고등 STEAM 1 생각대로영상이구현되는미래 Ⅰ. STEAM 수업으로의초대 1 주제개요 영화아이언맨을보면 3차원디스플레이로봇이만들어지고주인공이그안에다정보를전달해주면디스플레이와똑같은로봇이그정보를인식하고활동가능로봇으로변신합니다. 이러한 3차원디스플레이는우리생활깊은곳으로들어와우리미래를함께할것입니다. 생각하는대로펼쳐지는미래의세계바로여러분이살아갈세상입니다. 우리에게다가오고있는꿈의현실을미리여행하며준비해봅시다. 고등학교 1,2 학년 STEAM 수업으로 여러분을초대합니다. - 1 -
2 수업의목표 내용목표 3D 디스플레이의홀로그래피원리를이해하고, 실생활에이용할수있다. 증강현실이해와경험을통해다가올미래의산업을예측하고이에대한준비를한다. 과정목표 초, 중학교융합교육과정을통해체험한디스플레이원리를빛과파동학습과연계해서이해하고미래산업과연계하여상상력과창의력을신장시킨다. 생활속의디스플레이를예술과융합하여미래상상심미적체험과진로탐색을한다. - 2 -
Ⅱ. 수업을위한준비 1 교육과정재구성 ( 고등학교 1,2 학년 ) 교과학기단원차시교과내용재구성내용 - 3 -
2 프로그램 STEAM 단계요소분석 프롤로그 각차시별로과학적설명을제시한다. 학생들이처음접하거나 잘모르는경우를고려하여읽을거리를제공한다. 학생들이이 부분만잘읽고이해해도충분히수업에참여할수있다. 생각열기 학생들이경험해보았을만한상황을제시함으로써흥미를유발 한다. 탐구활동, 만들기등이여기에속한다. 생각펼치기 학생들이아이디어를내는과정이다. 학생들의발산적사고를요 구한다. 좀더열린사고를위해덜과학적이어도, 덜구체적이어 도된다. 생각다지기 학생들이만든아이디어를발표하는과정이다. 발표하는것도중요하지만다른학생들의아이디어를듣는것도매우중요하다. 다른학생들의아이디어가내아이디어를풍요롭게수정해줄자원이된다. 생각되돌아보기 발표후자신의아이디어에다른친구들의아이디어와새롭게생 각한아이디어를덧붙여자신의아이디어를더욱수정하여완성 도를높이는과정이다. - 4 -
3 프로그램수업방법및구성 S T E A M 각종 디스플레이 장치의화면크기 와해상도를고려 한픽셀수및데이 터량을 학생들이 직접계산하여실 현가능한시기를 수학적으로예측해 본다 디스플레이와산업 생활속의디스플레 이 3D 디스플레이의구 현 미래주택과디스플 레이 스크린골프속디스 플레이 즐거운 세계 가상현실의 S, T, E, A, M S, T, E, A, M S, T, E, A, M S, T, E, A S, T, E, A S, T, E, A 정보처리능력, 소통능력 창의력, 의사 문제해결능 력, 자기관리능력 정보처리능력, 의사 소통능력, 협력, 진로 및직업 창의력, 력, 시민의식 창의력, 개인정서능 정보처리능 력, 의사소통능력, 협 력, 시민의식 개인정서능력, 자기 관리능력, 진로및 직업 steam중점역량 : 창의력, 문제해결능력, 개인정서능력, 자기관리능력, 정보처리능력, 의사소통능력, 협력, 시민의식, 진로및직업 ( 역량중심융합인재교육 (STEAM) 분석틀의개발과적용, 최혜유, 서울대학교대학원석사학위논문, 2013) - 5 -
차시활동안내 STEAM 단계요소 프롤로그 디스플레이변천사와 OLED 원리알아보기 1 디스플레이와산업 생각열기생각펼치기생각다지기 특정한디스플레이가필요한상황제시새로운형태의디스플레이상상하기자신이고안한디스플레이발표하기 생각되돌아보기 자신의디스플레이발전시켜정리하기 프롤로그 홀로그램알아보기 2 생활속의디스플레이 생각열기생각펼치기생각다지기 플로팅홀로그램만들기플로팅홀로그램평가하기플로팅홀로그램평가결과발표하기 생각되돌아보기 자신의디스플레이발전시키기 프롤로그 위조방지기술의개념알아보기 3 3D 디스플레이의구현 생각열기생각펼치기생각다지기 지폐속위조방기기술찾아보기나만의화폐디자인하기나의화폐발표하기 생각되돌아보기 자신의화폐보완하기 프롤로그 옵아트알아보기 4 옵아트와디스플레이 생각열기생각펼치기생각다지기 옵아트의상황제시옵아트를체험하기자신의작품만들기 생각되돌아보기 자신의작품설명하기 프롤로그 스크린골프시스템에대해알아보기 5 디스플레이와그의응용 생각열기생각펼치기생각다지기 스크린 00이라는신종체육사업을제안상황제시스크린골프속과학원리찾아내고신종사업개발자신의신종사업발표하기 생각되돌아보기 자신의사업보완하기 프롤로그 가상현실과증강현실에대해알아보기 6 즐거운가상현실의세계 생각열기생각펼치기생각다지기 가상현실헤드셋만들어체험하기가상현실컨텐츠디자인하기자신의컨텐츠를사업성을고려해서발표하기 생각되돌아보기 자신의컨텐츠를보완하기 - 6 -
Ⅲ. 수업의실제 1 차시별지도안 과목물리, 기술 가정수업차시 1/6 단원 교육과정 디스플레이와산업 개정교육과정물리과교육과정 신소재액정 개정교육과정기술 가정과교육과정 미래기술과사회 학습목표 1. 주어진상황에맞는디스플레이를설계하여발표할수있다. 학습과정교수학습활동 프롤로그 (5 분 ) TV 에사용된대표적인디스플레이장치의변천사를본다. CRT PDP LCD OLED 순인데, 특히최신형태인 OLED 의원리를주의깊게본다. 준비물및유의점 동영상 https://www.yout ube.com/watch?v =q9hc5zylqsy 생각열기 (5 분 ) 생각펼치기 (15 분 ) TV나컴퓨터모니터는뚱뚱한 CRT에서벽걸이가가능한 PDP와 LCD로바뀌었고, 반응속도도빠르고휘어질수있는 OLED까지제작되었다. 하지만모두한쪽방향에서다른한쪽방향을보는형태로되어있다. 모든가족이소파에나란히앉아어느한곳만바라보다보니서로를쳐다보지못한다. 이제당신은새로운디스플레이장치를개발하고자한다. 네명이둘러앉아가운데에있는테이블에디스플레이장치를설치하고같은장면을보면서서로의얼굴도마주보려고한다. 현재의형태로는 4대의장치가필요하지만우리는오직 1대의디스플레이장치만을사용하려고한다. 당신이디스플레이장치를개발하는사람들중과학자또는디자이너라면어떤형태의디스플레이장치를만들어서 4명이한테이블에둘러앉아 1 대의디스플레이장치에서나오는영상을즐길수있겠는지설계해보자. 개별활동지 생각다지기 (20 분 ) 생각되돌아보기 (5 분 ) 지도상의유의점 친구들앞에서당신의생각을발표하자. 발표를하는중에새로운생각이떠오르면새로운생각을더해서발표해도좋다. 그리고다른친구들이발표하는것도잘들어보자. 나의생각과어떤차이가있는지를아는것도중요하다. 친구들의아이디어를더해서당신의아이디어를발전시켜보완하자. - 학생들이생각이엉뚱하게흘러가도지적하거나유도하지말아야한다. 개별활동지 개별활동지 - 7 -
