SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

◎ 미리생각해보기

확대하면 가장자리가 울퉁불퉁해지는 이미지를 본 적이 있나요? 왜 이런 현상이 나타날까요?

크기가 작을 때는 정상적인 이미지가 2배, 10배, 100배 확대 할수록 가장자리가 울퉁불퉁해지는 현상을 본 경험이 있을 것입니다. 이런 경우 보통 이미지가 ‘깨졌다’라고 표현하는데 비트맵 이미지에서 나타나는 계단 현상(Aliased)을 의미합니다.

비트맵 방식은 컴퓨터가 그래픽 이미지를 표현하는 방식 중 하나로, 아주 작은 점인 픽셀로 이루어져있습니다. 이 방식은 픽셀 하나하나에 색을 부여해 이미지를 표현하는데 이 경우 이미지를 확대할수록 픽셀이 드러나게 되면서 울퉁불퉁 각이 지는 이미지가 나오게 됩니다. 이러한 단점에도 불구하고 이미지를 표현하기가 쉽고 사진과 같은 이미지를 표현하기 유리하기 때문에 많이 사용되는 방식입니다.

◎ 실험 전 주의사항

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기

도안이 찢어지지 않도록 유의해주세요.

완성된 망치를 너무 세게 치지 않도록 유의해주세요.

<도안2>에 주어진 숫자 정보를 활용해 픽셀 스티커를 붙여주세요.

도안2에서 자유롭게 알파벳을 3개를 선택한 다음 이를 참고로 필름 도안에 픽셀 스티커를 붙여 이미지를 완성합니다. (주의! 1로 표시된 부분에 검정색 스티커를 붙여주세요)	도안1에 있는 망치 머리 도안을 떼어낸 후 그림과 같이 도안 뒷면에 [실험방법 1]에서 완성한 필름을 뒤집어 붙입니다.

◎ 실험방법

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

옆면 도안을 접는 선에 따라 한 번씩 안으로 접은 다음 그림과 같이 옆면 도안을 몸통에 붙입니다.(주의! 옆면의 길이에 유의해 붙여주세요)	백업을 손잡이 도안으로 감싼 뒤 양면테이프를 이용해 붙입니다.

망치 머리의 밑 부분에 톱니바퀴 부분을 바깥으로 접습니다. LED볼을 망치 머리 안으로 넣고, [실험방법 5]에서 만든 손잡이를 머리 도안에 통과시킵니다.(주의! 막대의 흰색 부분이 밖으로 나오지 않도록 해주세요.)	그림과 같이 톱니바퀴 부분을 띠 도안으로 다시 감싸고 손잡이 위, 아래에도 원형 도안을 붙입니다.

이름표 도안으로 스트랩을 만들어 그림과 같이 장식 도안 뒷면에 붙입니다(①). 그리고 장식 도안으로 손잡이 밑 부분을 감싸줍니다(②).	망치를 두드려 빛이 나오는 것을 보고 어떤 이미지를 만들었는지 확인해봅시다.

◎ 실험결과 및 생각해보기

나는 어떤 알파벳을 선택하여 비트맵이미지를 표현했는지 이야기해봅시다.

⇒

2. 자유롭게 이미지를 그린 후, 반대로 이미지 정보를 숫자 정보로 바꿔봅시다.

⇒            이미지 정보                             숫자 정보

◎ 원리이해

1. 픽셀

컴퓨터 모니터나 인쇄물에서 볼 수 있는 모든 디지털 이미지를 아주 크게 확대하면, 그림의 경계선들이 연속된 곡선이 아니라 작은 사각형들이 붙어서 늘어서 마치 계단같이 보이는 것을 알 수 있습니다. 이처럼 디지털 이미지들은 더 이상 쪼개지지 않는 (주로) 네모 모양의 작은 점들이 모여서 전체 그림을 만듭니다. 이때 이미지를 이루는 가장 작은 단위인 이 네모 모양의 작은 점들을 ‘픽셀(pixel)’이라고 합니다.

픽셀은 영어로 그림(picture)의 원소(element)라는 뜻을 갖도록 만들어진 합성어로 우리말로는 ‘화소(畵素)’라고 번역 할 수 있습니다.

2. 2진수

우리는 생활 속 대부분의 경우 0에서 9까지의 10개 숫자로 수를 나타내는 10진수를 사용합니다. 하지만 컴퓨터는 그렇지 않습니다. 컴퓨터는 0과 1 딱 2개의 숫자로 수를 나타내는 2진수를 사용합니다. 아무리 복잡하고 양이 많은 정보도 컴퓨터는 0과 1만을 사용하여 자료를 저장, 처리합니다.

3. 비트맵 이미지

비트맵 이미지는 컴퓨터가 그래픽을 표현하는 방식중 하나로 픽셀이라는 작은 ‘점’으로 구성된 이미지입니다. 비트맵 방식은 이미지를 이진수를 활용해 표현하게 되는데, 이는 화면에 나타나는 이미지 각각의 픽셀을 0 또는 1로 나타내는 것을 의미합니다. 1은 검정픽셀을 0은 흰색픽셀을 뜻합니다.

비트맵 방식은 각 점에 색을 부여하여 그림을 만들어 나가기 때문에 확대할 경우 그림의 모서리가 각이 지는 계단 현상(Aliased)이 발생한다는 단점이 있습니다. 그러나 이미지를 표현하기가 쉽기 때문에 자연적인 이미지 자료를 표현하는데 많이 사용됩니다. 대표적인 포맷 방식으로는 BMP, GIF, JPG 등이 있습니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

확대하면 가장자리가 울퉁불퉁해지는 이미지를 본 적이 있나요? 왜 이런 현상이 나타날까요?

◎ 미리생각해보기

학습목표

컴퓨터가 숫자를 이용해 이미지를 저장하는 방법에 대해 알아보고, 이를 활용해 비트맵 망치를 만들어봅시다.

도안1-A3 (1장), 도안2-A4 (1장), 도안3-스티커 (1장), 도안4-PET (1장), 백업 (1개), LED볼 (1개), 양면테이프 (단체)

◎ 실험준비물

1. 나는 어떤 알파벳을 선택하여 비트맵이미지를 표현했는지 이야기해봅시다.

2. 자유롭게 이미지를 그린 후, 반대로 이미지 정보를 숫자 정보로 바꿔봅시다.

이미지 정보                             숫자 정보

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점