• 제목/요약/키워드: 수학과 디자인

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공간조형에 표현된 비선형 동력학 현상 (Phenomena of Nonlinear Dynamics in Space Design)

  • 임은영
    • 디자인학연구
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    • 제15권4호
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    • pp.379-390
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    • 2002
  • 새로운 패러다임으로의 전이를 의미하는 과학혁명은 필연적으로 지적 영역의 변화를 동반한다. 더욱이 과학과 예술의 관계는 서로를 가능케 하는 상생의 관계라 할 수 있다. 최근 비선형 과학에 대한 놀라운 관심과 함께 예술에의 신속한 적용은 양자의 긴밀한 상호작용을 다시 한 번 가늠케 한다. 과학과 예술에 있어서 중요한 것은 새로운 창조의 과정과 방법을 제시하는 일일 것이다. 이를 위하여 때로는 역발상을 시도하고, 또한 일상을 탈피하여 예측할 수 없었던 것들을 추적하는 모험과 탐구정신이 절실하다. 이와 같은 관점에서 본 연구는 비선형 패러다임의 기저가 되는 카오스 이론과 함께, 물리학과 수학에서 다루어지는 관련 이론들을 준거로 하여 비선형적 공간조형을 재검토하였다. 연구 과정에서 비선형은 일련의 계(a system)에 대하여 부분이 아닌 전체로 보아야 할 것에 대한 강력한 제안이며, 또한 새로운 질서요 창조의 원리임을 확인할 수 있었다. 이울러 본 연구는 비선형적 공간 조형에 있어서 형태적 차용에 급급한 디자인 행위를 지양하도록 하는데에 암묵적 의도가 있었다. 따라서 비선형 동력학 현상의 원리와 프로세스를 이해, 적용함으로써 비선형이 지닌 창조적 속성이 공간에 총체적으로 발휘되기를 기대해 본다.

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증강현실을 기반으로 한 수학교육 게임 (Mathematics education game based on augmented reality)

  • 이혜선;이종원
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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    • pp.817-822
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    • 2008
  • 그래픽과 통신 산업의 발달로 컴퓨터 게임 산업은 기술적으로 정정 발전하고 있다. 다양한 연령충의 사람들에게 게임은 여가생활에서 없어서는 안 될 만큼 많은 부분을 차지하고 있다. 게임은 발전하면서 다양한 형태로 변형되어 왔다. 이러한 흐름에서 게임은 단순한 놀이에 그치지 않고 교육적 목적으로 이용하기 위한 시도가 나타나기 시작했다. 이런 특정한 목적과 효과를 의도하는 게임을 Serious Game 이라고 한다. Serious Game은 게임의 본질인 재미를 통해 새로운 유익함을 얻는데 그 의미를 가진다. 여러 분야에서 Serious Game에 관련된 다양한 범주의 콘텐츠들이 시도되어 왔고, 그중에서 특히 두각을 나타내는 분야는 교육이다. 교육에 관련된 분야는 지금까지 수많은 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 논문에서는 증강현실을 기반으로 한 수학교육 게임을 제안하고자 한다. 유아/저학년을 대상으로 하는 보드게임을 바탕으로 하였고, 사용자의 체험적 요소의 극대화와 게임의 다양성을 살리기 위해 증강현실을 기반으로 하였다. 또한 사용자의 적극적인 게임 참여를 위해 사용자가 원하는 이미지를 삽입하거나 보드를 디자인 할 수 있는 풀을 제공하였다.

