레이지만 액정이 빛을 내지는 않고 광원이 있어야만 디스플레이로 표현되는 비발광 디스 플레이.
장단점: 고화질, 경량, 소량화와 대형화 모두 가능. 시 야각이 작고 백라이트 유닛이 필요.
4. OLED( Organic Light Emitting Diode)
https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=q9HC5zYlQs
디스플레이와 산업
1. 디스플레이의 의미와 종류를 설명할 수 있다.
2. 미래 디스플레이 산업의 방향과 분야를 예측하고 그 이유를 설명할 수 있다.
01
기본 원리: 유기물에는 전자(electron)가 포함되어 있 고, 유기물의 결합형태에 따라 가상의 입자인 정공 (hole)이 존재하며 전자는 정공에 비해 높은 에너지를 갖고 있음, 전자와 정공은 외부로부터 전기신호를 통 해 전자와 정공이 만나게 되고 이 때 빛 에너지가 발 산되며 빛이 발생
장단점: 반응속도가 빠르고 플렉서블한 디스플레이 구현에 적합. 생산단가 높음
r 생각 열기
“내 꿈을 펼치자”
“요즘은 온통 미래 직업에 대한 이야기뿐이다. 많은 전문가나 신문기사의 이야기처럼 현 재의 직업 대다수가 멀지 않은 미래에 사라질 것이라는 우울한 전망을 내놓는다. 심지 어 요리사나 판사, 교사, 기자 같은 어느 정도 전문성이 필요한 일도 로봇이나 인공지능 그리고 인터넷정보통신으로 대체될 것이란 비관적인 관측이 많다. 특정한 전문성을 갖 지 못한 노동집약적 일은 말할 것도 없다.
이런 상황에도 불구하고 전자정보와 IT분야의 디스플레이 산업관련 모바일 애플리케이 션 개발자나 빅데이터 분석가나 등은 여전히, 아니 점점 더 필요한 직업군으로 떠오르 고 있다. 그런데 많은 사람들은 아직도 미래에 사라질 직업에 해당하는 분야의 구직을 위한 스펙·학벌·돈·명성만 추구하고 있다. 도저히 앞을 보지 않는다. 이제는 우리가 살아 갈 미래를 예측하고 내 꿈을 펼칠 세상을 준비해야 한다.”
♠ 디스플레이란 무엇일까요?
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주제: 디스플레이와 산업
◆ 4명이 테이블에 둘러 앉아 1대의 디스플레이에서 나오는 영상을 함께 마주보며
감상하려고 한다. 어떤 형태의 디스플레이가 필요할까? 자신만의 상상력으로 디스플레 이장치를 설계해 보자. 과학 원리가 설명되면 더욱 좋다.
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�
탐색하기
1. 데이터 정보를 지수 표현법으로 나타내 보자.
8Bit = 1Byte ,
1024Byte = ( ), 1024KB = ( ), 1024MB = ( ) 1024GB = ( ), 1024TB = ( ), 1024PB = ( ) 1024EB = ( ), 1024ZB = ( )
100MB는 몇 Byte 인가?
이다. 또한 Byte는 글씨 한 개를 표현하는 최소단위 이다.
2. 다음 디스플레이 장치가 실용화 된 순서를 대로 나열하시오
① LED ② OLED ③ CRT ④ PDP
3. S사의 신형핸드폰은 가로 2560개와 세로 1280개의 픽셀(pixel)로 이루어져 있다고 한 다. 만일 이 핸드폰이 5인치 크기라면 PPI(1인치당 픽셀의 수)를 구하시오. 또 자신이 갖 고 있는 핸드폰의 PPI를 구하시오.
r 생각 되돌아 보기
⊙ 기회를 잡는 자 ⊙
"당신이 꿈꿀 수 있다면 당신은 그것을 성취할 수도 있다. 기회는 준비하는 자에게 온다.“ 미국의 영화 제작자 윌트 디즈니의 말이다.
99%의 인간은 현재를 보면서 미래가 어떻게 될 것인가를 예측하고 1%의 인간은 미래를 내다보면서 지금 어떻게 행동할까를 결정한다.
물론 1%의 인간만이 성공하죠..
� 여러분은 오늘의 수업을 통해 미래의 세계가 어떻게 갈 것인가를 보았습니다.
이제 무엇을 해야 할까요?
� 미래를 바꿀 7가지 기술을 시청하고 미래를 위한 자신의 삶을 상상해 봅시다.
( https://www.youtube.com/watch?v=fcjgEAUpbTg )
r 프롤로그
“ K 팝 홀로그램”
친구 재덕이는 얼마전 강남역에서 소녀시대가 공연하는데 옆의 아저씨가 하시는 말씀 에 깜짝 놀랐다. 분명 소녀시대인데 실제 소녀시대가 아니고 홀로그램으로 하는 공연이 하는 것이었다. 그로부터 며칠 후 다음과 같은 기사에서 K팝 공연을 홀로그램으로 하였 다는 내용을 신문에서 읽고 홀로그램이 무엇일까에 대해 호기심이 생기고 궁금해지기 시작했다.
