생각대로 영상이 구현되는 미래

(1)

Ⅰ. STEAM 수업으로의 초대

1 주제 개요

영화 아이언맨을 보면 3차원 디스플레이 로 봇이 만들어지고 주인공이 그 안에다 정보를 전달해 주면 디스플레이와 똑같은 로봇이 그 정보를 인식하고 활동가능 로봇으로 변신합니 다. 이러한 3차원 디스플레이는 우리 생활 깊 은 곳으로 들어와 우리 미래를 함께할 것입니 다.

생각하는 대로 펼쳐지는 미래의 세계 바로 여러분이 살아갈 세상입니다.

우리에게 다가오고 있는 꿈의 현실을 미리 여행하며 준비해 봅시다.

고등학교 1,2학년 STEAM수업으로 여러분을 초대합니다.

고등 STEAM ①

생각대로 영상이

구현되는 미래

(2)

2 수업의 목표

내용 목표

3D 디스플레이의 홀로그래피 원리를 이해하 고, 실생활에 이용할 수 있다.

증강현실 이해와 경험을 통해 다가올 미래의 산업을 예측하고 이에 대한 준비를 한다.

과정 목표

초, 중학교 융합교육과정을 통해 체험한 디 스플레이 원리를 빛과 파동 학습과 연계해서 이해하고 미래 산업과 연계하여 상상력과 창 의력을 신장시킨다.

생활속의 디스플레이를 예술과 융합하여 미

래상상 심미적 체험과 진로탐색을 한다.

(3)

Ⅱ . 수업을 위한 준비

1 교육과정 재구성 (고등학교 1,2학년)

교과 학기 단원 차시 교과 내용 재구성 내용

경제 2

Ⅳ. 1. 국민경제의 이해

Ⅴ. 1. 세계사장과 한국경제

6 세계 속의 변화하는 한국 무역원리와 무역정책

▶문화와 디스플레이 산업의 육성과 수출 진흥 방향을 서 로 발표하고 토의한다.

물리1 1,2 Ⅱ.물질과 전자기장

Ⅲ. 정보와 통신 3

반도체, 신소재-액정 색채인식 간섭과 회절

▶LED, LCD의 이해와 3차원 홀로그래피 기술을 통한 영상 장치 구현 및 미래사회의 발 전방향을 예측하고 대비한다.

국어 2 2. 자료를 활용한

발표 5,6 자료를 활용하여 상황에

맞게 발표하기

▶제작한 홀로그램과 지폐디 자인을 활용하여 나만의 작품 전시회를 꾸미고 발표할 수 있다.

미술 1,2

학년 4. 시각예술 1,2 옵아트, 디자인

▶우리 일상생활속의 의상과 공간디자인에 시각예술을 가 미하여 디자인하고 표현할 수 있다.

물리I의 ‘Ⅱ. 물질과 전자기장의 반도체, 신소재’ 부분과 ‘Ⅲ. 정보와 통신의 색채인식과 영상장치 그리고 간섭 및 회절’ 관련학습을 중심으로 경제교과, 수 학, 국어, 미술 교과등과 접목하여 수업에 적용할 수 있다. 우리 주변에서 디스

(4)

2 프로그램 STEAM 단계요소 분석

프롤로그

각 차시별로 과학적 설명을 제시한다. 학생들이 처음 접하거나 잘 모르는 경우를 고려하여 읽을 거리를 제공한다. 학생들이 이 부분만 잘 읽고 이해해도 충분히 수업에 참여할 수 있다.

생각 열기 학생들이 경험해 보았을 만한 상황을 제시함으로써 흥미를 유발 한다. 탐구활동, 만들기 등이 여기에 속한다.

생각 펼치기

학생들이 아이디어를 내는 과정이다. 학생들의 발산적 사고를 요 구한다. 좀 더 열린 사고를 위해 덜 과학적이어도, 덜 구체적이어 도 된다.

생각 다지기

학생들이 만든 아이디어를 발표하는 과정이다. 발표하는 것도 중 요하지만 다른 학생들의 아이디어를 듣는 것도 매우 중요하다. 다 른 학생들의 아이디어가 내 아이디어를 풍요롭게 수정해 줄 자원 이 된다.

생각 되돌아보기

발표 후 자신의 아이디어에 다른 친구들의 아이디어와 새롭게 생

각한 아이디어를 덧붙여 자신의 아이디어를 더욱 수정하여 완성

도를 높이는 과정이다.

(5)

3 프로그램 수업 방법 및 구성

가. STEAM 과목 요소

-빛의 반사와 간섭 그리고 영상장치에서 의 색상 구현을 이해 하고 그 원리에 대해 설명할 수 있다.

S

-증강현실의 원리를 이해하고 이를 체험 할 수 있다.

T

-홀로그램의 원리를 이해하고 이를 직접 설계하여 제작하고 활용할 수 있다.

E

-지폐 속의 과학적 예술적 디자인을 학 습하고 나만의 지폐 를 제작할 수 있다.

- 미래생활 속에 융 합된 3D디스플레이기 술을 상상해서 그림 으로 표현할 수 있다.

A

-^{각종 디스플레이} 장치의 화면 크기 와 해상도를 고려 한 픽셀수 및 데이 터량을 학생들이 직접 계산하여 실 현 가능한 시기를 수학적으로 예측해 본다.

M

나. 수업의 개요

차시 차시주제 STEAM 과목요소 STEAM 중점역량

1차시

디스플레이 의 이해

▶디스플레이와 산업 ▶S, T, E, A, M ▶정보처리능력, 의사 소통능력

2차시 ▶생활 속의 디스플레

이 ▶S, T, E, A, M ▶창의력, 문제해결능 력, 자기관리능력

3차시 ▶3D 디스플레이의 구

현 ▶S, T, E, A, M

▶정보처리능력, 의사 소통능력, 협력, 진로 및 직업

4차시

디스플레이 의 세계

▶미래 주택과 디스플

레이 ▶S, T, E, A ▶창의력, 개인정서능 력, 시민의식

5차시 ▶스크린 골프 속 디스

플레이 ▶S, T, E, A

▶창의력, 정보처리능 력, 의사소통능력, 협 력, 시민의식

6차시 ^▶즐거운_세계 ^{가상현실의} ▶S, T, E, A

▶개인정서능력, 자기 관리능력, 진로 및 직업

steam중점역량: 창의력, 문제해결능력, 개인정서능력, 자기관리능력, 정보처리능력, 의사소통능력, 협력, 시민의식, 진로 및 직업

(역량중심 융합인재교육(STEAM)분석틀의 개발과 적용, 최혜유, 서울대학교 대학원 석사학위논문, 2013)

(6)

