[논문]과학자들이 선호하는 분광광도계 컨트롤 디스플레이 디자인 연구

정상훈; 정성원

문제 정의

본 연구에서는 분광광도계의 컨트롤 디스플레이를 웹상에서 실행할 수 있는 두 가지 시뮬레이터를 제작하여 과학자들을 대상으로 일련의 태스크를 수행한 후 각 태스크 수행시간 및 오류 횟수 등을 비교분석해봄으로써 과학자들이 어떤 디스플레이 디자인을 더 선호하는지 알아보았다. 시뮬레이터는 플래시 프로그램(Adobe Flash Player 9.
이들 제품은 사용자가 특정집단에 국한되어 있을 뿐만 아니라 아직 시장 자체가 크지 않아서 연간 생산량이 작기 때문에 디자인에 대한 투자가 다른 제품에 비해 소홀한 실정이다. 본 연구에서는 실험기기 중에서 분광광도계¹²⁾를 중심으로 그래픽 기반의 디스플레이와 텍스트 기반의 디스플레이에 대하여 동일한 태스크를 수행한후 태스크 수행시간 및 오류 횟수 등을 비교분석해봄으로써 과학자들이 어떤 디스플레이 디자인을 더 선호하는지 알아보고자 한다.
본 연구에서는 실험기기 중에서 분광광도계를 중심으로 그래픽 기반의 디스플레이와 텍스트 기반의 디스플레이에 대하여 동일한 태스크를 수행한 후 태스크 수행시간 및 오류 횟수 등을 비교 분석해봄으로써 과학자들이 어떤 디스플레이 디자인을 더 선호하는지 알아보았다. 태스크 수행시간과 오류 횟수를 비교해본 결과 과학자들은 텍스트 기반의 디스플레이 GUI 디자인에서 더 높은 수행도를 보여주고 있음을 알 수 있었다.
이러한 과학자들의 특성을 고려해 볼 때, 과학자들은 다소 추상적이고 복잡해 보일 수 있는 아이콘 위주의 그래픽 기반 디스플레이 디자인보다는 보다 명확하게 기능을 제시해 주는 텍스트 기반의 디스플레이 디자인을 더 선호할 것이라는 전제하에 본 실험을 진행하였다.
이에 본 연구에서는 실험기기와 이의 주사용자인 과학자들의 특성을 고려하여 실험기기 디스플레이 디자인에 대한 선호도룰 분석해 보았다. 실험기기의 경우에는 아직 그래픽 사용자 인터페이스나 디스플레이 디자인에 대한 관심이 약하고, 전체적인 제품의 외관 디자인에 관심을 보이고 있는 정도다.

