전자 매체
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1. 개요
전자 매체는 전기적 신호를 사용하여 정보를 저장, 전송, 표시하고 사용자와 상호 작용하는 기술과 장치를 포괄한다. 전신, 전화, 라디오, 텔레비전, 인터넷 등 전송 기술의 발전과 함께 디스플레이 기술, 전기 신호 처리, 정보 저장 기술이 발달해왔다. 18세기 후반 전선을 이용한 전신에서 시작하여 무선 통신, 광섬유, 위성 통신, 인터넷의 등장으로 전송 방식이 혁신적으로 변화했다. 또한 19세기부터 축음기, 영화, 콤팩트 디스크, DVD 등 다양한 형태의 콘텐츠가 개발되었으며, 제어판, 입력 장치, 게임 컨트롤러, 뇌-컴퓨터 인터페이스 등 상호 작용 기술의 발전을 통해 사용자 경험을 향상시켜왔다.
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전자 매체 |
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2. 전자 매체의 역사
전자 매체의 역사는 정보의 전달, 표현, 처리, 저장, 그리고 상호작용 방식의 혁신적인 발전 과정이다.
전송 기술정보 전송 기술은 전신에서 시작되어 팩시밀리, 전화, 동축 케이블, 광섬유를 거쳐 라디오, 위성 통신, 자유 공간 광통신, 인터넷으로 발전했다. 특히, 인터넷은 정보 공유 방식을 혁신했다.
디스플레이 및 출력 기술디스플레이 및 출력 장치 기술은 검류계, 전신기에서 시작하여 전화 수신기, 적색광, 네온, 원격 통신기, CRT, 라디오/텔레비전 튜너, 스피커/헤드폰, LED/LCD, 레이저 조명 쇼, 컴퓨터 모니터, 대형 전자 디스플레이, HDTV, HMD 등으로 발전했다.
전기 신호 처리전기 신호 처리는 축전기에서 시작하여 모스 부호, 전자 변조, 전자 다중화, 디지털화, 전자 암호화, 온라인 라우팅, 전자 프로그래밍으로 발전했다.
전자 정보 저장전자 정보 저장은 기록 매체와 콘텐츠 형식으로 나뉜다. 기록 매체는 천공 카드, 종이 테이프, 축음기 실린더 및 디스크, 사진 필름, 자기 저장 장치, RAM, 바코드, 레이저 디스크, 콤팩트 디스크/DVD로 발전했다. 콘텐츠 형식은 오디오 녹음, 비디오 녹화, 디지털 파일 형식, 데이터베이스 콘텐츠 및 형식으로 발전했다.
상호 작용전자 매체와의 상호 작용은 제어판, 입력 장치, 게임 컨트롤러, 휴대용 기기, 유선 장갑, 뇌-컴퓨터 인터페이스 (BCI) 등으로 발전하고 있다.
2. 1. 전송 기술의 발전
정보를 전달하는 기술은 오랜 시간에 걸쳐 발전해 왔다. 18세기 후반 전신이 등장한 이래로, 전선과 전송선로는 통신의 주요 수단이었다. 새뮤얼 모스의 전자기 전신 발명, 엘리샤 그레이의 팩스 기계 개발, 알렉산더 그레이엄 벨의 전화 발명, 올리버 헤비사이드의 동축 케이블 특허 획득 등은 이러한 발전을 보여주는 대표적인 사례이다.[2][3][4][5]이후 광섬유, 무선 전송, 위성 통신, 자유 공간 광통신, 인터넷 등의 등장은 전송 기술의 혁신을 가져왔다. 특히 굴리엘모 마르코니의 라디오 전송 발명, 미국의 익스플로러 1호 발사, 팀 버너스 리의 월드 와이드 웹 개발, 실시간 전송 프로토콜(RTP) 도입 등은 주목할 만한 발전이다.[6][7][8]
이러한 전송 기술의 발전 과정을 간략하게 표로 정리하면 다음과 같다.
