서브디비전 중심의 3D 모델링 교육 모델의 제안

함준서(Jun-Seo Hahm) 한국애니메이션학회 2020 애니메이션연구 Vol.16 No.4

컴퓨터 그래픽스에서 가상의 3D 공간에 사물의 형태를 만들어 내는 과정을 모델링이라고 한다. 모델링은 컴퓨터 그래픽스와 애니메이션 작업과정에서의 처음 부분에 해당하기 때문에 그 교육에 있어서도 주요한 관문이 되어준다. 그런데 모델링 교육이 특정 소프트웨어의 모델링 관련 기능을 설명하거나 몇몇의 사물을 선정하여 모델링 하기를 반복하도록 하는 사례 중심의 교육이 주를 이루고 있다. 이것은 배우는 이가 왜 그렇게 작업해야 하는지 알 수 없게 하고, 모델링의 조형적 응용력을 떨어뜨리는 결과를 가져올 가능성이 있다. 이에 컴퓨터 그래픽스의 작동원리와 조형의 보다 보편적인 원리를 연결하는 데에서 출발하는 모델링 교육 모델을 구성하여 제시하고자 한다. 그것을 위해 먼저 컴퓨터 그래픽스가 형태를 표현해 내는 주요 알고리즘중 하나인 서브디비전 서피스 알고리즘을 분석하였으며 그것이 직선적인 평면과 부드러운 곡면 모두를 그려낼 수 있는 핵심적인 원리를 파악하였다. 그리고 그것을 일상적인 조형의 언어로 파악 가능한 일곱 단계의 교육 모델을 구성하는 출발점으로 삼았다. 배워온 것 지우기, 간격, 곡률, 함몰과 돌출, 주름, 부드러움, 그리고 면의 구성이 그 일곱 단계에 해당한다. 피교육자는 이와 같은 개념을 통해 모델링에 효과적으로 접근할 수 있으며 컴퓨터 그래픽스가사물의 형태를 구성하는 원리를 체득하게 될 것이다. 나아가 이를 도구로 삼아 더 높은 수준의 모델링과 컴퓨터 그래픽스 학습으로 나아갈 수 있을 것으로 기대한다. In computer graphics, the process of creating shapes and forms of an object in a virtual 3D space is called modeling. Modeling is also a major gateway to the education of 3D animation, as it is the first step of computer graphics and animation processes. However, modeling education is overwhelmed by case study centric training, which is explaining the modeling-related functions on a specific software or repeating modeling a few objects. This makes it impossible for learners to know why they should work in that way, and to expand their modeling ability. We present a modeling education model which is based on connecting the principles of computer graphics with the universal principles of formative arts. To that end, the Subdivision Surface algorithm, one of the main algorithms that computer graphics express form, was analyzed and the key principle that it could draw both flat smooth curved surfaces was identified. And made it a starting point for forming a seven step educational model that can be understood through general language of arts. Unlearn, spacing, curvature, deposition and protrusion, creases, smoothness, and topology are the seven stages. These concepts will give the trainees effective access to modeling and will gain an understanding of the principles that computer graphics draw objects. Furthermore, we expect to use it as a tool to move toward higher levels of modeling and computer graphics learning.

컴퓨터교육과정을 중심으로 한 교육용 컴퓨터모델 연구

이영준 ( Young Jun Lee ),김성식 ( Seong Sik Kim ),임진숙 ( Jin Sook Lim ),한건우 ( Keun Woo Han ) 경북대학교 중등교육연구소 2005 중등교육연구 Vol.53 No.3