과목물리 미술 사회 수학수업차시 단원 교육과정 학습목표 생활속의디스플레이 개정교육과정물리과교육과정 신소재액정 개정교육과정미술과교육과정 색과빛 개정교육과정수학과교육과정 비와비율 개정교육과정사회과교육과정 여러나라의문화 빛의반사와투영을이용한홀로그램을위한도구를제작할수있다 학습과정교수학습활동 프롤로그 분 팝공연에홀로그램이이용되고있다 홀로그램이란무엇인지알아본다 싸이의홀로그램공연도감상한다 준비물및유의점 동영상 생각열기 분 선생님이보여주는영상을참고로해서플로팅홀로그램만들기를해본 다 주어진재료로피라미드형디스플레이를만들었으면스마트폰으로유튜브에 접속하여플로팅홀로그램을검색하여마음에드는영상을준비한후피라미드형디스플레이위나아래에놓고영상을재생한다 동영상 스마트폰 플로팅홀 로그램제작세트 생각펼치기 분 전시간에수행했던 명이테이블에둘러앉아함께즐길수있는디 스플레이를생각하자 이플로팅홀로그램은당신이제안했던디스플레이에 비해어떠한가평가하자 당신의생각에비해플로팅홀로그램의장점과단점을모두거론하자 개별활동지 생각다지기 분 친구들앞에서당신의생각을발표하자 발표를하는중에새로운생각이떠오르면새로운생각을더해서발표해도좋다 그리고다른친구들이발표하는것도잘들어보자 나의생각과어떤차이가있는지를아는것도중요하다 개별활동지 생각되돌아보기 분 지도상의유의점 플로팅홀로그램제작경험을살려당신의생각을발전시켜정리하자 개별활동지 플로팅홀로그램만드는것은한번해보는경험을갖는것이니자신의생각을플로팅홀로그램에맞추지않도록지도한다 - 8 -
과목물리, 미술, 국어수업차시 3/6 단원 교육과정 3D 디스플레이의구현 2009 개정교육과정물리과교육과정 빛과색채인식 2009 개정교육과정미술과교육과정 작품감상하기 2009 개정교육과정국어과교육과정 정보를나누어요 학습목표 1. 위조방지기술을적용한나만의화폐를디자인할수있다. 학습과정교수 학습활동준비물 프롤로그 (5 분 ) 지폐의위조방지기술에대해동영상을통해알아보자 동영상 https://www.yout ube.com/watch?v =4ZpqV71fsrg 생각열기 (10 분 ) 학생이가지고있는지폐 ( 얼마짜리든상관없다 ) 를꺼내홀로그램을포 함한위조방지기술을찾아본다. 지폐 1 장 개별활동지 생각펼치기 (10 분 ) 다음의사항을고려하면서나만의새로운화폐를디자인해보자. 1. 위조방지 2. 과학적원리 3. 넣고싶은디자인 4. 금액 개별활동지 생각다지기 (10 분 ) 친구들앞에서당신의생각을발표하자. 발표를하는중에새로운생각이떠오르면새로운생각을더해서발표해도좋다. 그리고다른친구들이발표하는것도잘들어보자. 나의생각과어떤차이가있는지를아는것도중요하다. 개별활동지 생각되돌아보기 (5 분 ) 지도상의유의점 찾아낸위조방지장치를찾은경험을살려당신의화폐를발전시켜보 자. - 화려한지폐를만드는것이아님을지도한다. 개별활동지 - 9 -
과목미술, 기술가정수업차시 4/6 단원 교육과정 옵아트와디스플레이 2009개정교육과정미술과교육과정 그래픽디자인 2009개정교육과정기술과교육과정 공작과설계 학습목표 1. 광학과결부된옵아트의특성과미래의트랜드가치를이해할수있다. 학습과정교수 학습활동준비물 프롤로그 (7 분 ) 옵아트의특성을이해하기, 제시된자료의검색 생각열기 (3 분 ) 옵아트의개염파악하기, 여러가지제시된자료와인터넷자료를검색하 기 생각펼치기 (20 분 ) 옵아트의개별활동지를활용하여탐구하기 - 필요한요소조사및토의발표하기 - 디스플레이를활용한옵아트환경만들기 - 위요소를반영한나의작품설계하기 - 디스플레이활용디자인으로설계 개별활동지 생각다지기 (15 분 ) 내가설계한표지디자인발표하기 - 수정및보완설계하기 - 도색및전시 개별활동지 생각되돌아보기 (5 분 ) 지도상의유의점 친구들의의견을참고하여나의작품을보완하자. - 디스플레이를중심으로옵아트를설계하도록지도한다. 개별활동지 - 10 -
과목물리, 미술, 체육, 사회수업차시 5/6 단원 교육과정 디스플레이와그의응용 2009 개정교육과정물리과교육과정 힘과운동 2009 개정교육과정미술과교육과정 그래픽디자인 2009 개정교육과정체육과교육과정 구기종목 2009 개정교육과정사회과교육과정 문화와경제 학습목표 1. 스크린골프속의디스플레이에는어떤원리가적용되어있는지설명할수있다. 학습과정교수 학습활동준비물 프롤로그 (10 분 ) 생각열기 (5 분 ) 골프는스포츠중에서비용이많이든다. 골프장을가야하는데골프장을이용하는비용이비싸기도하지만겨울은추워서, 여름엔더워서, 비나눈이와서, 바람이많이불어서등날씨의영향을많이받다보니, 실내에서도골프를즐길수있도록스크린골프라는것이만들어졌다. 스크린골프시스템에대해개발업체의동영상을통해알아보자. 스크린골프가성공한후스크린야구도출시되었다. 골프, 야구외에다른종목을스크린 사업들이계속해서사업을확장할것으로보인다. 동영상 https://www.yout ube.com/watch?v =O1FQYQI5Fkc 생각펼치기 (15 분 ) 스크린골프는어떤과학적원리들이적용되었길래스크린에공이맞 는것만으로경기가이루어지는것일까? 당신의상상력으로원리들을생각해 보자. 또한어떤종목의스크린 을만들면사업이잘될수있을까? 개별활동지 생각다지기 (15 분 ) 나의사업아이템을발표해보자. 적용된과학원리와함께사업으로서의발전가능성에대해발표한다. 개별활동지 생각되돌아보기 (5 분 ) 지도상의유의점 친구들의의견을참고하여나의사업을수정하자. 개별활동지 - 과학적원리를적용하지만그보다아이템이나온배경이얼마나공감되는지가더중요함을지도한다. - 11 -
과목과학 미술 기술 사회수업차시 단원 교육과정 학습목표 즐거운가상현실의세계 개정교육과정물리과교육과정 굴절 빛과색채의인식 개정교육과정미술과교육과정 수채화그리기 작품감상하기 개정교육과정국어과교육과정 화법과작문 개정교육과정기술가정교육과정 디자인 작품제작 즐거운가상현실을디자인할수있다 학습과정교수학습활동준비물 프롤로그 분 한번쯤은꿈꾸어본것중에는세계일주와시간여행이다 하지만평생이걸 려도세계방방곡곡을다가볼수는없을것이다 그래서여행프로그램을보 면서대리만족을느끼기도하지만아무리좋은 로보아도현실감은덜하 다 그래서매력적인것이가상현실헤드셋이다 가상현실과증강현실에관해동영상을통해알아본다 가상현실헤드셋을만든후 스마트폰을이용해가상현실을검색한후마음에드는영상을재생한후완성품에끼워실제로보자 동영상 생각열기 분 가상현실헤드셋제 작세트 스마트폰 가상현실헤드셋전개도 완성품 생각펼치기 분 아직은가상현실용컨텐츠가부족하다 각가정에학교에가상현실헤드 셋이구비되어있다는가정하에가상현실헤드셋에넣을컨텐츠를사업성을고려하여디자인하자 개별활동지 생각다지기 분 나의컨텐츠를특정상황에맞추어사업성을고려해발표해보자 개별활동지 생각되돌아보기 분 지도상의유의점 친구들의의견을참고하여나의사업을수정하자 컨텐츠의깊이보다도사업성을더중요함을지도한다 개별활동지 - 12 -
2 평가계획 구분 평가기준 평가방법 평가시기 홀로그램의원리를이해하고이를인포그래픽으로학습목표관찰수업중나타내서전시할수있는가? 관련평가수업후 창의적으로우리나라와다른나라의문화를비교 STEAM 역량관찰하여인포그래픽으로제작할수있는가? ( 창의력 ) 평가 수업중 빛의반사와간섭원리를이해하고홀로그램제작 STEAM 역량관찰도구를만들수있는가? ( 문제해결능력 ) 평가 수업중 STEAM 역량 모둠원이협동적으로참여하였는가? 관찰 ( 시민의식 ) 적극적인태도로학습에임하였는가? 평가 수업후 프로그램전체를통해키워주고자하는중점 STEAM 역량 2~3 개에대한평가기준을설정하여 평가 - 13 -