기술 | 개요 |
---|---|
전신 | 1795–1832, 전선을 이용한 최초의 장거리 통신 |
팩시밀리 | 1843–1861, 전선을 통해 이미지를 전송 |
전화 | 1849–1877, 음성을 이용한 통신 |
동축 케이블 | 1880, 더 넓은 대역폭과 긴 전송 거리 제공 |
광섬유 | 1950년대 개발, 1970년대 상용화, 빛을 이용한 통신 |
라디오 | 1897–1920, 전선 없이 전자기파를 이용한 통신 |
위성 통신 | 1958–1972, 먼 거리 데이터 전송 가능 |
자유 공간 광통신 | 1960년대 개발, 1990년대 상용화, 레이저를 이용한 통신 |
인터넷 | 1969년 최초의 프로토콜 개발, 1989년 월드 와이드 웹 개발, 1996년 RTP 도입 |
2. 1. 1. 전선 및 전송선
전선과 전송선로는 18세기 후반 전신의 발명과 함께 통신 수단으로 등장했다. 1832년 새뮤얼 모스는 전자기 전신을 발명하여 전선을 통해 장거리에서 전기 신호를 보낼 수 있게 했다.[2] 1844년 미국에 최초의 전신선이 성공적으로 설치되었고, 1850년대에는 북미와 유럽을 잇는 대서양 횡단 전신 케이블이 설치되었다.[2] 이와 함께 전선을 통해 이미지를 전송해야 할 필요성이 커졌다. 1861년 엘리샤 그레이는 최초로 상업화에 성공한 팩스 기계를 개발하여 인쇄된 이미지를 전선으로 전송할 수 있게 되었다.[3]전화는 음성 통신을 가능하게 한 전자 통신의 획기적인 발전이었다. 1876년 알렉산더 그레이엄 벨은 최초로 전화 통신에 성공했고, 1890년대에는 전 세계에 전화선이 설치되었다.[4] 한국에서는 1896년 궁내부에 최초의 전화가 가설되었고, 1902년에는 서울과 인천 사이에 시외전화가 개통되면서 일반인들도 전화를 사용할 수 있게 되었다. 이러한 발전은 전송 선로에 의존했는데, 1880년 영국의 엔지니어 올리버 헤비사이드가 동축 케이블 특허를 획득하면서 개선이 이루어졌다.[5] 동축 케이블은 더 넓은 대역폭과 더 긴 전송 거리를 제공했다.
지난 70년 동안 광섬유, 무선 전송, 위성 전송, 자유 공간 광학, 인터넷의 도입으로 전송 방식은 크게 발전했다. 광섬유는 1950년대에 처음 개발되었지만 1970년대에 상업적으로 실현 가능해졌다.
2. 1. 2. 무선 통신
무선 통신은 전선을 없애고 전자기파를 이용하는 획기적인 방식이다. 굴리엘모 마르코니는 1897년에 라디오 전송을 발명했으며, 1900년대에는 라디오가 뉴스, 엔터테인먼트, 군사 통신의 주류가 되었다.[6] 위성 통신은 먼 거리에서도 데이터 전송을 가능하게 했다. 미국은 1958년 익스플로러 1호를 발사하며 위성 통신 시대를 열었다.[7]레이저를 이용해 공기로 데이터를 전송하는 자유 공간 광통신(FSO)은 1960년대에 개발되었으나, 1990년대에 들어서야 상업적으로 실현 가능할 만큼 발전했다.[8]
한국은 1990년대 코드분할 다중접속(CDMA) 기술을 세계 최초로 상용화하여 무선 통신 기술 발전에 크게 기여했다.
