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음향

last modified: 2015-02-28 18:34:57 by Contributors

Contents

1. 음향(音響).
1.1. 개요
1.2. 자연과학, 공학에서의 음향학
1.3. 영상에서의 음향학
1.4. 무대에서의 음향학
1.5. 건축에서의 음향학


1. 음향(音響).

소리와 그 울림을 의미한다. 사실 소리와 동의어.
...지만 현실에서는 'acoustics'의 의미로 영상, 공연[1], 건축, 방송 등에서의 청각적 요소들과 그것에 영향을 주는 특성, 그것을 다루는 기술을 의미한다. 인간의 장기 중 2개가 달린 것은 , (구멍이 두 개), , , 신장, 팔다리, 고환(...) 정도다. 감각 기관 중에서는 눈 코 귀남자의 아주 예민한 곳가 끝이며 코는 고차원적 인지라는 점에선 거의 무의미하다. 하지만 귀는 2개가 있음으로써 소리의 울림 그 이상을 듣는다. 또한 주관적 요소가 가장 쉽게 개입되는 감각 기관으로 어떤 소리가 먼저 울렸는지에 따라서도 소리의 크기를 다르게 듣기까지 한다. 이쯤 되면 음향이 얼마나 섬세한 감각을 연출하는지 알 수 있을 것이다.

1.1. 개요

현대의 음향학은 발달한 과학 기술의 도움을 받아 섬세한 소리의 가공과 표현이 이루어지고 있고, 일단은 물리학과 전자공학의 원리 아래 이루어지지만 생리학심리학의 영향도 결코 무시할 수 없으며 결국 음향학은 미적 가치를 추구하기 때문에 예술음악학의 범주에도 포함된다. 좋은 음악가/엔지니어가 되려면 음향에 대한 이해도 필수다. 결론이 뭐야!
이러다 보니 사실상 독자적인 학문. 음향 기기의 배치를 공부하려면 로그함수가 동원되므로 고등 수학도 익혀야 한다. 포기하면 편하다.

1.2. 자연과학, 공학에서의 음향학

학문적인 음향학은 이 쪽으로, 어떻게 보면 아래의 사례들은 전부 이 쪽의 응용이라고 할 수 있다. 기본적으로는 물리학이나 기계공학의 영역에 있는 학문이지만, 현대에 들어서는 음향을 컨트롤하기 위해서 회로에 대한 지식이 필수적으로 필요하기 때문에 전자공학과도 접점이 있다. 위에서 언급한 생리학, 심리학 등은 Bioacoustics, Psychoacoustics라는 하위 학문으로 따로 다루기는 하지만, 공학적인 의미에서의 음향학보다는 중요도가 높지 않다.

음향학은 기본적으로 혹은 파동을 다루는 학문이다. 건축에서의 몇 가지 예외적인 사례들을 제외하면 보통은 공기나 물을 매질로 놓고 다루게 되며, 이 매질들은 유체역학의 관점을 이용하여야 설명할 수 있다. 따라서, 음향학에서는 열역학이나 유체역학도 상당한 비중을 차지하게 된다.[2] 이런 유체역학의 관점을 이용하여 질량 보존의 법칙, 운동량 보존의 법칙, 에너지 보존의 법칙, 그리고 매질의 열역학적 상태를 식으로 표현하여 정리하면 압력의 공간과 시간에 대한 방정식인 파동방정식을 얻을 수 있고, 이 파동방정식이 음향을 표현하는 기본이 된다. 단순한 상황(선형 음향학)에서는 압력과 매질의 속도 사이에 일정한 관계가 성립하고, 결과적으로 매질의 진동 조건(매질의 크기나 모양, 진폭, 진동수, 매질이 여러 종류일 경우에는 각 매질의 분포 등)을 알면 매질의 압력 분포, 즉 음향을 계산할 수 있다.
하지만 파동방정식은 2계 편미분방정식이기 때문에 이를 푸는 것부터가 쉽지 않고, 이 파동방정식도 이를 유도하는 과정에서 여러 근사를 거쳐야 얻을 수 있다. 근사를 '줄이면' 비선형음향학이라는 분과학문이 되어버리고, 자연에서의 음향 현상들 중에서는 이를 통해서만 설명이 가능한 현상들도 있다. 대표적으로 음파가 진행함에 따라 파형이 찌그러지는 현상이나 소리의 흡수와 같은 현상들이 있다.

음향학에서는 소리의 크기를 표현하기 위해 로그 스케일을 사용한다. 이는 사람의 귀가 소리의 크기를 선형적으로 판단하지 않고 로그 단위로 판단하기 때문이다. 예를 들면, 사람의 귀로 들었을 때 소리가 2배 더 크게 들린다면 이는 실제로 10의 2제곱, 즉 100배의 압력 차이가 난다는 것을 의미한다. 따라서 물리적인 단위로서의 압력(Pa)와 실제 사람이 듣는 소리의 크기에는 괴리가 있고, 이를 줄이기 위해 로그 스케일로 소리의 크기를 표현하는 것이다. 이것이 바로 아래의 응용사례들에서 많이 보게 되는 데시벨과 SPL(Sound Pressure Level)의 정의이다.

