소형 실내공간의 청취환경 개선을 위한 정재파 및 저음 컨트롤에 관한 연구

Abstract

실내에서 소리는 여러 가지 경로를 통해 듣는 이에게 전달된다. 소리의 전달은 음원의 특성이 그대로 유지되어 있는 직접음과 여러 경로를 통해 반사되어 도달하는 반사음들로 구분할 수 있다. 결국 듣는 이에게는 두 개의 음향계가 중첩이 되는데, 그중 하나는 반사경로를 거치지 않고 도달하는 직접음과 초기 반사와 실내의 전반적인 음향계를 구성하고 있는 확산 음이 포함된 잔향계가 중첩을 이루는 공간이다. 직접음의 강도는 음원으로부터 거리가 두 배 멀어질 때 마다 6dB씩 감소하는 소리의 거리감쇠의 법칙을 적용받지만 잔향계의 강도는 일정한 거리 이후에는 큰 변화가 없이 균일한 수준을 유지한다. 음원의 매우 근접한 지역에서는 잔향계의 강도가 직접음의 레벨에 비하여 미세하여 직접음의 음색을 대부분 손실 없이 들을 수 있다. 하지만 거리가 멀어짐에 따라 잔향계의 비율이 직접음 에 비하여 높아지면 comb filter effect 에 의해 발생하는 소리의 채색화 현상이 발생하여 음원으로부터 발생된 소리가 왜곡이 되는 것을 쉽게 관찰 할 수 있다.

이러한 음향적인 현상 때문에 명확한 소리를 듣기 위한 청취 공간에서는 음파의 전달시 명료도를 높이기 위하여 잔향계의 강도를 물리적인 방법, 즉 흡음을 통하여 감쇠시켜 직접음의 레벨이 상대적으로 높게 전달 될 수 있도록 하는 방법들을 많이 적용하고 있다. 하지만 우리가 듣거나 편집하여 사용하는 음악 및 음성 신호들은 20Hz에서 20khz에 걸쳐져 있는 매우 넓은 영역이기 때문에 이러한 전체 가청 주파수에 걸쳐 일정하고 균일하게 흡음을 하는 것은 거의 불가능한 일이라고 할 수 있다. 일반적으로 4,5khz 이상의 고음들은 주파수의 파장이 짧아 간단한 인테리어적 처리로도 일정 수준 이상의 효과를 볼 수 있어 어렵지 않게 흡음처리를 할 수 있지만 파장이 상대적으로 긴 저음의 경우에는 고음에 적용된 흡음 방법으로는 거의 흡음이 불가능하다. 보통의 상업용 녹음 스튜디오에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 저음 전용 흡음기를 설치하여 저음의 흡음을 기대한다. 하지만 이러한 저음흡음을 목적으로 제작된 흡음기는 대부분이 저음역의 넓은 주파수에 걸쳐 흡음하도록 제작되어 있다. 정재파의 영향과 청취자의 위치에 따라 저음의 주파수 응답이 달라지는 소형 공간에서는 이러한 흡음기는 충분한 효과를 발휘하지 못할 가능성이 높다. 따라서 실의 규모와 청취위치에 따라서 적절하게 고안된 흡음기들이 필요할 것이다.

본 연구에서는 일반적인 스튜디오나 소형공간에서 사용하고 있는 흡음방법을 통해 실의 중고음의 잔향을 제어한 후, 청취위치에서 문제가 되는 저음의 응답특성을 개선하는데 중점을 두고 있다. 저음의 긴 파장의 특성 때문에 소형 공간일수록 저음의 룸모드와 초기 반사음들에 의한 불규칙한 응답특성이 나타날 것을 예상하여 문제점을 분석한 후 다양한 흡음기들의 적용을 통해 문제점을 개선하는데 있다. 공간의 저음응답특성을 개선하기 위해서는 그 공간에 적절히 튜닝 되어있는 저음 전용 흡음기가 필요하다는 것에 중점을 두고 현재 제작되어 판매되고 있는 넓은 주파수 대역의 흡음을 목적으로 하는 흡음기가 아닌 공간의 특성에 맞추어 특정 필요 주파수만을 흡음할 수 있는 흡음기의 고안 및 적용에 대해 연구하는데 그 중점을 두었다. 또한 흡음기의 제작과정은 여러 가지 흡음원리에 따라 다양하게 비교 분석하였으며, 쉽게 주위에서 구하여 활용할 수 있는 폐품을 이용한 공명 형 흡음기의 분석 및 성능평가를 토대로 실제 청취공간에 적용하여 그 결과를 분석 하였다.

많은 믹스엔지니어나 마스터링 엔지니어 , 또한 오디오 애호가들이 겪고 있는 소형 청취 공간에서의 저음의 응답특성의 문제점들을 이번연구를 통하여 완벽히 해결 할 수는 없지만 공간의 특성을 파악한 후 여기에서 소개된 간단한 소재를 이용한 정밀한 튜닝으로 보다 낳은 음향환경을 영위할 수 있기를 기대한다.