제안 방법

1번의 스탠다드 커브(Standard Curve)를 이용하여주어진 조건으로 미지의 샘플의 흡광도(ABS) 및 농도(Conc.)를 구하시오.
태스크 4의 경우, 그래픽 버전으로 실험한 그룹에서는 텍스트 버전으로 태스크 1과 동일한 태스크를 수행하였는데 그래픽 버전으로 수행했을 때보다 현저하게 빠른 시간에 태스크를 수행하였다. 반면에 텍스트 버전으로 실험한 그룹에서는 그래픽 버전으로 태스크 1과 동일한 태스크를 수행하였음에도 불구하고 텍스트 버전으로 수행했을 때와 거의 비슷한 시간에 태스크를 수행하였다. 이는 그래픽 버전을 이용한 태스크 수행시간이 텍스트 버전을 이용할 때보다 더 오래 걸린다는 것을 나타내 준다고 할 수 있다.
태스크 1번부터 3번까지의 수행결과에 대해서는 각 태스크 수행시간 및 오류 횟수 등을 비교하였고, 4번 태스크는 과학자들이 그래픽 기반의 디스플레이 디자인과 텍스트 기반의 디스플레이 디자인 중에서 어느 것을 더 선호하는지 알아보기 위하여 진행하였다. 수행할 내용은 1번 태스크와 동일하게 하되 그래픽 버전으로 실험을 진행한 피실험자는 텍스트 버전으로, 텍스트 버전으로 진행한 피실험자는 그래픽 버전으로 수행한 후 선호도를 묻는 질문에 답할 수 있도록 하였다. 마지막으로 인적사항관련 질문으로 실험을 마치게 된다.
실험은 효과적인 자료 수집을 위하여 웹을 활용하였다. 피실험자를 두 그룹으로 나누어 한 그룹은 아이콘 위주의 그래픽 기반 디스플레이 디자인(그림 3, http://largead.
연구팀은 초·중·고등학교 시절인‘탐색기’, 대학시절인 ‘입문기’, 석박사 과정과 박사 후 과정인 ‘성장기’, 신임 교수 또는 연구원 시절인‘주도기’ 등 4단계로 나눠 단계별로 나타나는 과학자들의 공통 성향을 분석했다.
지정한 파장대역에서 지정한 step 간격으로 흡광도를 측정하여 그래프로 나타내고, 피크(Peak)점과 밸리(Valley) 점을 찾아 해당되는 곳에 체크하시오.
태스크 1번부터 3번까지의 수행결과에 대해서는 각 태스크 수행시간 및 오류 횟수 등을 비교하였고, 4번 태스크는 과학자들이 그래픽 기반의 디스플레이 디자인과 텍스트 기반의 디스플레이 디자인 중에서 어느 것을 더 선호하는지 알아보기 위하여 진행하였다. 수행할 내용은 1번 태스크와 동일하게 하되 그래픽 버전으로 실험을 진행한 피실험자는 텍스트 버전으로, 텍스트 버전으로 진행한 피실험자는 그래픽 버전으로 수행한 후 선호도를 묻는 질문에 답할 수 있도록 하였다.
이들 과학자의 전공은 생물 및 생명과학(10명), 수학(6명), 물리학(8명), 화학(3명), 지구과학(4명) 등으로 26명은 대학교수이고 5명은 연구소에서 활동 중이다. 특히 연구팀은 국내 처음으로 심층 인터뷰를 통해 과학자들의 공통된 특성을 성장단계별로 분석했다. 연구팀은 초·중·고등학교 시절인‘탐색기’, 대학시절인 ‘입문기’, 석박사 과정과 박사 후 과정인 ‘성장기’, 신임 교수 또는 연구원 시절인‘주도기’ 등 4단계로 나눠 단계별로 나타나는 과학자들의 공통 성향을 분석했다.
실험은 효과적인 자료 수집을 위하여 웹을 활용하였다. 피실험자를 두 그룹으로 나누어 한 그룹은 아이콘 위주의 그래픽 기반 디스플레이 디자인(그림 3, http://largead.kaist.ac.kr/ut_graphic)으로 태스크를 수행하고, 다른 한 그룹은 텍스트 기반의 디스플레이 디자인(그림 4, http://largead.kaist.ac.kr/ut_text)으로 태스크를 수행하였다.

대상 데이터

17) 연구팀은 1987년부터 2007년까지 대한민국 최고 과학기술인상, 한국과학상, 젊은 과학자상 등을 수상한 과학자와 각종 기관에서 선정한 대표 과학자들을 분석 대상으로 했다. 이들 과학자의 전공은 생물 및 생명과학(10명), 수학(6명), 물리학(8명), 화학(3명), 지구과학(4명) 등으로 26명은 대학교수이고 5명은 연구소에서 활동 중이다.
5%)은 텍스트 버전을 선호하였다. 그래픽 버전으로 실험을 진행한 16명 중에서는 11명이 그래픽 버전을, 5명이 텍스트 버전을 선호한다고 응답하였다. 그리고 텍스트 버전으로 실험을 진행한 16명 중에서는 9명이 그래픽 버전을, 7명이 텍스트 버전을 선호한다고 응답하였다.
그래픽 버전으로 실험을 진행한 16명 중에서는 11명이 그래픽 버전을, 5명이 텍스트 버전을 선호한다고 응답하였다. 그리고 텍스트 버전으로 실험을 진행한 16명 중에서는 9명이 그래픽 버전을, 7명이 텍스트 버전을 선호한다고 응답하였다. 21명의 남자 피실험자 중에서 그래픽 버전을 선호하는 경우는 10명(47.
실험에 사용한 실험기기는 “M”사에서 출시한 OPTIZEN POP 모델이었다(그림 2).
실험에 참여한 피실험자는 20∼40대(평균나이 31.5세)의 과학자 32명(남자 21명, 여자 11명)이었다.
0)을 이용하여 제작하였다. 실험에 참여한 피실험자는 실험대상 분광광도계와 비슷한 기종의 분광광도계를 사용해본 경험이 있는 과학자들이었다. 실험에 참여한 피실험자는 20∼40대(평균나이 31.

