현대 조경의 시각화 매체로서 맵핑

심지수 서울대학교 대학원 2015 국내석사

시각화 매체로서 맵핑은 환경과 사회의 변화를 이해하는 데 중요한 역할을 한다. 조경에서의 맵핑도 조경 계획과 설계의 과정에서 널리 활용된다. 하지만 이안 맥하그의 중첩법이 시작된 이후 오랜 시간이 지났음에도 불구하고, 맵핑의 방법들은 변하지 않고 있다. 최근 도시 환경의 변화는 맵핑이 가진 잠재력을 다시 발견하길 요청하고 있다. 오늘날 시간과 공간이 갖는 역동적 관계를 시각화하는 매체로서 맵핑에 대한 재발견이 필요한 시점이다. 특히 현대 조경에서 맵핑은 다른 시각화 매체와 구분되는 독특한 특징을 갖는다. 맵핑은 맥하그의 중첩법과 같이 대상지가 가진 자연적, 사회적, 인문적 조건을 등급으로 구분하고 중첩을 통해 대상지의 특성을 시각화하는 고전적 분석의 역할과 함께, 다음 두 가지의 특징을 겸비한다. 하나는 다른 시각화 매체로는 발견할 수 없는 대상지의 감춰진 사실들을 드러나게 하는 역할이고, 다른 하나는 디자인 프로세스에 관한 창조적 행위의 매체로 기능한다는 점이다. 본 연구는 시각화 매체로서 맵핑이 갖는 잠재력에 주목하여 현대 조경에서 맵핑의 적극적인 활용을 제안하고자 한다. 다른 시각화 매체와 달리 맵핑에는 공간 정보가 포함되고, 맵핑을 하는 제작자의 주관이 반영되며, 이용자도 맵핑에 참여할 수 있다는 특징이 있다. 특히 빠르게 변화하는 도시 내에서 보이지 않는 사안들을 시각화할 수 있다는 점에서 그 잠재력이 크다. 조경의 영역에서 제한적으로 활용되어 온 맵핑을 보다 적극적으로 활용하기 위한 본 연구는 시각화 매체로서 맵핑에 관한 선행 연구를 종합하고, 현대 조경 설계의 실천적 방법으로 맵핑 방법론을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 ‘시각화 매체로서 맵핑’에 관한 이론적 고찰과, ‘현대 조경에서 맵핑의 활용’에 관한 이론 및 실천적 영역에서 맵핑의 활용, ‘맵핑을 통한 서울역 고가 프로젝트의 시각화’를 통해 실천적 영역에서 맵핑에 대해 살펴보았다. ‘시각화 매체로서 맵핑’에 관해서는 여러 시각화 매체 중 맵핑과 유사한 지도, 다이어그램, 인포그래픽과 비교를 통해 맵핑이 갖는 특징에 대해 이론적으로 고찰하였고, 이후 맵핑의 전통적인 사례부터 최근 사례까지, 보건학에서부터 경제학, 예술의 영역에서 활용된 사례들을 통해 맵핑에 대한 이해를 높였다. ‘현대 조경에서 맵핑의 활용’에서는 조경가의 시선으로 본 맵핑의 이론적 개념들을 살펴보고, 현대 조경 계획과 설계의 실천적 영역에서 맵핑이 활용된 사례를 통해 현대 조경에서 맵핑의 역할을 분석적 매체, 재현적 매체, 생성적 매체로 정리하였다. 분석적 매체는 대상지의 자연적, 사회적 맥락을 이해하는 매체로서 맵핑의 역할에 관한 것이고, 재현적 매체로서 맵핑은 대상지에 보이지 않는 것을 드러내는 재현의 역할에 관한 활용을 의미한다. 생성적 매체로의 맵핑은 창조적 행위를 가능하게 하는 맵핑의 역할에 대한 것이다. ‘맵핑을 통한 서울역 고가 프로젝트의 시각화’에서는 맵핑이 가진 잠재력을 실증적으로 확인하는 시도로서, 서울역 고가 프로젝트를 대상으로 맵핑을 활용하여 도시의 감춰진 부분을 이해하고자 하였다. 서울역 고가 프로젝트는 현재 고가도로로 이용되는 도로를 폐쇄한 후 공원을 조성하여 시민에게 개방하는 것을 목표로 하는 사업으로 서울시의 중점 사업이라는 점, 도시의 인프라스트럭처를 공원으로 바꾸는 점, 그리고 대상지가 서울의 중심에 위치한 점을 이유로 맵핑의 대상지로 선정하였다. 이 프로젝트를 대상으로 대상지 인근의 지역 자원, 유동 인구의 흐름, 그리고 도시 상권의 변화를 맵핑하였다. 지역 자원의 맵핑은 역사•문화 자원의 위치와 규모를 맵핑하고, 시간적 연대를 바 차트를 이용하여 시각화하였다. 이후 시대별 유산을 대시매트릭 기법으로 같은 시대를 공유하는 자원들을 연결하였다. 그 결과 네 개의 시대별 동선이 도출되었고, 각각의 동선과 연계한 전략의 수립과 활용이 필요함을 알 수 있었다. 유동 인구의 맵핑은 대상지의 지하 유동 인구의 경우 지하철 이용 인구를 통해, 그리고 지상 유동 인구는 서울시 유동 인구 분석 보고서 자료를 활용하여 맵핑하였다. 맵핑 기법으로는 기호형 맵핑 중 원형 기호를 활용한 맵핑을 하였고, 플래너리의 수식에 따라 유동 인구를 원형 기호로 변환하였다. 지하철 이용 인원의 맵핑 결과, 서울역 1호선과 연계한 접근 경로가 필요하며, 서울역 1호선의 출입구에서 고가까지의 흐름을 고려해야 한다는 점, 회현역 이용 인원의 유입을 유도해야 한다는 점을 파악할 수 있었다. 유동 인구 분석 보고서를 맵핑한 결과로는 서울역에서 세종대로로 이어지는 동선에 따라 출입구를 확보할 필요성과 서울역, 남산, 남대문 시장의 유동 인구를 연결하는 프로그램이 필요하다는 점, 서울역 프로젝트를 통해 만리동이 활성화될 가능성을 알 수 있었다. 상권의 변화 맵핑을 통해서는 서울역 고가 인근의 도시 변화를 추적할 수 있었다. 소상공인 시장 진흥공단에서 제공하는 상업 변화 데이터를 활용하여 2000년부터 2014년까지 업종의 변화를 맵핑한 결과, 2와 3구역은 안정된 상권으로 4, 6, 7구역은 트렌드에 가장 민감하게 반응하는 지역임을 파악할 수 있었다. 이 결과를 통해 서울역 고가 프로젝트로 인한 영향에 크게 반응할 구역을 파악하고, 도시의 변화에 대응하는 전략을 수립할 필요가 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 맵핑이 다른 시각화 매체와 구분되는 분명한 장점이 존재한다는 점, 현대 조경에서 맵핑이 분석적, 재현적, 생성적 맵핑으로 기능한다는 점, 그리고 도시 맥락을 해석하는 강력한 시각화 매체라는 점을 확인할 수 있었다. 이 연구는 현대 조경에서 맥하그의 중첩법이 GIS로 발전한 이래로 정체되어 있었던 맵핑이라는 매체에 대해 그 개념을 검토하고 조경에서 활용할 수 있는 방법에 대해 실천적 사례와 함께 고찰하고 실증적으로 맵핑을 통해 도시를 이해하고자 시도했다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다.