“글로벌 리더들에게 한국의 멋과 맛을 알린 탁월한 네트워크장을 마련했다.”
생활 속의 디스플레이
1. 생활 속의 디스플레이의 종류를 조사하고 발표할 수 있다.
2. 디스플레이를 통한 문화, 예술, 과학적 지식을 탐구하고 적용하여 창 의적으로 제작할 수 있다.
02
r 생각 열기
� 다음은 YTN Science 에서 홀로그램에 대해 소개하고 있는 영상이다. 이를 보고 우리의 미래에 홀로그램이 생활 속에서 디스플레이 된다면 어떻게 세상이 달라질지 를 예측하고 토론해 보자.
(https://www.youtube.com/watch?v=YFsJlLsc70c)
♠ 홀로그램이란 무엇일까?
♠ 홀로그램이 만들어내는 세상은 우리가 사는 세상과 어떻게 다를까?
� 홀로그래피란 무엇이고 어떻게 구현할까?
두 개의 레이저 광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 현상을 이용하여 3차원의 입체 정보를 기록하고 재생하는 기술이다. 그럼 다음과 같은 입체그림을 어떻게 만들어 낼까?
� 홀로그래피 원리
빛은 파동이며 같은 위상(마루와 마루 혹은 골과 골)이 만나면 보강간섭으로 밝은 무늬를 형성하고 반대위상(마루와 골)이 만나면 상쇄간섭에 의해 어두운 무늬를 만 들어 낸다.
�디스플레이 홀로그램 : Zebra imaging
r 생각 펼치기
주제: 플로팅 홀로그램
홀로그래피에 의해 생성된 3차원 사진이 투명 포일에 투영되어 마치 허공에 떠 있는 것과 같은 홀로그램. 플로팅 홀로그램은 1860년대 ‘페퍼의 유령’이라는 이름으로 시연된 유사 홀로 그램 원리를 활용한 것이다. 이는 무대 위에 설치된 빔프로젝터가 무대 바닥에 설치된 스크 린, 즉 반사판에 영상을 투사하면 반사된 영상이 무대 위에 45도 기울기로 설치된 투명 포일 에 투영되어 마치 허공에 떠 있는 것과 같은 홀로그램 영상이 무대 뒤편에 나타나게 된다.
투명막 소재와 조명 기술의 발달, 디지털 프로젝터의 성능 향상에 힘입어 영상의 품질도 급격하게 향상되어 실제 물체와 영상의 구분이 힘든 수준에까지 와 있다. 플로팅 홀로그램 의 가장 큰 장점은 투영된 영상과 무대 위에 있는 실제 사람들과 상호 작용할 수 있는 것이 다. 이러한 우수한 성능으로 공연, 광고 등에 활용된다.
�스마트폰을 이용한 플로팅 홀로그램 체험하기 플로팅 홀로그램 제작하기
탐구활동
◆ 다음을 따라 플로팅 홀로그램을 만들고 영상을 관찰한 후 그 활용방법을 생각해보자.
1. 다음 주어진 OHP 필름의 끝은 접어 연결하여 피라미드 모양을 만들자.
2. 다음 유튜브에 연결하여 그 위에 위 제작물을 올려놓고 옆에서 관찰해 보자 Hologram Technology - Holho Green Spark
https://www.youtube.com/watch?v=9ptFx_fj7kg
3. 내가 좋아하는 플로팅 홀로그램 영상을 만들어 보자.
r 생각 다지기
◆ 플로팅 홀로그램의 장점과 단점을 최대한 써 보자. 그리고 플로팅홀로그램을 통해서 지 난 시간에 냈던 자신의 아이디어를 보완해 보자.
플로팅 홀로그램의 장점 플로팅 홀로그램의 단점
지난 시간 자신의 아이디어 보완
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생활 속의 디스플레이
1. 우리나라의 디스플레이(Display) 산업
우리 기업들이 반도체산업에 이어 액정표시장치 (LCD)에서도 작년에 이어 금년에도 세계 선두 그 룹을 유지하고 있다. 지난 상반기 동안 삼성전자 는 TFT LCD 분야에서 1조 7000억원의 매출을 올렸으며 LG필립스도 1조 2800억원의 매출을 올 려 나란히 이 분야에서 세계 1, 2위를 차지하였 다. 평판 디스플레이는 2005년에 세계시장 규모 를 400억불 정도로 예상할 만큼 성장성이 큰 유 망 산업분야라 할 수 있다. 특히, 액정 디스플레 이 산업의 경우 자체기술과 우리가 세계에 자랑 하는 반도체 기술 및 컬러 브라운관의 기술이 복합된 분야로 다른 국가에 비하여 경쟁 우위에 있는 품목이라 할 수 있다. 액정 디스플레이의 시장추이가 현재 노트 북 PC에서 모니터와 TV 로 진행되고 있으므로 우리기업의 장점인 대량생산과 생산수율을 높여 제조원가를 절감시키는 노하우 (KNOW-HOW)를 계속적으로 잘 활용한 다면 앞으로도 우리기업은 세계시장에서의 우 위를 계속 유지할 수 있다고 생각된다.