데이터처리

각 그룹별 오류 횟수 평균 비교 결과 값이 통계적으로 차이가 있는지 알아보기 위하여 t-검증을 실시하였다. 각 그룹별 오류 횟수 평균값에 대한 t-검증 결과(표 4)에서 보는 바와 같이 유의수준 0.
각 그룹별 태스크 수행시간 평균 비교 결과 값이 통계적으로 차이가 있는지 알아보기 위하여 t-검증을 실시하였다.

성능/효과

이는 컴퓨터 사용자 인터페이스의 초기 사용 단계에서는 기능을 아이콘보다 레이블과 같은 텍스트로 표현하는 것이 유용하며, 반복적인 노출과 경험이 축적되면 사용자의 인지적 특성에 의해 아이콘이 더욱 우수한 수행을 할 수 있음을 의미한다.⁸⁾ 또한, 컬러를 사용하고 있는 아이콘은 색상 수가 제한된 개인용 정보단말기에서도 컬러가 주는 자극이 영향을 미쳐 직관적 의미전달능력이 뛰어난 것으로 나타났다.⁹⁾ 이와 같이 아이콘이 그래픽 사용자 인터페이스의 중요한 구성요소로 인식되고 있지만 이러한 아이콘 개발이 디자이너의 미적인 기준에서만 주로 고려되거나, 시스템에서 일률적으로 사용되는 경향이 있다.
각 그룹별 태스크 수행시간 평균값에 대한 t-검증 결과(표 2)에서 보는 바와 같이 유의수준 0.05에서 세가지 태스크(태스크 1, 태스크 2, 태스크 3) 모두 서로 유의한 결과를 보여 귀무가설을 기각하는 것으로 나타났다. 즉, 그래픽 버전을 이용하여 태스크를 수행한 그룹이 텍스트 버전을 이용한 그룹보다 태스크 수행 시간이 더 오래 걸렸다는 것이 통계적으로 의미가 있다고 할 수 있다.
그 결과 탐색기에서는 조사 대상 과학자의 절반 이상에게서 ‘자기 주도적 학습 태도’와 ‘다양한 분야에 대한 관심과 강점’이 발견됐다.
그러나 ‘인지적 실험 정신’은 과학 영재 집단에만 발견되는 독특한 요인이었고, ‘능력감’은 인문 영재의 독특한 요인으로 확인되었다.
33년)였으며, 지금까지 분광광도계를 사용한 기간은 평균 2년 11개월 정도였다. 그리고 하루 평균 분광광도계 사용회수는 평균 1.3회 정도이고, 1회 사용 시 평균 1.3시간 정도 사용하는 것으로 나타났다.
태스크 4의 경우, 그래픽 버전으로 실험한 그룹에서는 텍스트 버전으로 태스크 1과 동일한 태스크를 수행하였는데 그래픽 버전으로 수행했을 때보다 현저하게 오류 발생 횟수가 줄었다. 반면에 텍스트 버전으로 실험한 그룹에서는 그래픽 버전으로 태스크 1과 동일한 태스크를 수행하였음에도 불구하고 텍스트 버전으로 수행했을 때보다 오류 발생 횟수가 오히려더 많이 나타났다. 이는 그래픽 버전을 이용했을 때 오류 발생 횟수가 텍스트 버전을 이용할 때보다 더 많다는 것을 나타내 준다고 할 수 있다.
그러나 ‘인지적 실험 정신’은 과학 영재 집단에만 발견되는 독특한 요인이었고, ‘능력감’은 인문 영재의 독특한 요인으로 확인되었다. 분석 결과를 T-척도로 표준화하여 비교한 결과를 보면, 인문 영재는 리더쉽, 성취동기, 도덕성, 창의력, 능력감 면에서 높은 점수를 보였다. 그에 반하여 과학 영재는 과학적 태도 면에서 높은 점수를 보였다.
세 가지 태스크(태스크 1, 태스크 2, 태스크 3) 모두에서 그래픽 버전을 이용하여 태스크를 수행한 그룹이 텍스트 버전을 이용한 그룹보다 오류 발생 횟수가 더 많았다. 태스크 4의 경우, 그래픽 버전으로 실험한 그룹에서는 텍스트 버전으로 태스크 1과 동일한 태스크를 수행하였는데 그래픽 버전으로 수행했을 때보다 현저하게 오류 발생 횟수가 줄었다.