2. 1. 3. 인터넷
1960년대에는 컴퓨터 간 파일 전송을 위한 최초의 프로토콜이 개발되었다. 1989년 팀 버너스 리는 월드 와이드 웹을 만들어 하이퍼링크를 통해 정보를 훨씬 쉽게 공유할 수 있게 했다.[8] 1996년에는 실시간 전송 프로토콜 (RTP)이 도입되어 인터넷을 통한 실시간 오디오 및 비디오 스트리밍이 가능해졌다. RTP는 온라인 엔터테인먼트의 획기적인 발전으로, 전 세계 시청자에게 실시간 이벤트를 생중계할 수 있게 했다.[8]한국에서는 1990년대 후반부터 초고속 인터넷망이 본격적으로 보급되기 시작하면서 인터넷 이용자가 급증하였다. 특히, 두루넷, 하나로통신 등 초고속 인터넷 서비스 업체들의 경쟁은 인터넷 대중화에 크게 기여하였다.
2. 2. 디스플레이 및 출력 기술
디스플레이 및 출력 기술은 정보를 시각적으로 표현하는 기술로, 그 역사는 19세기 초로 거슬러 올라간다. 19세기 초, 소형 전류를 감지하고 측정하는 데 사용된 검류계가 개발되었다. 1844년에는 전신선을 통해 전기 신호의 전송에 해당하는 딸깍거리는 소리를 생성하기 위해 전자기석을 사용한 전신기 수신기가 개발되었다.[9] 그 뒤를 이어 전화 수신기가 개발되었는데, 이는 다이어프램을 사용하여 전기 신호를 소리로 변환하는 장치였다. 1800년대 후반과 1900년대 초에는 적색광과 네온을 포함한 최초의 인공 광원이 개발되어 디스플레이 및 간판 조명을 비롯한 다양한 응용 분야에 사용되었다.1910년에는 전선을 통해 텍스트 메시지를 전송할 수 있는 원격 통신기가 발명되었다. 이후 윌리엄 크룩스에 의해 음극선관(CRT)이 개발되었지만, 1920년대에 들어서야 널리 보급되었다. CRT는 초기 텔레비전 및 컴퓨터 디스플레이에 사용되었다.[10] 라디오/텔레비전 튜너 또한 20세기 초에 개발되어 사람들이 방송 신호를 수신하고 조정할 수 있게 되었다. 스피커와 헤드폰은 1800년대 후반과 1900년대 초에 발명되었으며, 라디오, 축음기, 그리고 나중에는 전자 장치에서 나오는 오디오 신호를 듣는 데 사용되었다.
1950년대와 1960년대에는 LED와 LCD가 개발되어 조명 및 텔레비전 모니터와 같은 다양한 응용 분야를 위한 보다 작고 효율적인 디스플레이를 생산할 수 있게 되었다.[11] 1970년대에는 레이저를 사용하여 콘서트 및 기타 이벤트에 극적인 시각 효과를 생성하는 레이저 조명 쇼가 소개되었다. 최초의 컴퓨터 모니터는 1950년대에 개발되었으며, 최초의 상업용 PC 모니터는 1976년에 출시되었다. 1985년에는 대형 전자 디스플레이가 도입되어 경기장, 아레나 및 기타 공공 장소에서 사용할 대규모 디스플레이를 생산할 수 있게 되었다. HDTV는 1936년에 처음 용어로 제안되었지만, 고화질 텔레비전 신호를 생산하고 방송하기 위한 표준이 확립된 것은 1990년대였다.[10] HMD는 1968년에 도입되었으며, 몰입형 가상 현실 경험 및 기타 응용 분야를 위해 오늘날까지 계속 개발 및 개선되고 있다.