2. 디스플레이의 발전방향
(1) 실감 영상 : virtual reality, HMD(머리에 쓰는 디스플레이), 3D (2) 고선명 고화질 : HDTV(High definition TV, 고선명 TV)
⑶ 편의성[ anywhere, anytime →ubiquitous ]: Mobile & Flexible Display
3. LCD, LED, OLED 차이점
■ LED(Light Emitting Diod, 발광다이오드) (1) N형 반도체 : 전자의 에너지 준위 높다.
(2) P형 반도체: 정공의 에너지 준위 낮다.
(3) 전자가 높은 에너지 준위→ 낮은 에너지 준위로 이동: 빛 방출
(4) 조명, 간판, 텔레비전 등의 영상 표현 장치로 사용
■ LCD(Liquid Crystal Display, 액정화면)
(1) 화소(pixel) : 대부분의 영상 기기가 가지고 있는 빨강, 초록, 파랑의 색 묶음
(2) 영상 장치에서는 한 점을 빛의 3원색을 내는 광원의 조합으로 표시하며, 광원의 밝기를 조절 하여 다양한 색깔을 구현한다.
⑶ 액정 : 고체와 액체의 중간 물질
-LCD(Liquid crystal display)는 두 장의 직교하는 평면판 사이에 액정을 채운 것.
-장점: 전력 소모가 적으며, 얇으면서 가볍다.
-활용: 텔레비전, 온도계, 계기판 등의 영상 표현 장치로 사용
■ OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기체 발광다이오드)
(1) OLED는 자발광 소자이다. 전압을 가하면 자체적으로 빛이 발생. 원리는 LED와 같다, (2) 장점: 유기물로 구성된 LED라 대형, 고해상도에서 굉장한 장점.
⑶ 제작법: 유기물(OLED)에 열을 가하여 기화시킨 후 유리(Glass)에 증착시킴.
⑷ 두께: 100~200nm. 머리카락의 두께를 100um 라고 할 때 머리카락의 1/1000 정도
함께 묻고 답하기 1. 디스플레이란?
우리 생활속의 디스플레이
2. 다음 두 화면은 무엇이 다른가?
3. 디스플레이의 변화
⑴ 과거
⑵ 현재
⑶ 미래
4. 디스플레이의 용어이해
⑴ LCD
⑵ LED
⑶ OLED
5. 여러분은 오늘의 수업을 통해 미래의 세계가 어떻게 갈 것인가를 보았습니다. 이제 무엇 을 해야 할까요?
직업선택의 길 직업선택의 길
우리는 미래가 어떻게 변화될 것인가를 현재까지의 99%의 인간은 현재를 보면서 미래가 어떻게 될 것인가를 예측하고 1%의 인간은 미래를 내다보면서 지금 어떻게 행동할까를 결정합니다. 물론 1%의 인간만이 성공하죠
의견적기
r 생각 되돌아 보기
● 홀로그램 [Hologram]
홀로그램이란 '완전함' 혹은 '전체' 라는 뜻의 'holo'와 '메시지', '정보'라는 뜻의 'gram'이 합쳐진 말로 두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 효과를 이용, 사진용 필름과 유사한 표면에 3차원 이미지를 기록한다. 1948년 영국의 물리학자 데니스(Dennis, Gabor)가 이 원리를 발견하여 노벨상의 영예를 안았다. 1960년대 레이저의 개발로 본격적인 홀로그램 의 응용 기술이 발전되었다. 산업적 이용은 1983년 마스터카드에서 위조 방지를 위해 도입하 며 본격 시작되었고, 소프트웨어의 복제방지를 비롯해 지폐 또는 서류의 위조방지 등을 위해 널리 사용.
● 홀로그래피 [Holography]
두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 현상을 이용하여 입체 정보를 기록하고 재생하는 기술.
화상을 사진에 기록한 것을 홀로그램이라고 하는데, 이것은 알아볼 수 없는 줄무늬와 나선 모 양으로 나타나지만, 레이저 빔 등에 의한 간섭광(coherent light)으로 조명하면 빛을 구성해 원래의 물체를 3차원으로 묘사해낸다. 일반적인 사진의 상은 물체에서 반사되는 빛의 세기에 대한 변화량을 기록한 것인데, 반사광이 적은 부분은 어둡고 많은 부분은 밝게 표시된다.
그러나 홀로그래피는 빛의 세기는 물론 위상(phase)까지, 즉 반사광을 구성하는 파면이 서로 일치하는 정도인 간섭의 정도까지 기록한다(→ 간섭성). 보통 빛은 광선 내 다수파들의 위상 관계가 전혀 일정하지 않아 비간섭성(incoherent) 빛이다.