수행 관찰평가계획 평가영역 평가항목우수 보통 미흡 생각열기 산출물도출 제작한디스플레이가기술과예술의융합적사고가잘나타남 제작한디스플레이가기술과예술의융합적사고가부분적으로나타남 제작한디스플레이가기술과예술의융합적사고가나타나지못함 집중과끈기 과제에대한집중력이좋으며과제를끈기있게해결함 과제에대한집중력은있으나끈기가부족함 과제에대한집중력과끈기가부족함 생각펼치기 생각다지기 호기심과자신감 창의성 새로운내용을배우고싶어하며융합적과제를해결할때어려워하지않고적극적으로참여함 문제를해결하는과정에서유창성 융통성 독창성 정교성이두드러지게나타남 새로운내용에대해약간의흥미가있으며융합적과제를해결할때어려워하지만참여함 문제를해결하는과정에서유창성 융통성 독창성 정교성이가끔씩나타남 새로운내용에대해흥미가거의없으며융합적과제를해결할때어려워하고참여하지않음 문제를해결하는과정에서유창성 융통성 독창성 정교성이거의나타나지않음 총평 평가기록지 이름 평가영역 생각열기 생각펼치기 생각다지기 산출물도출집중과끈기호기심과자신감창의성 총평 학생자기 / 동료평가계획 평가방법평가영역평가기준평가상중하 생각열기 제작한완성품의완성도가높은가 자기평가 동료평가 생각펼치기 생각다지기감성적체험 자신의직업에대한이해도가충분한가 자신의직업에맞는디스플레이아이디어가참신한가 여러가지학습적인요소를생각하기위하여노력하였는가 모둠별로역할분담이잘되었으며협동적으로활동이이루어졌는가 - 14 -
Ⅳ. 학습내용 01 디스플레이와산업 디스플레이의의미와종류를설명할수있다. 미래디스플레이산업의방향과분야를예측하고그이유를설명할수있다. 프롤로그 디스플레이장치의역사에대해이야기해보자. 1. CRT 기본원리 : 전자총에서 electron beam ( 전자빔 ) 을방출. 전자는강한 + 전극에의해 tube 를따라주사되고, deflection york 가전자를상하, 좌우로편향이발생. 이를통해전자는형광체를따라발광하여정보를표시함. 장단점 : CRT 의장점이라고간단한구동방식, 저비용으로제작및높은시인성단점무겁고공간을많이차지함. 2. PDP 기본원리 : 초기전위형성을통해가스방전이일어나면서 UV 빛을따라형광체가반응. 가시광선을통하여우리의눈에시각화된정보를표시함. 장단점 : 크고, 가벼우면서저비용으로생산가능. 작은면적제작이어렵고높은구동전압필요. 3. LCD(Liquid Crystal Display) 기본원리 : Back Light 라는광원이존재하고광원의빛이편광판과액정, 컬러필터 (CR) 를지나면서화면으로표현됨. 액정디스플레이지만액정이빛을내지는않고광원이있어야만디스플레이로표현되는비발광디스플레이. 장단점 : 고화질, 경량, 소량화와대형화모두가능. 시야각이작고백라이트유닛이필요. 4. OLED( Organic Light Emitting Diode) - 15 -
기본원리 : 유기물에는전자 (electron) 가포함되어있고, 유기물의결합형태에따라가상의입자인정공 (hole) 이존재하며전자는정공에비해높은에너지를갖고있음, 전자와정공은외부로부터전기신호를통해전자와정공이만나게되고이때빛에너지가발산되며빛이발생장단점 : 반응속도가빠르고플렉서블한디스플레이구현에적합. 생산단가높음 https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=q9hc5zylqsy 출처 : 삼성 SDI 블로그 생각열기 내꿈을펼치자 요즘은온통미래직업에대한이야기뿐이다. 많은전문가나신문기사의이야기처럼현재의직업대다수가멀지않은미래에사라질것이라는우울한전망을내놓는다. 심지어요리사나판사, 교사, 기자같은어느정도전문성이필요한일도로봇이나인공지능그리고인터넷정보통신으로대체될것이란비관적인관측이많다. 특정한전문성을갖지못한노동집약적일은말할것도없다. 이런상황에도불구하고전자정보와 IT분야의디스플레이산업관련모바일애플리케이션개발자나빅데이터분석가나등은여전히, 아니점점더필요한직업군으로떠오르고있다. 그런데많은사람들은아직도미래에사라질직업에해당하는분야의구직을위한스펙 학벌 돈 명성만추구하고있다. 도저히앞을보지않는다. 이제는우리가살아갈미래를예측하고내꿈을펼칠세상을준비해야한다. 생각키우기 기 디스플레이란무엇일까요? 디스플레이는각종전자기기로부터출력되는전기적신호를광정보신호로변환시켜주며인간 이인식할수있는형태 ( 이미지, 동영상, 숫자 ) 의정보로표시해주는장치 디스플레이와관련된산업들에는무엇이있을까요? TV, 전광판, 휴대폰, 가상현실, - 16 -
생각펼치기 주제 : 디스플레이와산업 4명이테이블에둘러앉아 1대의디스플레이에서나오는영상을함께마주보며감상하려고한다. 어떤형태의디스플레이가필요할까? 자신만의상상력으로디스플레이장치를설계해보자. 과학원리가설명되면더욱좋다. - 17 -
생각다지기 탐색하기 1. 데이터정보를지수표현법으로나타내보자. 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)) 100MB는몇 Byte 인가? Byte 이다. 또한 Byte는글씨한개를표현하는최소단위이다. 2. 다음디스플레이장치가실용화된순서를대로나열하시오 1 LED 2 OLED 3 CRT 4 PDP 3 CRT 4 PDP 1 LED 2 OLED 3. S 사의신형핸드폰은가로 2560 개와세로 1280 개의픽셀 (pixel) 로이루어져있다고한다. 만일이핸 드폰이 5 인치크기라면 PPI(1 인치당픽셀의수 ) 를구하시오. 또자신이갖고있는핸드폰의 PPI 를구하시 오. 4. 디스플레이장치의화면이점차커지면서필요한기술들은어떤것들이있을까? - 18 -
읽기자료 한국이선점한 OLED, 디스플레이새시장연다 [ 조선일보 2015.10.26. ] [ 애플 화웨이등 OLED 디스플레이잇따라채택 ] LCD 보다얇고화면선명, 곡면등다양한형태가능 웨어러블과함께시장커져 TV 도 OLED 화면장착늘어 2019 년 8 兆규모시장전망 OLED 석권한삼성 LG, 격차유지위해투자확대삼성전자의스마트폰 ' 갤럭시노트 5', 애플의웨어러블 ( 착용형 ) 기기 ' 애플워치 ', LG 전자의 UHD( 초고화질 ) TV, 화웨이의스마트폰 ' 메이트 S'. 이네가지제품이가진공통점은바로 OLED( 유기발광다이오드 ) 화면을장착했다는것이다. OLED 디스플레이는기존 LCD( 액정표시장치 ) 보다얇고선명한화면을만들수있는것이특징이다. 하지만제조원가가비싸고생산성이떨어지는단점때문에삼성 LG 만자체적으로양산해고급제품에사용했다. 하지만올들어애플이처음으로 OLED 를쓰기시작하고, 화웨이등중국업체도뒤따르면서 OLED 시대가열리고있다. 중국 LCD 업체들의저가공세에시달렸던한국디스플레이업체들도 OLED 를통해시장을주도할기회를잡았다. OLED 시장열린다 2000 년대초반까지 TV 나 PC 용모니터는대부분뒤가뚱뚱하고무거운브라운관 (CRT) 화면을사용했다. 