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기계공학과에서 제시하는 Hands-on Experience 중심의 "엔지니어링 디자인" 교과목의 강의사례 (A Case Study of "Engineering Design" Education with Emphasize on Hands-on Experience)

  • 김홍찬;김지훈;김관주;김정수
    • 공학교육연구
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    • 제10권2호
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    • pp.44-61
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    • 2007
  • 본 논문은 공학 교육에서 강조하고 있는 창의력, 협업 능력 및 의사소통능력의 함양을 주 목적으로 홍익대학교 기계 시스템디자인공학과에서 새로이 개발한 교과목에 관하여 소개하고자 한다. '기계 시스템 디자인공학과'는 엔지니어링 디자인을 강조하는 새로운 교과목을 갖춘, 기존 홍익대학교 기계공학과의 새로운 이름이다. 급변하는 교육환경과 산업계의 요구에 부응하기위해서 기계공학과는 아날로그 기반, 산업중심의 하드한 관점에서 디지털 기반, 인간 중심의 소프트한 가치 중심으로 그 교육 접근방식을 전환하였다. 이러한 관점에서 새로이 개설된 세 가지 학과목인 기계 시스템디자인 개론, 창의적 공학 설계, 제품디자인은 공통적으로 팀 프로젝트를 통해서 손으로 직접 만들고 대화하고 표현하는(이하 Hands-on experience)경험을 중요시 하고 있다. 또한 이들 과정에서는 브레인스토밍(Brain Storming)과 스케치를 통한 시제작(Prototyping) 과정을 강조하고 있으며, 전통적으로 다루기 힘들고 무거운 금속 소재 대신에 폴리스티렌 블록이나 카드보드와 같은 가볍고 유연성 있는 소재를 사용하여 가능한 다양하고 창의적인 원형(Prototype)을 만들고, 팀원들간의 활발한 의사소통을 체험 할 수 있도록 유도하였다. Hands-on experience 중심 프로그램들은 학생들로 하여금 협업능력을 강조한 학과목들을 통해 시각적이며 구체적인 체험을 하게 하여 전통적으로 분석적이고 수학적이며 추상적인 사고에 초점을 맞춘 공학과목들을 균형적으로 보완하는 역할을 할 것으로 보이며, 졸업 후 그들이 산업현장에서 접하게 될 복잡하고 구체적인 엔지니어링 과제들을 해결하는 엔지니어링 감각과 창의력을 개발하는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 예상된다.

선진학교 교육현황 분석을 통한 디지털 교육매체 디자인 국외 사례 연구 (A Case Study On Digital Education Design In Foreign Countries By Analysis Education Condition)

  • 김정희
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권30호
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    • pp.201-219
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    • 2013
  • 미국, 영국, 일본 등 선진국을 중심으로 디지털 매체의 발달을 교육에 접목하려는 움직임이 꾸준히 증가하였고 이는 디지털 교육 디바이스의 발전을 가져왔다. 국가적 차원에서 발전을 하고 있는 일본과 교육 분야에 막대한 국가 예산을 사용해 디지털 교육의 선진국으로 자리 잡고 있는 영국 그리고 복지국가의 기반 위에 적극적인 디지털 교육을 이끌고 있는 스웨덴이 디지털 교육 매체분야의 선진국이다. 특히 영국과 스웨덴은 디지털 교과서 등 디지털 교육 매체시장이 포화상태이며 시장의 경쟁으로 양보다는 질을 추구하는 시점에 이르렀다. 즉 빠르게 발전을 추구하는 과정을 지나 디자인적인 질을 중요시하면서 디지털 교육 매체를 선별 적용하고 있다. 국내에서는 2007년 초등학교 5학년 수학 디지털 교과서를 시작으로 국내 디지털 교과서의 시장이 열렸고 IT 선진국답게 짧은 시간 안에 과학, 영어 등 다양한 분야에 적용하는 등 커다란 발전을 보여줬다. 이에 디지털 교육 매체 분야의 디자인 적용의 빠르고 효율적인 가이드 설립을 위하여 디지털 교육 선진국의 디지털 교육매체 및 설문을 기반으로 한 적용 사례 분석을 통해 한국디지털 교육 매체 디자인의 나아갈 방향 잡는 기초 자료가 필요하다. 이에 본 연구는 LG 유럽 디자인 센터를 중심으로 디지털 교육 매체의 선진국인 영국과 복지사회 기반의 탄탄한 교육 정책을 보여주는 스웨덴을 사례 연구 대상국가로 선정하며 4개 학교의 전교생을 대상으로 설문, 휴리스틱 분석, KJ법을 통해 분석한다. 분석결과 양적인 증가뿐만아니라 디지털 소셜라이징 안에서 보다 현실적이고 다양한 시뮬레이션 경험을 추구하는 등 콘텐츠의 질 향상을 원하고 있으며, 아날로그의 단점을 보완하면서 상호 보완적으로 언제 어디서든 편하게 접할 수 있는 환경 및 편한 GUI 디자인이 요구되고 있었다. 이에 향후 교육 플랫폼과 교육 관리 시스템, 커뮤니케이션 시스템간의 유기적이고 상호 보완적인 통합 솔루션디자인을 중심으로 질 높은 교육 시뮬레이션 및 GUI 디자인을 기획해야하며 이는 교육 주체뿐만 아니라 교육 환경을 포함한 분야를 통합한 사전 조사 및 설문 분석을 통해 모든 교육 특성을 고려하여 디지털 교육 매체 의 디자인의 질을 높인 기획을 해야 한다. 본 연구 결과는 디지털 교육 해외 선진국의 발전 된 현황을 파악하여 국내 디지털 교육산업의 디자인 기획시 기초 자료로 활용하는데 의의가 있다.

