음향이론13. 공간의 모양(shape of space)

 

공간의 모양 (Shape of Space)

 

공간음향 이론에서 "공간의 모양 (Shape of Space)"은 음향이 전달되는 공간의 형태와 구조를 의미합니다. 

공간의 모양은 음향의 특성을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다. 예를 들어, 방의 크기, 형태, 재료, 가구 배치 등에 따라 음향의 반사, 흡수, 감쇠 등이 달라질 수 있습니다. 따라서, 공간의 모양을 분석하고 이를 고려하여 음향을 최적화시키는 것은 공간음향 이론에서 매우 중요한 작업입니다.

공간의 모양에 따라 음향의 특성이 달라질 수 있기 때문에, 음향 기술에서는 이를 고려한 설계와 조정이 필요합니다. "Shape of Space"는 이러한 공간의 모양을 분석하여 최적의 음향 조건을 조성하는 공간음향 이론 중 하나입니다. 이를 통해 섬세하고 정확한 음향을 제공할 수 있습니다.

 

 

 

A , B 의 공간 (space of A and B)

 

 

공간의 모양 (Shape of Space) : 셰입 어브 스페이스

 

빛이 있는 공간에서 물체가 반사한 색깔을 보여준다는 것은 흥미로운 사실입니다. 소리도 빛과 마찬가지로 직선적인 경로를 따르며 반사되어 우리 귀에 들어옵니다. 이러한 소리의 성질에 대해서는 음향이론7.소리의 성질 (nature of sound) 굴절/회절/반사/흡음률/확산 (tistory.com)에서 자세히 다뤄졌습니다.

 

반사음이 만들어지는 입사각과 반사각을 알아보면서, 각각의 공간이 갖는 색깔에 대해서도 알아보았습니다. 이제, 좋은 공간을 만들기 위해서는 어떤 조건이 필요할지, 만들어진 공간을 어떻게 조정해야 하는지 함께 알아보도록 합시다.

 

 

먼저, 앞서 알아본 내용(음향이론11. 공진(Resonance) 과 정재파(Standing Wave),룸모드 (Room Mode) (tistory.com))에서 언급한 것처럼, 평행한 벽은 공진을 유발할 수 있습니다. 이러한 이유로, 벽을 없애는 것이 아니라, 평행한 각도를 없애는 것이 좋습니다. 즉, 두 벽 사이의 각도를 꺾어서 경사를 만들면 됩니다. 이와 같은 방법은 천정과 바닥의 관계에서도 적용됩니다. 위쪽 이미지를 참고해보세요.

 

A와 같은 직육면체의 대부분 공간은 B와 같이 내부 벽을 통해 다른 모양의 공간으로 만드는 것이 음향을 위해 필요한 작업입니다. 이 방법은 자세하게 설명하지 않아도 되는 많은 어려운 공식과 이론들을 쉽게 이해하고 지나칠 수 있도록 도와줍니다.

 

http://arqen.com/acoustics/acoustic-diffusers/

그림을 보시면 디퓨저의 디자인에 따라 부딪힌 후 반사되는 에너지의 모양이 다르다는 것을 확인하실 수 있습니다. 필요한 도면과 데이터는 위쪽 링크에서 무료로 다운로드 받으실 수 있습니다.

 

 

디퓨저 디자인 (Diffuser Design)

 

 

정재파가 존재할 두 벽이 있는 공간에서 흡음률이 좋은 벽재를 사용할 경우, 두 벽 사이의 거리(L)가 7m인 공간의 벽 사이 공진 주파수는 다음과 같이 계산됩니다.

f = (n * c) / (2 * L)

여기서, n은 양의 정수이며, c는 소리의 속도, L은 두 벽 사이의 거리입니다. 소리의 속도 c는 대략 343m/s라고 가정할 수 있습니다.

따라서, n=1일 때,

f = (1 * 343 m/s) / (2 * 7 m) = 24.5 Hz

즉, 두 벽 사이의 거리가 7m인 공간에서는 24.5 Hz의 주파수에서 공진이 일어날 것으로 예상됩니다. 다만, 이는 이론적인 계산으로, 실제 상황에서는 벽재의 특성, 공간의 모양, 재질 등 다양한 요소가 영향을 미치기 때문에 정확한 공진 주파수는 실험을 통해 확인해야 합니다.

 

 

 

 

24Hz, 48Hz, 96Hz, 192Hz, 384Hz 등은 정재파로 공진을 일으키는 주파수입니다. 이 주파수 대역에서 발생하는 소리는 다른 대역에 비해 더 많은 불필요한 공진을 일으키게 됩니다. 하지만, 대역 대의 흡음률이 좋은 (1에 가까이 가는) 흡음재를 사용하면 평형을 고려하지 않아도 된다고 할 수 있습니다.

 

 

 

 

텍텀 흡음제

 

실제로 그림의 텍텀(Tectum, USA)과 같은 회사에서 나오는 제품들의 사양을 보면, 제품을 따라 특정 주파수의 흡음률(Sound Absorption Coefficients)이 1 또는 그 이상인 제품들이 있습니다.

 

 

 

 

요약

• 공간의 모양은 음향이 전달되는 공간의 형태와 구조를 의미하며, 공간의 모양은 음향의 특성을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다.
• 평행한 벽은 공진을 유발할 수 있기 때문에, 벽을 없애는 것이 아니라, 평행한 각도를 없애는 것이 좋습니다.
• 두 벽 사이의 거리가 7m인 공간에서는 24.5 Hz의 주파수에서 공진이 일어날 것으로 예상됩니다.
• 제품을 따라 특정 주파수의 흡음률이 1 또는 그 이상인 제품들이 있습니다.