안녕하세요! 이번시간에서는 공간음향에 대해 이야기해보려 합니다. 공간음향은 어디서든 우리의 삶과 문화생활에 빼놓을 수 없는 중요한 역할을 합니다. 공간음향은 우리가 살고 있는 공간에서 소리의 질감, 명료도, 음량 등이 어떻게 전달되는지를 결정하는데, 이는 곧 우리가 소리를 듣고 느끼는 방식을 좌우합니다. 이번 포스팅에서는 공간음향의 중요성과 함께, 공간음향이란 무엇인지, 어떻게 측정되는지 등을 알아보도록 하겠습니다.
공간음향 (Room Acoustics) : 룸 어쿠스틱 소개
기원전 1세기 로마의 건축가 마르쿠스비트루비우스 폴리오는 자신의 ‘건축론’에서 소리가 울리지 않고 잘 전파되는 형태인 야외 원형 음악당을 설계해 제안했습니다. 그 후로 많은 수학자와 과학자들이 이 음향학(Acoustics)에 관한 연구를 하였는데요, 이 분야를 대표하는 학자들로는 다음과 같은 분들이 있습니다.
1500년 경, 천재 화가이자 과학자인 레오나르도 다빈치가 Resonance(공명)을 발견했습니다.
그리고 1636년에 갈릴레오 갈릴레이는 소리의 높낮이와 주파수의 관계를 발견했으며, 수학에서 소수와 관련된 프랑스인 메르센은 1636년에 소리가 1초에 319m 진행된다는 것을 메아리를 이용하여 측정했습니다.
17세기 이탈리아의 아타나시스 키르쳐는 확성기를 최초로 만들었으며, 영국의 로버트 훅은 청진기의 원리를 연구하였고, 프란시스 베이컨은 초보적인 청진기를 발명하였습니다.
1876년 알렉산더 그래함 벨의 전화기와 토마스 에디슨의 축음기, 그리고 마르코니의 전파 송신 발명은, 이전에는 일정한 공간 내에서만 존재했던 음향을 초월하여 공간이나 시간까지 이루어낼 수 있는 음향학의 새로운 접근을 제공했습니다. 이제 우리는 그 기술들을 당연시 여기고 있지만, 그 당시에는 이런 혁신적인 기술이 등장할 것도 상상하지 못했을 것입니다.
소리는 공간과 밀접한 관계를 가지고 있어요. 이전 시간에 배웠던 내용을 기반으로, 이제부터는 공간에서의 소리와 그 소리를 다루는 방법에 대해 배워보도록 해요.
음장(Sound Field) : 사운드 필드
음장 (Sound Field)은 소리가 존재하는 공간을 의미합니다. 지구상에는 소리가 들리거나 전달될 수 있는 모든 공간이 해당되지만, 그 중에서도 특정 공간에서 원하는 소리가 존재하는 상황을 음장이라고 할 수 있습니다. 이러한 음장은 음향 시스템에서 중요한 부분을 차지합니다.
음향에서 공간을 어떻게 사용할 수 있을까요? 공간은 시각적으로 크기와 물건들의 위치로 표현되지만, 음향에서는 다른 방법으로 표현해야 합니다. 조금 어려운 내용이지만, 잘 생각해보면 의미를 파악할 수 있습니다. 지금 있는 공간을 바라보며 각 물건들의 위치와 크기를 살펴보세요. 그리고 빈 공간에 그 물건들을 다시 채워넣는 것을 상상해보세요. 이 부분은 믹싱의 과정에서 가상적으로 구현해야 하는 부분이기 때문에 정확한 개념을 이해하는 것이 중요합니다.
그리고, 이제 잠깐 컴퓨터화면이든 핸드폰이든 화면을 꺼놓고 눈을 감고 조용히 소리를 들어보세요.
