4장 사용자 인터페이스와 멀티미디어

1. 4장 사용자 인터페이스와 멀티미디어

2. 차례 • 사용자 인터페이스 • 인터페이스 하드웨어 • 논리적 인터페이스 • 멀티미디어와 컴퓨터

3. 사용자 인터페이스 • 인간과 컴퓨터의 상호작용(HCI) • 문서 작성기 편집 과정: 그림 4.1, 4.2 • 글자체 변경 과정 • 사용자 인터페이스 • 컴퓨터 (좁은 의미로 응용 프로그램)와 인간 사이를 연결하여 상호 작용할 수 있도록 도와 주는 메커니즘 • 목적 달성이 용이 하도록 사용자에게 친숙한 (User-friendly) 인터페이스 제공

4. 사용자 인터페이스:UNIX “address.txt”라는 이름을 가지는 파일 찾기

5. 사용자 인터페이스:Windows

6. 사용자 인터페이스 • User friendly 인터페이스 • UNIX • 사용자가 명령어를 정확히 기억하여 직접 입력 • Windows • 메뉴를 선택하는 것이 명령어를 입력하는 행위 • 사용자는 Windows를 더 쉽게 사용할 수 있음 ( User friendly 인터페이스) • 논리적 인터페이스 방식의 차이 • UNIX, DOS : 명령어 입력, Windows : 위치 지정

7. 인터페이스 하드웨어 • 입력 장치 + 출력장치 • 입력 장치 • 키보드 • 문자, 숫자,기호 등을 입력하기 위한 하드웨어 • 한글 표준 자판: 2벌식, 3벌식, 영문 : QWERTY 방식 • 마우스(애플 컴퓨터에 채택) • 위치 지정 하드웨어 (Xerox의 Palo Alto 연구소) • 볼의 움직임에 따라 작동하는 방식, 광 센서에 의해 작동하는 방식 • 직렬 마우스, PS/2 마우스

8. 인터페이스 하드웨어 • 입력 장치 • 트랙볼 • 볼을 움직여 위치 지정 • 넓은 공간이 필요하지 않아 노트북 컴퓨터에 사용 • 조이스틱 • 위치 지정과 버튼을 통한 명령어 입력 (컴퓨터 게임) • 터치 패드 • 손가락의 움직임으로 위치를 지정(노트북에 사용) • 터치 스크린 • 화면에 직접 손가락을 접촉하여 위치를 지정하는 입력 장치 (정밀한 입력 불가)

9. 화면(형광체) 그리드 전자총 편향판 인터페이스 하드웨어 • 출력 장치 • 모니터 • 빨강, 녹색, 파랑의 3가지 색의 조합으로 모든 색 표현

10. 인터페이스 하드웨어 • Random Scan • 그림을 선의 구성으로 봄 • 직선의 처음 점과 마지막 점을 이어 주면서 refresh • 복잡함

11. 인터페이스 하드웨어 • Raster scan • 화면전체를 raster scanline을 따라 refresh • raster : each a row of individual pixels • 전자빔이 모든 픽셀들을 지나가면서 쏘아짐 • 왼쪽 위부터 오른쪽으로 이동(초당 30~60회) • 수평 회귀, 수직 회귀

12. 인터페이스 하드웨어 • 프린터 • 도트 매트릭스 프린터 • 프린터 헤드 핀이 리본을 때려 인쇄 • 소모품 가격 저렴, 인쇄 속도 느림, 소음, 저 해상도 • 레이저 프린터 • 레이저 빔을 쏘아 Toner를 종이 표면에 흡착시킴 • 고해상도, 속도 빠름, 고가, Color • 잉크젯 프린터 • 프린터 헤드의 노즐을 통해 잉크를 뿌리는 방식 • 도트 매트릭스 프린터와 레이저 프린터의 중간 정도의 성능

13. 하드웨어 사용자 사용자 인터페이스 운영체제(Core+논리적 인터페이스) 응용프로그램 논리적 인터페이스 • 컴퓨터 시스템에서의 사용자 인터페이스

14. 논리적 인터페이스 • 인터페이스 하드웨어를 이용하여 사용자와 컴퓨터 사이의 의사 소통을 가능하게 하는 대화 창구 • 운영체제 또는 응용 프로그램에 따라 차이 • 명령어 입력:DOS, UNIX • GUI : 화면에 문자, 그림을 표현(Windows, MacOS, OS/2 ...) • 화면을 기본 단위(픽셀)로 나누고, 그 조합으로 표현

15. 그래픽 기본 용어 • 픽셀 • 그래픽 이미지를 구성하는 기본 단위 • 화면이 위의 점(픽셀)들의 집합으로 구성 • 해상도와 좌표계 • 마우스를 위한 위치 지정 필요 => x, y좌표계 • 화면 해상도 : 가로 픽셀수 x 세로 픽셀수 • 예 : 800 x 600 해상도 : 가로 800 픽셀, 세로 600 픽셀 • 해상도가 높을수록 더욱 세밀한 정보 표현