음악 시각화의 공감각 디자인 연구

Deng, Yan 경북대학교 대학원 2023 국내석사

IIn primitive times, humans used all five senses to judge surroundings extensively. During the age of spoken language, handwriting and printing, the senses only relied on either hearing or sight, while in the electronic information age, the development of electronic products such as television, computers and mobile phones has transformed the simple organized sense of humans into a complex of senses. The development of virtual reality and digital media technology leads to a variety of sensory expressions. Human beings are not only limited to the use of visual perception, but also need to use auditory, tactile and other compound senses at the same time. All the human beings in the electronic information age must be with the compound senses. The phenomenon of synaesthesia is a communication caused by different  senses triggered by external stimuli. Sensory communication merges with each other to bring about a complex sensory experience, thus it provides the possibility of sensory integration. To theartists and designers who are born with associates, association is a part of sensory perception. They use their associative experiences as inspiration for their work. And in art and design activities ,associativity can be created. For the other artists who are not synaesthetes, association is the result of artistic intention. By conceiving a particular work, artists and designers evoke the viewers’ associative experience through the contact and interaction between compound senses. Music score is the earliest visualisation of music. Music score was developed by composers to accurately record and understand musical information. Due to the fact that the score conveys information accurately and professionally through visual symbols which requires a high degree of professionalism, it is not beneficial to conveying emotional feelings. Music is the art of hearing, one of the artistic expressions that convey human feelings. To the professional musician, reading a score gives access to the rhythm and emotion of the music, but to the ordinary person who does not know music, a score is like a formula combining lines and symbols. The visual elements of visual design, such as graphics and colour, have a strong metaphorical effect on themselves. Although the professionalism of music may be diminished by the use of various visual elements such as images and colours to represent the rhythms and emotions of music, through these, the ordinary person can 'see' the flow of music and some parts of the emotions in music. Therefore, in the study of the visualisation of musical associations, "the visualisation of musical scores with visual graphics, colours and other elements" is also very useful. There are two methods of visual representation of music. One is in the field of art and painting, which is based on perceptual and sensory methods of expression. One is the realm of design and symbols, which is based on ideal and perceptual methods of expression. Music is born with the harmony, order, rules and variations of chords. The visualisation of musical scores is one of the most important parts of the study of the visualisation of music. The direction of this study is the visualisation of music based on rationality and perception to represent visual design-related content. In the design practice part of this study, a design study of visualising music scores is carried out. The problem to be solved in this study is the method of converting musical information into visual information. In the process of realizing the visualising music, it is the conversion pattern and the related rules between musical and visual information that determine the visualisation of musical information. Therefore, in order to solve this problem, a mapping model and specific rules for the conversion between the  music and visual information will be developed separately. The mapping process of music visualisation is the use of visual media to capture the changing trends of musical elements and translate music from its beginning to end. In the context of music visualisation, a summary of associative experience is usually used to establish the audiovisual dichotomy. The mapping model and specific design rules for the visualisation of musical scores are established on which based on audiovisual associations and associative experience summaries. The design practice choose the Winterreise (German:Winterreise) by classical musician Franz Schubert. This is a vocal suite by Schubert adapted from a poem by the German poet Wilhelm Müller. The 24 pieces in the suite are analysed, taking the changing moods of the characters in the work as a clue, and attempt to transfer the scores of the six pieces, which have the great changes of emotions, into a visual work. The work is appreciated from a visual perspective, and attempt to evoke the sensory complex experience of musical audiovisual association. keyword: visualization design, music visualization , score , score visualization synesthesia