홀로그래피의 파원(波源)으로서는 일반적으로 레이저 광이 많이 사용되고 있다. 그것은 레이 저가 현재로서는 인류가 만들어 낼 수 있는 유일하게 코히런트(coherent)한 광원이기 때문이 다. 파동의 공간적 퍼짐이 균일하고 위상이 규칙성을 가지고 있는 상태를 코히런트 (coherent)라고 한다.
코히런트한 빛이란, 빛의 파장(주파수)과 위상이 매우 정돈된 파를 말한다. 조용한 수면에 돌 을 하나 던졌을 때, 수면에 번져 가는 물결과 같은 것이다. 이에 비하여 태양이나 형광등, 백 열등 등의 빛은 불규칙하고 코히런트하지 않다. 수면에 많은 돌을 어지럽게 던졌을 때의 물결
1. 숨은 그림, 2.우리나라지도, 4괘등이 보이는 띠 홀로그램, 3. 입체형 부분노출은선, 4.색변환 잉크
r 프롤로그
“ 위조가 불가능한 안전한 지폐는 없을까? ”
“ 지난 8월, 집을 나온 19세 박모군은 친구 2명과 함께 저가 복합기로 5만원권 150장 (750만원)을 스캔, 복사했다. 위조하기 어렵다는 홀로그램은 은색 매니큐어를 칠해 눈을 속였다. 이들은 가게에서 위조지폐로 물건을 사고, 잔돈을 되돌려 받는 방식으로 200여 만원을 챙겼다. 한국은행에 따르면, 2013년 발견된 5만원권 위조지폐는 84장에 불과했 다. 그러나 지난해 발견된 5만원권 위조지폐는 1409장, 올해 상반기까지는 2034장으로 크게 늘었다.”
r 생각 열기
� 다음 두 지폐의 디자인과 제작방법을 알아보고 어떤 지폐가 더 안전한 지폐인지 토론해 보자.
� 다음 동영상을 보며 지폐위조의 위험성에 대해 생각을 나누어 보자.
https://www.youtube.com/watch?v=vZIjX-7SczA
3D 디스플레이의 구현
•지폐의 위조방지기술와 예술성을 이해할 수 있다.
•지폐에 담긴 문화, 예술, 과학적 지식을 탐구하고 적용하여 창의적으로 제작할 수 있다.
03
정선(1676~1759 / 한국) 계상정거도 (수묵/ 25.3
* 39.8cm /1746년 /조선시대)
신 사 임 당 ( 1 5 0 0 4 ~ 1 5 5 1 / 한 국 ) 초 충 도 ( 채 색 / 각 48.6*35.9cm/16세기/조선시대)
68*136cm/2007년 1월 22일 발행
68*142cm/2006년 1월 2일 발행
(좌)어몽룡(1566~?/한국) 월매도(수묵/119.2*53cm/16~17세기/조선시대) 68*136cm/2009년 6월 23일 발행
탐색하고 활용하기
� 우리나라 지폐 속에 담긴 과학과 예술을 이야기해 보자.
r 생각 펼치기 주제: 지폐 만들기
�
탐색하기
자신이 가진 지폐 속에 숨어있는 홀로그램을 찾아 그 속에 나타나는 이미지를 그려보자.
화폐의 종류 숨어있는 홀로그램
◆ 새로운 화폐 디자인하기- 다음 사항을 고려하면서 나만의 화폐를 디자인 보자.
1. 위조방지용
2. 과학적 원리
3. 넣고 싶은 디자인
4. 금액
개별활동
“ 화폐의 가치는 그려진 위인들의 얼굴값으로 결정되는 것일까요?”
TIP.- 화폐디자인은 그들의 강렬한 인상과 규칙에 따른
색채(1천원권과
1만원권은 차가운 청록색 계열이 사용되며
5천원권과 5만원권은 따뜻한 적황색 계열로 사용됨), 기억될만한 소재들로 화폐의 디자인이 결정된다.
� 여러분이 화폐에 등장하면 어떤 모습으로 등장하게 될까요?
앞
자신의 얼굴이 들어간 만원짜리 지페를 만들어보기
뒤
▲ RGB의 합성
r 생각 다지기
핵심 학습 내용
1. 3차원 디스플레이(Display)
■ 홀로그램(hologram)
홀로그램이란 '완전함' 혹은 '전체' 라는 뜻의 'holo'와 '메시지', '정보'라는 뜻의 'gram'이 합 쳐진 말로 두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 효과를 이용, 사진용 필름과 유 사한 표면에 3차원 이미지를 기록. 소프트웨어의 복제방지를 비롯해 지폐 또는 서류의 위조방 지 등을 위해 널리 사용.
