숫자로 색깔 표현하기

이미지 표현

개요

컴퓨터는 습작물, 사진, 그림을 저장하는데 단지 숫자만을 사용한다. 다음의 활동은 컴퓨터가 어떻게 이러한 작업을 하는지를 보여준다.

교과학습 연계

  • 수학: 기하학 레벨 2 이상. 모양과 공간 탐색.

기술

  • 계수 (Counting)
  • 도식화 (Graphing): 평면을 사각형의 격자로 잘게 나누어 채색하여 그림으로 > 표현

나이

  • 7세 이상

학습 교재

  • OHP 마스터에서 복사한 OHP 시트: 숫자로 색깔 표현하기
  • 아이마다 필요한 것
    – 워크시트 활동: 어린이 팩스 – 워크시트 활동: 자신만의 사진 만들기

언플러그드 활동 동영상

한글 동영상 영어 동영상
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숫자로 색깔 표현하기

들어가며
토의 질문
  1. 팩시밀리 기계(팩스, fax)는 무슨 일을 하나요?
  2. 컴퓨터가 어떤 상황에서 그림을 저장할 필요가 있나요? (그림을 그리는 프로그램, 그래픽 게임, 멀티미디어 시스템)
  3. 컴퓨터는 숫자만 사용할 수 있는데 어떻게 그림을 저장할까요?

(학습 활동을 위해서 아이들이 팩시밀리를 사용하여 메시지를 주고 받게 준비하는 것도 좋습니다.)

OHP 시트를 사용한 시연

a

컴퓨터 화면(computer screen)은 픽셀(pixels, picture elements)로 > 불리는 작은 점들의 격자로 나눠져 있다.

흑백 그림에서 각 픽셀은 검은색이거나 하얀색이 된다.

문자 “a”를 확대해서 픽셀을 살펴보자. 컴퓨터가 그림을 저장할 때, 필요한 전부는 어느 점이 검은색이고, 어느 점이 > 흰색인가하는 정보다.

code a

위 그림은 문자 “a” 그림이 어떻게 숫자로 표현되는지를 보여준다. 첫 번째 줄은 > 하얀 픽셀 하나, 검은 픽셀 세 개, 다시 하얀 픽셀 하나다. 그래서 첫 줄은 > 1,3,1로 표현된다.

첫 번째 숫자는 항상 하얀 픽셀과 관계된다. 만약 첫 번째 픽셀이 검정색이면, 첫 > 번째 줄은 0으로 시작한다.

17 쪽의 연습문제에는 방금 전에 보여준 방법을 활용하여 아이들이 복호화(decode)> 할 그림이 있습니다.

컴퓨터 과학 핵심 개념

팩시밀리 기계는 흑백 종이를 약 1000 × 2000 픽셀로 스캔해서 모뎀을 사용하여 다른 팩시밀리 기계에 보내는 정말 단순한 컴퓨터다. 다른 팩시밀리 기계는 전송 받은 픽셀을 종이에 출력한다. 종종, 팩스 이미지가 넓은 흰 공백(예, 한계(margin)) 혹은 검은 픽셀 (예, 가로줄)을 가지고 있다. 색깔 있는 그림은 훨씬 더 많은 중복이 있다. 이런 이미지를 저장하려고 필요한 많은 저장공간을 절약하기 위해서, 프로그래머는 다양한 압축 기술을 사용한다. 여기서 사용되는 방법은 “런 길이 부호화(run-length coding)”로 불리고, 이미지를 압축하는 효과적인 방법이다. 이미지를 압축하지 않으면, 사진을 보내는데 오랜 시간이 걸리고 추가로 더 많은 저장공간이 필요하다. 따라서, 웹페이지에 사진을 게시하거나 팩스를 보내는 것이 가능하지 않을 수 있다. 예를 들어, 팩스 이미지는 일반적으로 원본 크기의 7 분의 1 로 압축된다. 압축 없이 전송하는데는 7 배 많은 시간이 걸린다.

사진과 그림은 다양한 압축기법을 사용하여 원본의 10분의 1, 혹은 100분의 1의 크기로 압축된다. 이렇게 압축해서 더 많은 이미지를 동일한 디스크에 저장할 수 있고, 인터넷을 통해서 사진과 그림을 보는데 짧은 시간내에 볼 수 있다는 의미가 된다.

프로그래머는 적절한 압축 기법을 선택해서 이미지를 전송할 수 있다.

Core concept

해답과 힌트

어린이 팩시밀리 워크시트 정답

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