< 방송음향 >
1. 방송음향
TV 프로그램은 영상에 의해서 인물의 행위나 사물의 모습을 이성으로 판단 하므로 영상은 시각적인 느낌만 가질 수 있는 반면 음향(음악 등)은 인간의 이성에 호소하므로 방송음향은 대사는 물론이요, 음악, 배경음악, 효과음, 추상적인 소리 등은 보는 사람으로 하여금 작품(감정)에 끌어 넣는 큰 힘을 발휘 하게 된다.
TV 음향은 화면의 시각을 자극함으로써 영상의 진설성을 강조하게 된다. 만약 음성이 명료하게 들리지 않으면 영상은 불만감을 조장하는 것에 그치므로 아무리 좋은 내용의 프로그램 일지라도 시청자들에게는 좋은 반응을 얻을 수 없게 된다.(시각은 소리에 의해서 움직인다) 그러므로 음향이 여하이 영상을 돕는가에 있다.
Radio는 말에 의한 설명과 장면묘사로 프로그램을 만들게 되므로 어떠한 방법으로던지 눈에 보이는 것을 설명한다. 그리하여 장면이 대화와 이야기하는 이미지에 의해서 알게 된다.
그러므로 대사, 효과음, 배경음악, 음악레벨을 잘 조정하는 믹싱기법으로 분위기를 잘 묘사하여야 한다.
2. 방송 PA음향(Public Address)
PA란 어떻게 하면 명료도 있는 Sound를 모여 있는 청중들에게 잘 들려주느냐가 문제이다. 관객들이 잘 들려야 프로그램의 분위기를 (박수, 웃음소리) 잘 조장하여 주게 된다. 그러나 또 너무 크면 방송음향이 명료도가 저해된다. 그러므로 방송 PA는 일반 공연 PA와는 전혀 다르다. 방송은 관객의 분위기를 얻어 더 많은 시청자나 청취자들에게서 호응을 받아야 한다. 그러나 일반 공연물은 완전한 관객위주의 PA를 하여줌으로써 명료도 보다는 분위기에 맞는 Audio System을 활용하여야 한다.
3. Record 음향
방송이나 PA는 시각적인 면에서 1회성을 지니고 있지만 Record는 녹음(녹화)하여주게 됨으로써 듣는 장소가 현장이 아닌 다른 여러 가지의 분위기이기 때문에 안정된 정위의 Sound를 만들어야 한다.
4. 음향장비
음의 변화를 주위의 장비로써 어떠한 장비들이 어떻게 활용되나를 앎으로써 음을 효과적으로 가공할 수 있다.
연출자는 어떤 면에서는 Mixer 보다 더 폭넓게 앎으로써 좋은 Pro를 만들 수 있다.
☆ Audio Producer - 음향을 처음부터 작곡, Recording, 편집, Play, P. A(Public Address System)전과정을 점검 program에 효율적인 음향을 제공케 하는자.
1) MIC
condnser, Dynamic, Iibon, Tubo, PIn, Hand, Gun, Wireless,
omni direction
uni direction
cadiod direction
Super Cadiod direction
Figure direction
2) Turn table
3) Compect Disk
4) Tape Recorder
mono, stereo, quad, 8, 16, 24 ,32 ,48 channel
5) Cassette
6) Analog(연속적인)
7) Digital(셀 수 있는)
8) DAT(Digital Audio Tape Recoder)
9) BIT(Binaiy digit / 작은 조각, 정보전달의 최소단위, 2진법의 0과 1)
10)Tape의 종류
Cassette, 1/4", 1/2", 1", 2"
o Dynamic Range 생음의 범위 0-12-dB
A. Echo machine & Reverbration
원음에서 시간축 방향으로 세기가 약해지면서 생기는 반복현상
1. Electric Digital
2. Spling
3. Tape
4. Plate(Iron, Silver, Gold)
5. 반사판
6. 강당
7. Room(Speaker - Mic)
B. Ettect Machine
1. 원음에 변질을 주어 여러 가지 효과음을 발생시킨다.
2. 동굴, 강당, 확성기, 우주인, 전화, Computer 목소리등 여러 종류의 Sound를 만든다
C. Equalizer
어떤음의 주파수 대역의 Gain을 변화시켜 잡음 제거, 음색과 Dynamic Sound를 만든다
1. Graphic EQ
2. Parametic EQ
3. Composite EQ
D. Compressor
적은음을 끌어 올리고 큰음은 끌어내리며 음을 압축시킨다.