컴퓨터 관련 기술이 급속하게 발전하고 응용 소프트웨어가 보다 고사양의 컴퓨터를 요구함에 따라 교육정보화 사업 초기에 보급된 교육용 컴퓨터는 노후화되어 교육에 활용하기 힘든 실정이다. 이러한 저성능 컴퓨터를 교체하거나 신규 보급하는데 막대한 비용이 소요될 뿐만 아니라 교육용 컴퓨터의 보급(신규 및 교체)의 기준이 없어 교육정보화 정책을 추진하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구의 목적은 학교급별, 전공별 교육에 적합한 교육용 컴퓨터 모델을 개발하여 적정 사양의 교육용 컴퓨터를 보급할 수 있는 기준을 마련하고 나아가 컴퓨터 활용 교육의 질적 효과를 높이고자 하는 데 있다. 이에 따라 초·중등학교의 교육용 컴퓨터 보급 및 활용 현황을 조사하고 분석하였으며, 컴퓨터 관련 교육과정과 교과서를 분석하여 학교급별, 전공별 특성을 고려한 교육용 컴퓨터의 적정 기능을 도출하였다. 이를 기반으로 교육용 컴퓨터 모델을 일반교육용과 전문교육용의 두 가지 형태로 정의하였다. 본 연구의 결과를 통해 컴퓨터 활용 교육을 위한 교육용 컴퓨터 보급 기준과 저성능 컴퓨터의 교체 기준을 제시하였으며, 교육용 컴퓨터 보급 정책의 개선 방안에 대해 논의하였다. Computer technology is developing rapidly and application software requires a more powerful computer. Due to the poor performance of educational computers supplied in the early stage of educational information infrastructure construction, those computers are not suitable for educational purpose. It will cost much to replace or to upgrade the computers. Since there is no standard for educational computers, the local office of education is suffering with an educational information infrastructure policy. This paper proposes a standard for educational computers based on the computer curriculum. This will improve the quality of ICT education. We analyzed capacity and utilization of the education computers in elementary schools and secondary schools and deduced guidelines of the educational computer based on the computer curriculum. Two types of educational computer models are proposed. One is a general computer model and the other is an expert computer model. The proposed standard for educational computers will help in making supplement and replacement policy decision of the educational computers.

Predator-Prey Models on Interaction between Computer Worms, Trojan Horse and Antivirus Software Inside a Computer System

Munna Kumar,Bimal Kumar Mishra,T. C. Panda 보안공학연구지원센터 2016 International Journal of Security and Its Applicat Vol.10 No.1

In this paper an attempt has been made to develop Predator- prey Models on interaction between Computer worms, Trojan horse and antivirus software inside a computer system. Five mathematical models are proposed to study the Predator-prey system inside a computer system. In mathematical model 1, the prey consists of uninfected files, whereas, the predator consists of computer worms. In mathematical model 2, the infected files constitute the prey and anti-virus software is the predator. In mathematical model 3, Effect of new or updated antivirus software on such computer worms which are quarantine or not completely recovered by the lower version of installed antivirus software in the system is studied which switches the rate of infection to zero. In mathematical model 4, Reactivation of computer worms when they are in the latent class is mathematically formulated. In mathematical model 5, we have attempt to develop and understand the recent attack of the Trojan horse Backdoor. Kihomchi and Trojan.Zbot!gen74 and its removal by newly available tool NPE.exe. The stability of the result is stated in terms of the Jacobian of the system and the basic reproduction number is also well defined for all models. Numerical methods and MATLAB are employed to solve and simulate the system of equations developed and analysis of the models gives remarkable exposure.

대학 e-Learning에서 학습자의 컴퓨터 관련 특성이 학습효과에 미치는 영향

김보나(Kim Bo na),이옥형(Lee Oc khyung),강태훈(Kang Tae hoon) 학습자중심교과교육학회 2011 학습자중심교과교육연구 Vol.11 No.2