각 그룹별 태스크 수행시간 평균 비교 결과는 표 1과 같이 나타났다. 세 가지 태스크(태스크 1, 태스크 2, 태스크 3) 모두에서 그래픽 버전을 이용하여 태스크를 수행한 그룹이 텍스트 버전을 이용한 그룹보다 태스크 수행시간이 더 오래 걸렸음을 발견할 수 있다.
실험에 참여한 32명의 피실험자 중에서 그래픽 버전을 선호하는 경우는 20명(62.5%)이었고, 12명(37.5%)은 텍스트 버전을 선호하였다. 그래픽 버전으로 실험을 진행한 16명 중에서는 11명이 그래픽 버전을, 5명이 텍스트 버전을 선호한다고 응답하였다.
영재의 특성에 대한 암묵 이론에 대한 조사 결과, 영재의 특성은 창의력, 성취동기, 과제집착력, 지적 능력, 학습양식, 인간관계, 자아 유능감(능력감), 도덕성, 예체능, 성격의 10영역으로 나타났다. 심재영과 김언주는 암묵적 방법에 의해 도출한 영재의 특성을 과학 영재 집단 469명, 인문 영재 집단 285명, 전체 754명을 대상으로 한 영재성 요인의 타당화 연구를 진행하였다.
특히, 여자의 경우에는 확실히 그래픽 기반의 디스플레이 GUI 디자인을 더 선호하는 것으로 나타났다. 이는 과학자들의 경우 태스크 수행에 있어서는 텍스트 기반의 디스플레이 GUI 디자인이 더 효과적이기는 하지만 내재되어 있는 니즈는 그래픽 기반의 디스플레이 GUI 디자인을 원하고 있다고 결론지을수 있다. 또한 이러한 현상은 Norman이 언급한 디자인의 세 가지 속성 중에서 본능적 레벨(visceral level), 즉 제품의 매력적인 외관이나 형태에 드러나는 것¹⁸⁾에 관련된 평가가 크게 작용한 것이라 해석할 수 있다.
05에서 세가지 태스크(태스크 1, 태스크 2, 태스크 3) 모두 서로 유의한 결과를 보여 귀무가설을 기각하는 것으로 나타났다. 즉, 그래픽 버전을 이용하여 태스크를 수행한 그룹이 텍스트 버전을 이용한 그룹보다 태스크 수행 시간이 더 오래 걸렸다는 것이 통계적으로 의미가 있다고 할 수 있다.
본 연구에서는 실험기기 중에서 분광광도계를 중심으로 그래픽 기반의 디스플레이와 텍스트 기반의 디스플레이에 대하여 동일한 태스크를 수행한 후 태스크 수행시간 및 오류 횟수 등을 비교 분석해봄으로써 과학자들이 어떤 디스플레이 디자인을 더 선호하는지 알아보았다. 태스크 수행시간과 오류 횟수를 비교해본 결과 과학자들은 텍스트 기반의 디스플레이 GUI 디자인에서 더 높은 수행도를 보여주고 있음을 알 수 있었다. 하지만 선호도 비교에서는 과학자들은 다소 추상적이고 복잡해 보일 수 있는 아이콘 위주의 그래픽 기반 디스플레이 디자인 보다는 보다 명확하게 기능을 제시해 주는 텍스트 기반의 디스플레이 디자인을 더 선호할 것이라는 예상과는 달리 그래픽 기반의 디스플레이 GUI 디자인을 약간 더 선호하는 것으로 나타났다.
하지만 선호도 비교에서는 과학자들은 다소 추상적이고 복잡해 보일 수 있는 아이콘 위주의 그래픽 기반 디스플레이 디자인 보다는 보다 명확하게 기능을 제시해 주는 텍스트 기반의 디스플레이 디자인을 더 선호할 것이라는 예상과는 달리 그래픽 기반의 디스플레이 GUI 디자인을 약간 더 선호하는 것으로 나타났다. 특히, 여자의 경우에는 확실히 그래픽 기반의 디스플레이 GUI 디자인을 더 선호하는 것으로 나타났다. 이는 과학자들의 경우 태스크 수행에 있어서는 텍스트 기반의 디스플레이 GUI 디자인이 더 효과적이기는 하지만 내재되어 있는 니즈는 그래픽 기반의 디스플레이 GUI 디자인을 원하고 있다고 결론지을수 있다.