16. 그래픽 기본 용어 • 프레임 버퍼 • 픽셀의 색상값 저장 장소 • 색상값 : Red, Green, Blue 의 조합 • 버퍼의 깊이(Depth) : 한 픽셀을 표현하기 위한 비트 수 • 예 : 깊이 : 24 bit => 가지의 색상 표현 • 해상도 1024 x 768 : true color(24 bit 색상) 표현하기 위하여 2.25 MB 필요 • 프레임 버퍼의 크기 : 1024 x 768 x 3(byte) = 2,359,296 byte

17. 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 그래픽 기본 용어 Frame Buffer

18. 그래픽 사용자 인터페이스 • 윈도우 기반 인터페이스 • Dummy terminal : 명령어 기반 • 명령어 기억, 한 화면에서의 멀티태스킹의 어려움 • => 화면을 여러 개의 윈도우로 나누어 독립적으로 작업을 수행하는 윈도우 기반 인터페이스 필요 • 윈도우의 크기 조정, 이동, 겹치기, 아이콘화 • 그림 4.6 : 웹 검색, 문서 작성하는 윈도우

19. 사용자 응용 프로그램1 ... 인터페이스 하드웨어 event queue 응용 프로그램N 화면 출력 그래픽 사용자 인터페이스 • Event-driven 방식 • 사용자 인터페이스의 기본 모델 • 사용자 : event 발생(인터페이스 하드웨어를 이용) => 시스템은 미리 정의된 절차 수행

20. 그래픽 사용자 인터페이스 • Event-queue • event 에는 관련 정보 포함 • 사용자가 마우스, 키보드 입력 등의 event 를 발생시키면 각각의 event는 event queue에 순서대로 저장 • 운영체제가 event queue에 있는 event들을 처리 • 예 : 웹 browser에서 왼쪽 마우스 클릭 • => 클릭 위치(x,y)와 왼쪽 마우스 버튼이 클릭했다는 정보가 웹 browser에 전달 • => 웹 browser는 마우스 event에 대해 미리 정의된 데로 처리하고 그 결과를 웹 browser 화면에 반영

21. 그래픽 사용자 인터페이스 • 메뉴 • 몇 개의 항목을 나열하고 원하는 항목을 선택 • Pull-down 메뉴(그림 4.8) • 메뉴 bar의 항목을 선택하면 아래 쪽으로 펼쳐지는 메뉴 • 응용 프로그램의 기본적인 메뉴 제공 • Pop-up 메뉴(그림 4.8) • 입력에 따라 나타났다가 선택이 끝나면 사라짐 • 선택에 따라 다른 메뉴 항목이 나타남 • 마우스 이동없이 바로 명령 입력 가능

22. 그래픽 사용자 인터페이스 • 아이콘(그림 4.9) • 개체, 행동, 개념을 그림을 통해 표현 • 함축된 의미를 효과적으로 전달하나, 잘못 사용하면 혼란 초래(그림, 문자, 짧은 설명 가능) • 다이얼로그 박스(그림 4.10) • 사용자로부터 입력을 요구하거나 또는 사용자에게 정보를 알리기 위한 윈도우 • 일시적으로 나타나고, 입력이 마치면 사라짐 • 예 : 버튼(확인, 취소) 누름, 파일 이름 입력, 선택

23. 멀티미디어와 컴퓨터 • 컴퓨터 작업 • 텍스트 형태의 정보 • 그래프, 사진, 동화상, 소리를 사용한 문서 • PowerPoint 문서 • 멀티미디어 자료 포함 : 그림 4.11 • 필요 장치 : 사운드 카드, 스캐너, CD-ROM • 표준 형식 :멀티미디어 정보 표현 • 압축 기술(jpeg, mpeg 등)

24. 멀티미디어 장치 • 사운드 카드 • 디지털 신호를 아날로그로 변환하여 스피커로 출력 • 마이크 등의 입력 장치로 아날로그 신호를 받아 디지털 신호로 변환 • 스캐너 • 입력할 정보를 담고 있는 종이나 필름을 읽어 디지털 정보로 변환시켜 주는 하드웨어 • 빛을 쏘아 반사되는 광선의 양을 감지 • 그래픽 이미지나 활자화된 문자를 입력하기 위한 장치 • 문자 인식 소프트웨어와 함께 사용

25. 음성 신호 • 음성 신호는 아날로그 신호이며, 이를 컴퓨터에서 표현하려면 디지털 신호로 변환해야 함. • 디지털 신호로 변환 과정 • 일정한 시간 간격으로 아날로그 신호의 음량(amplitude)값을 샘플링(sampling) • 샘플링한 음량값 정수화 (양자화)

26. 음성 신호 7.2 5.8 5.3 샘플링 3.6 양자화 부호화 7 6 5 0101 0100 0110 0111 4

27. 음성 신호 • 음질에 영향을 주는 요소 • 샘플링 주기 & 음량값을 표현하기 위한 비트 수 • 예) 오디오 CD에서 1분 동안의 소리 정보를 표현하려면? • 음량값을 표현하기 위한 비트 수 : 16 bit • 샘플링 주기 : 44.1KHz • 16 bit * 44.1(KHz) * 60 (sec) = 5,292,000 byte