E. Limiter
큰음의 상승을 억제하여 음의 찌그러짐을 방지하는 장비
- Peak limiter 1178 -
F. Delay Machine
소리의 원음보다 늦게 연속적으로 나오게 하는 장비
G. Delay line
동일한 형태의 소리가 어떤 시간만큼 지연되어 나오게 하는 장비
H. Noise Gate
I. Vitalizer - 주파수 여과기
J. d drum - drum sound
K. ams - Riverbration
L. Lexicon - Riverbration
M. Harmonizer
Reverbration, Delay, Decay, Pitch(가청 범위내의 하나의 음향주파수)가 복합되어 있는 장비로서 여러 형태의 음을 변화시킬 수 있다.
N. AMU(Audio Mixing Unit)
음성혼합장치로서 들을 수 있는 좋은 소리를 만들어 내는 장비
Imput, Switch, Knob, Fader, Group, Out, Monitor, Control, VUmeter
O. 제작기법
1. Live, VTR, or Recording
2. 음악은 Live, Tape Play Back, 반주 Tape
3. 음악이 Classic, Pop, 경음악, 대중가요, 국악, 합창, 독창, 연주회
4. 드라마 - 역사, 전쟁, 사건, 애정, 다큐멘터리
5. 스포츠, 축구, 야구, 스키, 윈드써핑, 요트, 승마, 수영
6. 장소 : Studio, 홀, 강당, 체육관, 야외
7. 상기한 내용을 잘 파악하여 Mixing 하여야 함,/ 성공여하는 Mixing 계획에 있다.
8. 충분한 점검과 리허설을 하여야 한다
9. 각 Mic에 수음된 소리들은 하나 하나 음색, 음질, 바란스를 잡아 Mixing을 하므로서 좋 은 프로르램을 만들 수 있다.
☆ Audio men은 소리를 분리해서 들을 수 있는 청음법을 알아야 한다.
기초 음향이론
1. 음의 발생
음파의 발생 원리 우리들이 일상생활을 영위하고 있는 지구상에는 공기압이 존재한다. 음(Sound) 또는 음파(Sound Wave)란 음원에서 발생한 진동이 공기압의 주기적인 변화를 일으켜서 조밀파의 형태로 전파 (Propagation, 傳播) 되는 현상을 말한다. 예를 들면 시그널 제너레이터에서 20Hz정도의 저주파신호를 대출력 앰프에 가하면, 스피커의 진동막이 신호에 따라서 앞뒤로 크게 떨리는 모습을 쉽게 관측할 수 있다.
이때, 스피커의 진동막이 앞으로 움직이면 스피커 가까이에 있는 공기는 압축되고, 뒤로 움직이면 팽창된다. 이와 같이 공기의 탄성적인 성질에 의해서 발생하는 매질의 상태변화가 교류적인 물결로 주위에 전달된다고 해서 음을 탄성파 또는 조밀파라고 부르고 있다. 공기압력이 변화하면 음파가 형성된다. 그러나 공기압력이 항상 일정하다면 매우 조용한 상태를 유지하게 된다. 따라서 공기가 전혀 없는 진공상태에서는 음파가 존재할 수 없다.
2. 음의 분류
우리 주위에서 보편적으로 통용되고 있는 음에 대한 개념은 음파의 상태와 진동에 따라서 다음과 같이 두 가지로 분류할 수 있다.
가. 음, 그 자체만을 다루는 물리학적인 것
나. 음이 인간의 귀에 도달하여 생리적 또는 심리적으로 작용하는 것
여기서 전자를 음파(Sound Wave) 또는 음향(Acoustic)이라고 부르며, 후자를 단순히 음(Sound)이라고 구별한다. 그리고 소리의 발생, 전파(Propagation), 수신 및 이와 관련된 분야를 연구하는 학문을 음향학(Acoustics)이라고 부르고 있다. 음향학은 물리음향, 전기음향, 실내음향, 건축음향, 수중음향, 음악음향, 생물음향, 심리음향, 대기음향 등의 분야로 세분할 수 있다. 그리고 음향학에서는 파형, 진폭 그리고 주파수에 따라서 음을 다음과 같이 분류하고 있다.