■ 홀로그래피(holography)
두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 현상을 이용하여 입체 정보를 기록하고 재 생하는 기술. 빛의 세기는 물론 위상(phase)까지, 즉 반사광을 구성하는 파면이 서로 일치하는 정도인 간섭의 정도까지 기록. 의료 분야에서 머릿속에서 입체상을 만들어 진단, 공업 분야는 정밀 계측 및 설계, 중요한 문화재와 자연을 기록하고 보존, 예술의 옵아트에 활용
2. 인체(눈)에서 색상 인식
(1) 빛의 3원색 : 빨강 + 초록 + 파랑 � 흰색
빨강, 초록, 파랑의 빛의 세기를 조절하여 수많은 색을 합성할 수 있다.
(2) 눈의 시각 세포 : 망막에 시각 세포가 분포한다.
① 막대 세포 : 명암을 인식한다.
로돕신: 막대세포에 함유되어 빛을 감지하는 시색소
② 원뿔 세포 : 세 종류의 원뿔 세포가 각각 빨강, 초록, 파랑 색깔을 민감하게 인식한다.
⑶ 빛의 합성과 우리 눈의 인식: 두 가지 노란색(단일 파장 580nm의 노란색, 빨간색과 초록색의 합성인 노란색)을 우리 눈은 구별하지 못한다.
3. 영상 장치에서 색의 구현
■ LCD(Liquid Crystal Display, 액정화면)
(1) 화소(pixel) : 대부분의 영상 기기가 가지고 있는 빨강, 초록, 파랑의 색 묶음
(2) 영상 장치에서는 한 점을 빛의 3원색을 내는 광원의 조합으로 표시하며, 광원의 밝기를 조절 하여 다양한 색깔을 구현한다.
⑶ 액정 : 고체와 액체의 중간 물질
-LCD(Liquid crystal display)는 두 장의 직교하는 평면판 사이에 액정을 채운 것.
-장점: 전력 소모가 적으며, 얇으면서 가볍다.
-활용: 텔레비전, 온도계, 계기판 등의 영상 표현 장치로 사용
■ 컴퓨터 모니터
기본적으로 RGB 색만 낸다. 합성할 때 각각의 색의 밝기를 다르게 하여 여러 색을 구현
4. RGB외 옵아트
■ 옵아트( Opt display ) : 기하학적 형태와 미묘한 색채관계, 원근법 등을 이용하여 사람의 눈에 착시를 일으켜 환상을 보이게 하는 과학적 예술
5. 유비쿼터스 디스플레이
▶ 디스플레이(Display) : 다양한 정보를 인간이 볼 수 있도록 화면으로 구현해 주는 영상표시 장치를 통칭
▶ 유비쿼터스(Ubiquitous) : 모든 사물을 네트워크로 연결하여 시간과 장소에 관계없이 다양하게 이용할 수 있게 하는 기술. 사물에 컴퓨터 칩을 내장하여 상호 의사소통함으로써 생활환경을 최적화하는 인간 중심의 컴퓨팅 환경을 의미
r 생각 되돌아보기
함께 묻고 답하기
2. 홀로그램과 홀로그래피를 구분해서 기술해 보자 홀로그램-
홀로그래피-
보강간섭과 상쇄간섭
2. 빛의 삼원색을 쓰라.
3. 다음은 RGB 3가지 색으로 만든 색이다. 세 가지 색 중에서 어떤 색과 어떤 색을 합성한 것인가?
⑴ 노랑(Yellow)
⑵ 자홍(Magenta)
⑶ 청록(Cyan)
⑷ 흰색
4. 모니터에서 수만 가지의 다른 색을 나타낼 수 있다. 이러한 색은 어떻게 만들 수 있을까?
5. 우리 눈에 있는 신경 세포와 관련 있는 사항을 서로 연결하여라.
⑴ 막대세포 � � 빛의 색 감지 � � 어두운 곳에서 잘 감지한다.
⑵ 원뿔세포 � � 명암 감지 � � 어두운 곳에서 색 구별이 어렵다.
6. 다음은 색 감지 원리에 대한 과정을 나타낸 것이다. 빈칸을 채워라.
밝아지면 시신경에서 ( )을 차단하여 ( )세포 대신 ( ) 세포를 작동하여 색을 감지한다.
7. 다음은 원뿔 세포의 종류를 나타낸 것이다. 빈칸을 채워라.
원뿔 세포 종류 감지하는 빛의 색
R 원뿔 세포 ( )색 빛
( ) 원뿔 세포 초록색 빛
B 원뿔 세포 ( )색 빛
8. LCD란 무엇인가?
9. 화소(pixel)란?
10. 다음 제시된 이야기처럼 만약 세포를 마이크로 수준으로 제어할 수 있다면 우리 미래는 어떻게 달라질까요?
세포 마이크로 제어 세포 마이크로 제어
실제 생체 내에서의 세포의 거동은 생체 외부에서의 세포 배양시 거동과는 매우 다른데 이는 생체 내의 세포는 각 세포가 처한 마이크로 환경 (cellular microenvironment)의 영 향을 크게 받기 때문이다. 생체재료의 3차원 구조 및 표면 기능기를 잘 Display하고 제어 하면 생체 내에서의 마이크로 환경과 보다 가까운 세포 환경을 구현할 수 있다.