28. 멀티미디어 장치 • 디지털 카메라 • 사진을 컴퓨터에서 이용하려면 • 스캐너를 이용하여 원본 사진 정보를 디지털 정보로 변환하는 작업 필요. • 디지털 카메라는 CCD(Charge Coulped Device) 등의 이미지 센서를 이용하여 직접 디지털 이미지를 얻음. • 카메라 내의 임시 기억장치 존재 • 플래시 메모리, 이동식 하드 디스크, 플로피 디스크 • 기억장치로부터 컴퓨터로 전달

29. 데이터 압축 복원 기술 • Multimedia 정보의 문제점 : 정보량이 엄청나게 크다 예) Video : 한 시간에 324 Giga Byte!!(1024 * 1024 pixels/frame)*(3 bytes/pixel)*(30 frame/sec) * 3600 sec= 324 Gbyte • 정보량이 커지면 발생하는 문제 • 통신 선으로 전송 시 • PC 등에서 저장 시

30. 데이터 압축 복원 기술 • 원래 문장 • 데이터 압축-해제 기술은 CPU에 많은 부담을 주는 복잡한 계산을 요구한다. • 압축된 문장 • 데이터 압축-해제 기술 CPU 많은 부담 주는 복잡 계산 요구 • 읽는 사람이 복원해 보면 원래 문장과 조사 등의 부분이 다른 문장 복원

31. 데이터 압축 기술 • 유사한 방식을 사용하여 데이터의 양을 줄임 • 미리 약속된 규칙에 따라 원래 데이터 복원 • 압축-복원 기법 : 비분실형 기법 & 분실형 기법 • 비분실형 기법 • 원래의 데이터와 완전히 일치하는 데이터로 복원 • 분실형 기법 • 원본 데이터와 일치하지 않는 부분이 생김 • 압축 비율을 줄이는 목적으로 손실이 일어나도 차이를 구분하기 어려움 • CPU 의 복잡한 계산 요구 • Intel MMX tech.

32. 데이터 압축 복원 기술 • 원리 • 소리의 경우 예) 3초 간 같은 음 (예: 174) 인 경우300 개의 “174”를 저장하는 대신 “174라는 음”과 300이라는 “반복횟수” 저장. • 사진의 경우 예) 5cm2가 모두 동일한 색(예: 174)인 경우50000 개의 174를 저장하는 대신 해당 영역의 위치 정보와 174라는 색상 정보 저장 • “Protocol”이 필요 • 압축한 방식에 대한 약속이 필요

33. 0110 ASCII, KS5601 글자 글자코드 Real-Audio, MP2, MP3.. 소리 0110 소리코드 jpeg, mpeg, ... 영상 영상코드 0110 데이터 압축 복원 기술

34. 데이터 압축 복원 기술 • JPEG • 정지 화상의 압축, 복원을 위한 기법 • JPEG으로 압축된 파일의 확장자 : .jpg, .jpeg • 압축 원리 • 반복되는 픽셀의 색 정보는 블록형으로 묶어 저장 • .bmp 파일과 .jpg 파일의 파일 크기를 비교 • 그림 4.13

35. 데이터 압축 복원 기술 • MPEG • 동화상과 음성 정보를 압축, 복원하기 위한 기법 • 동화상 압축 파일 : .mpg • 음성 정보 압축 파일 : .mp2, .mp3 • 압축 원리 • 프레임 내 압축 : 각 프레임의 정지 화상을 JPEC과 같은 원리로 압축 • 프레임 간 압축 : 몇 개의 프레임만 완전한 정지 화상을 가지고 나머지 프레임은 이에 대한 변경 사항만 저장 • 그림 4.13 (c)와 같은 프레임이 몇 개 있어도 구분 못함.

36. 데이터 압축 복원 기술 • Windows 95(98) • 매체 재생기 : MPEG 파일 재생(그림 4.14) • MP3 : 소리 정보의 압축-복원 표준 • CD 수준의 음질 • 4분 음악 : 40MB(Wav), 4MB(MP3) • 멀티미디어와 인터넷 • 인터넷을 멀티미디어 정보의 전송 • 압축 기술이 필수 • AOD(Audio On Demand), MOD(Movie On Demand) • 인터넷 TV방송 시청 : Real Player 설치(그림 4.15)

37. 하이퍼 텍스트와 하이퍼 미디어 • 신문, 잡지, 도서 : 순차적 • 하이퍼 텍스트 • HTML 문서 :문서 내에 다른 문서에 대한 링크를 포함 • 비 순차적 구성(그림 4.16) • 하이퍼 미디어 • 멀티미디어 하이퍼 텍스트 • 링크가 가리키는 대상이 텍스트 문서뿐만 아니라 그래픽 이미지, 음성 정보 등의 멀티미디어 개체 가능 • URL을 이용한 다양한 형태의 정보 접근 가능