Modayls를 이용한 한국 전통악기 “편경”의 피지컬 모델 구현

Abstract

본 연구는 소리 합성법 중 피지컬 모델링 기법(Physical modeling method)을 이용해서 편경의 가상 악기를 만드는 것이다. 편경은 동남 아시아 지역에서 사용된 석경의 일종으로 기원전 400년경의 석경이 중국에서 발견될 만큼 긴 역사를 가지고 있다. 편경은 남양석으로 만들어진 16개의 석경을 나무틀에 매달아 놓은 악기로 온도와 습도가 음고에 영향을 덜 미쳐 조율에 필요한 황(黃)음을 제공하는 중요한 역할을 하는 악기이다. 편경을 이루고 있는 각각의 석경의 형태는 “ㄱ”자 모양이며 크기는 거의 같으며 두께의 변화를 통해 16개의 음고를 만들어낸다. 연구 목적은 피지컬 모델링 소리 합성법에서 사용되는 기본 3-D 메시 모델(mesh model)을 Modalys를 사용하여 손쉽게 변형 할 수 있게 제작하는데 있다. 이를 위해서 편경이 가지고 있는 역사적, 외형적, 음악적, 소리적 특징을 조사하고, 이를 바탕으로 악기 성질의 변형 가능성에 초점을 맞추어 편경의 가상 악기 기본 모델을 만들었다. 연구를 통해 변형 가능 정도에 따라 Simple model, Accurate model, Parametric model을 기본 3-D 메시 모델로 제작하였다. 연구과정을 통해 만들어진 이 기본 모델들을 편경이 가지고 있는 악기의 특성에 따라 매개 변수에 변화를 주어 각 모델의 소리 결과를 비교하였다. 이들 모델 중 Parametric model을 이용하여 만들어진 4가지의 모델을 선택하여 청감 실험을 실시하였다. 피실험자의 수가 적고 각각의 음원이 가진 음높이가 달라 정확한 결과가 도출되지 않았으나, 원 악기의 외형적 요소를 충실히 재현한 모델인 경우 소리 결과물도 원음과 유사하다는 응답이 높았고 실험을 실시한 모델이 원 악기의 모양과 다르게 변형한 악기의 경우 다른 소리로 인식하는 것을 확인할 수 있었다. 이렇게 만들어진 3-D 메시 모델은 Modalys 소프트웨어에서 외형적 변형과 구성 성분의 매개변수를 변경시켜 쉽게 새로운 악기로 변화가 가능하다. 본 연구에서 얻은 편경의 모델링 자료와 다른 악기에 대한 연구와 개발 자료가 더해진다면 새로운 악기의 개발이 가능해질 것이라는 결론을 도출하였다. |This research is about the creation of a virtual instrument of the Korean traditional stone chime instrument called “Pyeongyeong” using physical modeling synthesis techniques. The Pyeongyeong is a set of 16 stone chimes, made with a special kind of stone, that are hung on a wooden frame. This instrument was traditionally used in Korean court music and a valuable instrument in East Asia. Each stone has the same shape and size when viewed in profile, the only difference being the thickness of each stone to create 16 individual pitches for this instrument. The goal of this research is to create a basic 3-D mesh object model whose shape can easily be changed in the Modalys software. In order to build the physical model of this stone chime instrument, the instrument itself must be researched in terms of historical, physical, sound and musical details. Different kinds of models were developed based on the research process. These models each have different options and parameters. Four different models that are based on parametric models were chosen for the purposes of making a listening evaluation test. Although the results of this test are not completely accurate because of the low number of test subjects and different pitches of the example sounds, the resulting sound of the model is nonetheless similar to the real instrument. Detailed differences in physical shape were also easily noticeable by the test subjects. The development of this changeable parametric mesh model of the “Pyeongyeong” provides a good opportunity to allow the development of wider instrumental variation in an international musical context. One potential future use of all the data from this physical model research could be to combine it with other instrument research data in order to synthesize an entirely new instrument.; This research is about the creation of a virtual instrument of the Korean traditional stone chime instrument called “Pyeongyeong” using physical modeling synthesis techniques. The Pyeongyeong is a set of 16 stone chimes, made with a special kind of stone, that are hung on a wooden frame. This instrument was traditionally used in Korean court music and a valuable instrument in East Asia. Each stone has the same shape and size when viewed in profile, the only difference being the thickness of each stone to create 16 individual pitches for this instrument. The goal of this research is to create a basic 3-D mesh object model whose shape can easily be changed in the Modalys software. In order to build the physical model of this stone chime instrument, the instrument itself must be researched in terms of historical, physical, sound and musical details. Different kinds of models were developed based on the research process. These models each have different options and parameters. Four different models that are based on parametric models were chosen for the purposes of making a listening evaluation test. Although the results of this test are not completely accurate because of the low number of test subjects and different pitches of the example sounds, the resulting sound of the model is nonetheless similar to the real instrument. Detailed differences in physical shape were also easily noticeable by the test subjects. The development of this changeable parametric mesh model of the “Pyeongyeong” provides a good opportunity to allow the development of wider instrumental variation in an international musical context. One potential future use of all the data from this physical model research could be to combine it with other instrument research data in order to synthesize an entirely new instrument.