그래픽 디자인에 있어서 프랙탈 구조의 활용 가능성 연구 (A study on application of fractal structure on graphic design)

  • 문철
    • 디자인학연구
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    • 제17권1호
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    • pp.211-220
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    • 2004
  • 새로운 자연과학의 패러다임으로 대두되고 있는 복잡성의 과학인 카오스(Chaos), 프랙탈(Fractal) 이론은 자연을 몇 개의 단순한 요소로 분해 이해하는 것이 아니라 전체적인 관계 속에서 이해하는 것이다. 인간과 자연을 포함한 모든 세계를 바라보는 우리의 시각을 비선형성, 다양성, 시간성, 복잡성으로 향하게 하며 비정수 차원의 자연과 복잡성을 표현하기에 적합한 적용 방법이다. 비선형적 프랙탈 기하학과 카오스 이론을 예술방면으로 응용하는 것은 과학과 예술이 만나는 상상의 영역이며 아직까지 많은 연구가 이루어지지 않은 분야이다. 이러한 프랙탈 형태의 기하학적 특성과 조형 원리를 파악하기 위해 객관적인 자료를 분석해 조형 언어를 추출한 연구이다. 형식에 있어서 수학적인 방법에 의한 프랙탈적 분석이라기보다는 프랙탈의 여러 개념 가운데 특히 자기 유사성(Self-similarity)과 반복성(Recursiveness) 그리고 무작위성(Randomness), 불가능한 공간에 의해 표현되어진 도형과 그래픽디자인과의 조형적인 유사성을 밝혀 보았다. 즉 프랙탈 도형은 부분의 부분, 또 그 부분을 반복해서 확대해 가도 도형의 본직적인 구조가 변하지 않는 특성을 가지고 있다. 이와 같이 무한소까지 확대해도 전체와 일치하는 자기 닮음 구조로 되어있다. 이것은 어느 부분이나 전체를 재구성할 수 있는 정보를 모두 가지고 있음을 뜻한다. 본 연구에서는 이러한 배경을 바탕으로 그래픽디자인에서 나타난 기하학적 조형성에 대한 프랙탈적 분석 가능성을 주로 검토하는 데 목적을 두고 있다. 그리고 연구의 결과 그래픽디자인은 이미 수학적인 계산 속에서 아름다운 비례를 찾고 있었다는 것을 발견할 수 있었다. 자연을 표현하는 가장 적합한 공식인 프랙탈 기하학은 앞으로 과학과 그래픽디자인의 복합체로서 고유성과 특수성의 고부가가치를 창출해야 한다. 이런 요구를 수용하고 변화에 적응 발전해야 하는 필요성이 대두되는 단계에서 본 연구의 의의가 크다고 하겠다.