다. 수업 세부 단계별 STEAM 단계요소

차시 활동 안내 STEAM단계요소

1 디스플레이와 산업

프롤로그 디스플레이 변천사와 OLED원리 알아보기 생각 열기 특정한 디스플레이가 필요한 상황 제시 생각 펼치기 새로운 형태의 디스플레이 상상하기 생각 다지기 자신이 고안한 디스플레이 발표하기 생각 되돌아보기 자신의 디스플레이 발전시켜 정리하기

2 생활 속의 디스플레이

프롤로그 홀로그램 알아보기

생각 열기 플로팅 홀로그램 만들기

생각 펼치기 플로팅 홀로그램 평가하기

생각 다지기 플로팅 홀로그램 평가결과 발표하기 생각 되돌아보기 자신의 디스플레이 발전시키기

3

3D 디스플레이의

구현

프롤로그 위조방지기술의 개념 알아보기

생각 열기 지폐 속 위조방기기술 찾아보기

생각 펼치기 나만의 화폐 디자인하기

생각 다지기 나의 화폐 발표하기

생각 되돌아보기 자신의 화폐 보완하기

4 옵아트와 디스플레이

프롤로그 옵아트 알아보기

생각 열기 옵아트의 상황 제시

생각 펼치기 옵아트를 체험하기

생각 다지기 자신의 작품 만들기

생각 되돌아보기 자신의 작품 설명하기

5 디스플레이와 그의 응용

프롤로그 스크린 골프 시스템에 대해 알아보기

생각 열기 스크린 00이라는 신종 체육사업을 제안 상황 제시 생각 펼치기 스크린 골프 속 과학원리 찾아내고 신종 사업 개발 생각 다지기 자신의 신종 사업 발표하기

생각 되돌아보기 자신의 사업 보완하기

6

즐거운 가상현실의

세계

프롤로그 가상현실과 증강현실에 대해 알아보기

생각 열기 가상현실 헤드셋 만들어 체험하기

생각 펼치기 가상현실 컨텐츠 디자인하기

생각 다지기 자신의 컨텐츠를 사업성을 고려해서 발표하기 생각 되돌아보기 자신의 컨텐츠를 보완하기

(7)

Ⅲ . 수업의 실제

1 차시별 지도안 9

과목 물리, 기술·가정 수업차시 1/6

단원 ^{디스플레이와 산업}

교육과정 2009개정교육과정 물리과 교육과정 – LED, 신소재 액정 2009개정교육과정 기술·가정과 교육과정 –미래 기술과 사회

학습목표 1. 주어진 상황에 맞는 디스플레이를 설계하여 발표할 수 있다.

학습과정 교수 학습 활동 준비물 및

유의점 프롤로그

(5분)

 TV에 사용된 대표적인 디스플레이장치의 변천사를 본다. CRT→PDP→

LCD→OLED 순인데, 특히 최신 형태인 OLED의 원리를 주의 깊게 본다.

동영상

https://www.yout ube.com/watch?v

=q9HC5zYlQsY

생각열기 (5분)

 TV나 컴퓨터 모니터는 뚱뚱한 CRT에서 벽걸이가 가능한 PDP와 LCD로 바뀌었고, 반응속도도 빠르고 휘어질 수 있는 OLED까지 제작되었다.

하지만 모두 한 쪽 방향에서 다른 한 쪽 방향을 보는 형태로 되어 있다. 모든 가족이 소파에 나란히 앉아 어느 한 곳만 바라보다보니 서로를 쳐다보지 못 한다. 이제 당신은 새로운 디스플레이장치를 개발하고자 한다. 네 명이 둘러 앉아 가운데에 있는 테이블에 디스플레이장치를 설치하고 같은 장면을 보면 서 서로의 얼굴도 마주보려고 한다. 현재의 형태로는 4대의 장치가 필요하지 만 우리는 오직 1대의 디스플레이장치만을 사용하려고 한다.

생각펼치 기(15분)

 당신이 디스플레이장치를 개발하는 사람들 중 과학자 또는 디자이너 라면 어떤 형태의 디스플레이장치를 만들어서 4명이 한 테이블에 둘러앉아 1 대의 디스플레이장치에서 나오는 영상을 즐길 수 있겠는지 설계해 보자.

개별 활동지

생각다지 기(20분)

 친구들 앞에서 당신의 생각을 발표하자. 발표를 하는 중에 새로 운 생각이 떠오르면 새로운 생각을 더해서 발표해도 좋다. 그리고 다른 친구들이 발표하는 것도 잘 들어보자. 나의 생각과 어떤 차이가 있는지 를 아는 것도 중요하다.

개별 활동지

생각되돌 아보기(5

분)

 친구들의 아이디어를 더해서 당신의 아이디어를 발전시켜 보완하자. ^{개별 활동지}

지도상의

유의점 - 학생들이 생각이 엉뚱하게 흘러가도 지적하거나 유도하지 말아야 한다.

(8)

과목 ^물리, 미술, 사회, 수학 수업차시 2/6

단원 생활 속의 디스플레이

교육과정

2009개정교육과정 물리과 교육과정 – LED, 신소재 액정 2009개정교육과정 미술과 교육과정 – 색과 빛

2009개정교육과정 수학과 교육과정 – 비와 비율

2009개정교육과정 사회과 교육과정 – 여러 나라의 문화

학습목표 1. 빛의 반사와 투영을 이용한 홀로그램을 위한 도구를 제작할 수 있다.

학습과정 교수 학습 활동 준비물 및

유의점

프롤로그 (10분)

 K팝공연에 홀로그램이 이용되고 있다. 홀로그램이란 무엇인지 알아본다.

싸이의 홀로그램공연도 감상한다.

동영상

https://www.yout ube.com/watch?v=

xNJbQScxoJQ https://www.yout ube.com/watch?v=

nx-Y499Lk2A

생각열기 (15분)

 선생님이 보여주는 영상을 참고로 해서 플로팅 홀로그램 만들기를 해본 다. 주어진 재료로 피라미드형 디스플레이를 만들었으면 스마트폰으로 유튜브에 접속하여 플로팅홀로그램을 검색하여 마음에 드는 영상을 준비한 후 피라미드형 디스플레이 위나 아래에 놓고 영상을 재생한다.

동영상

https://www.youtu be.com/watch?v=zE Z6aiTvl1k 스마트폰, 플로팅 홀 로그램 제작세트

 전 시간에 수행했던, 4명이 테이블에 둘러 앉아 함께 즐길 수 있는 디 스플레이를 생각하자. 이 플로팅홀로그램은 당신이 제안했던 디스플레이에 비해 어떠한가 평가하자. 당신의 생각에 비해 플로팅홀로그램의 장점과 단점 을 모두 거론하자.

