녹음실 공간음향처리

정재 파(Standing Wave)제어

정재파란 대체로 소 공간에서, 또한 서로 마주보는 평행한 면 사이에서, 표면이 소리를 반사하기에 충분한 조건 아래서 더욱 더 활성화되는 음향현상이다.

이는 작은 녹음실 형태의 각종 녹음스튜디오 환경에서 기본적으로 만나게 되는 음향장해 현상으로, 평행한 두면 사이에서 어떤 특정주파수가 반복되며 평행면의 거리에 따라서 특정주파수의 peak와 dip이 반복일치 된다.

스튜디오나 감상 룸같이 소리를 분명하게 들어야 하는 곳에서는 매우 부정적인 방해요소가 된다. 회의실에서 대화나 교실에서 학습, 음성전달 명료도를 저해하는 원인이 된다. 직방체의 실내구조에서 2면에 관여하고 있는 것을 축 파(Axial mood), 4면에 관여하고 있는 것을 접선 파(Tangential moon), 6면에 관여하고 있는 것을 경사 파(Oblique mood)라고 한다. 현상을 가장 주도하는 모드는 축 파(Axial mood)이며 접선 파(Tangential moon)는 간헐적이고 경사 파(Oblique mood)는 활성도가 낮다.

소리를 중시하는 어떤 공간에서 정재파의 각 모드 별 peak가 서로 중복되지 않게 하는 것은 공간의 비율(높이, 넓이, 길이)을 어떻게 하느냐에도 크게 기인한다. 소위 황금비율 이라 해서 여러 음향학자들이 주장해온 공간의 비율들이 추천되기도 한다. 이것은 주로 낮은 주파수 대역에서 일어나는데 이것을 정재파(Standing Wave)라고 한다.

결국 이런 현상이 과다한 저역(Low Frequency) 에너지의 고임 현상으로 공간 내부에 주파수를 평탄하게 하지 못하게 되는 것이다. 또한 저역(Low Frequency)이 크게 증폭되고 저역 잔향 또한 길어지는 것이다.

이것은 소리의 균등한 품질을 가져오지 못할뿐더러 소리의 품질에도 문제를 제공한다. 다양한 녹음실 형태들이 기본적으로 모두 위에서 설명한 룸 형태로 이루어져 있기 때문에 당연히 격어야 되는 현상인 것이다.

녹음실 환경은 녹음 부스와 모니터링을 할 수 있는 조정실로 이루어지는데 부스의 환경은 음원이 왜곡 되어서는 안되고 조정실은 모니터링을 저해하는 어떤 음향적인 장해를 만들어서도 안 된다. 이런 현상들을 개선하는 방법들은 다음과 같다.

건축적으로 특히 인테리어에서 면체끼리 마주보는 각이 "0"도가 되지 않게 하는 것이며, 그 방법은 건축적으로 매우 다양하다.

또한 면체를 대상으로 적절한 주파수의 흡음 능력을 부여하는 것이다. 여기서 중요한 것은 적절한 주파수이다.

주로 대상이 저역(Low Frequency)이기 때문에 흔히들 손쉽게 접할 수 있는 다공질섬유(Porous) 흡음재 종류는 조심해서 써야 한다. Bass 에너지를 흡수할 수 있는 툴이나 흡음 구조를 만들어 주어야 하는 것이다.

Comb Filtering for speakers

소리는 파장을 통하여 이동하게 되는데 주어진 공간에서 파장들(Waves)은 물리의 법칙(Law of Physics)을 따르게 되어있다.

법칙이라 하면 항상 변함없이 존재하는 것이고 늘 똑같은 결과로 나타나는 것이다. 시대적으로 공간적으로 차이가 있는 현상이나 이론과는 다른 것이다.

같은 길이의 파장이 만나면 물리적인 현상으로 증폭 되거나 소멸된다. 정상(in phase)으로 만나면 두 배로 증폭하게 되고 역상(out of phase)으로 만나면 소멸하게 되는 것이다.

약간 어긋나게 만나면 정상보다는 적은 양의 증폭이 이루어진다. 소리적으로 이런 현상에 지배 된다는 것은 음원의 실체가 왜곡된다는 의미이기도 하다.

특히 녹음실 환경에서는 소리의 왜곡됨 없는 순수하고 솔직한 모니터링이 중요하다. 모니터 스피커로부터 전달되는 직접음이 바닥, 벽, 천정 등 주변에 반사되어 돌아오는 반사음과 만나게 되는데 이런 현상을 콤브 필터링 효과(Comb Filtering)라 한다.

믹싱 포지션을 이런 현상으로부터 자유롭게 만들어 주는 것이 방법인데, 여기에 포함되는 공간을 Reflection Free Zone 이라 한다. 직접음과 만나서 문제의 현상으로 발전할 반사포인트를 대상으로 적절한 흡음능력을 부여 하는 것이다. 여기에서도 적절한 주파수 범위와 적절한 반사포인트를 설정해서 흡음하는 것이 아주 중요하다.

또한 흡음하는 것 이외에도 난반사(Diffusing)를 유도하여 소리반사 방향을 바꾸거나 에너지를 적절하게 낮춰주고 고음(Treble) 대역을 유지 하는 것 또한 매우 바람직하다.

난반사는 반사하면서 반사음끼리 또 다른 위상변화를 격음으로 그 자체가 소멸 성을 가지고 있기 때문에 음압이 현저하게 떨어지게 됨으로 직접 음과의 만남에서 그것을 왜곡할 가능성이 낮아 지는 것이다. 그 외에도 모니터 스피커의 위치 선정도 매우 중요한 몫을 한다.