2000 년대중반부터노트북 PC 가대중화되면서여기에들어가는 LCD 가브라운관을대체했다. LCD 는이후노트북뿐만아니라 TV PC 스마트폰등대부분 IT( 정보기술 ) 기기에적용되면서 10 년넘게디스플레이시장의대세로자리잡고있다. 올들어 OLED 시장에서 LCD 도입초창기와비슷한양상이나타나고있다. OLED 는스스로빛을내는유기물을조합해선명한화면을구현한다. 평평한 LCD 와달리원형 곡면 ( 曲面 ) 등다양한형태로만들수도있다. 이런장점을바탕으로 OLED 는올해웨어러블기기와함께시장에본격등장했다. 애플워치뿐만아니라삼성 ' 기어 S2', LG ' 워치어베인 ' 등최신웨어러블기기는대부분 OLED 화면을장착했다. 마치 LCD 가노트북을등에업고디스플레이시장을장악한것처럼 OLED 역시웨어러블기기와함께시장을잠식해나가고있는것이다. 그동안 LCD 를쓰던기기도점차화면을 OLED 로대체하고있다. 삼성전자는고급스마트폰외에중 저가모델인갤럭시 A J 등에도 OLED 디스플레이를장착했다. 중국의화웨이 메이주 오보 ZTE 등도자사의스마트폰에 OLED 화면을쓰기시작했다. TV 역시 LG 전자를필두로중국스카이웍스 창훙 하이얼, 일본파나소닉등이 OLED 화면을장착한제품을속속내놓기시작했다. 2013 년한대당 1500 만원 (55 인치 ) 에달했던 OLED TV 는최근 300 만원대로가격이내려갔다. 시장규모도급격히커지고있다. 미국의시장조사업체 IHS 에따르면스마트폰용 OLED 시장은올해 115 억달러 ( 약 13 조원 ) 에서 2019 년 155 억달러 ( 약 17 조 5000 억원 ) 까지성장할전망이다. TV 용 OLED 도올해 9 억 2000 만달러 ( 약 1 조원 ) 에서 2019 년 73 억 9700 만달러 ( 약 8 조 3438 억원 ) 로커질것으로추산된다. 한국디스플레이업체들이주도 OLED 디스플레이는한국이 IT 업계에서주도권을쥐고있는몇안되는분야다. TV 스마트폰등완제품은중국업체들의저가 ( 低價 ) 공세가거세다. LCD 역시 BOE 를필두로한중국업체들이한국보다훨씬저렴한가격으로생산하고있다. 한국의주력산업이던메모리반도체시장역시중국이진입하고있다. 하지만 OLED 는현재까지한국의삼성 LG 만양산중이다. 이미각부품별로기술표준화가이뤄져투자금만있으면누구나 LCD 를생산할수있는것에반해 OLED 는부품부터패널양산까지개별디스플레이업체가스스로해결해야한다. 자체기술력이없으면 OLED 를대량으로생산하기어려운실정이다. 선제적투자로 OLED 시장을석권한한국업체들은이격차를유지하기위해힘을쏟고있다. 삼성디스플레이는충남탕정과베트남등의 OLED 라인증설에 6 조원이상투자를진행중이다. LG 디스플레이역시경기도파주공장의 OLED 라인에 1 조원넘게투자한데이어 LG 화학에서 OLED 조명사업도넘겨받아사업확장에나서기로했다. 서울대이창희교수 ( 전기공학부 ) 는 " 손쉽게기술을베낄수있는 LCD 와달리 OLED 는디스플레이산업의역사가짧은중국업체들이쉽게따라오기힘들다 " 며 " 기술격차를유지하는동시에 OLED 시장규모를빨리키워야한국이여기서나오는과실 ( 果實 ) 을수확할수있을것 " 이라고말했다. OLED(Organic Light Emitting Diode 유기발광다이오드 ) 전류의흐름에따라스스로빛을내는성질을가진유기화합물반도체. 화면을밝게비추는광원 ( 光源 ) 이필요없기때문에종잇장처럼얇고선명한영상을구현할수있다. LCD( 액정표시장치 ) 보다화면반응속도도 1000 배이상빠르다. - 19 -
생각되돌아보기 기회를잡는자 " 당신이꿈꿀수있다면당신은그것을성취할수도있다. 기회는준비하는자에게온 다. 미국의영화제작자윌트디즈니의말이다. 99% 의인간은현재를보면서미래가어떻게될것인가를예측하고 1% 의인간은미래를 내다보면서지금어떻게행동할까를결정한다. 물론 1% 의인간만이성공하죠.. 여러분은오늘의수업을통해미래의세계가어떻게갈것인가를보았습니다. 이제 무엇을해야할까요? 여러분이살아갈미래세계에서해야할일을준비하고대비해야합니다. 미래를바꿀 7 가지기술을시청하고미래를위한자신의삶을상상해보자. ( https://www.youtube.com/watch?v=fcjgeaupbtg ) - 20 -
02 생활속의디스플레이 생활속의디스플레이의종류를조사하고발표할수있다. 디스플레이를통한문화, 예술, 과학적지식을탐구하고적용하여창의적으로제작할수있다. 프롤로그 K 팝홀로그램 친구재덕이는얼마전강남역에서소녀시대가공연하는데옆의아저씨가하시는말씀에깜짝놀랐 다. 분명소녀시대인데실제소녀시대가아니고홀로그램으로하는공연이하는것이었다. 그로부터 며칠후다음과같은기사에서 K 팝공연을홀로그램으로하였다는내용을신문에서읽고홀로그램 이무엇일까에대해호기심이생기고궁금해지기시작했다. 글로벌리더들에게한국의멋과맛을알린탁월한네트워크장을마련했다. 스위스다보스포럼에참가한우리나라와외국주요인사들이참석한가운데 2016 한국의밤 (Korea Night) 행사가 21 일 ( 현지시간 ) 모로사니슈바이처호프호텔에서열렸다. 올해로 8번째를맞은한국의밤행사는 한국문화, 세계와연결하다 라는주제로열렸다. 싸이, 투애니원 (2NE1) 등유명한류가수공연에디지털기술을접목시킨 K-POP 홀로그램공연을선보였다. 셰프에드워드권은전통한식을퓨전음식으로바꿔외국인들이쉽게한국의맛을느끼도록했다. 생각열기 다음은 YTN Science 에서홀로그램에대해소개하고있는영상이다. 이를보고우리의미래에홀로그램이생활속에서디스플레이된다면어떻게세상이달라질지를예측하고토론해보자.(https://www.youtube.com/watch?v=YFsJlLsc70c) - 21 -
생각키우기 기 홀로그램이란무엇일까요? 홀로그램이란 ' 완전함 ' 혹은 ' 전체 ' 라는뜻의 'holo' 와 ' 메시지 ', ' 정보 ' 라는뜻의 'gram' 이합쳐 진말. 즉입체처럼보이는영상 홀로그램이만들어내는세상은지금과어떤것이달라질까? 세상을가상으로만들어낼수있고가상의이미지가실제처럼보여현실을보다확장시켜생 활할수있다. 이를가상현실이라한다. 홀로그래피란무엇이고어떻게구현할까? 두개의레이저광이서로만나일으키는빛의간섭현상을이용하여 3 차원의입체정보를기록하고재생하는기술이다. 그럼다음과같은입체그림을어떻게만들어낼까? 홀로그래피원리 빛은파동이며같은위상 ( 마루와마루혹은골과골 ) 이만나면보강간섭으로밝은무늬를형성 하고반대위상 ( 마루와골 ) 이만나면상쇄간섭에의해어두운무늬를만들어낸다. - 22 -