수학 8-가 교과서의 시각화 자료 분석

공효진 계명대학교 교육대학원 2008 국내석사

수학 교육에서 시각화 자료를 사용하는 것은 거시적 사고력을 길러주며 점진적 형식화를 이루는데 도움을 줄 수 있다. 본 연구는 수학 8-가 교과서를 수와 연산, 문자와 식, 규칙성과 함수 영역으로 나누고 시각화 자료의 형태를 그래프, 그림, 사진, 수직선, 표로 분류하여 비교?분석한다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 수와 연산 영역에서 제시되는 시각화 자료는 그림과 사진이 많다. 이는 수학 교육에서 수학의 실용성을 강조하고 있기 때문에 수학을 형식적으로 도입하기에 앞서 실생활과 관련된 그림이나 사진을 이용하여 수학적 개념을 설명한다. 둘째, 문자와 식 영역은 교과서 마다 시각화 자료의 제시가 가장 다양하다. 수학적 지식의 습득과 기능의 숙달을 통하여 실생활 문제를 해결하거나 다른 교과서의 학습에 적극적으로 활용할 수 있도록 실생활과 관련된 여러 가지 소재로 수학적 문제를 구성하고 있다. 셋째, 규칙성과 함수 영역에서 제시되는 시각화 자료는 표와 그래프가 많다. 표를 제시하고 그 표를 채워보는 활동이나 그래프를 제시하고 학생 스스로 그래프를 그려보도록 하는 활동이 많은데 이로써 학습자의 구체적 활동을 유도 하고 있다. The proper visual references are helpful for students on improvement of their mathematical intuition, insight ability, and progressive understanding and formalization of mathematical concepts. A Mathematics 8-Ga textbook contains three teaching areas: numbers and algorithms, characters and formulae, rules and mathematical functions. We study the five types of visual references such as tables, graphs, real lines, pictures and photos in each of the three areas. The results of the study are as follows. First, there are many visual reference materials including photographs and pictures in the area of numbers and algorithms because mathematical practice is important in mathematical education. Thus, mathematical concepts are explained with the use of photographs and pictures related to daily life. Second, there are various explanation of visual reference materials. Mathematical materials are related to real life so that acquisition of mathematical knowledge may help in solving practical problems and studying mathematics further. Third, there are visual reference materials including graphs and tables in the area of functions and rules. Many activities such as drawing graphs and filling up tables lead a learner to concrete activity.

대상과 전개를 고려한 데이터 시각화 기법

장유희 숭실대학교 2017 국내석사

기존 데이터 시각화에 관한 연구는 시각화의 결과물에 초점을 두어 어떻게 효율적으로 사람의 시선을 유도할 것인가에 많은 연구가 이루어졌다. 그러나 정작 데이터 시각화를 받아들이는 수용자의 입장에 대한 연구나 데이터 시각화의 전개에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 논문에서는 데이터 시각화의 결과물과 이를 사용하는 사용자 및 데이터 시각화를 보여주는 방법 모두를 고려하여 새로운 데이터 시각화의 기준을 제시하고자 한다. 데이터 시각화 결과물을 고려한 색상, 형태, 위치 세 가지 기준과 함께 대상과 전개에 대하여 기준을 제시한다. 각 기준에 대한 정의 및 사례를 보여주고 새로운 기준인 대상과 전개를 적용하여 실제 사례와 함께 새롭게 적용된 사례를 분석하였다. 데이터 시각화의 새로운 기준을 제시하면서 다양한 관점으로 데이터 시각화를 바라볼 수 있는 길을 열었다. 그리고 제시된 기준을 복합적으로 고려하여 사용하는 것이 보다 나은 데이터 시각화를 만들어 낼 수 있다. The research on the existing data visualization has been made on how to efficiently guide the human eye by focusing on the result of the visualization. However, research on the position of the recipient who accepts data visualization and the development of data visualization are insufficient. In this paper, I will present the criteria for new data visualization taking into account both the results of the data visualization and the way in which the user and data visualization are used. Provide standards for objects and deployment with color, shape, and location criteria considered data visualization results. The definition and examples of each criterion are shown, and new cases and new developments are applied. I have opened up a way to look at data visualization from various perspectives while presenting new standards for data visualization. Using a combination of the suggested criteria can lead to better data visualization.