원음이라고 말하거나 직접음이라고도 불리는 소리는 음원과 직접 귀로 들리는 소리입니다. 하지만 공간에는 원음 이외에도 다양한 간접음이 존재합니다. 이는 마치 두 눈으로 입체적으로 사물을 볼 수 있는 것과 같이, 두 귀를 통해 입체적으로 소리를 듣게 된다는 것을 의미합니다. 그리고 이것이 바로 입체적인 감각이라고 말하는 것이죠. 하지만, 이 입체적인 감각은 두 귀에 중요한 역할을 한다는 것도 중요한데요. 지금은 간접음과 직접음이 만들어내는 공간감에 대해 이야기해 보도록 할게요. 실제 시스템을 사용할 때에는 마이크, 주변기기, 혹은 믹싱에 대한 부분에서 더욱 자세히 다루게 될 내용이니 걱정하지 마세요. 이해하셨다면 다음으로 넘어가도록 합시다.
자유음장(free field) : 프리 필드
자유음장(free field)은 음파가 무한히 확장되는 공간에서 일어나는 음장을 뜻합니다. 이는 반사나 회절 등의 외부 요인이 전혀 없는 상태를 말하며, 이러한 상태에서는 직접음(direct sound)만 존재하게 됩니다.
자유음장은 일반적으로 실외에서 일어나는 음장을 말하며, 이는 대기 중의 음파가 무한히 확장되는 상태에서 발생합니다. 이 때, 음파는 공기의 밀도 변화를 일으키며, 이를 통해 인간의 귀는 음향 정보를 인지합니다.
자유음장은 음향기술 분야에서 중요한 개념 중 하나이며, 스피커나 마이크 등의 음향 장비를 설계하거나 평가할 때 사용됩니다. 이 때, 자유음장 상태에서 음향 장비의 성능을 측정하면, 외부 요인에 의한 영향을 배제하고 해당 장비의 성능을 정확하게 평가할 수 있습니다.
자유 음장(예: 위쪽 그림과 같은 무향실)에서는 아무런 반사가 없기 때문에 소리는 공의 모양을 가집니다. 이러한 공간에서는 전방/후방/좌/우/상/하로 가청 주파수 대역의 범위(그래야 소리라고 정의됩니다)에서 소리가 전달됩니다.
그러나 벽이 있는 공간에서는 원래 소리 외에도 간접음이라고 하는 소리가 추가됩니다. 간접음에는 반사음과 그 공간이 만들어내는 공진과 같은 소리도 포함됩니다.
다음시간에는 공진에대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다.
요약해보겠습니다.
공간음향(Spatial Acoustics)
공간음향은 소리가 공간에서 어떻게 전달되는지를 연구하는 분야입니다. 이를 연구하기 위해서는 소리의 주파수, 음압, 소리의 진행 방향, 장애물의 크기와 형태, 그리고 공간의 형태와 크기 등 다양한 요인을 고려해야 합니다.
음장(Sound Field)
음장 (Sound Field)은 소리가 존재하는 공간을 의미합니다. 특정 공간에서 원하는 소리가 존재하는 상황을 음장이라고 할 수 있습니다. 이러한 음장은 음향 시스템에서 중요한 부분을 차지합니다.
자유음장(Free Field)
자유음장(Free Field)은 음파가 무한히 확장되는 공간에서 일어나는 음장을 뜻합니다. 이는 반사나 회절 등의 외부 요인이 전혀 없는 상태를 말하며, 이러한 상태에서는 직접음(direct sound)만 존재하게 됩니다.
분류 설명
| 공간음향 | 소리가 공간에서 어떻게 전달되는지를 연구하는 분야 |
| 음장 | 소리가 존재하는 공간 |
| 자유음장 | 음파가 무한히 확장되는 공간에서 일어나는 음장, 반사나 회절 등의 외부 요인이 전혀 없는 상태에서 직접음(direct sound)만 존재함 |
참고서적 - 음향시스템핸드북 (장호준)
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