가. 순음
나. 복합음
순음(Pure Tone)이란 그림2(가)와 같이 파형이 순수한 정현파(Sine Wave)이고, 그 진폭(Amplitude)과 주파수(Frequency)가 시간적으로 매우 일정한 상태를 유지하는 음을 말한다. 소리굽쇠(Tunning Fork)를 가볍게 두들겼을 때 또는 시그널 제너레이터에서 발생되는 단일 파형의 소리가 순음의 대표적인 예이다. 순음은 FFT(Fast Fourier Transform)로 분해했을 때, 그림2(나)와 같이 주파수 스펙트럼 상에서 단 하나의 기본 주파수만을 가진다. 이처럼 순음은 음향학적으로 볼 때 매우 단순한 형태를 이루기 때문에 인간의 귀에는 다소 불쾌하게 들린다.
복합음의 파형과 배음 구조 이에 비해서 일반적인 음의 파형은 매우 복잡하게 이루어진 복합음(Complex Tone)이다. 복합음의 기본 주파수가 되는 음을 기음(Fundamental Tone)이라고 하고, 그 정수배의 주파수를 가진 음을 고조파(Harmonics) 또는 배음(Over Tone)이라고 부른다. 이것을 복합음의 배음구조라고 하며, 고조파의 많고 적음, 크기, 그리고 위치에 따라 모든 음파는 고유한 음색을 가진다. 같은 부류의 악기들이 서로 같은 높이의 음과 키(Key) 즉, 동일한 기본 주파수로 연주해도 결코 같은 음색으로 들리지 않는 것은 이러한 배음구조의 차이 때문이다.
그리고 심리학적인 측면에서는 음을 다음과 같이 분류하고 있다.
가. 음악적인 음
나. 소음
음악적인 음(Musical Sound)은 악기에 의해서 창조되거나 새소리, 물소리와 같이 자연계에 존재하는 듣기 좋은 소리로서 인간에게 즐겁게 느껴지는 음을 의미한다. 반면에 소음(Noise)은 인간에게 불쾌하게 느껴지는 음의 총칭이다.
그런데 이와 같은 음의 좋고 나쁨의 판단기준은 듣는 사람에 따라서 달라질 수 있으며, 음악의 장르, 사회적 인식, 시대, 나이, 가치관, 기분, 환경 등에 의해서도 크게 변화된다. 따라서 음의 좋고 나쁨을 확실하게 선을 그어서 모든 사람들에게 똑같이 적용하는 것은 매우 곤란하다.
예를 들면 현대음악이나 전위음악에서는 불협화음을 자유롭게 사용하므로 경우에 따라서는 음악이 잡음에 가까을 정도로 불쾌하게 느껴진다. 이에 반해 거리에서 흔히 들리는 소음도 음악적인 음으로서의 역할을 한다. 반면에 잠을 청하는 시각에 이웃집에서 들려오는 피아노 소리는 아무리 좋은 음악적인 음이라고 해도 음악이라기보다는 잠을 못 이루게 하는 잡음으로서의 구실밖에 하지 못한다. 이처럼 인간의 심리적인 측면에서 음에 관한 성질을 다루는 학문을 심리음향학(Psycho Acoustics)이라고 한다.
3. 음의 3요소
1). 음의 높이
음의 높이(Pitch)는 음파의 기본음이 가지는 기본주파수에 의해서 결정된다. 즉, 1초에 440번 진동하는 피아노의 A음(피아노의 정중앙에 있는 A건반의 진동수를 440Hz로 정하여, 이것을 국제피치라고 부르고 있다.) 은 440Hz의 음높이를, 1초에 880번 진동하는 음은 880Hz의 음높이를 가진 A음을 낸다(그림4). 따라서 주파수가 높은 음은 높게, 주파수가 낮은 음은 낮게 들린다.
'낮은도'음에서 다음의 '높은도'까지의 음계를 1옥타브(Octave)라고 부르는데, 1옥타브의 주파수는 그림5와 같이 낮은 '도'음의 2배가 된다. 즉 1옥타브 위의 음은 기본 주파수에 대해 2배의 주파수, 2옥타브 위의 음은 4배의 주파수만큼 높은 주파수의 음을 의미한다.
2). 음의 크기
음의 크기(Loudness)는 음파의 진동진폭의 대소에 의해서 결정된다. 즉, 진폭이 큰 음은 크게, 진폭이 작은 음은 작게 들린다.