디스플레이홀로그램 생각펼치기 주제 : 플로팅홀로그램 홀로그래피에의해생성된 3차원사진이투명포일에투영되어마치허공에떠있는것과같은홀로그램. 플로팅홀로그램은 1860년대 페퍼의유령 이라는이름으로시연된유사홀로그램원리를활용한것이다. 이는무대위에설치된빔프로젝터가무대바닥에설치된스크린, 즉반사판에영상을투사하면반사된영상이무대위에 45도기울기로설치된투명포일에투영되어마치허공에떠있는것과같은홀로그램영상이무대뒤편에나타나게된다. 투명막소재와조명기술의발달, 디지털프로젝터의성능향상에힘입어영상의품질도급격하게향상되어실제물체와영상의구분이힘든수준에까지와있다. 플로팅홀로그램의가장큰장점은투영된영상과무대위에있는실제사람들과상호작용할수있는것이다. 이러한우수한성능으로공연, 광고등에활용된다. 스마트폰을이용한플로팅홀로그램체험하기 플로팅홀로그램제작하기 - 23 -
탐구활동 다음을따라플로팅홀로그램을만들고영상을관찰한후그활용방법을생각해보자. 1. 다음주어진 OHP 필름의끝은접어연결하여피라미드모양을만들자. 2. 다음유튜브에연결하여그위에위제작물을올려놓고옆에서관찰해보자 Hologram Technology - Holho Green Spark https://www.youtube.com/watch?v=9ptfx_fj7kg 그외스마트폰을통해더많은자료들을검색하고친구들과서로공유하도록유도 3. 내가좋아하는플로팅홀로그램영상을만들어보자. 각개인별로홀로그램영상을만들고모둠별로발표한후가장잘된것을다시조대항으로발표 하여우수작품고르기 - 24 -
생각다지기 플로팅홀로그램의장점과단점을최대한써보자. 그리고플로팅홀로그램을통해서지난시간에냈 던자신의아이디어를보완해보자. 플로팅홀로그램의장점 플로팅홀로그램의단점 지난시간자신의아이디어보완 - 25 -
생각다지기 단원명 2. 생활속의디스플레이 ( ) 반 ( ) 번이름 ( ) 학습목표 1 생활속의디스플레이종류를조사하고발표할수있다. 2 눈미래디스플레이산업을예측하여자신만의직업세계를준비하고진로선택의이유를설명할수있다. 핵심학습내용 1. 우리나라의디스플레이 (Display) 산업 우리기업들이반도체산업에이어액정표시장치 (LCD) 에서도작년에이어금년에도세계선두그룹을유지하고있다. 지난상반기동안삼성전자는 TFT LCD 분야에서 1조 7000억원의매출을올렸으며 LG필립스도 1조 2800억원의매출을올려나란히이분야에서세계 1, 2위를차지하였다. 평판디스플레이는 2005년에세계시장규모를 400억불정도로예상할만큼성장성이큰유망산업분야라할수있다. 특히, 액정디스플레이산업의경우자체기술과우리가세계에자랑하는반도체기술및컬러브라운관의기술이복합된분야로다른국가에비하여경쟁우위에있는품목이라할수있다. 액정디스플레이의시장추이가현재노트북 PC에서모니터와 TV로진행되고있으므로우리기업의장점인대량생산과생산수율을높여제조원가를절감시키는노하우 (KNOW-HOW) 를계속적으로잘활용한다면앞으로도우리기업은세계시장에서의우위를계속유지할수있다고생각된다. 2. 디스플레이의발전방향 (1) 실감영상 : virtual reality, HMD( 머리에쓰는디스플레이 ), 3D (2) 고선명고화질 : HDTV(High definition TV, 고선명 TV) ⑶ 편의성 [ anywhere, anytime ubiquitous ]: Mobile & Flexible Display - 26 -
3. LCD, LED, OLED 차이점 LED(Light Emitting Diod, 발광다이오드 ) (1) N형반도체 : 전자의에너지준위높다. (2) P형반도체 : 정공의에너지준위낮다. (3) 전자가높은에너지준위 낮은에너지준위로이동 : 빛방출 (4) 조명, 간판, 텔레비전등의영상표현장치로사용 LCD(Liquid Crystal Display, 액정화면 ) (1) 화소 (pixel) : 대부분의영상기기가가지고있는빨강, 초록, 파랑의색묶음 (2) 영상장치에서는한점을빛의 3원색을내는광원의조합으로표시하며, 광원의밝기를조절하여다양한색깔을구현한다. ⑶ 액정 : 고체와액체의중간물질 -LCD(Liquid crystal display) 는두장의직교하는평면판사이에액정을채운것. -장점: 전력소모가적으며, 얇으면서가볍다. -활용: 텔레비전, 온도계, 계기판등의영상표현장치로사용 OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기체발광다이오드 ) (1) OLED는자발광소자이다. 전압을가하면자체적으로빛이발생. 원리는 LED와같다, (2) 장점 : 유기물로구성된 LED라대형, 고해상도에서굉장한장점. ⑶ 제작법 : 유기물 (OLED) 에열을가하여기화시킨후유리 (Glass) 에증착시킴. ⑷ 두께 : 100~200nm. 머리카락의두께를 100um 라고할때머리카락의 1/1000 정도 - 27 -
함께묻고답하기 1. 디스플레이란? 화면혹은영상 우리생활속의디스플레이 TV, 휴대폰, 컴퓨터, 야구장전광판등 2. 다음두화면은무엇이다른가? 디스플레이의왼쪽은불투명판위의디스플레이이고오른쪽은투명판위의디스플레이 3. 디스플레이의변화 ⑴ 과거전자총에의한 TV, LCD ⑵ 현재 OLED ⑶ 미래 3D- 홀로그래피등 4. 디스플레이의용어이해 ⑴ LCD(Liquid Crystal Display) 액정화면 ⑵ LED(Light Emitting Diode) 발광다이오드 ⑶ OLED(Organic Light Emitting Diode) 유기체발광다이오드 5. 여러분은오늘의수업을통해미래의세계가어떻게갈것인가를보았습니다. 이제무엇을해야할까 요? 직업선택의길 우리는미래가어떻게변화될것인가를현재까지의 99% 의인간은현재를보면서미래가 어떻게될것인가를예측하고 1% 의인간은미래를내다보면서지금어떻게행동할까를 결정합니다. 물론 1% 의인간만이성공하죠 의견적기 여러분이살아갈미래세계에서해야할일을지금부터준비하고대비해야합니다. - 28 -
생각되돌아보기 홀로그램 [Hologram] 홀로그램이란 ' 완전함 ' 혹은 ' 전체 ' 라는뜻의 'holo' 와 ' 메시지 ', ' 정보 ' 라는뜻의 'gram' 이합쳐진말로두개의레이저광이서로만나일으키는빛의간섭효과를이용, 사진용필름과유사한표면에 3차원이미지를기록한다. 1948년영국의물리학자데니스 (Dennis, Gabor) 가이원리를발견하여노벨상의영예를안았다. 1960년대레이저의개발로본격적인홀로그램의응용기술이발전되었다. 산업적이용은 1983년마스터카드에서위조방지를위해도입하며본격시작되었고, 소프트웨어의복제방지를비롯해지폐또는서류의위조방지등을위해널리사용. 홀로그래피 [Holography] 두개의레이저광이서로만나일으키는빛의간섭현상을이용하여입체정보를기록하고재생하는기술. 화상을사진에기록한것을홀로그램이라고하는데, 이것은알아볼수없는줄무늬와나선모양으로나타나지만, 레이저빔등에의한간섭광 (coherent light) 으로조명하면빛을구성해원래의물체를 3차원으로묘사해낸다. 일반적인사진의상은물체에서반사되는빛의세기에대한변화량을기록한것인데, 반사광이적은부분은어둡고많은부분은밝게표시된다. 그러나홀로그래피는빛의세기는물론위상 (phase) 까지, 즉반사광을구성하는파면이서로일치하는정도인간섭의정도까지기록한다 ( 간섭성 ). 