개별 활동지

분)

 플로팅홀로그램 제작 경험을 살려 당신의 생각을 발전시켜 정리하자. ^{개별 활동지}

지도상의 유의점

- 플로팅 홀로그램 만드는 것은 한 번 해 보는 경험을 갖는 것이니 자신의 생각을 플로 팅 홀로그램에 맞추지 않도록 지도한다.

(9)

과목 물리, 미술, 국어 수업차시 3/6

단원 3D 디스플레이의 구현

교육과정

2009개정교육과정 물리과 교육과정 – 빛과 색채인식 2009개정교육과정 미술과 교육과정 – 작품 감상하기 2009개정교육과정 국어과 교육과정 – 정보를 나누어요

학습목표 1. 위조방지기술을 적용한 나만의 화폐를 디자인 할 수 있다.

학습과정 교수 ‧ 학습 활동 준비물

프롤로그

(5분)  지폐의 위조방지기술에 대해 동영상을 통해 알아보자

동영상

=4ZpqV71fsrg

 학생이 가지고 있는 지폐(얼마짜리든 상관없다)를 꺼내 홀로그램을 포 함한 위조방지기술을 찾아본다.

지폐 1장 개별 활동지

 다음의 사항을 고려하면서 나만의 새로운 화폐를 디자인해 보자.

1. 위조방지 2. 과학적 원리 3. 넣고 싶은 디자인 4. 금액

개별 활동지

분)

 찾아낸 위조방지장치를 찾은 경험을 살려 당신의 화폐를 발전시켜 보

자. ^{개별 활동지}

지도상의

유의점 - 화려한 지폐를 만드는 것이 아님을 지도한다.

(10)

과목 ^{미술, 기술가정} ^수업차시 ^4/6 단원 옵아트와 디스플레이

교육과정 2009개정교육과정 미술과 교육과정 – 그래픽 디자인 2009개정교육과정 기술과 교육과정 – 공작과 설계

학습목표 1. 광학과 결부된 옵아트의 특성과 미래의 트랜드 가치를 이해할 수 있다.

프롤로그

(7분)  옵아트의 특성을 이해하기, 제시된 자료의 검색

생각열기 (3분)

 옵아트의 개염 파악하기, 여러 가지 제시된 자료와 인터넷 자료를 검색하 기

 옵아트의 개별 활동지를 활용하여 탐구하기 - 필요한 요소 조사 및 토의 발표하기

- 디스플레이를 활용한 옵아트 환경 만들기 - 위 요소를 반영한 나의 작품 설계하기 - 디스플레이 활용 디자인으로 설계

개별 활동지

 내가 설계한 표지디자인 발표하기 - 수정 및 보완 설계하기

- 도색 및 전시

개별 활동지

분)

 친구들의 의견을 참고하여 나의 작품을 보완하자. ^{개별 활동지}

지도상의

유의점 - 디스플레이를 중심으로 옵아트를 설계하도록 지도한다.

(11)

과목 물리, 미술, 체육, 사회 수업차시 5/6

단원 디스플레이와 그의 응용

교육과정

2009개정교육과정 물리과 교육과정 – 힘과 운동 2009개정교육과정 미술과 교육과정 – 그래픽 디자인 2009개정교육과정 체육과 교육과정 – 구기종목 2009개정교육과정 사회과 교육과정 – 문화와 경제

학습목표 1. 스크린 골프 속의 디스플레이에는 어떤 원리가 적용되어 있는지 설명할 수 있다.

프롤로그 (10분)

 골프는 스포츠 중에서 비용이 많이 든다. 골프장을 가야하는데 골프장을 이용하는 비용이 비싸기도 하지만 겨울은 추워서, 여름엔 더워서, 비나 눈이 와서, 바람이 많이 불어서 등 날씨의 영향을 많이 받다보니, 실내에서도 골프 를 즐길 수 있도록 스크린 골프라는 것이 만들어 졌다. 스크린 골프 시스템에 대해 개발업체의 동영상을 통해 알아보자.

동영상

=O1FQYQI5Fkc

생각열기 (5분)

 스크린 골프가 성공한 후 스크린 야구도 출시되었다. 골프, 야구 외에 다른 종목을 스크린 ○○ 사업들이 계속해서 사업을 확장할 것으로 보인다.

 스크린 골프는 어떤 과학적 원리들이 적용되었길래 스크린에 공이 맞 는 것만으로 경기가 이루어지는 것일까? 당신의 상상력으로 원리들을 생각해 보자. 또한 어떤 종목의 스크린 ○○을 만들면 사업이 잘 될 수 있을까?

개별 활동지

 나의 사업아이템을 발표해 보자. 적용된 과학원리와 함께 사업으로

서의 발전가능성에 대해 발표한다. ^{개별 활동지}

분)

 친구들의 의견을 참고하여 나의 사업을 수정하자. ^{개별 활동지}

지도상의 유의점

- 과학적 원리를 적용하지만 그보다 아이템이 나온 배경이 얼마나 공감되는지가 더 중 요함을 지도한다.

(12)

과목 ^과학, 미술, 기술, 사회 수업차시 6/6

단원 즐거운 가상현실의 세계

교육과정

2009개정교육과정 물리과 교육과정 – 굴절, 빛과 색채의 인식 2009개정교육과정 미술과 교육과정 – 수채화 그리기, 작품 감상하기 2009개정교육과정 국어과 교육과정 – 화법과 작문

2009개정교육과정 기술가정 교육과정 – 디자인, 작품제작

학습목표 1. 즐거운 가상현실을 디자인할 수 있다.

학습과정 교수 학습 활동 준비물

프롤로그 (5분)

 한번쯤은 꿈꾸어 본 것 중에는 세계일주와 시간여행이다. 하지만 평생이 걸 려도 세계 방방곡곡을 다 가볼 수는 없을 것이다. 그래서 여행프로그램을 보 면서 대리만족을 느끼기도 하지만 아무리 좋은 TV로 보아도 현실감은 덜 하 다. 그래서 매력적인 것이 가상현실 헤드셋이다. 가상현실과 증강현실에 관해 동영상을 통해 알아본다.

동영상

https://www.yout ube.com/watch?v=

7HTloG_JgcY

 가상현실 헤드셋을 만든 후, 스마트폰을 이용해 가상현실을 검색한 후 마음에 드는 영상을 재생한 후 완성품에 끼워 실제로 보자.

가상현실 헤드셋 전개도

완성품

가상현실 헤드셋 제 작세트, 스마트폰

 아직은 가상현실용 컨텐츠가 부족하다. 각 가정에 학교에 가상현실 헤드 셋이 구비되어 있다는 가정하에 가상현실 헤드셋에 넣을 컨텐츠를 사업성을 고려 하여 디자인하자.