3). 음색
음색(Timbre)은 앞에서 설명한 바와 같이 음파를 구성하는 고조파의 존재 상태(배음구조)에 따라서 다르게 느껴진다. 즉, 외형상으로 매우 비슷한 악기라고 해도 고조파 배열과 크기가 달라서 두 악기는 서로 다른 음색을 가진다.
4. 인간의 청각 특성
1). 청감과 dB
음의 크기(Loudness)는 공기의 진동에 의해서 발생한 음파 진폭의 크고 작음에 의해서 결정된다. 진폭이 클수록 음은 크게 들리고, 진폭이 작을수록 작게 들린다. 그러나 인간이 느끼는 음의 크고 작음은 청감으로 지각할 수 있는 감각량이어서 물리적인 음의 크기와는 다르다. 이러한 이유 때문에 인간이 감각적으로 느끼는 음의 크기를 음량, 물리적으로 측정한 음의 크기를 음압(Sound Pressure)이라고 부르고 있다.
그러나 유감스럽게도 인간이 청감으로 느끼는 음의 크기와 전기적으로 측정한 음압은 전혀 다르다. 따라서 음의 크기를 인간의 청감과 일치하는 측정단위로 표현할 필요가 있다. 이것을 dB(데시벨: Decibel)이라고 한다. 즉, dB는 두 음에 대한 물리적인 강약을 대수(Logarithm)로 나타낸 비교값으로서 두 신호의 음의 강도 또는 전력레벨 차(비율)를 다음과 같이 매우 효율적으로 표현할 수 있다.
2). PWL·SPL 음 에너지는 음원에서 진폭과 시간이 부가되어 3차원 공간을 향하여 방사된다. 이러한 음장(Sound Field) 에너지는 보통 가상적인 표면에서 에너지의 흐름으로 표현된다. 이때, 1초의 단위시간 동안 방사된 모든 음향 에너지 P를 음원의 전력레벨(PWL: Power Level)이라고 하며 다음 식으로 나타낸다.
PWL = 10 log P/P0 (dB) (3)
(여기서 P0는 인간의 가청 한계인 10-12W를 기준)
(3)식으로부터 어떤 인가된 음향전력에 대한 음원의 전력레벨을 구하기 위한 기준음압 P0 는 0dB가 사용된다. 여기서 0dB라는 것은 소리가 전혀 존재하지 않는다는 뜻이 아니라, 1kHz 부근에서 인간이 들을 수 있는 최소 가청 한계의 음압을 의미한다. P0 는 공기라는 매질 속에서 20μPa (0.00002dyne/Cm2)의 값을 가지며, 강도로는 10-12W/m2의 전력량이다. (3)식을 이용해서 10W/m2인 제트 여객기의 PWL을 구해보면
PWL = 10logP/P0 = 10log101/10-12
= 10log1013 = 10 ×13 = 130(dB)
따라서, PWL로 환산한 비행기 소리는 인간의 최소 가청 한계보다 130dB, 물리적인 음의 크기로는 무려 1013배 크다는 결론을 얻을 수 있다. 그러나 우리가 느끼는 청감상의 크기는 비행기 소리가 10,000,000,000,000,000배(10조)나 크다고 생각하지 않기 때문에 dB를 사용하면 인간의 청감과 동일하면서도 효울적으로 소리의 강도를 표현할 수 있다.
그리고 음압비(회로망에서의 전압 또는 전류비)를 전력과의 관계에서 유도하면
두 신호의 레벨차 = 10logP2/P02 = 20logP/P0(dB) (4)
(여기서 P, P0는 각 신호의 음압레벨)
가 된다. 여기서 음압실효치 P0=20μPa를 기준레벨로 했을 때의 실효음압 P의 dB치를 음압레벨 (SPL:Sound Pressure Level)이라고 하며, 마이크, 스피커 시스템, 증폭기, 녹음/재생 시스템과 같은 음향공학 관련 분야에서 자주 사용된다. 측정단위로는 dB를 사용한다. 즉,
SPL = 20logP/P0(dB)이 된다.