人物畵 精神性의 視覺化에 관한 硏究 : 傳神論을 中心으로

강유림 단국대학교 대학원 2011 국내박사

동양의 人物畵는 인물이 담고 있는 精神性, 가치성, 사회적 관점, 철학 등의 표현을 우선시한다. 동양회화로서 인물화는 대상과 창작 주체자, 精神이 구현된 인물화 작품, 작품이 의미하는 精神性 등의 표현을 통한 회화적 視覺化를 傳神이라 하였다. 傳神이란 용어는 인간을 敎化하려는 목적으로 그림을 그리던 魏晉南北朝時代 顧愷之가 사용한 傳神寫照에서 형성된 동양회화의 개념이다. 이러한 개념에 대한 화론으로서 傳神의 원류를 찾기란 쉽지 않다. 하지만 고대 왕국의 통일 이후 사회구조의 변화와 통치방식에 대한 개념이 형성되는 시기부터라 볼 수 있다. 人物畵 작품을 제작하기 위하여 대상을 보고 형상을 묘사하는 寫照와 대상이 가진 인물의 정신적 면모의 神을 傳하는 것이 傳神이다. 이러한 傳神의 개념은 동양회화로서 인물화 제작을 중심으로 이해되었다. 이는 현재에도 꾸준한 개념으로 지칭되고 있다. 결국 傳神寫照란 인물화를 통해 인물의 사회적 가치를 보존하는 것이다. 또한 인물의 精神을 관람자에게 전달하고자 하는 예술작품의 내용으로 이해된다. 근대에 이르러 傳神에 대한 연구는 沈宗蹇의『芥舟學畵篇』에 실린「傳神」에 가장 잘 나타나 있다. 본 논문에서 밝히고자 하는 ‘精神性의 視覺化’ 개념은 여기에 근원을 두고, 그 뜻을 같이한다. 人物畵의 사유적 개념으로서 傳神은 우리나라의 조선 중기에 이르면서 중국과 비슷한 개념으로 나타난다. 또한 傳神寫照, 以形寫神, 遷想妙得 등에 대한 일반적인 이해 는 시대와 함께 傳神의 개념이 동양정신의 원류인 理氣論을 수용한다. 이기론을 중심으로 氣韻과 같은 개념이 형성되어 중국의 남북조 시대에 이르면 氣韻生動으로 확장된다. 본 논문에서 다룬 傳神은 연구자의 人物畵에 대한 화론적 접근과 연구자의 精神性을 視覺化하는 작품론이 중심이다. 연구자는 傳神을 통해 인물의 形象에 자신이 체득한 시대 精神性을 視覺化한다. 여기에 氣韻으로서의 線과 色이 강조되고, 형상으로 인해 구성된 餘白을 통해 精神을 강화한다. 연구자와 시각화된 인물, 시각화된 인물과 사회와의 관계를 조화 혹은 대응의 관계로서 상호 일체의 개념에 의한 분석이다. 동양회화의 人物畵 作畵 개념으로서 傳神은 精神性의 視覺化에 주요 논점으로 자리한다. 창작 주체자로서 작가 정신의 중요성과 표현된 인물이 내포하고 있는 사회성은 연구자의 입장을 수용하는 현대미술로서 접근이다. 인물화와 관련된 조형적 특징에 대한 접근도 중요하지만, 현대 인물화로서 傳神과 관련된 개념의 문제를 연구자의 작품을 통해 精神性의 視覺化를 개념적으로 밝혀나간다. 傳神에 대한 전통적 개념과 현대적 개념의 차이를 다섯 가지로 정리한다. 첫째는 精神의 視覺化의 주요 개념인 傳神에 대한 개념 파악을 우선한다. 둘째는 전통적 개념과 동양화론으로서 전신을 시각화하기 위한 개념적 접근이다. 이에는 현대사회와 현대미술로 전이되는 전신과 인물화의 관계형성을 파악하였다. 셋째는 精神의 視覺化를 위한 회화적 특징을 설명하기 위하여 餘白, 氣韻, 形과 色 등을 통한 전통적 회화개념으로서 傳神을 분석하였다. 넷째는 精神性의 視覺化를 위한 선행연구로서 전래되고 있는 주요 인물화를 분석하였다. 이들의 視覺的 표현이 연구자의 작품에 유입되는 상황을 살펴보았다. 다섯째는 현대회화로서 연구자의 인물화에 나타난 傳神의 특징과 精神의 視覺化의 관계를 분석하였다. 이상과 같은 연구는 전통적 개념인 傳神의 새로운 주장이 아니다. 人物畵에 나타난 傳神을 현대미술로 이어주는 사회의 변화에 따른 대응 관계분석이다. 따라서 동양회화의 傳神은 필연적으로 현대미술의 개념을 수용해야만 한다. 이러한 맥락에서 傳神은 정신이라는 창작 주체의 의지가 시각적으로 형상화되는 개념인 동시에, 전통적인 예술에 대한 현대적 변용과 구체적 구현양상을 살필 수 있다는 데 의의가 있다. 주제어 : 人物畵, 傳神, 氣韻生動, 餘白, 視覺化 Oriental portrait puts weight on expressions of spirit, value, social insight, and philosophy. Oriental portrait expresses soul-delivery by visualizing the object, creator and spirit-bearing work. Soul-delivery is oriented from the oriental painting by Gogaeji of Wei-Qin Dynasty who painted for the purpose of reforming humans. It is not easy to find the original of soul-delivery in such a concept. However, it can be seen the time when the change of social structure and politics were recognized after reunification of ancient dynasties. Soul-delivery is describing images to make portrait work and delivering mentality of the object. Such concept of soul-delivery was understood mainly for oriental portrait. This has been being named consistently up to now. In the end, soul-delivery is to reserve social value of a figure through portrait. It is also understood as a work to deliver human spirit to viewers. 「Soul-Delivery」published in Sim Jonggeon's『Gaejuhakhwapyeon』shows well its modern study. Being originated from that 'visualized mentality,' the concept of this thesis shares the meaning with it. Soul-delivery of portrait in concept, which was similar to that of China, appeared in mid-Joseon Dynasty. Besides, general understanding on Jeonsinsajo(soul-delivery), Ihyeongsasin(soul-copying image), and Cheonsangmyodeuk(beauty-obtaining thought) accept Igiron, the original flow of oriental thinking, the soul-delivery. Focused on Igiron, the concept of energy was formed in the Period of North and South Dynasties of China, and then expanded to vitality. Soul-delivery of this thesis appears portrait focused on the works dealing with mentality. Researcher visualizes the mentality of the times he obtained through the image of a figure. Lines and colors are stressed here as energy, and soul-delivery is strengthened through the blank formed by images. It analyzes the relation between the researcher and visualized figure or society, as harmony or correspondence. Soul-delivery in oriental painting is settled as a main issue to visualize mentality of portrait. The creator's artistic mind and the expressed figure bearing sociality approach modern art as accepting the researcher's attitude. Approaching the characters of the figure in portrait is important, but this thesis would clarify the concept of visualized mentality in modern portraits through the researcher's works. The concept of soul-delivery is divided into 5 traditional and modern classes. Firstly, the concept of soul-delivery was studied as an important element to visualize mentality. Secondly, the concept of traditional and oriental soul-delivery was studied. For that, the relation between soul-delivery and portraits, which spread to modern art and modern society are transmitted, was studied. Thirdly, soul-delivery as a concept of traditional painting such as blank, energy, image and colors was analyzed to explain characters of soul-visualized painting. Fourthly, traditional main portraits were studied as previous studies on visualized mentality. How those visual expressions flow in the researcher's works was observed. Fifthly, the relation between characters and visualized mentality shown in the researcher's works is analyzed. The above studies are not fresh view on soul-delivery in traditional concept. It analyzes corresponding relation between social changes from soul-delivery in portrait to modern art. Therefore, soul-delivery in oriental painting must accept its concept in modern art. Soul-delivery is accepted as expression of the creator's intention, is recognized as the concept to visualize creator's mentality, and is a modern approach to the traditional concept. Key words: portrait, soul-delivery, vivacity, blank, visualizing