보통빛은광선내다수파들의위상관계가전혀일정하지않아비간섭성 (incoherent) 빛이다. 홀로그래피의파원 ( 波源 ) 으로서는일반적으로레이저광이많이사용되고있다. 그것은레이저가현재로서는인류가만들어낼수있는유일하게코히런트 (coherent) 한광원이기때문이다. 파동의공간적퍼짐이균일하고위상이규칙성을가지고있는상태를코히런트 (coherent) 라고한다. 코히런트한빛이란, 빛의파장 ( 주파수 ) 과위상이매우정돈된파를말한다. 조용한수면에돌을하나던졌을때, 수면에번져가는물결과같은것이다. 이에비하여태양이나형광등, 백열등등의빛은불규칙하고코히런트하지않다. 수면에많은돌을어지럽게던졌을때의물결과같은것이다. 코히런트한물결은음파나전파로는쉽게만들수있었지만, 빛의영역에서는레이저가발명되기까지는실현되지못했었다. 홀로그래피 [Holography] 의활용의료분야-현재의사들은여러장의환부단층사진을보면서, 머리속에서입체상을만들어진단공업분야-정밀계측 / 건축, 토목과자동차설계- 3차원영상으로불충분한점보완중요한문화재와자연- 기록, 보존 / 예술- 옵아트의홀로그램활용 - 29 -
03 3D 디스플레이의구현 지폐의위조방지기술와예술성을이해할수있다. 지폐에담긴문화, 예술, 과학적지식을탐구하고적용하여창의적으로제작할수있다. 프롤로그 위조가불가능한안전한지폐는없을까? 지난 8월, 집을나온 19세박모군은친구 2명과함께저가복합기로 5만원권 150장 (750만원 ) 을스캔, 복사했다. 위조하기어렵다는홀로그램은은색매니큐어를칠해눈을속였다. 이들은가게에서위조지폐로물건을사고, 잔돈을되돌려받는방식으로 200여만원을챙겼다. 한국은행에따르면, 2013년발견된 5만원권위조지폐는 84장에불과했다. 그러나지난해발견된 5만원권위조지폐는 1409장, 올해상반기까지는 2034장으로크게늘었다. 생각열기 다음두지폐의디자인과제작방법을알아보고어떤지폐가더안전한지폐인지토론해보자. 다음동영상을보며지폐위조의위험성에대해생각을나누어보자. Catch Me If You Can in 10 minutes https://www.youtube.com/watch?v=vzijx-7scza - 30 -
생각키우기 기 지폐에사용된핵심기술이무엇일까요? 숨은그림, 우리나라지도, 4 괘등이보이는디홀로그램, 입체형부분노출은선, 색변환잉크 지폐속홀로그램에는무엇이보일까? 우리나라지도, 4 괘, 금액 (50000 등 ) 탐색하고활용하기 우리나라지폐속에담긴과학과예술을이야기해보자. 68*136cm/2007 년 1 월 22 일발행 정선 (1676~1759 / 한국 ) 계상정거도 ( 수묵 / 25.3 * 39.8cm /1746 년 / 조선시대 ) 68*142cm/2006 년 1 월 2 일발행 신사임당 ( 1 5 0 0 4 ~ 1 5 5 1 / 한국 ) 초충도 ( 채색 / 각 48.6*35.9cm/16 세기 / 조선시대 ) - 31 -
( 좌 ) 어몽룡 (1566~?/ 한국 ) 월매도 ( 수묵 /119.2*53cm/16~17 세기 / 조선시대 ) 68*136cm/2009 년 6 월 23 일발행 ( 우 ) 이정 (1544~1626/ 한국 ) 풍죽도 ( 비단에수묵 /127.8*71.4cm/ 조선시대 ) 위조지폐를구분하는법을알아볼까? - 32 -
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 - 33 -
개별활동 화폐의가치는그려진위인들의얼굴값으로결정되는것일까요? TIP.- 화폐디자인은그들의강렬한인상과규칙에따른색채 (1천원권과 1만원권은차가운청록색계열이사용되며 5천원권과 5만원권은따뜻한적황색계열로사용됨 ), 기억될만한소재들로화폐의디자인이결정된다. 여러분이화폐에등장하면어떤모습으로등장하게될까요? 앞 자신의얼굴이들어간만원짜리지페를만들어보기 뒤 자신이좋아하는물건이나꽃등으로뒷장의배경꾸미기 - 34 -
생각다지기 단원명 3D 디스플레이의구현 ( 입체영상을만들어보자 ) ( ) 반 ( ) 번이름 ( ) 학습목표 1 홀로그래피의의미와원리를설명할수있다. 2 눈에서색채를인식하는과정과빛의 3원색을설명할수있다. 3 영상장치에서색을구현하는과정을설명할수있다. 핵심학습내용 1. 3차원디스플레이 (Display) 홀로그램 (hologram) 홀로그램이란 ' 완전함 ' 혹은 ' 전체 ' 라는뜻의 'holo' 와 ' 메시지 ', ' 정보 ' 라는뜻의 'gram' 이합쳐진말로두개의레이저광이서로만나일으키는빛의간섭효과를이용, 사진용필름과유사한표면에 3차원이미지를기록. 소프트웨어의복제방지를비롯해지폐또는서류의위조방지등을위해널리사용. 홀로그래피 (holography) 두개의레이저광이서로만나일으키는빛의간섭현상을이용하여입체정보를기록하고재생하는기술. 빛의세기는물론위상 (phase) 까지, 즉반사광을구성하는파면이서로일치하는정도인간섭의정도까지기록. 의료분야에서머릿속에서입체상을만들어진단, 공업분야는정밀계측및설계, 중요한문화재와자연을기록하고보존, 예술의옵아트에활용 2. 인체 ( 눈 ) 에서색상인식 (1) 빛의 3원색 : 빨강 + 초록 + 파랑 흰색빨강, 초록, 파랑의빛의세기를조절하여수많은색을합성할수있다. (2) 눈의시각세포 : 망막에시각세포가분포한다. 1 막대세포 : 명암을인식한다. 로돕신 : 막대세포에함유되어빛을감지하는시색소 RGB의합성 2 원뿔세포 : 세종류의원뿔세포가각각빨강, 초록, 파랑색깔을민감하게인식한다. ⑶ 빛의합성과우리눈의인식 : 두가지노란색 ( 단일파장 580nm 의노란색, 빨간색과초록색 의합성인노란색 ) 을우리눈은구별하지못한다. - 35 -
3. 영상장치에서색의구현 LCD(Liquid Crystal Display, 액정화면 ) (1) 화소 (pixel) : 대부분의영상기기가가지고있는빨강, 초록, 파랑의색묶음 (2) 영상장치에서는한점을빛의 3원색을내는광원의조합으로표시하며, 광원의밝기를조절하여다양한색깔을구현한다. ⑶ 액정 : 고체와액체의중간물질 -LCD(Liquid crystal display) 는두장의직교하는평면판사이에액정을채운것. -장점: 전력소모가적으며, 얇으면서가볍다. -활용: 텔레비전, 온도계, 계기판등의영상표현장치로사용 컴퓨터모니터 기본적으로 RGB 색만낸다. 합성할때각각의색의밝기를다르게하여여러색을구현 4. RGB 외옵아트 옵아트 ( Opt display ) : 기하학적형태와미묘한색채관계, 원근법등을이용하여사람의 눈에착시를일으켜환상을보이게하는과학적예술 5. 유비쿼터스디스플레이 디스플레이 (Display) : 다양한정보를인간이볼수있도록화면으로구현해주는영상표시장치를통칭 유비쿼터스 (Ubiquitous) : 모든사물을네트워크로연결하여시간과장소에관계없이다양하게이용할수있게하는기술. 사물에컴퓨터칩을내장하여상호의사소통함으로써생활환경을최적화하는인간중심의컴퓨팅환경을의미정보기술 나노기술 생명공학기술의고도화가전제되어야한다. - 36 -