의견적기
r 프롤로그
20세기 중엽에 국제성을 띠었던 기하학적인 비구상 계열의 미술로 시각적인 착각을 다루었다. 형태와 색채의 체계적이고 정밀한 조작을 통해 얻어지는 옵아트의 효과는 원근법상의 착시나 색채의 장력(張 力)을 이용한 것이다. 옵아트의 주요매체인 회화에서는 표면장력을
극대화하여 사람의 눈에는 그것이 실제로 진동을 일으켜 동요하는 것처럼 느껴지게 한다. 전적으로 추상적인 형태간의 관계에 관심을 집중한 점에서 오르피슴·구성주의·절대주의·미래주의 같은 20세기 미 술운동과 관련을 갖는다. 특히 미래주의는 회화적 운동성과 역동성을 강조하는 점에서 옵아트와 관계가 깊다. 옵아트 화가들은 앞서 기하 학적 양식을 추구했던 미술가들과 달리 관람자들에게 시각적인 착각 과 애매성, 모순을 일으키기 위해 의도적으로 화면을 조작했다. 옵아 트의 세계로 여행을 해 봅시다.
옵아트와 디스플레이
• 옵아트의 개념을 이해하고 제작할 수 있다.
• 원근법상의 착시나 색채의 장력을 통하여 순수한 시각상의 효과를 이해할 수 있다.
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r 생각 열기
옵아트가 1950년대 말 1960년대에 등장했을 때 주요인물은 빅토르 바 사렐리, 브리지트 라일리, 리처드 아누스키비츠, 래리 푼스, 제프리 스 틸 등이었다. 이들은 1965년에 뉴욕 현대미술관에서 '감응하는 눈'(The Responsive Eye)이라는 전시회를 개최하여 처음으로 국제적인 관심을 끌었다. 이들은 평행선이나 바둑판무늬, 동심원 같은 단순하고 반복적 인 형태의 착각적 조작을 통해 복잡하고 역설적인 광학적 공간을 만들 어 내거나 명도가 동일한 보색(반대색)을 병렬시켜 색채의 긴장상태를 유발시킨다. 그 결과 움직이는 듯한 환영을 불러일으키고 관람자가 화 면의 한 부분을 오래 바라볼 수 없게 방해함으로써 화면은 그 자체로 서만 받아들이게 한다. 한 작가의 말에 의하면 "옵아트는 대상물이라기 보다는 지각반응의 발생 원인으로 존재한다." 프랑스의 시각예술실험 그룹과 칠레의 미술가 헤수스 라파엘 소토 등이 옵아트에 동조했다. 이 들은 빛과 모터와 조각의 재료를 사용하여 대규모의 옵아트 조각을 제 작함으로써 모든 옵아트의 근본인 착시적 움직임의 효과를 공간 속에 서 창조해냈다. 아래 주어진 참고 그림을 살펴보고 모둠활동을 해 봅시 다.
옵아트는 미래의 상품을 이끄는 트랜드로 발전할 수 있을까?
그리기 기법을 이용한 옵아트 작품(학생)
색상지를 이용한 옵아트 작품 제작방법
옵아트 작품을 응용한 패션 의상 및 생활용품
r 생각 펼치기
옵아트를 이용한 자서전 표지 제작하기
준비물
학습지, 포스터물감 또는 마카, 연필, 지우개, 자, 도화지
무엇이 보이나요?
1. https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ektXfi1RccM 옵아트 영상을 보고 옵아트를 통한 착시를 경험하고 아래의 그림을 설명해보자.
어떤 움직임이 느껴지나요?
2. 양안시차에 의한 착시를 경험해보자.
- 손가락을 세워서 양눈사이에 두고 두눈을 감았다 뜨면서 보이는 화면의 차이를 이야기해보자
r 생각 다지기
표현해보기
* 옵아트기법을 사용하여 자신의 자서전 표지를 제작해보자.
r 생각 되돌아보기
감상하고 진로탐색
◆ 친구들의 작품을 감상하면서 자신의 작품을 설명해보자.
r 프롤로그
� 사물인터넷(Internet of Things, IoT)에는‘사람· 사물· 공간· 데이터 등 모든 것이 인터 넷으로 서로 연결되어 정보가 생성· 수집· 공유· 활용되는 초연결 인터넷’, ‘기 존재하는 혹은 향후 등장할 상호 운용 가능한 정보 기술 및 통신 기술을 활용하여 다양한 물 리 및 가상 사물 간의 상호 연결을 통해서, 진보된 서비스를 제공할 수 있게 하는 글로벌 스케일의 인프라’, ‘미래 인터넷의 통합된 부분으로서 표준과 상호 호환 통 신 프로토콜로 자가 설정 기능을 갖춘 동적 글로벌 네트워크 인프라’ 등이 있다.