연도 | 기술 |
---|---|
1820 | 검류계 |
1844 | 전신기 |
1849–1877 | 전화 수신기 |
1801–1883 | 적색광 |
1893–1902 | 네온 |
1910 | 원격 통신기 |
1922 | CRT |
1894–1927 | 라디오/텔레비전 튜너 |
1876–1930년대 | 스피커/헤드폰 |
1955–1968 | LED/LCD |
1970년대 | 레이저 조명 쇼 |
1950년대/1976 | 컴퓨터 모니터 (PC용) |
1985 | 대형 전자 디스플레이 |
1936/1990년대 | HDTV (용어/표준) |
1968–현재 | HMD |
2. 3. 전기 신호 처리
전기 신호 처리의 역사는 18세기 중반 축전기의 발명으로 시작되어 전자 통신 기술의 발달과 밀접하게 연관되어 있다. 1830년대에는 모스 부호와 같은 아날로그 인코딩 방식이 개발되어 전기 신호를 사용하여 장거리 정보를 전송할 수 있게 되었다.[2] 1832년에서 1927년 사이에는 전자 변조 기술이 개발되어 통신 역사에서 중요한 발전을 이루었다.1853년에는 단일 채널을 통해 여러 신호를 전송할 수 있게 해주는 시분할 다중화(TDM) 기술이 개발되었다.[12] 1903년에는 아날로그 신호를 디지털 형태로 변환하는 펄스 부호 변조(PCM) 기술이 전화 통신을 위해 발명되었다.[13] 1935년에서 1945년 사이에는 전자 암호화 기술이 개발되어 제2차 세계 대전 중 전자 통신 발전에 중요한 역할을 했다.
1969년에는 현대 인터넷의 전신인 ARPANET의 탄생과 함께 온라인 라우팅 기술이 처음 개발되었다.[14] 1940년대부터는 전자 프로그래밍 기술이 개발되어 전기 신호 처리 분야에서 중요한 연구 및 개발 분야로 남아 있다.
다음은 전기 신호 처리 기술의 주요 발전 내용이다.
기술 | 개발 시기 | 내용 |
---|---|---|
축전기 | 1745년 | 전기적 전하를 포착하고 저장하는 기술 |
아날로그 인코딩 | 1830년대 | 모스 부호와 같이 전기 신호를 사용하여 장거리 정보를 전송하는 기술 |
전자 변조 | 1832년 ~ 1927년 | 통신 역사에서 매우 중요한 발전 |
전자 다중화 | 1853년 (시분할 다중화) | 단일 채널을 통해 여러 신호를 전송하는 기술 |
디지털화 | 1903년 (펄스 부호 변조) | 아날로그 신호를 디지털 형태로 변환하는 기술 |
전자 암호화 | 1935년 ~ 1945년 | 전자 채널을 통해 정보를 안전하게 전송하는 기술 |
온라인 라우팅 | 1969년 | 전자 신호를 특정 목적지로 보내는 기술 |
전자 프로그래밍 | 1943년 ~ 현재 | 전자 신호를 사용하여 프로세스를 제어하고 자동화하는 기술 |
2. 4. 전자 정보 저장
전자 정보 저장 기술은 18세기 천공 카드와 종이 테이프 발명에서 시작되었다. 초기에는 단순한 텍스트와 숫자 데이터 저장에 사용되었다.[15] 19세기 후반에는 축음기 실린더 및 디스크(1857년, 1877년) 발명으로 오디오 데이터 기록이 가능해졌고, 영화(1876년) 발명으로 움직이는 이미지 저장이 가능해졌다.[15]1941년 RAM(임의 접근 메모리) 발명은 디지털 데이터를 빠르게 저장하고 검색하는 길을 열었으며, 오늘날에도 널리 사용된다.[15] 1952년에는 바코드가 식료품점에서 처음 사용되었고, 1973년 유니버설 상품 코드(UPC) 표준화로 제품 정보의 디지털 저장 및 검색이 가능해졌다.[16]
1969년 레이저 디스크 발명은 고품질 비디오 및 오디오 데이터 저장과 재생을 가능하게 했지만, 수명이 짧아 1978년에 상업적으로 종료되었다. 1982년 콤팩트 디스크(CD)는 디지털 오디오 저장 및 재생 매체로 널리 사용되었고,[15] 1993년 DVD는 더 큰 저장 용량으로 비디오 데이터 저장을 가능하게 했다.
디지털 파일 형식과 관련해서는, 초창기 ASCII 및 RTF와 같은 텍스트 기반 형식이 사용되었고, 이후 JPEG 및 PNG와 같은 이미지 형식이 도입되었다.