본 연구의 목적은 우리나라 4년제 일반대학교에서 정규 이러닝 강좌 수강 경험이 있는 남․여 대학생 617명을 대상으로 대학 이러닝에서 학습자 특성에 따라 이러닝 학습효과에 어떠한 차이가 있는지를 살펴보고, 이들 간의 인과관계를 분석하는 데 있다. 연구도구는 컴퓨터 태도 도구, 컴퓨터 경험, 컴퓨터 활용능력, 학업성취도, 학업만족도 검사이다. 연구도구의 양호도 검증결과, 신뢰도(Cronbach‘s α계수, Stratified α계수)는 우수한 것으로 분석되었고, 탐색적․확인적 요인분석을 통해 도구의 타당도를 확보하였다. 연구 결과, 컴퓨터 관련 특성과 학습효과 간에는 유의미한 관련성이 있었다. 설정된 연구모형의 구조방정식모형 검증 결과, 컴퓨터 경험은 학습효과인 학업성취도와 학업만족도, 컴퓨터 태도에 영향을 미쳤다. 컴퓨터 태도는 학업만족도와 컴퓨터 활용능력에 영향을 미쳤으나, 컴퓨터 활용능력과 학습효과 간에는 유의미한 관련성을 찾을 수 없었다. 매개효과 검증 결과, 컴퓨터 경험은 컴퓨터 태도와 컴퓨터 활용능력을 매개변인으로 하여 학업성취도 및 학업만족도에 간접효과가 있었다. 컴퓨터 태도는 컴퓨터 활용능력과 학업만족도에 직접효과가 있었고, 컴퓨터 활용능력을 매개변인으로 한 간접효과는 없었다. The purpose of this study is to examine the effect of computer-related characteristics on university students achievement in e-learning courses and the causal relationship between the factors. The subjects in this study were 617 male and female undergraduate students who had taken a regular e-learning course. The instruments used in this study were computer attitude scale, computer experience, computer literacy, academic achievement and academic satisfaction inventories. To verify the reliability and validity of the inventories, Cronbach‘s alpha coefficient, Stratified alpha coefficient, exploratory factor analysis and confirmatory factor analysis were utilized. The analysis results of the inventories were reliable and valid. The findings of the study were as follows: The computer-related characteristics of learners bound significantly up with learning effects. When the structural model of the best causal relationship model was verified, it was found that computer experiences had an influence on academic achievement and academic satisfaction, and that affected computer attitude as well. Computer attitude exerted an influence on academic satisfaction and computer literacy, but computer literacy had no influence on the learning effect. As the results of checking the mediating effect of the variables, the computer experiences indicated a indirect effect on academic achievement and academic satisfaction through computer attitude and computer literacy. Computer attitude had a direct effect on computer literacy, academic satisfaction, and it didn t indicate indirect effect through computer literacy. « Key words: e-learning courses in university, computer attitude, computer experience, computer literacy, structural equation model, mediating effect

컴퓨터활용교육 : 문제중심학습 기반 컴퓨터활용 수업 모형 개발

이경미 ( Kyung Mi Lee ) 한국컴퓨터교육학회 2013 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.16 No.2

창의성이 강조되는 교육환경에서 사고의 범위를 넓힐 수 있는 그룹별 토론이나 창의성을 개발하기 위한 컴퓨터활용 수업 모형이 요구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 그룹별 컴퓨터활용 교육에서 발생하는 문제점들을 사전 조사한 후 창의성을 고려한 웹 기반 수업 모형을 제안하였다. 수업 모형의 이론적 배경으로는 PBL을 기반으로 하였으며 웹 마인드 맵을 토론과 자료공유를 위한 도구로 활용하여 수업의 효율성과 함께 집단의 창의성도 함께 고려하였다. 제안한 수업 모형을 프레젠테이션 제작 과목을 신청한 학생들에게 적용한 결과 의사소통이나 자료공유, 역할분담, 기여도의 차이, 과다 시간 소요 등에 대한 불만이 줄어드는 확률적으로 유의미한 결과가 나타났다. In the environment of emphasizing creativity, computer application instruction model is in demand which is developed for the group discussion, enlarging the range of thinking, and creativity. The purpose of this study is to develop a PBL-based computer application instruction model concerning creativity after researching problems during the use of computer education by group. The theoretical background of class model is PBL, and the efficiency and creativity of class is considered while using web-mind map as the tool for the discussion and data sharing. As a result of applying the suggested model to the students enrolled in the production of presentation instruction, it made probabilistic meaningful outcome where complaint with communication, data sharing, role sharing, difference of contribution, excessive run-time and etc. were reduced.

Portable Document Format File Showing the Surface Models of Cadaver Whole Body

Shin, Dong Sun,Chung, Min Suk,Park, Jin Seo,Park, Hyung Seon,Lee, Sangho,Moon, Young Lae,Jang, Hae Gwon The Korean Academy of Medical Sciences 2012 JOURNAL OF KOREAN MEDICAL SCIENCE Vol.27 No.8

<P>In the Visible Korean project, 642 three-dimensional (3D) surface models have been built from the sectioned images of a male cadaver. It was recently discovered that popular PDF file enables users to approach the numerous surface models conveniently on Adobe Reader. Purpose of this study was to present a PDF file including systematized surface models of human body as the beneficial contents. To achieve the purpose, fitting software packages were employed in accordance with the procedures. Two-dimensional (2D) surface models including the original sectioned images were embedded into the 3D surface models. The surface models were categorized into systems and then groups. The adjusted surface models were inserted to a PDF file, where relevant multimedia data were added. The finalized PDF file containing comprehensive data of a whole body could be explored in varying manners. The PDF file, downloadable freely from the homepage (http://anatomy.co.kr), is expected to be used as a satisfactory self-learning tool of anatomy. Raw data of the surface models can be extracted from the PDF file and employed for various simulations for clinical practice. The technique to organize the surface models will be applied to manufacture of other PDF files containing various multimedia contents.</P>