다차원 의료 데이터의 군집화 분석을 위한 시각적 분석 도구 개발 : 정신과 의사와 협업을 기반으로

이지혜 아주대학교 2017 국내석사

병원의 전자 의무기록(Electronic Health Record)은 대규모 의료 데이터 수집 및 관리에 공헌하여왔다. 이 변화는 의료 전문가들에게 데이터 기반의 질병 분석이 가능하게 한다. 하지만 EHR은 주로 인간이 한눈에 의미를 파악하기 어려운 다차원의 정보구조를 표현하고 있으므로 의료 전문가들이 EHR을 활용하여 데이터의 흐름을 파악하고 의미 있는 분석결과를 도출하는 데 많은 노력과 시간이 필요하다. 본 논문에서는 의료 전문가의 다차원 의료 데이터 분석의 성능을 향상하기 위한 시각화 도구를 제시한다. 이를 위해 우선 정신과 의사들의 데이터 분석 문제 해결을 위한 요구사항을 수집·정리하고, 요구사항 분석을 통하여 클러스터 분석에 특화된 시각화 도구인 3D RadVis를 개발한다. 3D RadVis는 패러럴 코디네이트를 포함한 여러 다차원 데이터의 시각화에 특화된 방법론이 사용되었으며 특히 다차원 의료 데이터의 클러스터 세분화를 돕는다. 정성적인 평가결과 3D RadVis는 의료 데이터의 클러스터를 세분화하는 데에는 유용하지만, 초기에 시각화 도구를 사용할 때 프로그램 사용법 이해에 어려움이 있다는 피드백이 우세하게 나타났다. 시각화의 이해를 돕기 위해 설계한 사례연구에서는 알츠하이머 치매 집단 세분화를 통해 본 시각화가 클러스터 분석을 돕는 시각화 도구로서 기능하는지 아닌지를 확인하였다. 본 연구의 중요 기여는 (1) 정신과 의사들의 다차원 의료 데이터 분석과 환자 클러스터 세분화를 해결하기 위해 특화된 3D RadVis를 디자인했다는 점 (2) 실험을 통해 3D RadVis 시각화 도구의 효과를 검증했다는 점 (3) 시각화에서 노드 겹침을 방지하기 위한 차원 앵커 방법론을 제안한다는 점을 들 수 있다.