개별 활동지

생각다지

기(15분)  나의 컨텐츠를 특정 상황에 맞추어 사업성을 고려해 발표해 보자. ^{개별 활동지}

분)

 친구들의 의견을 참고하여 나의 사업을 수정하자. ^{개별 활동지}

지도상의

유의점 - 컨텐츠의 깊이보다도 사업성을 더 중요함을 지도한다.

(13)

2 평가계획

구분 평가 기준 평가방법 평가시기

학습 목표 관련

▶홀로그램의 원리를 이해하고 이를 인포그래픽으로 나타내서 전시할 수 있는가?

▶

관찰 평가

수업 중 수업 후 STEAM 역량

(창의력)

▶창의적으로 우리나라와 다른 나라의 문화를 비교 하여 인포그래픽으로 제작할 수 있는가?

▶

관찰

평가 수업 중 STEAM 역량

(문제해결능력)

▶빛의 반사와 간섭 원리를 이해하고 홀로그램 제작 도구를 만들 수 있는가?

▶

관찰

평가 수업 중 STEAM 역량

(시민의식)

▶모둠원이 협동적으로 참여하였는가?

▶적극적인 태도로 학습에 임하였는가?

관찰

평가 수업 후

프로그램 전체를 통해 키워주고자 하는 중점 STEAM역량 2~3개에 대한 평가기준을 설정하여 평가

(14)

▢ 수행․관찰 평가 계획

평가

영역 평가항목 우수(A) 보통(B) 미흡(C)

생각 열기

산출물 도출

제작한 디스플레이가 기 술과 예술의 융합적 사고 가 잘 나타남

제작한 디스플레이가 기술 과 예술의 융합적 사고가 부분적으로 나타남

제작한 디스플레이가 기술과 예술의 융합적 사고가 나타나 지 못함

생각 펼치기

&

생각 다지기

집중과 끈기

과제에 대한 집중력이 좋으며 과제를 끈기 있게 해결함

과제에 대한 집중력은 있 으나 끈기가 부족함

과제에 대한 집중력과 끈기 가 부족함

호기심과 자신감

새로운 내용을 배우고 싶 어 하며 융합적 과제를 해결할 때 어려워하지 않 고 적극적으로 참여함

새로운 내용에 대해 약간 의 흥미가 있으며 융합적 과제를 해결할 때 어려워 하지만 참여함

새로운 내용에 대해 흥미가 거의 없으며 융합적 과제를 해결할 때 어려워하고 참여하 지 않음

창의성

문제를 해결하는 과정에 서 유창성, 융통성, 독창 성, 정교성이 두드러지게 나타남

문제를 해결하는 과정에서 유창성, 융통성, 독창성, 정 교성이 가끔씩 나타남

문제를 해결하는 과정에서 유 창성, 융통성, 독창성, 정교성 이 거의 나타나지 않음 총평

▢ 평가기록지

평가 영역 이름

생각 열기 생각 펼치기 & 생각 다지기

총평

산출물 도출 집중과 끈기 호기심과 자신감 창의성

▢ 학생 자기/동료 평가 계획

평가

방법 평가영역 평가기준 평 가

상 중 하

자기 평가

생각 열기 ◆ 제작한 완성품의 완성도가 높은가?

생각 펼치기

&

생각 다지기 감성적 체험

◆ 자신의 직업에 대한 이해도가 충분한가?

◆ 자신의 직업에 맞는 디스플레이 아이디어가 참신한가?

◆ 여러 가지 학습적인 요소를 생각하기 위하여 노력하였 는가?

동료 평가

◆ 모둠별로 역할 분담이 잘 되었으며 협동적으로 활동이 이루어졌는가?

(15)

Ⅳ . 학습내용

프 롤 로 그

◪ 디스플레이 장치의 역사에 대해 이야기해 보자.

1. CRT

기본 원리: 전자총에서 electron beam (전자빔)을 방출. 전자는 강 한 +전극에 의해 tube를 따라 주사되고, deflection york가 전자를 상하, 좌우로 편향이 발생. 이를 통해 전자는 형광체를 따라 발광하 여 정보를 표시함.

장단점: CRT의 장점이라고 간단한 구동방식, 저비용으로 제작 및 높 은 시인성 단점 무겁고 공간을 많이 차지함.

2. PDP

기본 원리: 초기 전위형성을 통해 가스 방전이 일어나면서 UV빛 을 따라 형광체가 반응. 가시광선을 통하여 우리의 눈에 시각화 된 정보를 표시함.

장단점: 크고, 가벼우면서 저비용으로 생산가능. 작은 면적 제 작이 어렵고 높은 구동전압 필요.

3. LCD(Liquid Crystal Display)

기본 원리: Back Light라는 광원이 존재하고 광원의 빛이 편광판 과 액정, 컬러필터(CR)를 지나면서 화면으로 표현됨. 액정 디스 플레이지만 액정이 빛을 내지는 않고 광원이 있어야만 디스플레 이로 표현되는 비발광 디스플레이.

장단점: 고화질, 경량, 소량화와 대형화 모두 가능. 시야각이

작고 백라이트 유닛이 필요.

4. OLED( Organic Light Emitting Diode)

디스플레이와 산업

•디스플레이의 의미와 종류를 설명할 수 있다.

•미래 디스플레이 산업의 방향과 분야를 예측하고 그 이유를 설명할 수 있다.

01

(16)

출처 : 삼성SDI 블로그

생각 열기

“내 꿈을 펼치자”

“요즘은 온통 미래 직업에 대한 이야기뿐이다. 많은 전문가나 신문기사의 이야기처럼 현재의 직업 대다수가 멀지 않은 미래에 사라질 것이라는 우울한 전망을 내놓는다. 심지어 요리사나 판사, 교 사, 기자 같은 어느 정도 전문성이 필요한 일도 로봇이나 인공지능 그리고 인터넷정보통신으로 대 체될 것이란 비관적인 관측이 많다. 특정한 전문성을 갖지 못한 노동집약적 일은 말할 것도 없다.

이런 상황에도 불구하고 전자정보와 IT분야의 디스플레이 산업관련 모바일 애플리케이션 개발자나 빅데이터 분석가나 등은 여전히, 아니 점점 더 필요한 직업군으로 떠오르고 있다. 그런데 많은 사 람들은 아직도 미래에 사라질 직업에 해당하는 분야의 구직을 위한 스펙·학벌·돈·명성만 추구하 고 있다. 도저히 앞을 보지 않는다. 이제는 우리가 살아갈 미래를 예측하고 내 꿈을 펼칠 세상을 준비해야 한다.”

^{생각키우기}_기

♠ 디스플레이란 무엇일까요?