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살바도르 달리 입방체의 의미에 관한 연구 - 살바도르 달리의 작품 '후안 데 에레라의 입방체 연구에 대한 서문, 1960'을 중심으로 - (A Study on the Meaning of Cubic Form by Salvador Dali - Focus on Salvador Dali's Work 'A Propos of the Treatise on Cubic Form by Juan de Herrera, 1960' -)

  • 김성혜
    • 한국실내디자인학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.145-152
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    • 2011
  • Salvador Dali put a title of his work as 'A Propos of the Treatise on Cubic Form by Juan de Herrera' at 1960. Through this work which is consisted in cube frame surrounding black and white letter squares and nails in the sky, he directly referred about the cube which were showed in his pictures. To understand the meaning of this work, Dali's paintings and Juan de Herrera's design and architectural ideas are analysed by building. His concerning about absolute existence like god and nuclear takes the cubic form by Juan de Herrera instead of pictorial tendencies of Cubism, however pictorial elements such as sky and nails were still used in the work. He use alphabet letter as pattern consisting wall and symbol representing 'Juan de Herrera', moreover number '2' is taken to show up line attribute. Dali had several design develop process, and finally he reached an new stage called 'Hypercube'. Hypercube can distinguish from Cubism and Herrera's architectural idea, and it will be free from objective world based in Euclid geometry. Although cubic is the simplest shape. It can contain the variety of developments in these fields - philosophy, architecture, painting and etc.- from Platon to nuclear physics and coexists in a picture of Salvador Dali.

방과 후 수업에서 근접발달영역을 고려한 수업이 학습태도와 문제해결력에 미치는 영향 연구 - 중학교 1학년 함수를 중심으로 - (A study of learning attitude and problem-solving abilities of middle school students in consideration of the Zone of Proximal Development at after school class)

  • 이중권;강가영
    • 한국학교수학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.519-538
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    • 2011
  • 이 연구는 방과 후 수업에서 근접발달영역을 고려한 수업이 중학교 1학년 학생들이 학생들의 학습태도와 문제해결력에 미치는 영향이 어떠한지를 알아보기 위하여 디자인 되었다. 연구문제를 해결하기 위하여 방화 후 수업에서 함수를 학습할 때 근접발달영역을 고려한 지도와 일반적인 수업을 받은 학생들에 대하여 학습태도와 문제해결력이 차이를 보이는지 알아보기 위하여 t-검정을 실시하였다. 검정 결과 방과 후 수업에서 근접발달영역을 고려한 수업이 학습태도와 문제해결력에서 유의미한 차이를 보였다.

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HCI 프로그램을 이용한 HPLC의 최적화 조건 (Optimum Condition of HPLC by HCI Program)

  • 김춘화;이주원;노경호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권6호
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    • pp.555-562
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    • 2006
  • 최근 액체크로마토그래피는 의학상이나 천연물질 분리에 많이 사용되고 있다. 특히 혼합물에서 유용성분을 분취하기 위해서는 우선 분석용 크로마토그래피의 조업조건이 결정되어야 한다. 때문에 정확한 수학적 모델링과 시뮬레이션은 크로마토그래피의 발전과 디자인 과정에서 필요한 부분이다. 인하대학교 고 순도분리연구실에서는 크로마토그래피의 최적화를 목적으로 HCI 프로그램을 개발하였다. 이 과정에서 최소한의 실험으로 보다 정확하고 빠른 최적 조업조건을 HCI 프로그램을 이용하여 구할 수 있다. 즉 이론단수를 이용하여 체류인자를 예측하는 세가지 모델식으로부터 용출곡선을 계산할 수 있으며 분리도와 분리시간을 기준으로 최적 이동상의 조건을 계산할 수 있다.