디스플레이와 그의 응용
•사물인터넷이 연결된 인텔리전트 하우스를 설계할 수 있다.
•스크린 골프에 적용된 과학원리들을 설명할 수 있다.
•스크린 골프와 비슷한, 과학원리가 적용된 사업성이 있을 만한 디스플레이 아이템을 기획할 수 있다.
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하얀 스크린, 골프시뮬레이터 프로그램을 실행시키기 위한 컴퓨터, 자동으로 경사를 구현하 는 스윙플레이트, 자동으로 공을 공급해주는 오토티업기, 스윙시 플레이어가 친 스윙모습을 반복하여 보여줄 수 있는 모션카메라 등으로 구성되어 있다.
r 생각 열기
다양한 디지털기술이 융합되어 나타나는 스크린골프는 디지털콘텐츠 산업의 핵심 분야로 두 각을 나타내며 급속한 성장세를 보여준다. 2014년 2월 기준 국내 스크린골프 시장은 약 1 조원 규모로 알려져 있다. 최근에는 ‘3D입체기술’이 스크린골프에 적용되어 상업화가 이루어 지면서 디지털융합콘텐츠산업으로서 스크린골프의 산업적 영향력은 급속하게 커질 것으로 예측된다. 스크린골프가 가지고 있는 최대의 장점은 닌텐도 게임기처럼 리모콘을 사용하지 않고 실제 골프 클럽을 사용함으로써 실제로 골프를 한다고 느끼게 한다는 것이다. 그리고 스크린골프는 이용자가 실감할 수 있는 디지털 체험을 제공하고 있다. 또한, 디지털 체험의 연출은 단순히 시뮬레이션 기술만으로는 구현이 불가능한 것이며, 예술ㆍ인문ㆍ운영방식 등 의 요소가 총체적으로 조화를 이루어야 가능한 것이다. 다시 말하면, 스크린골프에서 참여 동기는 과학 기반의 기술과 운영방식ㆍ성과측정, 그리고 인문 기반의 미적요소와 스토리텔 링이 총체적으로 구성된 디지털 체험을 통해 증대된다.
� 다음은 코닝사에서 만든 미래의 기술 디스플레이에 대한 전망의 동영상이다. 이를 보고 우리의 미래에 펼쳐질 세상을 예측하고 토론해보자.
(https://www.youtube.com/watch?v=Lk9-DvuMzKA)
r생각 펼치기
◆ 스크린 골프 속에 숨겨 있는 과학 원리를 모둠활동을 통해 나열해보자. 그리고 골프공 을 골프채로 치면 공은 하늘로 날라 간다. 하늘로 나른 공이 땅 위에 떨어진 후에 데굴데굴 공이 구르는데 그런 현상은 어떻게 시뮬레이트할까? 여러분의 생각을 글로 표현해 보자.
[레이저 거리 측정기]
스크린 골프 사업의 초기에는 어떤 사업 전략을 수립하였고 추진했을까를 조사해보자.
◆ IoT 디스플레이가 구현되는 나의 미래 집 설계를 모둠활동을 통해 브레인 스토밍하여 작성해보자.
r 생각 다지기
1. 스크린 골프의 개념을 시장에 적용하여 성공한 한국 기업은 골프존이다.
특수한 한국의 상황에 접목하여 IT기반의 골프 기능 진단/처방 ‘골프존 스마트케 어’를 정립하여 국내에 수많은 점포를 설립하여 골프 동호인들이 필드에 나가지 않더라도 운동을 즐길 수 있는 오락 산업을 일으켰다. 최근에는 ‘세상에 없던 테 마파크를 만들자‘라는 기치 아래에서 혁신하는 기업으로 성장하려 하였다. 그러나 최근에는 여러 분야로 발전하려는 기업의 의지와는 다르게 국내 경기의 후퇴로 인하여 현금 수입의 감소로 적자 경영에 직면하고 있다.
스포츠와 IT기술이 접목된 신생 벤처 기업이 격변하는 경제 환경에서 살아남으려 면 극복해야할 처방이 무엇인가 모둠활동을 통해 논의해보자.
2. 주택 설계 시에 고려하여할 중요한 사항은 가족 구성원의 직업, 주택에 대한 꿈과 희망, 취향, 예산, 주택의 규모와 용도, 주택과 환경과의 상호작 용, 평면도, 안방, 거실, 주방, 화장실, 다용도실 등의 배치 같은 것이 있다.
고려된 사물인터넷 기술을 겸비하여 내가 살고 싶은 주택의 설계도를 그 려 보자.
r 생각 되돌아 보기
1. 스크린 골프 사업의 지속적 성장을 위해서는 어떤 방법으로 혁신과 발전을 꾀하 여야 할까? 여러분의 생각을 글이나 그림으로 표현해보자.