Portable Document Format File Showing the Surface Models of Cadaver Whole Body

신동선,정민석,박진서,박형선,이상호,문영래,Hae Gwon Jang 대한의학회 2012 Journal of Korean medical science Vol.27 No.8

In the Visible Korean project, 642 three-dimensional (3D) surface models have been built from the sectioned images of a male cadaver. It was recently discovered that popular PDF file enables users to approach the numerous surface models conveniently on Adobe Reader. Purpose of this study was to present a PDF file including systematized surface models of human body as the beneficial contents. To achieve the purpose, fitting software packages were employed in accordance with the procedures. Two-dimensional (2D) surface models including the original sectioned images were embedded into the 3D surface models. The surface models were categorized into systems and then groups. The adjusted surface models were inserted to a PDF file, where relevant multimedia data were added. The finalized PDF file containing comprehensive data of a whole body could be explored in varying manners. The PDF file, downloadable freely from the homepage (http://anatomy. co.kr), is expected to be used as a satisfactory self-learning tool of anatomy. Raw data of the surface models can be extracted from the PDF file and employed for various simulations for clinical practice. The technique to organize the surface models will be applied to manufacture of other PDF files containing various multimedia contents.

웹 기반 가이드 맵과 피드백 기반 시연중심모델의 결합을 통한 컴퓨터 비전공자의 프로그래밍 이해도 향상을 위한 연구

정혜욱 한국디지털콘텐츠학회 2023 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.24 No.9

최근 소프트웨어 교육 분야에서는 컴퓨터 비전공 학습자가 프로그래밍 지식을 습득하는 과정에서 느끼는 어려움을 최소화하고, 학습자의 학습효과를 높이는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 컴퓨터 비전공자들이 자기주도적 학습을 진행해 나가며 프로그래밍 학습효과를 향상시키기 위한 수업 방법으로 웹 기반 가이드 맵과 피드백 기반 시연중심모델의 결합을 통한 컴퓨터 비전공자의 프로그래밍 학습 모델을 설계하고, 실제 수업시간에 적용 후 교수자 - 학습자의 피드백 빈도와 학습 모델의 효과성을 분석하였다. 제안한 학습 모델은 컴퓨터 비전공 학습자들의 프로그래밍 학습효과를 향상시키기 위한 수업 방법으로 활용될 수 있을 것이다. Recently, in the field of software education, it has emerged as an important issue to minimize the difficulties that learners who are not computer majors feel in the process of acquiring programming knowledge and to increase the learning effect of the learners. Therefore, we designed a programming learning model for non-computer majors by combining a web-based guide map and a feedback-based Demonstration-Modeling-Making(DMM) model as a teaching method to improve the programming learning effect of non-computer majors who proceed with Self-Directed learning. And we applied the designed learning model to actual classes and analyzed the frequency of teacher-learner feedback and the effect of the learning model. The proposed learning model can be used as a teaching method to improve the programming learning effect of non-computer major learners.

Performance Evaluation of Two-Equation Turbulence Models for 3D Wing-Body Configuration

Einkeun Kwak,Namhun Lee,Seungsoo Lee,Sang-il Park 한국항공우주학회 2012 International Journal of Aeronautical and Space Sc Vol.13 No.3

Numerical simulations of 3D aircraft configurations are performed in order to understand the effects of turbulence models on the prediction of aircraft"s aerodynamic characteristics. An in-house CFD code that solves 3D RANS equations and two-equation turbulence model equations are used. The code applies Roe’s approximated Riemann solver and an AF-ADI scheme. Van Leer’s MUSCL extrapolation with van Albada’s limiter is also adopted. Various versions of Menter’s k-ω SST turbulence models as well as Coakley’s q-ω model are incorporated into the CFD code. Menter’s k-ω SST models include the standard model, the 2003 model, the model incorporating the vorticity source term, and the model containing controlled decay. Turbulent flows over a wing are simulated in order to validate the turbulence models contained in the CFD code. The results from these simulations are then compared with computational results from the 3<SUP>rd</SUP> AIAA CFD Drag Prediction Workshop. Numerical simulations of the DLR-F6 wing-body and wing-body-nacelle-pylon configurations are conducted and compared with computational results of the 2<SUP>nd</SUP> AIAA CFD Drag Prediction Workshop. Aerodynamic characteristics as well as flow features are scrutinized with respect to the turbulence models. The results obtained from each simulation incorporating Menter’s k-ω SST turbulence model variations are compared with one another.