디스플레이는 각종 전자기기로부터 출력되는 전기적 신호를 광 정보 신호로 변환시켜주며 인간 이 인식할 수 있는 형태(이미지, 동영상, 숫자)의 정보로 표시해주는 장치

♠ 디스플레이와 관련된 산업들에는 무엇이 있을까요?

TV, 전광판, 휴대폰, 가상현실,

기본 원리: 유기물에는 전자(electron)가 포함되어 있고, 유기 물의 결합형태에 따라 가상의 입자인 정공(hole)이 존재하며 전 자는 정공에 비해 높은 에너지를 갖고 있음, 전자와 정공은 외 부로부터 전기신호를 통해 전자와 정공이 만나게 되고 이 때 빛 에너지가 발산되며 빛이 발생

장단점: 반응속도가 빠르고 플렉서블한 디스플레이 구현에 적 합. 생산단가 높음

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=q9HC5zYlQsY

(17)

생각 펼치기

주제: 디스플레이와 산업

◆ 4명이 테이블에 둘러 앉아 1대의 디스플레이에서 나오는 영상을 함께 마주보며 감상하려고 한다.

어떤 형태의 디스플레이가 필요할까? 자신만의 상상력으로 디스플레이장치를 설계해 보자. 과학 원리가 설명되면 더욱 좋다.

(18)

생각 다지기

◪

탐색하기

1. 데이터 정보를 지수 표현법으로 나타내 보자.

8Bit = 1Byte , ^ 

1024Byte = (1KB (Kilo Byte)), 1024KB = (1MB (Mega Byte)), 1024MB = (1GB (Giga Byte)) 1024GB = (1TB (Tera Byte)), 1024TB = (1PB (Peta Byte)), 1024PB = (1EB (Exa Byte)) 1024EB = (1ZB (Zeta Byte)), 1024ZB = (1YB (Yotta Byte))

100MB는 몇 Byte 인가?

 ×^×^  ×^ Byte

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 CRT → ④ PDP → ① LED → ② OLED

3. S사의 신형핸드폰은 가로 2560개와 세로 1280개의 픽셀(pixel)로 이루어져 있다고 한다. 만일 이 핸 드폰이 5인치 크기라면 PPI(1인치당 픽셀의 수)를 구하시오. 또 자신이 갖고 있는 핸드폰의 PPI를 구하시 오.

4. 디스플레이 장치의 화면이 점차 커지면서 필요한 기술들은 어떤 것들이 있을까?

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읽기자료

한국이 선점한 OLED, 디스플레이 새 시장 연다

[ 조선일보 2015.10.26. ] [애플·화웨이 등 OLED 디스플레이 잇따라 채택]

LCD보다 얇고 화면 선명, 곡면 등 다양한 형태 가능… 웨 어러블과 함께 시장 커져

TV도 OLED화면 장착 늘어 2019년 8兆 규모 시장 전망 OLED 석권한 삼성·LG, 격차 유지 위해 투자 확대

삼성전자의 스마트폰 '갤럭시노트5', 애플의 웨어러블(착용형) 기기 '애플워치', LG전자의 UHD(초고화질) TV, 화웨이의 스 마트폰 '메이트S'.

이 네 가지 제품이 가진 공통점은 바로 OLED(유기발광다 이오드) 화면을 장착했다는 것이다. OLED 디스플레이는 기 존 LCD(액정표시장치)보다 얇고 선명한 화면을 만들 수 있 는 것이 특징이다. 하지만 제조 원가가 비싸고 생산성이 떨어 지는 단점 때문에 삼성·LG만 자체적으로 양산해 고급 제품에 사용했다.

하지만 올 들어 애플이 처음으로 OLED를 쓰기 시작하고, 화웨이 등 중국 업체도 뒤따르면서 OLED 시대가 열리고 있 다. 중국 LCD 업체들의 저가 공세에 시달렸던 한국 디스플레 이 업체들도 OLED를 통해 시장을 주도할 기회를 잡았다.

◇OLED 시장 열린다

2000년대 초반까지 TV나 PC용 모니터는 대부분 뒤가 뚱 뚱하고 무거운 브라운관(CRT) 화면을 사용했다. 2000년대 중반부터 노트북PC가 대중화되면서 여기에 들어가는 LCD가 브라운관을 대체했다. LCD는 이후 노트북뿐만 아니라 TV·PC·스마트폰 등 대부분 IT(정보기술) 기기에 적용되면서 10년 넘게 디스플레이 시장의 대세로 자리 잡고 있다.

올 들어 OLED 시장에서 LCD 도입 초창기와 비슷한 양상 이 나타나고 있다. OLED는 스스로 빛을 내는 유기물을 조합 해 선명한 화면을 구현한다. 평평한 LCD와 달리 원형·곡면 (曲面) 등 다양한 형태로 만들 수도 있다. 이런 장점을 바탕 으로 OLED는 올해 웨어러블 기기와 함께 시장에 본격 등장 했다. 애플워치뿐만 아니라 삼성 '기어S2', LG '워치 어베인' 등 최신 웨어러블 기기는 대부분 OLED 화면을 장착했다. 마 치 LCD가 노트북을 등에 업고 디스플레이 시장을 장악한 것 처럼 OLED 역시 웨어러블 기기와 함께 시장을 잠식해나가고 있는 것이다.

그동안 LCD를 쓰던 기기도 점차 화면을 OLED로 대체하고 있다. 삼성전자는 고급 스마트폰 외에 중·저가 모델인 갤럭시 A·J 등에도 OLED 디스플레이를 장착했다. 중국의 화웨이·메 이주·오보·ZTE 등도 자사의 스마트폰에 OLED 화면을 쓰기 시작했다.

TV 역시 LG전자를 필두로 중국 스카이웍스·창훙·하이얼, 일본 파나소닉 등이 OLED 화면을 장착한 제품을 속속 내놓 기 시작했다. 2013년 한 대당 1500만원(55인치)에 달했던 OLED TV는 최근 300만원대로 가격이 내려갔다. 시장 규모 도 급격히 커지고 있다. 미국의 시장 조사 업체 IHS에 따르 면 스마트폰용 OLED 시장은 올해 115억달러(약 13조원)에 서 2019년 155억달러(약 17조5000억원)까지 성장할 전망이 다. TV용 OLED도 올해 9억2000만달러(약 1조원)에서 2019 년 73억9700만달러(약 8조3438억원)로 커질 것으로 추산된 다.