2. 만일 내가 경복궁의 리모델링 기획 책임자로 임명되었다면, 어떤 IoT기술을 접목 하여 설계를 할 것인지 개념도를 글과 그림으로 표현해 보자. 그 이유도 열거해 보자.
r 프롤로그
“ 가상일까 현실일까? ”
� 리프트(RIFT)라는 가상현실용 헤드 마운트 디스플레이(HMD)를 쓰고 게임하는 장면이다.
단순히 눈앞 풍경만 현실감 있게 보여주는 게 아니라 발 아래 트레드밀을 더해 게임 안 에서의 걷기나 뛰기 같은 액션까지 실감나게 체험할 수 있다.
즐거운 가상현실의 세계
•.우리의 의식주 생활 속의 3D 디스플레이 적용사례를 살펴보고 개념을 이해할 수 있다.
• 미래의 가상현실을 이용한 디스플레이 세계를 상상하여 작품을 제작할 수 있다.
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♠ 촉감까지 전달하는 가상현실 기술이 있다면 어디에 사용할 수 있을까?
♠ 가상현실 디스플레이가 우리생활에 깊숙이 적용된다면 장점과 단점은 무엇이라고 생각하나요?
♠ 예술과 결합된 미래의 3D 디스플레이는 어떻게 발전 할까?
r 생각 열기
� 의식주와 결합된 3D디스플레이는 어떤 것들이 있을까?
가상현실은 실제의 이미지나 배경에 3차원 가상 이미지를 겹쳐 하나의 영상을 보여주는 기술이다.
이는 군사적 목적의 기술로 사용됐으나 이미 우리의 의식주 전반에 3D디스플레이 기술이 우리생활 속에 깊숙이 들어와 있다. 온도를 조절해주는 의복, 음료의 상태를 알려주는 물 통, 사람이나 사물을 보면 관련 정보가 안경에 뜨는 안경 등, 언젠가는 멀리 떨어져 있는 가족들과 방에 앉아 대화를 나누듯 영상통화가 가능하고, 거실에서 가상의 여행 가이드를 따라 뉴욕을 산책할 수 있는 가상 세계가 펼쳐질 것입니다.
관련 동영상보기 -
https://www.youtube.com/watch?v=9c6W4CCU9M4&feature=player_embedded
학교교육에 적용된 3D 디스플레이 영상기술
의학에 적용된 유비쿼터스 디스 플레이
생활용품속의 디스플레이
이런 영상을 볼 수 있다.
r 생각 펼치기
가상현실 헤드셋 만들기
�골판지를 이용한 가상현실 헤드셋을 만들 수 있다. 정해진 도면에 따라 골판지를 제단, 조 립한 뒤 본인 소유 스마트폰을 전면에 배치한 뒤 가상현실 구동 앱을 실행시키면 볼록렌즈 를 통해 디스플레이화 된 스마트폰을 볼 수 있다. 사용자는 비록 간단한 형태이긴 하지만 마치 살아있는 것 같은 3D이미지와 영상을 포함, 기초 수준의 증강현실을 체험해 볼 수 있 다.
제작방법: 가로 56㎝, 세로 23㎝, 두께 1.5㎜의 평범한 신발보관상자 크기의 종이 골판지와 직경 19㎜, 두께 3㎜ 네오디뮴 자석, 그리고 가장 중요하고 까다로운 40㎜ 볼록렌즈가 있고 부가적으로 미끄럼을 방지하는 고무 밴드, 접식 부직 여밈 장치 등이 있다. 원리 역시 어렵 지 않다.
가상현실 헤드셋 전개도
완성품
“ 1. 멀리 떨어져 있는 가족들과 방에 앉아 대화를 나누듯 영상통화를 하고, 거실에 서 가상의 여행 가이드를 따라 뉴욕을 산책하는 모습을 상상해볼까?
2. 물리적으로 멀리 떨어져있는 가족, 친구, 동료 등을 내 눈 앞으로 직접 불러와 보다 실감나고 현장감 넘치는 놀이, 교육, 회의 등이 가능하지 않을까?”
r 생각 다지기
� 위의 글에서 느껴지는 미래의 생활모습을 상상하여 표현하시오.
준비물: 도화지, 수채화용구등의 색칠도구, 연필, 지우개
활동과정: ① 자신이 생각하는 미래생활 속에 적용될 것 같은 3D디스플레이 영상의 세계를 상상해보고 도화지에 스케치 한다.
② 수채화 또는 색연필로 채색하여 더욱 실감나게 표현한다.
③ 완성된 그림을 감상하며, 그림의 내용에 대해 이야기한다.
즐거운 가상현실 표현하기
계획하고 표현하기
r 생각 되돌아보기
• 가상현실의 원리를 이해하고 기발한 상상력이 적용된 가상현실 적용사례를 모듬 별로 발표하자.
• 3D 디스플레이 기술이 융합된 미래의 생활모습이 담긴 자신의 작품을 디자인 해 보고 간단히 스케치해보자.