열화상 사진기를 활용하여 열전도 현상을 시각화한 자료의 개발 및 교육적 효과

이가람 서울교육대학교 교육전문대학원 2022 국내박사

시각적인 예시나 자료는 관찰한 현상에 대하여 개인이 내적으로 만드는 설명체계인 정신모형의 구성에 중요한 역할을 한다. ‘열’ 개념은 비가시적인 특성으로 인해 추상적인 개념으로 여겨지는데, 열화상 사진기를 활용하면 열전도 과정을 시각화하여 구체적으로 관찰하는 것이 가능하다. 본 연구는 발전된 도구를 과학교육 현장에 도입하여 열전도 현상을 시각화하여 제시하는 것이 학생들의 정신모형 변화에 어떻게 기여하는지 탐색하였다. 5학년 1학기 ‘온도와 열’ 단원의 2015 개정교육과정 성취기준과 2015 국정 교과서의 차시별 학습내용을 분석하였으며 열화상 사진기로 열전도 과정을 시각화한 자료를 제작하기 위해 세부 계획을 수립하였다. 또한 열화상 사진기의 원리와 사용 방법을 숙지하고 물체의 온도를 왜곡되지 않게 촬영하기 위한 주의사항을 추출하였으며 이에 유의하여 시각화 자료를 제작하였다. 연구 결과, 열화상 사진기로 열전도 현상을 시각화한 자료를 제작하였다. 제작한 시각화 자료는 ‘열의 이동방향’, ‘고체에서의 열의 전도’, ‘열전도도’, ‘단열’에 대한 교수학습에서 활용할 수 있다. 또한 학습한 지식들을 적용하여 ‘금속이 차갑게 느껴지는 이유 설명하기’ 활동에서 활용할 수 있는 시각화 자료도 개발하였다. 열화상 사진기로 보면 열원으로부터의 거리에 따른 물체의 온도 차이를 알 수 있고, 여러 물체의 온도를 동시에 측정할 수 있는 장점이 있다. 서울시 소재 I 초등학교 5학년 학생 4명을 대상으로 ‘금속이 차갑게 느껴지는 이유’에 대한 정신모형 변화과정을 분석하기 위해 질적 사례연구를 수행하였다. 사전·사후 심층 면담자료와 8-9차시 소집단 활동 녹화/녹음 자료, 학생 활동지, 연구자의 연구일지 등을 자료로 수집하였다. 사전사후 심층면담자료와 수업녹음 자료는 전사하였으며 비디오 녹화장면과 비교하여 전사한 내용을 명료화하였다. 전사한 자료는 시각화 자료가 학생들의 정신모형 변화에 미치는 영향에 초점을 두고 분석하였다. 연구 결과, 열화상 사진기로 제작한 시각화 자료는 신기함과 호기심을 유발하여 학생들의 참여를 촉진시켰고 여러 가지 물체의 온도변화를 연결하여 살펴보게 함으로써 복잡한 실세계를 이해하게 하는 출발점이 되었다. 시각화 자료를 근거로 한 해석과 반박은 학생들이 자신의 예상과 다른 불일치 상황에 대한 모순을 인식하도록 하였고 정신모형의 평가, 수정 등의 과정을 촉진하였다. 시각적으로 관찰한 현상과 비과학적 신념간의 불일치 인식은 ‘금속은 온도가 낮은 물질이다’라는 비과학적 신념을 수정하는 계기가 되었다. 열화상 사진기는 비가시적인 현상인 열전도현상을 시각적으로 관찰할 수 있게 하여 새로운 사실의 발견을 촉진하였고 사고의 도약과 지식의 확장을 가져왔다. 학생들은 반박이나 모순에 직면하였을 때 시각화 자료를 반복적으로 관찰하는 전략을 보여주었는데 정교한 관찰 끝에 발견한 시각정보들은 모순 해소와 정신모형 수정의 계기가 되었다. 열화상 사진기 자료로 실험맥락에 따른 여러 가지 물체들의 온도변화를 동시에 관찰하는 것은 열전도도 개념에 대한 심도 있는 이해와 지식의 정교화를 도왔다. 소집단 활동 후 학생들은 금속이 차갑게 느껴지는 이유에 대해 서로 다른 정신모형을 구성한 것으로 나타났다. ‘금속이 차갑게 느껴지는 이유’에 대한 모든 학생들의 정신모형은 초기 정신모형에 비해 과학적인 내용에 가깝게 변화하였으며 정교화되었다. 열화상 사진기로 열전도현상을 시각화한 자료의 개발과 교육현장에 적용한 사례에 대한 본 연구 결과는 비가시적인 현상을 시각화한 자료가 학생들의 정신모형이 변화하는 과정에 어떻게 기여하였는지를 보여준다.

초등학교 과학수업에서 시각화 활동 중심의 교수-학습 프로그램이 공간능력과 메타인지에 미치는 효과

이성희 한국교원대학교 교육대학원 2013 국내석사

공간능력의 수준이 높을수록 과학 개념 이해와 학업성취도가 높고, 과학학습의 기초가 되는 과학탐구능력 신장과 창의력 향상에 높은 정적 상관관계가 있다. 시각화 활동의 한 방법인 그리기 활동은 공간지능을 확장시키는 역할을 하며 공간지능과 그리기 표상능력 간에 높은 상관관계가 있다는 연구 결과가 있다. 그러므로 과학 학습에 있어 공간능력의 향상이 필요하다고 본다. 학생들이 시각화 활동의 한 방법인 그리기활동을 통해 학습내용을 스스로 시각화 시키고 사고를 명료화 시키며 자신의 인지구조에 동화시키고 내면화 하여 사고력이 증가 한다. 그러므로 이 연구는 시각화 활동중심의 공간능력 향상 프로그램을 개발하여, 이 활동이 초등학생의 공간능력과 메타인지에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 공간능력의 하위 요소로는 공간 시각화 능력, 공간 방향화 능력, 공간관계 능력이 있는데 이 연구에서는 공간 시각화 능력 중심으로 프로그램을 구성하였다. 교육과정 내에서 시각화 능력 요소를 투입하여 시각화 활동 중심의 공간능력 향상 교수-학습프로그램을 10차시 개발하였다. 서울특별시 소재 S초등학교 6학년 2개 학급을 대상으로 하여 1개 반은 시각화 활동 중심의 공간능력 향상 교수-학습 프로그램을 적용한 실험집단(33명)으로 나머지 1개 반은 통제집단(33명)으로 선정하였다. 실험반과 통제반에 공간능력 검사지와 메타인지 검사지를 사전․사후 실시하여 두 집단 간 독립표본 t-검증으로 자료를 해석하였다. 집단 간 공간능력 사전․사후 검사결과는 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났으나, 공간능력 상위집단과 하위 집단으로 나누어 보았을 때 상위 집단에서는 유의미한 차이가 있었다(p<.05). 수업 전후 메타인지검사를 한 결과 실험집단에서 메타인지 능력이 유의미하게 향상되었으며(p=.048) 실험집단과 통제집단의 공간능력 상위집단 간 메타인지 비교에서도 실험집단에서 통계적으로 유의미한 효과가 있었다.(p=.004) 메타인지 검사에서는 전체집단에서도 유의미한 결과를 얻었으며(p=.048) 공간능력 상위 집단 간 비교에서는 더 큰 차이의 변화가 있었다. 개발된 시각화 활동 중심의 공간능력 향상 교수-학습 프로그램은 하위 집단보다 어느 정도 기본 개념을 이해하고 있는 상위집단 학생들의 공간능력을 유의미하게 향상시켰으며, 메타인지 향상에 긍정적 효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서 개념 이해도가 낮은 학생들을 위한 시각화 활동 중심의 공간능력 프로그램 개발이 필요하며 학년에 따라 습득되는 지식의 양이나 경험 등이 달라지므로 학년에 따른 시각화활동 중심의 공간능력 향상 교수-학습 프로그램 개발과 메타인지에 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다.