디스플레이는미래정보화사회진입의선도역할수행및친환경적인생활문화를선도 Flexible, 3D 디스플레이등소비자지향적인미래디스플레이기술은 ( 유비쿼터스 환경의새로운라이프스타일을창조 ) 할것이다 생각되돌아보기 함께묻고답하기 2. 홀로그램과홀로그래피를구분해서기술해보자홀로그램- ' 완전함 ' 의 'holo' 와 ' 그림 ' 이라는뜻의 'gram' 이합쳐진말. 두개의레이저광이서로만나일으키는빛의간섭효과를이용, 사진용필름과유사한표면에 3차원이미지를기록하는것 홀로그래피 - 두개의레이저광이서로만나일으키는빛의간섭현상을이용하여 3 차원의입체정보 를기록하고재생하는기술. 보강간섭과상쇄간섭 2. 빛의삼원색을쓰라. RGB( 빨강, 초록, 파랑 ) 3. 다음은 RGB 3 가지색으로만든색이다. 세가지색중에서어떤색과어떤색을합성한것인가? ⑴ 노랑 (Yellow) 빨강 (R)+ 초록 (G) ⑵ 자홍 (Magenta) 빨강 (R)+ 파랑 (B) ⑶ 청록 (Cyan) 파랑 (R)+ 초록 (G) - 37 -
⑷ 흰색빨강 (R)+ 초록 (G)+ 파랑 (B) 4. 모니터에서수만가지의다른색을나타낼수있다. 이러한색은어떻게만들수있을까? 기본적으로 RGB 색만낸다. 합성할때각각의색의밝기를 256단위로다르게하여여러색을구현한다.( 총 256X256X256=16,777,216 가지 ) 5. 우리눈에있는신경세포와관련있는사항을서로연결하여라. ⑴ 막대세포 빛의색감지 어두운곳에서잘감지한다. ⑵ 원뿔세포 명암감지 어두운곳에서색구별이어렵다. 6. 다음은색감지원리에대한과정을나타낸것이다. 빈칸을채워라. 밝아지면시신경에서 ( 로돕신 ) 을차단하여 ( 막대 ) 세포대신 ( 원뿔 ) 세포를작동하여색을감지한다. 7. 다음은원뿔세포의종류를나타낸것이다. 빈칸을채워라. 원뿔세포종류 감지하는빛의색 R 원뿔세포 ( 빨강 ) 색빛 ( G ) 원뿔세포초록색빛 B 원뿔세포 ( 파랑 ) 색빛 8. LCD 란무엇인가? Liquid Crystal Display, 액정화면 9. 화소 (pixel) 란? 10. 다음제시된이야기처럼만약세포를마이크로수준으로제어할수있다면우리미래는어떻게달 라질까요? 세포마이크로제어 실제생체내에서의세포의거동은생체외부에서의세포배양시거동과는매우다른데이는생체내의세포는각세포가처한마이크로환경 (cellular microenvironment) 의영향을크게받기때문이다. 생체재료의 3 차원구조및표면기능기를잘 Display 하고제어하면생체내에서의마이크로환경과보다가까운세포환경을구현할수있다. 의견적기 아픈부위치료를수술이나줄기세포가아닌물리적제어로가능하고생명이연장될것이다 - 38 -
04 옵아트와디스플레이 옵아트의개념을이해하고제작할수있다. 원근법상의착시나색채의장력을통하여순수한시각상의효과를이해할수있다. r 프롤로그 20세기중엽에국제성을띠었던기하학적인비구상계열의미술로시각적인착각을다루었다. 형태와색채의체계적이고정밀한조작을통해얻어지는옵아트의효과는원근법상의착시나색채의장력 ( 張力 ) 을이용한것이다. 옵아트의주요매체인회화에서는표면장력을극대화하여사람의눈에는그것이실제로진동을일으켜동요하는것처럼느껴지게한다. 전적으로추상적인형태간의관계에관심을집중한점에서오르피슴 구성주의 절대주의 미래주의같은 20세기미술운동과관련을갖는다. 특히미래주의는회화적운동성과역동성을강조하는점에서옵아트와관계가깊다. 옵아트화가들은앞서기하학적양식을추구했던미술가들과달리관람자들에게시각적인착각과애매성, 모순을일으키기위해의도적으로화면을조작했다. 옵아트의세계로여행을해봅시다. - 39 -
r 생각열기 옵아트가 1950년대말 1960년대에등장했을때주요인물은빅토르바사렐리, 브리지트라일리, 리처드아누스키비츠, 래리푼스, 제프리스틸등이었다. 이들은 1965년에뉴욕현대미술관에서 ' 감응하는눈 '(The Responsive Eye) 이라는전시회를개최하여처음으로국제적인관심을끌었다. 이들은평행선이나바둑판무늬, 동심원같은단순하고반복적인형태의착각적조작을통해복잡하고역설적인광학적공간을만들어내거나명도가동일한보색 ( 반대색 ) 을병렬시켜색채의긴장상태를유발시킨다. 그결과움직이는듯한환영을불러일으키고관람자가화면의한부분을오래바라볼수없게방해함으로써화면은그자체로서만받아들이게한다. 한작가의말에의하면 " 옵아트는대상물이라기보다는지각반응의발생원인으로존재한다." 프랑스의시각예술실험그룹과칠레의미술가헤수스라파엘소토등이옵아트에동조했다. 이들은빛과모터와조각의재료를사용하여대규모의옵아트조각을제작함으로써모든옵아트의근본인착시적움직임의효과를공간속에서창조해냈다. 아래주어진참고그림을살펴보고모둠활동을해봅시다. 옵아트는미래의상품을이끄는트랜드로발전할수있을까? - 40 -
그리기기법을이용한옵아트작품 ( 학생 ) 색상지를이용한옵아트작품제작방법 옵아트작품을응용한패션의상및생활용품 - 41 -
r 생각펼치기 옵아트를이용한자서전표지제작하기 준비물 학습지, 포스터물감또는마카, 연필, 지우개, 자, 도화지 1. https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ektxfi1rccm 옵아트 영상을보고옵아트를통한착시를경험하고아래의그림을설명해보자. 무엇이보이나요? 어떤움직임이느껴지나요? 2. 양안시차에의한착시를경험해보자. - 손가락을세워서양눈사이에두고두눈을감았다뜨면서보이는화면의차이를이야기해보자 최영 / 망막에비친그림 / 캔버스에유화
r 생각다지기 표현해보기 * 옵아트기법을사용하여자신의자서전표지를제작해보자. r 생각되돌아보기 감상하고진로탐색 친구들의작품을감상하면서자신의작품을설명해보자. - 43 -
05 디스플레이와그의응용 사물인터넷이연결된인텔리전트하우스를설계할수있다. 스크린골프에적용된과학원리들을설명할수있다. 스크린골프와비슷한, 과학원리가적용된사업성이있을만한디스플레이아이템을기획할수있다. r 프롤로그 사물인터넷 (Internet of Things, IoT) 에는 사람 사물 공간 데이터등모든것이인터넷으로서로연결되어정보가생성 수집 공유 활용되는초연결인터넷, 기존재하는혹은향후등장할상호운용가능한정보기술및통신기술을활용하여다양한물리및가상사물간의상호연결을통해서, 진보된서비스를제공할수있게하는글로벌스케일의인프라, 미래인터넷의통합된부분으로서표준과상호호환통신프로토콜로자가설정기능을갖춘동적글로벌네트워크인프라 등이있다. 골프는골프장이있어야하는데, 골프장이용료도비싸고눈이나비가오면골프를칠수없다. 여름엔더워서겨울엔추워서골프를치기어렵다. 그래서탄생한것이스크린골프다. 저렴한가격에여러명이함께골프를즐길수있다는장점이있다. 추워도더워도, 눈이나비가와도골프를칠수있다. 이러한스크린골프는골프를실내에서즐길수있도록제작된디스플레이시스템이다. 골프시뮬레이터 - 44 -