◇한국 디스플레이 업체들이 주도

OLED 디스플레이는 한국이 IT업계에서 주도권을 쥐고 있 는 몇 안 되는 분야다. TV·스마트폰 등 완제품은 중국 업체 들의 저가(低價) 공세가 거세다. LCD 역시 BOE를 필두로 한 중국 업체들이 한국보다 훨씬 저렴한 가격으로 생산하고 있 다. 한국의 주력 산업이던 메모리 반도체 시장 역시 중국이 진입하고 있다.

하지만 OLED는 현재까지 한국의 삼성·LG만 양산 중이다.

이미 각 부품별로 기술 표준화가 이뤄져 투자금만 있으면 누 구나 LCD를 생산할 수 있는 것에 반해 OLED는 부품부터 패 널 양산까지 개별 디스플레이 업체가 스스로 해결해야 한다.

자체 기술력이 없으면 OLED를 대량으로 생산하기 어려운 실 정이다.

선제적 투자로 OLED 시장을 석권한 한국 업체들은 이 격 차를 유지하기 위해 힘을 쏟고 있다. 삼성디스플레이는 충남 탕정과 베트남 등의 OLED 라인 증설에 6조원 이상 투자를 진행 중이다. LG디스플레이 역시 경기도 파주 공장의 OLED 라인에 1조원 넘게 투자한 데 이어 LG화학에서 OLED 조명 사업도 넘겨받아 사업 확장에 나서기로 했다.

서울대 이창희 교수(전기공학부)는 "손쉽게 기술을 베낄 수 있는 LCD와 달리 OLED는 디스플레이 산업의 역사가 짧은 중국 업체들이 쉽게 따라오기 힘들다"며 "기술 격차를 유지하 는 동시에 OLED 시장 규모를 빨리 키워야 한국이 여기서 나 오는 과실(果實)을 수확할 수 있을 것"이라고 말했다.

☞OLED(Organic Light Emitting Diode·유기발광다이오드) 전류의 흐름에 따라 스스로 빛을 내는 성질을 가진 유기 화합물 반도체. 화면을 밝게 비추는 광원(光源)이 필요 없기 때문에 종잇장처럼 얇고 선명한 영상을 구현할 수 있다.

LCD(액정표시장치)보다 화면 반응 속도도 1000배 이상 빠르 다.

(20)

생각 되돌아 보기

⊙ 기회를 잡는 자 ⊙

"당신이 꿈꿀 수 있다면 당신은 그것을 성취할 수도 있다. 기회는 준비하는 자에게 온 다.“ 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?

여러분이 살아갈 미래 세계에서 해야 할 일을 준비하고 대비해야 합니다.

◪ 미래를 바꿀 7가지 기술을 시청하고 미래를 위한 자신의 삶을 상상해 보자.

( https://www.youtube.com/watch?v=fcjgEAUpbTg )

(21)

프롤로그

“K 팝 홀로그램”

친구 재덕이는 얼마전 강남역에서 소녀시대가 공연하는데 옆의 아저씨가 하시는 말씀에 깜짝 놀랐 다. 분명 소녀시대인데 실제 소녀시대가 아니고 홀로그램으로 하는 공연이하는 것이었다. 그로부터 며칠 후 다음과 같은 기사에서 K팝 공연을 홀로그램으로 하였다는 내용을 신문에서 읽고 홀로그램 이 무엇일까에 대해 호기심이 생기고 궁금해지기 시작했다.

“글로벌 리더들에게 한국의 멋과 맛을 알린 탁월한 네트워크장을 마련했다.”

스위스 다보스포럼에 참가한 우리나라와 외국 주요 인사들이 참석한 가운데 ‘2016 한국의 밤 (Korea Night)’ 행사가 21일(현지시간) 모로사니 슈바이처호프호텔에서 열렸다.

올해로 8번째를 맞은 한국의 밤 행사는 ‘한국문화, 세계와 연결하다’라는 주제로 열렸다. 싸 이, 투애니원(2NE1) 등 유명 한류 가수 공연에 디지털 기술을 접목시킨 K-POP 홀로그램 공연을 선보였다. 셰프 에드워드 권은 전통 한식을 퓨전음식으로 바꿔 외국인들이 쉽게 한국의 맛을 느 끼도록 했다.

생각 열기

◪ 다음은 YTN Science 에서 홀로그램에 대해 소개하고 있는 영상이다. 이를 보고 우리의 미래에 홀로 그램이 생활 속에서 디스플레이 된다면 어떻게 세상이 달라질지를 예측하고 토론해 보 자.(https://www.youtube.com/watch?v=YFsJlLsc70c)

생활 속의 디스플레이

•생활 속의 디스플레이의 종류를 조사하고 발표할 수 있다.

•디스플레이를 통한 문화, 예술, 과학적 지식을 탐구하고 적용하여 창의적으로 제작할 수 있다.

02

(22)

♠ 홀로그램이란 무엇일까요?

홀로그램이란 '완전함' 혹은 '전체' 라는 뜻의 'holo'와 '메시지', '정보'라는 뜻의 'gram'이 합쳐 진 말. 즉 입체처럼 보이는 영상

♠ 홀로그램이 만들어내는 세상은 지금과 어떤 것이 달라질까?

세상을 가상으로 만들어 낼 수 있고 가상의 이미지가 실제처럼 보여 현실을 보다 확장시켜 생 활할 수 있다. 이를 가상현실이라 한다.

◪ 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 형성 하고 반대위상(마루와 골)이 만나면 상쇄간섭에 의해 어두운 무늬를 만들어 낸다.

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◪ 디스플레이 홀로그램 : Zebra imaging

생각 펼치기 주제: 플로팅 홀로그램

홀로그래피에 의해 생성된 3차원 사진이 투명 포일에 투영되어 마치 허공에 떠 있는 것과 같은 홀로 그램. 플로팅 홀로그램은 1860년대 ‘페퍼의 유령’이라는 이름으로 시연된 유사 홀로그램 원리를 활용 한 것이다. 이는 무대 위에 설치된 빔프로젝터가 무대 바닥에 설치된 스크린, 즉 반사판에 영상을 투 사하면 반사된 영상이 무대 위에 45도 기울기로 설치된 투명 포일에 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 홀로그램의 가장 큰 장점은 투영된 영상과 무대 위에 있는 실제 사람들과 상호 작용할 수 있는 것이다. 이러한 우수한 성능으로 공연, 광고 등에 활용된다.

◪ 스마트폰을 이용한 플로팅 홀로그램 체험하기 플로팅 홀로그램 제작하기

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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

그 외 스마트 폰을 통해 더 많은 자료들을 검색하고 친구들과 서로 공유하도록 유도

3. 내가 좋아하는 플로팅 홀로그램 영상을 만들어 보자.