공간시각화 학습에서의 웹 기반 가상현실 프로그램 개발 및 효과 분석

김영옥 이화여자대학교 대학원 2000 국내석사

3차원적 대상을 표현할 수 있는 공간시각화는 공간 능력의 특별한 한 요소로써 학교 교육과정상에 있는 일반적인 요소가 아니기 때문에 기본적으로 비형식적으로 다루어진다. 하지만 수학적 성취능력과 밀접한 관계를 가지고 있는 공간 시각화 능력은 학습에 의해 향상될 수 있다. 따라서 학교 수학 교육과정에서 충족시켜주지 못하고 있는 실세계, 즉 물리적 공간에 대한 탐구로서의 공간 시각화를 학생들 스스로 시간과 장소에 구애받지 않고 학습할 수 있는 방법이 필요하며, 그 학습 방법은 학습자와 프로그램간의 상호 의사소통이 활발한 방법이어야만 한다. 이러한 새로운 공간시각화 학습 프로그램의 개념을 실현하기 위한 시도로써 최근에 급속히 발전하고 있는 인터넷과 멀티미디어 기술을 적극 도입할 필요가 있으며 그중에서도 2차원적인 컴퓨터 스크린에 3차원적인 세상을 그려낼 수 있는 가상현실은 학습자들의 공간시각화 능력을 향상시킬 수 있는 효과적인 학습 프로그램 개발에 많은 시사점을 제공해 줄 것으로 생각된다. 이에 본 연구에서는 공간시각화 학습에서의 가상현실을 이용한 웹 기반 학습 프로그램을 개발하고 그 효과 분석을 통해 웹 상에서의 가상현실을 이용한 공간시각화 학습 프로그램의 가능성을 진단해 보았으며 연구 문제는 다음과 같다. 첫째, 웹 기반 공간시각화 학습 프로그램이 학습자들의 공간 시각화 능력 향상에 영향을 미치는가? 둘째, 가상 현실을 이용한 공간시각화 학습 프로그램으로 학습한 실험집단과 텍스트와 이미지만으로 구성된 공간시각화 학습 프로그램으로 학습한 통제 집단은 학습 효과 면에서 차이가 존재하는가? 셋째, 가상 현실을 이용한 공간시각화 학습 프로그램은 공간시각화 하위 요인 중 어떤 요인에 더 효과적인가? 연구 대상은 서울시에 소재한 C여자고등학교 10명과 경상남도 마산시에 소재한 J여자고등학교 26명, 김해시의 K여자고등학교 31명을 합하여 총 67명이 선정되었으며, 서울시에 소재한 C여자고등학교와 마산시의 J고등학교 학생 36명을 실험집단으로, 김해시의 K여자고등학교 31명을 통제집단으로 구분하였다. 실험집단은 가상현실을 이용한 웹 기반 공간시각화 학습 프로그램으로 학습을 하였으며, 통제집단은 텍스트와 이미지만으로 구성된 웹 기반 공간시각화 학습 프로그램으로 2주간 학습을 하였다. 실험에 사용된 사전, 사후 공간시각화 검사지는 미시간주립 대학교의 Middle Grades Mathematics Project(MGMP)에 의해 개발된 공간시각화 검사지를 사용하였으며, 실험집단과 통제집단은 본격적인 공간시각화 학습을 하기 전에 MGMP 검사지로 사전 검사를 받았고 2주간의 공간시각화 학습을 인터넷을 통한 원격교육으로 받은 후에 사후 공간시각화 검사를 받았다. 실험집단과 통제집단의 사전검사 및 사후검사 결과를 총점에 대해 집단별, 집단간 비교 분석하였으며, 문항분석에서는 각 집단의 정답률을 문항별, 문제 유형별로 조사하고 두 집단의 변화 정도 및 가상현실을 이용한 웹 기반 공간시각화 학습 프로그램의 효과를 공간시각화 하위 요인별로 구분하여 알아보았다. 실험 결과, 실험집단과 통제집단 모두 공간시각화 능력이 향상되었으며 실험집단이 통제집단에 비해 총점에서나 문항별, 문제 유형별 정답률에서도 더 높은 성취도를 보인 것으로 나타났다. 특히 가상현실을 이용한 웹 기반 공간시각화 학습 프로그램은 공간시각화 하위 요인 중 3차원적 회전 능력을 가장 많이 향상시키는 것으로 나타났다. 이러한 실험 결과를 종합적으로 정리해 본 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 공간시각화 능력은 지적 훈련 등의 후천적 노력이나 환경에 의해 극복 될 수 있으며 그 교수 방법은 교실에서 이루어지던 전통적인 모습이 아니라 오늘날 급속히 발전하고 있는 웹 기반 학습으로도 가능하다. 하지만 지금까지 웹 상에서 가장 많이 찾아볼 수 있었던 텍스트와 이미지 위주의 학습 프로그램 형식으로는 학생들의 공간시각화 능력을 의미있는 수준으로 향상시킬 수 없다. 선행된 여러 연구 결과처럼 공간시각화 학습 프로그램은 구체적인 대상물의 조작이 특히 강조되는 분야로써 그 이유는 공간시각화 능력 중 2차원적으로 표현되어진 3차원적 대상의 눈에 보이지 않는 부분을 시각화 할 수 있는 능력을 향상시키기 위해서는 실제로 학습자들이 직접적인 조작 활동을 통해 스스로 공간시각화 감각을 익혀야 하기 때문이다. 따라서 웹 상에서 이루어지는 공간시각화 학습 프로그램도 이런 실제 대상물의 조작과 같은 상호작용이 필수적이며 3차원적 시뮬레이션 효과가 포함된 프로그램이어야만 한다. 가상현실은 바로 이런 효과를 모두 만족시켜줄 수 있는 최신 기술로써, 효과적인 공간시각화 학습 프로그램을 만들기 위한 제작 도구로 적절하다고 생각된다. Spatial visualization, a particular subset of spatial skill, is the ability to mentally manipulate, rotate, twist, or invert a pictorially presented stimulus object. Investigating spatial visualization is important because of correlational and logical-intuitive support for its relationship to most technical scientific occupations and especially to the study of mathematics, science, art, and engineering. However, spatial visualization is not one of the usual components of the school curriculum. Therefore spatial understanding is primarily informally acquired. Nevertheless, several studies of training programs to increase spatial visualization are reported in the literature and there are various theoretical explanations and hypotheses about spatial visualization ability. Some emphasize the contributions of biological factors-nature; Others emphasize the role of learning, practice, and socialization-nuture. As a result, questions have been raised regarding the interaction of instruction in affecting spatial ability. In the literature, several studies aimed at evaluating training programs to increase spatial abilities in general and spatial visualization in particular. The result from the present study is in conflict with the conclusion that spatial visualization is probably an innate capability not modifiable by a specific instruction. The purpose of this study was to develop web-based teaching program using the virtual reality. on spatial visualization. and investigate the retention effect of spatial instruction. Specifically, this study was designed to answer the following questions: 1. Will the web-based spatial visualization instruction affect the spatial visualization performance of students? 2. Will these effects be different for spatial visualization instruction through virtual reality than simple texts and graphics? 3.What are the sub-factors of spatial visualization improved considerably by the spatial visualization teaching program through virtual reality on the web? Total 67 women students in grades 10 and three teachers from three schools, representing a similar range of socioeconomic status, participated in the study and the students were separated to experiment group and control group: experiment group studied with spatial visualization teaching program through virtual reality, and control group studied with program composed with the only text and graphics. All Instruction was done by distance education based on the web. The unit of instruction of the spatial visualization teaching program developed in this study is the MGMP Spatial Visualization Unit developed by the Middle Grades Mathematics Project and the test used was the Middle Grades Mathematics Project(MGMP) Spatial Visualization Test(SVT). Comparison of the means for treatment and control group on both pretest and posttest indicates the effect difference of the each program.The gain score difference of two groups on pretest were not statistically significant at the .05 level. However, comparisions of pretest versus posttest on control and treatment group were statistically significant at .01, .001 levels, and the difference of treatment and control group mean on posttest was statistically significant at .01 level. The result of this investigation show that after web-based instruction intervention, control and treatment group gained significant from learning program in spatial visualization test. Another result regarding the effect of the instruction was that the effect of program using virtual reality higher than the effect of program using the only text and images. Final result is that web-based instruction program using virtual reality is more effective at the rotation which is one of the spatial visualization sub-factors.