(Golf simulator) 라고도한다. 이시스템을이용한일명골프방이라고하는신규창업아이템이각광받고있다. 스크린골프는플레이어가친공의탄도, 방향, 거리, 스피드, 회전등을판독하여데이터화시키는센서, 스크린골프영상을크게보여주기위한프로젝터와프로젝터가보여주는영상을보여주기위한하얀스크린, 골프시뮬레이터프로그램을실행시키기위한컴퓨터, 자동으로경사를구현하는스윙플레이트, 자동으로공을공급해주는오토티업기, 스윙시플레이어가친스윙모습을반복하여보여줄수있는모션카메라등으로구성되어있다. r 생각열기 다양한디지털기술이융합되어나타나는스크린골프는디지털콘텐츠산업의핵심분야로두각을나타내며급속한성장세를보여준다. 2014년 2월기준국내스크린골프시장은약 1조원규모로알려져있다. 최근에는 3D입체기술 이스크린골프에적용되어상업화가이루어지면서디지털융합콘텐츠산업으로서스크린골프의산업적영향력은급속하게커질것으로예측된다. 스크린골프가가지고있는최대의장점은닌텐도게임기처럼리모콘을사용하지않고실제골프클럽을사용함으로써실제로골프를한다고느끼게한다는것이다. 그리고스크린골프는이용자가실감할수있는디지털체험을제공하고있다. 또한, 디지털체험의연출은단순히시뮬레이션기술만으로는구현이불가능한것이며, 예술ㆍ인문ㆍ운영방식등의요소가총체적으로조화를이루어야가능한것이다. 다시말하면, 스크린골프에서참여동기는과학기반의기술과운영방식ㆍ성과측정, 그리고인문기반의미적요소와스토리텔링이총체적으로구성된디지털체험을통해증대된다. - 45 -
다음은코닝사에서만든미래의기술디스플레이에대한전망의동영상이다. 이를보고우리의 미래에펼쳐질세상을예측하고토론해보자. (https://www.youtube.com/watch?v=lk9-dvumzka) 학생들에게자유롭게발표시키면서투명디스플레이가가질장점에대해교사가설명해주면보다효과가있다. 즉낮에는외부에서빛을통과시키면서바깥모습을보게하고밤에잠자기전마이애미비치나로키산맥등을창에서디스플레이시킨다면전세계를두루여행하는기분으로매일을살수있을것이다. - 46 -
r 생각펼치기 스크린골프속에숨겨있는과학원리를모둠활동을통해나열해보자. 그리고골프공을골프채로치면공은하늘로날라간다. 하늘로나른공이땅위에떨어진후에데굴데굴공이구르는데그런현상은어떻게시뮬레이트할까? 여러분의생각을글로표현해보자. [ 레이저거리측정기 ] 스크린골프사업의초기에는어떤사업전략을수립하였고추진했을까를조사해보자. IoT 디스플레이가구현되는나의미래집설계를모둠활동을통해브레인스토밍하여 작성해보자. - 47 -
r 생각다지기 1. 스크린골프의개념을시장에적용하여성공한한국기업은골프존이다. 특수한한국의상황에접목하여 IT기반의골프기능진단 / 처방 골프존스마트케어 를정립하여국내에수많은점포를설립하여골프동호인들이필드에나가지않더라도운동을즐길수있는오락산업을일으켰다. 최근에는 세상에없던테마파크를만들자 라는기치아래에서혁신하는기업으로성장하려하였다. 그러나최근에는여러분야로발전하려는기업의의지와는다르게국내경기의후퇴로인하여현금수입의감소로적자경영에직면하고있다. 스포츠와 IT기술이접목된신생벤처기업이격변하는경제환경에서살아남으려면극복해야할처방이무엇인가모둠활동을통해논의해보자. 2. 주택설계시에고려하여할중요한사항은가족구성원의직업, 주택에대한꿈과희망, 취향, 예산, 주택의규모와용도, 주택과환경과의상호작용, 평면도, 안방, 거실, 주방, 화장실, 다용도실등의배치같은것이있다. 고려된사물인터넷기술을겸비하여내가살고싶은주택의설계도를그려보자. r 생각되돌아보기 1. 스크린골프사업의지속적성장을위해서는어떤방법으로혁신과발전을꾀하여야할까? 여러분의생각을글이나그림으로표현해보자. 2. 만일내가경복궁의리모델링기획책임자로임명되었다면, 어떤 IoT 기술을접목하여설계 를할것인지개념도를글과그림으로표현해보자. 그이유도열거해보자. - 48 -
06 즐거운가상현실의세계. 우리의의식주생활속의 3D 디스플레이적용사례를살펴보고개념을이해할수있다. 미래의가상현실을이용한디스플레이세계를상상하여작품을제작할수있다. r 프롤로그 가상일까현실일까? 리프트 (RIFT) 라는가상현실용헤드마운트디스플레이 (HMD) 를쓰고게임하는장면이다. 단순히눈앞풍경만현실감있게보여주는게아니라발아래트레드밀을더해게임안에서의걷기 나뛰기같은액션까지실감나게체험할수있다. 촉감까지전달하는가상현실기술이있다면어디에사용할수있을까? 가상현실디스플레이가우리생활에깊숙이적용된다면장점과단점은무엇이라고생각하나요? 예술과결합된미래의 3D 디스플레이는어떻게발전할까? - 49 -
r 생각열기 의식주와결합된 3D 디스플레이는어떤것들이있을까? 가상현실은실제의이미지나배경에 3차원가상이미지를겹쳐하나의영상을보여주는기술이다. 이는군사적목적의기술로사용됐으나이미우리의의식주전반에 3D디스플레이기술이우리생활속에깊숙이들어와있다. 온도를조절해주는의복, 음료의상태를알려주는물통, 사람이나사물을보면관련정보가안경에뜨는안경등, 언젠가는멀리떨어져있는가족들과방에앉아대화를나누듯영상통화가가능하고, 거실에서가상의여행가이드를따라뉴욕을산책할수있는가상세계가펼쳐질것입니다. 관련동영상보기 - https://www.youtube.com/watch?v=9c6w4ccu9m4&feature=player_embedded 학교교육에적용된 3D 디스플레이영상기술 의학에적용된 플레이 유비쿼터스디스 생활용품속의디스플레이 아티스트 Xuedi 첸의최신기술혁신인착용할수있는 3D 인쇄메쉬의상 - 옷에인간의취향을데이터로입력 SM 공연장에서홀로그램으로보여주는가수들의공연 장면 - 50 -
r 생각펼치기 가상현실헤드셋만들기 골판지를이용한가상현실헤드셋을만들수있다. 정해진도면에따라골판지를제단, 조립한뒤본인소유스마트폰을전면에배치한뒤가상현실구동앱을실행시키면볼록렌즈를통해디스플레이화된스마트폰을볼수있다. 사용자는비록간단한형태이긴하지만마치살아있는것같은 3D이미지와영상을포함, 기초수준의증강현실을체험해볼수있다. 제작방법 : 가로 56 cm, 세로 23 cm, 두께 1.5 mm의평범한신발보관상자크기의종이골판지와직경 19 mm, 두께 3 mm네오디뮴자석, 그리고가장중요하고까다로운 40 mm볼록렌즈가있고부가적으로미끄럼을 방지하는고무밴드, 접착식부직여밈장치등이있다. 원리역시어렵지않다. 가상현실헤드셋전개도 이런영상을볼수있다. 완성품 - 51 -
계획하고 표현하기 즐거운 가상현실 표현하기 1. 멀리 떨어져 있는 가족들과 방에 앉아 대화를 나누듯 영상통화를 하고, 거실에서 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. 손끝으로 모든 것이 영상화되고 미래생활에 적용되는 것을 상상 미래도시를 상상하여 표현하였 다. 인공 빛을 활용하여 광합성 하 는 미래식물을 그림으로 표현 로 하여 표현하였다. 하였다. - 52 -
r 생각되돌아보기 가상현실의원리를 하자. 이해하고기발한상상력이적용된가상현실적용사례를모듬별로발표 3D 디스플레이기술이융합된미래의생활모습이담긴자신의작품을디자인해보고간단 히스케치해보자. - 53 -