2. 4. 1. 콘텐츠 형식
콘텐츠 또는 미디어는 전자 기기를 통해 저장, 전송 및 소비될 수 있는 다양한 유형의 디지털 정보를 의미한다. 콘텐츠 형식의 역사는 최초의 오디오 녹음이 만들어진 19세기 후반으로 거슬러 올라간다.[17]- 오디오 녹음: 1877년 토머스 에디슨은 오디오를 녹음하고 재생할 수 있는 기계인 축음기를 발명했다.[17] 이 발명은 오디오 녹음을 시작했으며, 바이닐 레코드, 자기 테이프 및 MP3, AAC와 같은 디지털 오디오 파일과 같은 다양한 오디오 형식을 만들었다. 바이닐 레코드는 19세기 후반에 도입되었으며 20세기 후반까지 음악의 주요 형식으로 사용되었다. 그러나 바이닐은 구식임에도 불구하고 문화적 아이콘으로 남아 있다.[18] 반면에 MP3는 프라운호퍼 연구소의 카를하인츠 브란덴부르크가 발명했다.[19] 연구소에서 개발한 MP3 인코더 소프트웨어를 통해 개인은 MPEGI-Layer III라는 압축 알고리즘을 사용하여 오디오 파일을 디지털화할 수 있었다.[19] 압축된 파일은 당시 250USD였던 CD에 저장되었다.
- 비디오 녹화: 비디오 녹화 기술은 1952년 찰스 긴즈버그가 앰펙스(Ampex Corporation)에서 최초의 비디오 테이프 레코더를 만들면서 처음 소개되었다. 비디오테이프 레코더 기술은 나중에 개선되어 베타맥스, VHS, DVD와 같은 다양한 비디오 형식을 도입했다. 베타맥스는 1975년 소니에서 출시되었으며 카세트 형식의 아날로그 비디오 레코더였다. 그러나 오래 살아남지 못했다. 1976년 일본 빅터 회사에서 개발한 VHS(Video Home System)는 비디오 형식 경쟁에서 승리하여 베타맥스를 능가하고 전 세계적으로 널리 사용되었다.[20] VHS와 베타맥스의 주요 차이점은 베타맥스는 더 선명하고 깨끗한 이미지를 제공하는 반면 VHS는 더 긴 재생 시간을 가졌다는 것이다.[20] 그러나 21세기에는 이 두 가지 모두 과거 시대의 일부가 되었다. MPEG-4 및 H.264와 같은 디지털 비디오 형식이 지배적인 비디오 녹화 및 재생 형식이 되었다.
- 디지털 파일 형식: 디지털 파일 형식의 도입은 콘텐츠가 저장되고 전송되는 방식에 중대한 변화를 가져왔다. 디지털 컴퓨팅 초창기에는 ASCII 및 RTF와 같은 텍스트 기반 형식이 텍스트 콘텐츠를 저장하고 전송하는 데 사용되었다. ASCII는 전신 코드를 기반으로 했으며 128개의 코드 포인트만 가지고 있어 사용 범위가 매우 좁았다.[21] 반면 RTF는 리치 텍스트 형식(Rich Text Format)의 약자이다. 마이크로소프트에서 1987년에 개발했다. 이 형식은 플랫폼 간의 문서 공유를 허용했다. RTF는 서식, 글꼴 및 스타일과 같은 중요한 문서 정보를 저장할 수 있기 때문에 특히 가치가 있었다. 이후 JPEG 및 PNG와 같은 이미지 형식이 도입되어 디지털 이미지의 저장 및 전송을 허용했다. 디지털 오디오 및 비디오 형식의 도입으로 사용 가능한 디지털 파일 형식의 범위가 더욱 확장되었다.