태스크 수행시간과 오류 횟수를 비교해본 결과 과학자들은 텍스트 기반의 디스플레이 GUI 디자인에서 더 높은 수행도를 보여주고 있음을 알 수 있었다. 하지만 선호도 비교에서는 과학자들은 다소 추상적이고 복잡해 보일 수 있는 아이콘 위주의 그래픽 기반 디스플레이 디자인 보다는 보다 명확하게 기능을 제시해 주는 텍스트 기반의 디스플레이 디자인을 더 선호할 것이라는 예상과는 달리 그래픽 기반의 디스플레이 GUI 디자인을 약간 더 선호하는 것으로 나타났다. 특히, 여자의 경우에는 확실히 그래픽 기반의 디스플레이 GUI 디자인을 더 선호하는 것으로 나타났다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	평판 디스플레이의 장점은?	이처럼 정보통신의 발달로 다양화되는 정보화 사회의 요구에 따라 전자디스플레이의 수요는 더욱 증가되고, 디스플레이 또한 다양해지고 있는 실정이다. 평판 디스플레이는 이와 같은 소비자 욕구에 대응하기 위한 것으로 표시 장치의 평판화를 통해 부피가 작고 가벼우며, 화면크기의 대형화를 통한 현장감과 몰입감의 증진으로 고감도의 영상을 제공하며, 이동 중에도 고품질의 서비스가 가능하다.1) 우리에게 가장 친근한 평판디스플레이로서는 액정디스플레이(TFT LCD; Thin Film Transistor Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이(PDP; Plasma Display Pannel)가 있으며, 그리고 휴대전화기기의 디스플레이가 매우 중요한 디스플레이로 떠오르고 있다.
	사람들에게 친숙한 평판디스플레이로는 어떤 것들이 있는가?	평판 디스플레이는 이와 같은 소비자 욕구에 대응하기 위한 것으로 표시 장치의 평판화를 통해 부피가 작고 가벼우며, 화면크기의 대형화를 통한 현장감과 몰입감의 증진으로 고감도의 영상을 제공하며, 이동 중에도 고품질의 서비스가 가능하다.1) 우리에게 가장 친근한 평판디스플레이로서는 액정디스플레이(TFT LCD; Thin Film Transistor Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이(PDP; Plasma Display Pannel)가 있으며, 그리고 휴대전화기기의 디스플레이가 매우 중요한 디스플레이로 떠오르고 있다.2) 또한 보다 많은 정보 즉, 눈과 귀만의 정보가 아닌 입체감과 현실감이라는 느낌의 정보까지도 포함한 입체 영상 정보를 요구하게 되고, 디지털 영상 처리 기술의 발전과 더불어 입체 영상 기술의 실용화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
	그래픽 유저 인터페이스 적용 시, 복잡한 기능이나 개념을 제한된 공간에 효과적으로 표현하는 도구는?	이러한 디스플레이 기술의 괄목할 만한 발전으로 인하여 소형의 정보기기에서 많은 기능을 표현하는 방안으로 운영체제에 화려한 그래픽 유저 인터페이스(GUI：Graphic User Interface)를 적용하고 있다. 특히, 신속한 처리가 필요한 상황에서는 그림이 문자보다 효율적일 수 있다는 그림의 회상과 재인에 관련된 연구들4)5)에 기반해서, 복잡한 기능이나 개념을 제한된 공간에 효과적으로 표현하는 데 아이콘을 널리 이용하고 있다. 많은 기능을 축약해 보여주어야 하는 상황에서, 각각의 기능을 명확하게 대변할 수 있는 아이콘은 기기와 사용자간의 커뮤니케이션의 효율성을 증대시키고, 사용자가 새로운 정보기기를 사용할 때 걸리는 학습시간을 단축하며, 효율적인 정보이용에 있어 중요한 역할을 한다.

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