정재파(Standing Wave)제어

가끔 어떤 녹음 엔지니어는 소리가 돈다고 한다. 재미있는 표현인데 매우 안 좋은 어떤 공명성 음향장해상태를 일컫는 말이다.

아주 짧게 공간의 마주보는 면체 사이에서 소리가 반복되는 윙윙거리는 현상이다. 그래서 영어식의 표현으론 징징거리는 음 즉"zinging" tone 이라 고도한다. 가정에서도 거실이나 살림이 거의 없는 방에서는 흔히 발견할 수 있는 음향 현상이다. 그리고 이것은 주로 중음 대역(Mid Frequency) 주파수에 국한 된다.

공명성 음향장해는 소리의 명료도를 저해하는 특성을 가지고 있다.

음악 스튜디오처럼 음악적인 소리가치가 중시되는 곳에서는 이런 공명성 장해를 극복하는데 흡음재를 사용하는 것 보다 반사재를 사용해서 음향적 장해를 해소 하는 것이 품질면에서 더욱 좋은 결과를 얻을 수 있다. 이런 현상을 교정하는 과정에서 유익한 주파수인 고음(Treble)영역까지 모두 흡수해 버리면 안 될 것이다.

에코성 장애음 처리(Flutter Tone)

중저음 주파수 대역의 소리 에너지가 공간내부에서 반복하여 이동하는 음향장해현상으로, 대 공간에서는 에코(Flutter Echo)라고 표현 하지만, 녹음실같이 작은 공간에서는 에코 톤(Flutter Tone)이라고 한다. 실제로 귀로 확인할 만큼 확실한 효과로 확인이 가능하다.

직방체(직육면, 정육면)형태의 공간에서 특히 내부에 구조물이나 가구형태가 별로 없을 때 쉽게 발생하는 단골 음향 장해현상이다. 공명성 장해현상과 마찬가지로 음악적인 것이 중요시되는 공간에서는 흡음특성이 강한 흡음재를 사용하여 이런 장해현상을 없애는 것보다 적절한 난반사구조를 통해서 흡음과 반사를 동시에 이룸으로 에코성 장해음으로부터 자유로 울 수 있다.

저음처리 (Bass Build up)

녹음을 하거나 모니터링을 하는 프로덕션 환경에서 가장 중요시되는 설계는 공간내부에서 저음에너지가 과다 하게 고여서 문제가 되는 음향적 장해를 처리 하는 것이다. 저음감쇄 즉, Bass Trapping 이라 한다.

Bass 에너지가 과잉 되면 소리의 품질을 왜곡시키는 것은 물론이고 소리의 실체를 정확하게 파악 하는 Reference Monitoring(순수한 참조 모니터링) 에 방해를 주게 된다.

녹음실 같은 작은 공간에서의 저음에너지는 부분적으로 크게 증폭하는 특징을 가지고 있다.

예를 들면 Room Mode 같은 현상에 의해서 가장자리부분의 저음 음압이 높아지는 것이나, 모니터스피커의 주변으로부터 주변효과(Boundary Effect)로 인한 소리의 증폭현상에서도 항상 저음 위주로 음 압이 증폭되기 때문에 저음의 돌출적인 증폭(Bass Build up)을 적절한 부분에서 감쇄시키는 기능은 매우 중요하다.

하지만 사실상 저음을 감쇄시키는 방법이나 기술은 그렇게 쉽지만은 안은 것이 사실이다.

음향이론에 의하면은 100Hz의 주파수를 흡음하려면 일반적인 흡음소재인 다공질 흡음재로는 두께가 약 85cm정도 이여야 한다.

하지만 벽이나 천정에 85cm의 흡음재를 처리 한다는 것은 음향실험실에서는 몰라고 녹음실 에서는 현실적이지 못하다.

또한 설상 그렇게 할 수 있었다 치더라도 흡음을 해서는 안 되거나 흡음을 원치 않는 주파수 범위까지를 모두 흡음하기 때문에 또한 모순에 이르게 된다.

레코딩 스튜디오 공간에서는 무조건적으로 흡음만 해서는 안 되는 것이다. 반드시 필요한 주파수범위에서 필요한 정도로만 흡음할 수 있는 기술이 필요하다. 단지 저음만 흡음하는 것은 일반적인 흡음구조나 흡음재로는 적당하지 못하다.

따라서 저음 중에서도 적절한 균형을 맞추어가면서 흡음구조를 설계할 수 있는 매우 고급기술이 요구된다. Bass 에너지를 자유롭게 취급할 수 있는 것은 녹음실 공간의 음향설계에서 가장 돋보이는 설계이자 기술이라 할 수 있다.

초기 반사음 처리(Early Reflection)

조정실의 모니터링 환경을 합리화 하는데 초기반사 음의 처리는 매우 중요하다.

초기반사 음은 매우 짧은 시간차를 두고 직접 음과 모니터링 위치에서 만나기 때문에 위상적인 간섭현상을 일으킬 수 있다.

따라서 예상되는 반사 포인트에서 적절한 흡음이나, 반사의 방향을 바꾸어서 직접적으로 모니터링 위치로 합쳐지게 해서는 안 된다.

공명성 장해음 이나 에코성 장해음의 처리에서처럼 적절한 흡음특성의 재료나 반사구조를 사용하여 모니터링 위치에서 직접음과 만났을 때 직접음보다 15dB정도 레벨이 낮게 될 수 있게 하거나 아예 다른 곳으로 방향을 바꾸어 여러 번의 반사를 통해서 난 반사성 소리에너지로 약화될 수 있도록 유도해야 한다.