- 데이터베이스 콘텐츠 및 형식: 데이터베이스는 1960년대부터 디지털 콘텐츠를 저장하고 관리하는 데 사용되었다. E.F. 코드는 1970년에 관계형 데이터베이스 모델을 개념화했다. 이 모델은 애플리케이션이 링크를 따르지 않고 콘텐츠를 검색하여 데이터를 검색하도록 요구했다. 이 모델은 술어 및 집합 이론에 기반을 두고 있으며 미래의 데이터베이스를 위한 발판을 마련했다. 최초의 상용 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)은 1979년 Relational Software, Inc.(나중에 오라클 코퍼레이션으로 개명)에서 도입되었다. 이후 관계형, 객체 지향형 및 NoSQL 데이터베이스를 포함한 다양한 데이터베이스 시스템이 도입되었다.
3. 상호작용성
상호작용성은 전자 매체가 사용자 입력에 응답하여 더욱 몰입적이고 매력적인 경험을 제공하는 능력을 의미한다. 상호작용성의 역사는 제어판과 같은 입력 장치의 개발로 거슬러 올라갈 수 있다.
- 제어판: 컴퓨팅 초기, 컴퓨터 시스템과의 상호 작용을 위해 도입되었다. 일반적으로 스위치와 손잡이로 구성되어 데이터와 명령을 입력하는 데 사용되었다.
- 입력 장치: 키보드와 마우스 같은 입력 장치의 개발은 상호 작용성 분야의 중요한 발전이었다. 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)의 도입으로 컴퓨터 시스템과의 더욱 직관적인 상호 작용이 가능해졌다.
- 게임 컨트롤러: 1970년대 후반, 아타리 2600 비디오 게임 콘솔의 도입과 함께 처음 소개되었다. 아타리 2600은 디스크 공간이 없었고 128바이트의 RAM만 가지고 있었다.[22] 그래픽 클럭은 12 MHz였으며, ROM은 4킬로바이트에 불과했다.[22] 이러한 제한에도 불구하고 사용자는 비디오 게임과 더욱 몰입적으로 상호 작용할 수 있었고, 이는 미래의 더 발전된 게임 컨트롤러 개발의 길을 열었다. 한국에서도 아타리 2600과 같은 초기 게임 콘솔은 온라인 게임과 e스포츠 산업 발전의 초기 동력 중 하나로 작용했다.
- 휴대용 장치: 닌텐도 게임보이와 소니 플레이스테이션 포터블과 같은 휴대용 장치의 도입으로 이동 중에도 대화형 게임을 즐길 수 있게 되었다. 닌텐도는 1989년 일본에서 출시되었으며, 백라이트나 그래픽이 없다는 비판을 받았다. 최초의 소니 플레이스테이션은 1994년 일본에서 출시되었다. 초기 장치는 휴대용 비디오 게임이었지만, 플레이스테이션 3, 플레이스테이션 4, 플레이스테이션 5와 같은 더 정교한 비디오 게임 콘솔도 출시되었다. 초기 휴대용 장치에는 내장 컨트롤러와 작은 화면이 탑재되어 있어 사용자는 언제 어디서나 게임을 즐길 수 있었다.
- 유선 장갑: 1980년대 초 가상 현실 환경과 상호 작용하기 위해 처음 도입되었다. 이 장갑에는 손 움직임을 감지하는 센서가 장착되어 있어 사용자가 가상 객체를 조작하고 가상 환경을 탐색할 수 있었다. 유선 장갑은 가상 상호 작용 중 마우스, 조이스틱 또는 트랙볼을 사용하는 것에서 크게 개선되었지만, 높은 가격으로 인해 널리 확산되지는 못했다.[23]
- 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI): 상호 작용성의 최신 개발 기술이다. 이 기술을 통해 사용자는 키보드나 컨트롤러와 같은 물리적 입력 장치 없이 뇌파를 사용하여 전자 장치를 제어할 수 있다. 아직 실험 단계에 있지만, BCI 기술은 우리가 상호 작용하는 방식을 혁신할 잠재력을 가지고 있다.
4. 전자 매체의 분류
구성 요소 | 주요 기술 및 발전 과정 |
---|---|
전송 | |
디스플레이 및 출력 장치 | |
전기 신호 처리 | |
전자 정보 저장 | |
상호 작용 |
참조
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