각 개인별로 홀로그램 영상을 만들고 모둠별로 발표한 후 가장 잘된 것을 다시 조 대항으로 발표 하여 우수작품 고르기

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생각 다지기

◆ 플로팅 홀로그램의 장점과 단점을 최대한 써 보자. 그리고 플로팅홀로그램을 통해서 지난 시간에 냈 던 자신의 아이디어를 보완해 보자.

플로팅 홀로그램의 장점 플로팅 홀로그램의 단점

지난 시간 자신의 아이디어 보완

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생각 다지기 단원

명

2. 생활 속의 디스플레이

( ) 반 ( ) 번 이름 ( ) 학습 목표

① 생활 속의 디스플레이 종류를 조사하고 발표할 수 있다.

② 눈미래 디스플레이 산업을 예측하여 자신만의 직업세계를 준비하고 진로선택의 이유를 설명할 수 있다.

핵심 학습 내용

1. 우리나라의 디스플레이(Display) 산업

우리 기업들이 반도체산업에 이어 액정표시장치 (LCD)에서도 작년에 이어 금년에도 세계 선두 그룹을 유지하고 있다. 지난 상반기 동안 삼성전 자는 TFT LCD 분야에서 1조 7000억원의 매출 을 올렸으며 LG필립스도 1조 2800억원의 매출 을 올려 나란히 이 분야에서 세계 1, 2위를 차 지하였다. 평판 디스플레이는 2005년에 세계시 장 규모를 400억불 정도로 예상할 만큼 성장성 이 큰 유망 산업분야라 할 수 있다. 특히, 액정 디스플레이 산업의 경우 자체기술과 우리가 세 계에 자랑하는 반도체 기술 및 컬러 브라운관의 기술이 복합된 분야로 다른 국가에 비하여 경 쟁 우위에 있는 품목이라 할 수 있다. 액정 디스플레이의 시장추이가 현재 노트 북 PC에서 모니터와 TV로 진행되고 있으므로 우리기업의 장점인 대량생산과 생산수율을 높여 제조원가 를 절감시키는 노하우 (KNOW-HOW)를 계속적으로 잘 활용한 다면 앞으로도 우리기업은 세 계시장에서의 우위를 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

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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 조 절하여 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

(28)

함께 묻고 답하기 1. 디스플레이란?

화면 혹은 영상

우리 생활속의 디스플레이

TV, 휴대폰, 컴퓨터, 야구장 전광판 등

2. 다음 두 화면은 무엇이 다른가?

디스플레이의 왼쪽은 불투명판 위의 디스플레이이고 오른쪽은 투명판 위의 디스플레이

3. 디스플레이의 변화

⑴ 과거 전자총에 의한 TV, LCD

⑵ 현재 OLED

⑶ 미래 3D- 홀로그래피 등

4. 디스플레이의 용어이해

⑴ LCD(Liquid Crystal Display) 액정화면

⑵ LED(Light Emitting Diode) 발광다이오드

⑶ OLED(Organic Light Emitting Diode) 유기체 발광다이오드

5. 여러분은 오늘의 수업을 통해 미래의 세계가 어떻게 갈 것인가를 보았습니다. 이제 무엇을 해야 할까 요?

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

여러분이 살아갈 미래 세계에서 해야 할 일을 지금부터 준비하고 대비해야 합니다.

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생각 되돌아 보기

● 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 유사 한 표면에 3차원 이미지를 기록한다. 1948년 영국의 물리학자 데니스(Dennis, Gabor)가 이 원 리를 발견하여 노벨상의 영예를 안았다. 1960년대 레이저의 개발로 본격적인 홀로그램의 응용 기술이 발전되었다. 산업적 이용은 1983년 마스터카드에서 위조 방지를 위해 도입하며 본격 시 작되었고, 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 재 생하는 기술.

화상을 사진에 기록한 것을 홀로그램이라고 하는데, 이것은 알아볼 수 없는 줄무늬와 나선 모양 으로 나타나지만, 레이저 빔 등에 의한 간섭광(coherent light)으로 조명하면 빛을 구성해 원래 의 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 일 치하는 정도인 간섭의 정도까지 기록한다(→ 간섭성). 보통 빛은 광선 내 다수파들의 위상관계 가 전혀 일정하지 않아 비간섭성(incoherent) 빛이다.

홀로그래피의 파원(波源)으로서는 일반적으로 레이저 광이 많이 사용되고 있다. 그것은 레이저 가 현재로서는 인류가 만들어 낼 수 있는 유일하게 코히런트(coherent)한 광원이기 때문이다.

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 돌을 하나 던졌을 때, 수면에 번져 가는 물결과 같은 것이다. 이에 비하여 태양이나 형광등, 백열등 등의 빛은 불규칙하고 코히런트하지 않다. 수면에 많은 돌을 어지럽게 던졌을 때의 물결과 같은 것이다. 코히런트한 물결은 음파나 전파로는 쉽게 만들 수 있었지만, 빛의 영역에서는 레이저가 발명되기까지는 실현되지 못했었다.

● 홀로그래피 [Holography]의 활용

의료 분야-현재 의사들은 여러 장의 환부 단층 사진을 보면서, 머리속에서 입체상을 만들어 진 단

공업 분야-정밀 계측 / 건축, 토목과 자동차 설계- 3차원 영상으로 불충분한 점 보완 중요한 문화재와 자연- 기록, 보존 / 예술- 옵아트의 홀로그램 활용

(30)

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 가게에 서 위조지폐로 물건을 사고, 잔돈을 되돌려 받는 방식으로 200여만원을 챙겼다. 한국은행에 따르 면, 2013년 발견된 5만원권 위조지폐는 84장에 불과했다. 그러나 지난해 발견된 5만원권 위조지폐 는 1409장, 올해 상반기까지는 2034장으로 크게 늘었다.”

생각 열기

◪ 다음 두 지폐의 디자인과 제작방법을 알아보고 어떤 지폐가 더 안전한 지폐인지 토론해 보자.

◪ 다음 동영상을 보며 지폐위조의 위험성에 대해 생각을 나누어 보자.

Catch Me If You Can in 10 minutes

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

(31)

♠ 지폐에 사용된 핵심기술이 무엇일까요?

숨은그림, 우리나라 지도, 4괘등이 보이는 디 홀로그램, 입체형 부분 노출 은선, 색변환 잉크

♠ 지폐 속 홀로그램에는 무엇이 보일까?

우리나라 지도, 4괘, 금액(50000 등)

탐색하고 활용하기

◪ 우리나라 지폐 속에 담긴 과학과 예술을 이야기해 보자.

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

(32)

◪ 위조지폐를 구분하는 법을 알아볼까?