통일신라시대 와당을 모티브로 한 주얼리장식용 문양 연구 (A Study on the Jewelry decorative pattern based on Wa-Dang in Unified Silla period)

  • 김경태
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권6호
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    • pp.113-122
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    • 2023
  • 본 연구는 문화 & 소프트 파워(soft power)가 주도하는 지식정보사회에 있어서 전통문화의 유물자산을 활용한 문화상품 개발을 전제로 진행하였다. 통일신라시대 전통건축에서 출토된 와당 유물의 문화콘텐츠 상품 가능성을 탐색하고 주얼리 디자인에 활용성이 높은 상품화 모티브의 확장성을 넓히는 맥락에서 진행되었다. 먼저 문헌과 매체 연구를 통하여 와당의 원형과 소재, 용도, 크기, 의미, 조형적 심미성을 파악하였다. 고찰된 와당중에서 카테고리별 대표성과 모듈·패턴화 가치가 있는 10종류의 와당을 선택하여 '형태적 단순화 기법'으로 원형이미지를 추출·모듈화하였다. 문양구성 배열형식 체계화 방법인 '수학적 대칭성 분석기법'에 근거하여 문화콘텐츠산업 및 주얼리디자인 개발시에 활용할 수 있는 평면적 조형요소를 도출하였다. 향후 주얼리산업에서의 활용성 확대를 위하여 2D 디지털이미지로 제시하였다. 향후에도 전통문화를 매개로 하는 다양한 문화콘텐츠산업에 관한 연구가 더한층 활성화되기를 기대한다.

생존으로서의 곡선(曲線)에 관한 연구 -물리적 구조법칙을 중심으로- (A Study of the Curved Line as a Survival -Especially Centered on the Physical Structure-)

  • 박규현;신기봉;박영민
    • 디자인학연구
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    • 제15권1호
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    • pp.181-190
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    • 2002
  • 모든 사물의 형태는 사물이 가진 내부에너지와 외부스트레스간의 균형관계라는 기존의 정의에서 출발된다. 이것을 생물체간의 균형관계로 볼 때 내부에너지는 생물체가 스스로의 존재유지를 위해 필요한 에너지의 발생일 것이며 외부스트레스는 주변환경에서 가해오는 압박이라고 할 수 있을 것이다. 즉 생존에 필요한 내부에너지의 유지와 여기에 가해지는 외부스트레스가 균형을 유지하는 점에서 우리는 사물의 형상이 존재하게됨을 알 수 있다. 그런데 여기서 아울러 발견되는 것은 이러한 형상들은 주로 비직선(非直線)인 곡선(曲線)과 곡면(曲面)으로 이루어져 있음이란 사실이다. 다시 말해 직선과 직면으로 이루어진 형상이란 존재하는 사물의 세계에서 발견하기란 거의 불가능하다. 대체로 우리는 그동안 곡선과 곡면을 주로 시각적 아름다음<美>의 대상으로만 여겨왔다. 본고에서는 곡선과 곡면에는 아주 먼 원인류(原人類)부터 우리의 생존을 지켜주는 중요한 기능(機能/function)들이 함께 하고있음을 제시하고, 다시 그러한 기능을 물리적 역학구조의 시각에서 좁혀 보다 세밀히 관찰해 봄으로서 특히 곡선형태를 다루는 디자인의 근원에서 무엇이 중요한 것인가를 살펴보았다. 물론 여기에는 수학이나 화차 또는 생물학 등의 관점에 따라 자연현상을 여러 갈래로 분석하여 이들을 종합하는 것이 더욱 타당할것이나 다만 본고에서는 연구능력의 한계로 물체의 외부형상을 다루는 디자인에 적응될 수 있는 물리적 구조에만 주된 관심을 두기로 하였다. 결과적으로 자연에서 발생한 곡선·곡면의 물리적 구조현상을 디자인에 더욱 충실할 때 시각적으로도 더욱 아름답다는 사실을 재차 확인할 수 있었음이 본고의 작은 결실이라 할 수 있다.

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