과학적 문제해결과정과 컴퓨팅 사고의 관련성 탐색을 통한 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 제안

황요한 ( Yohan Hwang ),문공주 ( Kongju Mun ) 경북대학교 과학교육연구소 2020 科學敎育硏究誌 Vol.44 No.1

컴퓨팅 사고(computational thinking)는 2015 개정 과학교육과정 및 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS)에서 새로운 탐구 기능 혹은 역량으로 제시되고 있다. 특히, 2014년부터 교육부가 소프트웨어 교육을 필수화함에 따라 컴퓨팅 사고에 관한 관심은 더욱 커지고 있다. 그러나 과학교육 분야에서 컴퓨팅 사고를 어떻게 접목할 것인가에 대한 논의는 아직 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 다양한 관련 분야의 문헌 분석을 통해 컴퓨팅 사고 요소들을 과학 탐구에 접목하는 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 먼저 컴퓨팅 사고의 요소에 대한 여러 정의를 정리하였고, 이를 활용한 모형을 개발하기 위해 일반 문제해결 과정과 과학적 탐구과정들을 종합적으로 분석하였다. 마지막으로 컴퓨터 과학 분야에서 문제해결에 접목한 사례들과 비교하여 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 요소들을 정리하였다. 정리된 요소들을 이학 전문가들에게 제공하여 각 분야의 연구 과정과 컴퓨팅 사고 요소들을 접목하여 설명하게 한 후, 이를 기반으로 문제발견형 CT-SI 모형과 문제해결형 CT-SI 모형을 개발하였다. 개발된 두 모형은 이학 전문가들에 의해 모형의 단계가 각 분야의 연구에 활용 가능하다고 검토받았으며, ‘문제발견형’은 과학 연구 과정에서 정보를 선별하고 문제를 분석하는 과정과 이론적 연구에서 근거를 기반으로 하는 추론 연구 과정에 적합하다고 응답하였다. ‘문제해결형’은 과학의 일반적인 연구 과정 및 공학설계를 활용한 공학적 문제해결과정에 적합하다고 응답하였다. 또한, 현장 교사 2인에 의해 중고등학교 현장 탐구 수업에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 다양한 과학 교과의 탐구 활동과 연계할 수 있으며 이를 통해 2015 개정 교육과정에서 제시하고 있는 ‘자료의 수집, 분석 및 해석’, ‘ 수학적 사고와 컴퓨터 활용’ 역량을 길러줄 수 있을 것이다. The 2015 revised science curriculum and NGSS (Next Generation Science Standard) suggest computational thinking as an inquiry skill or competency. Particularly, concern in computational thinking has increased since the Ministry of Education has required software education since 2014. However, there is still insufficient discussion on how to integrate computational thinking in science education. Therefore, this study aims to prepare a way to integrate computational thinking elements into scientific inquiry by analyzing the related literature. In order to achieve this goal, we summarized various definitions of the elements of computational thinking and analyzed general problem solving process and scientific inquiry process to develop and suggest the model. We also considered integrated problem solving cases from the computer science field and summarized the elements of the Computational Thinking-Scientific Inquiry (CT-SI) model. We asked scientists to explain their research process based on the elements. Based on these explanations from the scientists, we developed ‘Problem-finding’ CT-SI model and ‘Problem solving’ CT-SI model. These two models were reviewed by scientists. ‘Problem-finding’ model is relevant for selecting information and analyzing problems in the theoretical research. 'Problem solving' is suitable for engineering problem solving process using a general research process and engineering design. In addition, two teachers evaluated whether these models could be used in the secondary school curriculum. The models we developed in this study linked with the scientific inquiry and this will help enhance the practices of ‘collecting, analyzing and interpreting data,’ ‘use of mathematical thinking and computer’ suggested in the 2015 revised curriculum.