(좌)어몽룡(1566~?/한국) 월매도(수묵/119.2*53cm/16~17세기/조선시대) 68*136cm/2009년 6월 23일 발행 (우)이정(1544~1626/한국)풍죽도(비단에 수묵/127.8*71.4cm/조선시대)

(33)

생각 펼치기 주제: 지폐 만들기

◪

탐색하기

자신이 가진 지폐 속에 숨어있는 홀로그램을 찾아 그 속에 나타나는 이미지를 그려보자.

화폐의 종류 숨어있는 홀로그램

자유롭게 찾아내고 그림으로 그려볼 수 있도록 지도한다.

◆ 새로운 화폐 디자인하기- 다음 사항을 고려하면서 나만의 화폐를 디자인 보자.

1. 위조방지용

2. 과학적 원리

3. 넣고 싶은 디자인

4. 금액

(34)

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

자신이 좋아하는 물건이나 꽃 등으로 뒷장의

배경꾸미기

(35)

생각 다지기 단원

명

3D 디스플레이의 구현

(입체영상을 만들어 보자) ( ) 반 ( ) 번 이름 ( )

학습 목표

① 홀로그래피의 의미와 원리를 설명할 수 있다.

② 눈에서 색채를 인식하는 과정과 빛의 3원색을 설명할 수 있다.

③ 영상 장치에서 색을 구현하는 과정을 설명할 수 있다.

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 일치하 는 정도인 간섭의 정도까지 기록. 의료 분야에서 머릿속에서 입체상을 만들어 진단, 공업 분 야는 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 초록색 의 합성인 노란색)을 우리 눈은 구별하지 못한다.

▲ RGB의 합성

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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 조 절하여 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

정보기술·나노기술·생명공학기술의 고도화가 전제되어야 한다.

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▶ 디스플레이는 미래 정보화 사회 진입의 선도역할 수행 및 친환경적인 생활문화를 선도

▶Flexible, 3D 디스플레이 등 소비자 지향적인 미래 디스플레이 기술은( 유비쿼터스 환경의 새로운 라이프스타일을 창조 )할 것이다

생각 되돌아보기

함께 묻고 답하기

2. 홀로그램과 홀로그래피를 구분해서 기술해 보자

홀로그램- '완전함'의 'holo'와 '그림'이라는 뜻의 'gram'이 합쳐진 말.

두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 효과를 이용, 사진용 필름과 유사한 표면에 3차 원 이미지를 기록하는 것

홀로그래피- 두 개의 레이저 광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 현상을 이용하여 3차원의 입체 정보 를 기록하고 재생하는 기술.

보강간섭과 상쇄간섭

2. 빛의 삼원색을 쓰라.

RGB(빨강, 초록, 파랑)

3. 다음은 RGB 3가지 색으로 만든 색이다. 세 가지 색 중에서 어떤 색과 어떤 색을 합성한 것인가?

⑴ 노랑(Yellow) 빨강(R)+초록(G)

⑵ 자홍(Magenta) 빨강(R)+파랑(B)

⑶ 청록(Cyan) 파랑(R)+초록(G)

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⑷ 흰색 빨강(R)+초록(G)+파랑(B)

4. 모니터에서 수만 가지의 다른 색을 나타낼 수 있다. 이러한 색은 어떻게 만들 수 있을까?

기본적으로 RGB 색만 낸다. 합성할 때 각각의 색의 밝기를 256단위로 다르게 하여 여러 색을 구현한다.(총 256X256X256=16,777,216가지)

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 ( 로돕신 )을 차단하여 ( 막대 )세포 대신 ( 원뿔) 세포를 작동하여 색을 감지한다.

7. 다음은 원뿔 세포의 종류를 나타낸 것이다. 빈칸을 채워라.

원뿔 세포 종류 감지하는 빛의 색

R 원뿔 세포 ( 빨강 )색 빛 ( G ) 원뿔 세포 초록색 빛

B 원뿔 세포 ( 파랑 )색 빛

8. LCD란 무엇인가?

Liquid Crystal Display, 액정화면

9. 화소(pixel)란? 대부분의 영상 기기가 가지고 있는 빨강, 초록, 파랑의 색 묶음

10. 다음 제시된 이야기처럼 만약 세포를 마이크로 수준으로 제어할 수 있다면 우리 미래는 어떻게 달 라질까요?

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

아픈 부위 치료를 수술이나 줄기세포가 아닌 물리적 제어로 가능하고 생명이 연장될 것이다

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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. 옵 아트의 주요매체인 회화에서는 표면장력을 극대화하여 사람의 눈에는 그것 이 실제로 진동을 일으켜 동요하는 것처럼 느껴지게 한다. 전적으로 추상적 인 형태간의 관계에 관심을 집중한 점에서 오르피슴·구성주의·절대주의·미래 주의 같은 20세기 미술운동과 관련을 갖는다. 특히 미래주의는 회화적 운동 성과 역동성을 강조하는 점에서 옵아트와 관계가 깊다. 옵아트 화가들은 앞 서 기하학적 양식을 추구했던 미술가들과 달리 관람자들에게 시각적인 착각 과 애매성, 모순을 일으키기 위해 의도적으로 화면을 조작했다. 옵아트의 세 계로 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 바사렐리, 브리지트 라일리, 리처드 아누스키비츠, 래리 푼스, 제프리 스틸 등이었다. 이들 은 1965년에 뉴욕 현대미술관에서 '감응하는 눈'(The Responsive Eye)이라는 전 시회를 개최하여 처음으로 국제적인 관심을 끌었다. 이들은 평행선이나 바둑판 무늬, 동심원 같은 단순하고 반복적인 형태의 착각적 조작을 통해 복잡하고 역 설적인 광학적 공간을 만들어 내거나 명도가 동일한 보색(반대색)을 병렬시켜 색채의 긴장상태를 유발시킨다. 그 결과 움직이는 듯한 환영을 불러일으키고 관 람자가 화면의 한 부분을 오래 바라볼 수 없게 방해함으로써 화면은 그 자체로 서만 받아들이게 한다. 한 작가의 말에 의하면 "옵아트는 대상물이라기보다는 지각반응의 발생 원인으로 존재한다." 프랑스의 시각예술실험 그룹과 칠레의 미 술가 헤수스 라파엘 소토 등이 옵아트에 동조했다. 이들은 빛과 모터와 조각의 재료를 사용하여 대규모의 옵아트 조각을 제작함으로써 모든 옵아트의 근본인 착시적 움직임의 효과를 공간 속에서 창조해냈다. 아래 주어진 참고 그림을 살 펴보고 모둠활동을 해 봅시다.

옵아트는 미래의 상품을 이끄는 트랜드로 발전할 수 있을까?

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그리기 기법을 이용한 옵아트 작품(학생)

색상지를 이용한 옵아트 작품 제작방법

옵아트 작품을 응용한 패션 의상 및 생활용품