교육통계서비스를 위한 정보시각화 방법에 관한 연구

이미진 부경대학교 교육대학원 2016 국내석사

교육은 우리 사회의 중요한 토대로 인간의 활동을 조직하고 운영하기 위해 필요한 지식 및 기술을 가르치고 배우는 활동이다. 교육 관련 정보는 그 범위가 대량화되고 복잡화되어 일반 사용자가 데이터의 의미와 목적을 명확히 파악하기 어렵다. 또한, 교육통계 정보는 통계학을 기반으로 작성되기 때문에 정보 파악을 위해서는 수준 높은 지적 능력을 요구한다. 이에 따라 국가에서는 이 같은 문제를 해결하고자 직관적이고 손쉽게 교육통계 정보를 전달하기 위해 통계 그래프 시각화 기법을 사용하여 정보를 시각화하여 제공하고 있다. 이렇게 제공되는 교육통계 정보는 국가에서 수집·관리하는 중요한 지표로 우리 교육 현황을 종합적으로 이해할 수 있도록 한다. 또한, 교육에 관한 사실 확인의 차원을 넘어 교육 현상의 원인 분석 및 예측을 가능하게 한다. 이러한 교육통계 정보는 실효성 있는 교육 정책을 추진할 수 있어 국가 정책 수립을 위한 필수적인 과학적·객관적 지표이다. 따라서 본 논문에서는 교육통계 정보를 효과적으로 분석할 수 있는 표준화된 시각 언어 개발의 필요성을 인식하여 교육통계서비스를 연계·통합하여 표현할 수 있는 정보시각화 유형과 방법을 제안하였다. 제안된 시각화는 2가지 유형으로 첫째, 그래프의 기호와 그래픽 요소를 활용하여 행과 열로 구성된 격자 유형으로 정보를 구성하는 방법이다. 둘째, 교육통계서비스의 정보는 학제, 주제, 시간별 데이터로 정보를 제공한다. 이 같은 정보는 지역을 중심으로 시도별로 구분하여 제공한다. 이에 따라 위도와 경도의 좌표를 기반으로 정보를 표현할 수 있는 지도 유형 시각화를 제안하였다. 제안한 2가지 유형의 시각화는 데이터 유형에 따라 정보를 시각화할 수 있어 정보의 특성을 보다 효과적으로 시각화할 수 있는 방법이라 보여진다. 따라서 이와 같은 정보시각화 방법을 통해 제작된 시각화를 통해 사용자는 과학적이고 객관적인 의사결정을 보다 손쉽고 효과적으로 할 수 있을 것이다.