1.3. 영상에서의 음향학

영상물에 있어서 굉장히 중요한 자리를 차지한다. 후시녹음 시절에는 일일이 대사도 집어넣어줘야 했지만,
동시녹음 시대인 지금도 음향은 넣어준다. 음악을 배우들이 연기하는 옆에서 연주해서 넣을리가 있나? 영화에서 음향이 얼마나 중요한지 보여주는 글

지금 당신 앞에 정말 잘 찍고 잘 편집한 필름이 있다. 하지만 사운드가 제대로 되지 않으면 그 영화는 잘 찍은게 아니다. 특히 학생들에겐 사운드 트랙만큼 힘든 게 없다. 예산이 부족한 건 이해하지만 대부분의 학생들은 자신의 필름에서 사운드의 중요성을 간과하고 있으며 그 결과는 아름다운 그림에 뚝뚝 끊기고 지직거리는 소리가 나는 영화를 보여주게 되는 것이다.
만일 16미리 영화작업을 한다면 주의해야 할 것이, 티컬 사운드는 보통 음질이 나빠지는 것이 문제삼아지는데 16mm의 경우 그 열악함이 실로 안습하다. 유념하여 작업할 것.

1.4. 무대에서의 음향학

무대에서는 스피커 등 음향 기기의 배치와 믹싱을 통한 조정, 음향 반사 등의 요소 등을 다룬다. 근데 음향 반사같은 경우 건축 단계에서 우선 고려되어야 할 것[3]이고 야외에선 그 의미가 많이 희석되므로 현장에서의 음향 기기의 설치가 주된 일이다. 또한 이 일들을 통칭 PA라고 한다.
음향 장비를 다루는 것을 넘어서 설치까지 하다 보니 전기학 지식이 상당 수준 요구된다. 그렇지만 교회에서는 이미 다 설치되어 있고 마이크만 다는거라 안 어렵다...
가장 처음 접하는건 교회의 음향. 실제로 재능이 있어 교회의 음향 담당을 하던 사람이 이쪽으로 발을 들여놓는 경우가 많다. 일단 음향 담당자들은 항상 마라톤을 한다. 조정실에서 편히 앉아서 조정 하는건 상상 말자. 본무대때나 그렇지 리허설때면 사방을 쑤시고 다니며 스피커에서 나오는 소리를 듣고 보컬들의 모니터를 들어보며 보컬 및 세션들의 요구에 맞춰 조정해주며 만족할때까지 뛰어야 한다. 심지어 본 무대에서도 방해가 안되는 선에서 움직이며 들어야한다. 또한 베이스 기타 엠프및 드럼세트 마이킹이 결정나면 그 순간 아마추어들은 멘붕. 교회같은 곳에서 흔히 있는 아마추어 음향 조정자들이 베이스 기타 소리와 킥드럼 소리를 완벽하게 잡으면 전문가 소리 듣는다. 베이스 기타항목 참고. 우퍼도 달고 있으면 더욱 골치 아픈게 무대 음향. 또한 건축에서의 음향 지식도 가져야한다. 바로 장소에 따른 저음의 크기 조절 여부. 좁고 흡읍제가 될만한 것이 없다면 저음을줄이자 특히 무대 뒷벽이 사다리꼴 모양으로 각져 있다면 저음을 최대한 빼야한다. 째랑째랑한 고음이 거슬리긴 하지만 이런 구조에서 저음을 과도히 넣으면 아상하게 벙벙거리며 울려서 듣기 거북해진다.... 역시 포기하면 편해

1.5. 건축에서의 음향학

공연장이나 , 극장, 튜디오 등 소리가 울려퍼져야 할 건물을 설계, 시공할 때 원하는 음향을 얻기 위해 건축가는 다양한 방법으로 소리에 영향을 줄 수 있다. 다양한 목적에 따라 건축에 음향학이 개입할 방향이 달라지며 어떤 목적에 특화된 곳의 경우: 예를 들면 클래식 음악에 특화된 세종문화회관에서 강연이나 스피커를 사용하는 대중 음악 등을 공연하는 것은 별로 바람직하지 못하다.
주로 벽의 구조와 자재가 음을 흡수, 반사하여 소리가 퍼지는 데 큰 영향을 주므로 중요하게 취급된다. 그 외 전기 설비도 고려해야 할 것이다. 황금귀 개드립만치 무슨 발전소까지 음질에 영향을 끼치는 건 아니겠지만 여러 장비가 연결되는 상황에서 케이블의 영향은 꽤 크다. 전원 자체도 중요. 전원에 노이즈가 심하면 음향 장비에도 안 좋은 영향이 들어간다고. 그래서 전원에 노이즈가 많다면 전원을 깨끗하게 해주는 특수 장치도 설치해야 한다. 전원의 노이즈는 음질 열화는 물론이거니와 전기 회로를 망가뜨린다. 따라서 전원에 노이즈가 심하면 반드시 전원을 깨끗하게 해주는 장치가 필수다.

또한 무대나 벽에 음향 관련 단자 박스가 설치 돼있다면 음향용 케이블과 전원용 케이블이 같이 묶이는 일이 없어야한다. 케이블이 저가품이면 전원에서 나오는 전기 노이즈가 음향 케이블에 간섭해서 이상한 잡음이 계속 난다. 비단 이뿐만 아니라 무대 음향때도 음향케이블과 전원 케이블은 떨어뜨려 놔야 한다.

그 외 추가바람.
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  • [1] 공연에서는 앰프에서 출력되는 모든 소리를 싸잡아 얘기하기도 한다
  • [2] 실제로 순수 유체역학에서도 조금만 심화된 과정을 공부하다 보면 음향학과 상관없이 음속에 대한 이야기가 마구 튀어나온다. 이는 음속이 '역학적 파동 에너지의 전달 속도'라는 개념이기 때문.
  • [3] 뭐 여건이 안 좋으면 음향 반사판 등으로 땜빵이 가능하다.
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