3D 컴퓨터 그래픽 애니메이션을 이용한 학습 자료의 설계 및 구현

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

New massive information is created & delivered to everyday life from high tech culture; super computer, new communication device and digital Medias. Today is definitely being called a society that delivers information through high tech media solution. Usage of computer is greatly increased. Every corner of our life is changed by computer technology. Especially education program through computer science is widely used everyday by users globally and recognized as the most effective tool by educationists as well.
In early days, computer is only used for simple in-class tool but, today it means much more than that to us ? Cyber training, On-line education, web-based training and so-on. It resolutely ignites the movement of changing old book-based cramming type of teaching method. Creative & unique style of teaching method is now more commonly used and favorably commented by many people.
For further growth of education, teachers need to understand basic concept and continuously research usage of computer & multimedia based education to learners.
This research is focus on using highly effective tool through computer based education and apply to daily class to students, focusing on providing valuable information with 3D computer animation, instead of commonly using 2D images.
Semiconductor operation course is selected for subject of research. Semiconductor manufacturing process was explained by demonstrating through 3D modeling, image & 3D animation. This powerful multimedia tool can be replaced field trip to manufacturing factory for students. This method also could approach to student in different view that physically not possible to show in real life action. This imaginary cyber format will bring positive impact to class surely.
MAYA 3D graphic application is used for the research. Semiconductor operation progress was created in movie file format with this tool to demonstrate precise process to maximize result from learner. We were able to find higher inquisitiveness &concentration from student attitude during a class. Most of learner from the class rated high score to new type of this 3D education.
For computer assisted education, if 3D animation based training tool is provided as learning contents, we can expect new type of tool that possible for us to do on-hand training &theory training at the same time in more open space unlimited possibility. We can also bring out more effective teaching practice to most of any kinds of field.

국문 초록 (Abstract)

현대 사회는 컴퓨터, 통신, 영상매체의 발달로 인하여 새로운 정보가 대량으로 생산되고, 그 정보를 필요한 시기에 적절한 방법을 통하여 획득할 수 있는 첨단 과학 기술 시대이다. 이에 따라, 컴퓨터의 역할이 점점 증대되고, 사회의 전반적인 모든 분야에서 컴퓨터에 의한 변화가 지속적으로 일어나고 있다. 특히, 학교에서나 가정에서 컴퓨터를 이용한 학습이 점차 확대되고 있으며, 컴퓨터의 교육적 활용에 대한 당위성은 교육자들 사이에서도 폭넓은 합의를 얻고 있다.
교육적인 측면에 있어서 컴퓨터는 초기에 단순한 수업 자료의 제공으로 사용 되었지만, 현대에 이르러 사이버 교육, 온라인 교육, 웹기반 교육 등의 발판을 만드는 주역이 되었다. 이로 인하여, 과거 판서 위주의 주입식 교육은 점점 줄어드는 경향을 보여주고 있다. 또한, 획일적인 대략 교육에서 탈피하여, 창조력과 개성이 있는 교육이 많은 학습자들로부터 우대 받는 시대에 이르렀다.
이러한 교육을 위해 현재는 컴퓨터 기능을 살려 학습자가 기본 개념과 원리를 쉽게 이해하고, 개인차를 고려한 자기 주도적 학습이 이루어지도록 하기 위한 멀티미디어 자료를 통한 컴퓨터 보조학습에 대한 활용과 효과에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다.
본 연구는 이러한 컴퓨터 보조학습 안에서 교육적 학습 효과를 더욱 높일 수 방법으로서, 기존의 2D 이미지를 이용한 학습 자료를 3D 컴퓨터 애니메이션을 이용한 학습 자료로 설계하고 이를 실제 수업에 적용함으로써 그에 대한 긍정적인 학습효과를 찾는데 초점을 맞추고 있다.
본 연구를 위한 학습 자료의 주제는 반도체 공정 분야로 선택하였으며, 그 이유로는 반도체 공정 과정의 학습 자료를 3D 그래픽을 이용한 모델링, 이미지, 3동영상 등의 멀티미디어의 형태로 결합하여 제공함으로써 학습자가 현장실습과 견학을 대처할 수 있는 자료로 활용할 수 있을 것이기 때문이다. 또한, 반도체 공정 과정에서 실제로 볼 수 없는 상황을 3D 애니메이션으로 제작한다면, 가상현실의 형태로 학습자에게 다가감으로써 긍정적인 학습 효과를 가져다 줄 수 있기 때문이다.
본 연구에서는 3D 그래픽 소프트웨어인 MAYA를 사용하여 반도체 공정 과정을 3D 애니메이션으로 제작하여 실제 교수학습에 적용한 후 학습자에게 이해도와 집중도 측면에서 긍정적인 학습 효과를 얻을 수 있었으며, 대다수의 학습자에게 3D 애니메이션을 이용한 학습 자료의 활용에 높은 평가를 얻을 수 있었다.
컴퓨터 보조학습에 있어서, 3D 애니메이션을 이용한 학습 자료가 학습자 중심의 교육 컨텐츠로 제공된다면, 시·공간을 초월한 학습 환경의 제공 및 이론·실습 교육이 가능한 열린 교수 학습의 기반을 조성하게 될 것으로 기대 된다. 또한, 교수 학습의 모든 부분은 아니지만 대부분의 영역에서 훨씬 높은 교육의 활용 가치를 창출해 낼 것이라 사료되는 바이다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 = 1
• 1. 연구의 배경 및 필요성 = 1
• 2. 연구의 목적 및 방법 = 3
• 3. 애니메이션의 교육적 효과 = 4
• II. 이론적 배경 = 5
• 1. 디지털 컨텐츠와 멀티미디어 컨텐츠 = 5
• 2. 3D 그래픽 애니메이션 = 7
• 3. 컴퓨터 그래픽 제작 및 편집도구 = 12
• III. 연구 방법 및 절차 = 15
• 1. 반도체 공정 과정용 3D 애니메이션 제작 구현 = 15
• 2. 3D Animation의 적용 및 결과분석 = 26
• IV. 결론 및 제언 = 39
• 참고문헌 = 41
• Abstract = 44