3). 등·라우드네스 곡선과 청감특성
앞에서 설명한 바와 같이, 물리적으로 측정한 음압(또는 음의 강도)은 인간의 청각기관을 통해서 실제로 지각하는 음의 크기와 결코 일치하지 않는다. 그리고 인간의 귀는 가청주파수의 음에 대하여 불규칙한 응답특성을 가지고 있다. 예를 들면 1~5kHz의 음에 대해서는 감도가 매우 높은 반면, 그 이하와 이상의 주파수에 대해서는 감도가 둔하다.
이와 같은 인간의 청각특성을 그래프로 나타낸 것을 등 라우드네스곡선(Equal Loudness Curve) 또는 등감곡선이라고 하며, 그림6과 같다.
그림의 곡선에서 보는 바와 같이 사람은 나이가 많아질수록 고역주파수의 음을 듣기 어렵게 된다. 이 곡선은 청감연구의 선구자인 플레쳐(Fletcher)와 먼슨(Munson)의 이름을 따서 플레쳐·먼슨곡선이라고도 불렸으나, 현재는 그 연구결과를 더욱 발전시킨 로빈슨(Robinson)과 덧슨(Dudson)의 실험결과가 ISO (국제표준화기구) 에서 권고하는 국제적인 청감곡선으로서 자리잡게 되었다.
최소가청한계(MAF : Minimum Audible Field)는 자유음장(Free Field)에서 인간의 귀로 들을 수 있는 최소의 가청음압으로서, 이 음압 이하의 소리는 인간의 귀로는 감지할 수 없다. 그리고 인간의 청각특성(귀의 감도)은 저역에서는 매우 둔감하고 고역에서는 예민하다.
이와 같은 인간의 청감특성을 음악감상 시에도 그대로 적용시키기 위해서 대부분의 민수용 프리앰프(Pre-amplifier)에는 'Loudness' 또는 '청감보정' 스위치가 붙어있다. 이 스위치를 누르면 낮은 음압으로 음악을 들을 경우에 큰 효과를 얻게되는데, 저역주파수의 음이 청감에 맞도록 보정(증강)되어 들리지 않던 저음역의 소리가 잘 들리게 된다.
4). 마스킹효과
어떤 음 A를 듣고 있을 때, A보다 진폭이 큰 음 B가 가해지면 원래의 음 A는 들리지 않게 된다. 이때, 음 A가 음 B에게 마스킹되었다고하며, 이러한 현상을 마스킹효과(Masking Effect(라고 한다(그림7). 조용한 상태에서는 작은 음이라도 명확하게 잘 들리지만, 주위의 소음이 클 경우에는 큰 음이라도 잘 들리지 않는다. 마스킹효과의 원리는 MPEG, Dolby AC와 같은 알고리즘에서 많은 양의 데이터를 효율적으로 압축하는데 필수적으로 응용되고 있다.
5). 바이노럴효과
인간의 귀가 얼굴 양쪽에 있어서 음이 두 귀(L,R)에 도달할 때까지는 거리차 d가 발생한다. d는 음원과 두귀에 대해서 시간차와 위상차를 발생시키므로 인간은 음원의 방향을 정확하게 판단할 수 있다. 이러한 청각 현상을 바이노럴효과(Binaural Effect)라고 한다. '바이노럴효과'는 인간의 두 귀로 음원의 방향감과 임장감을 느끼게 하여 음의 입체감을 만들어낸다. 우리들이 소리를 들을 때, 한쪽 귀로 듣는 곳과 두 귀로 듣는 차이는 실로 엄청나다. 한쪽 귀로 듣는 소리가 모노(Monophonic) 방송이라면 두 개의 귀로 듣는 소리는 스테레오(Stereophonic)방송에 비유할 수 있다. 따라서 바이노럴효과는 스테레오 녹음의 기초가 된다.
6). 칵테일파티효과
여러 음원이 존재할 때, 인간은 자신이 듣고 싶은 음을 선별해서 들을 수 있는 능력을 가지고 있다. 칵테일파티와 같이 주변이 매우 시끄러운 장소에서도 상대방과의 대화를 진행할 수 있는 것도 바로 이러한 이유 때문이다. 이러한 인간의 청각능력을 칵테일파티효과(Cocktail Party Effect)라고 한다.
이에 비해서 소리를 잡기 위한 마이크는 소리 그 자체만을 수집하는 능력만 가지고 있다. 따라서 잡음이 않은 곳에서 인터뷰 또는 밴드 녹음을 할 경우에는 마이크 주위의 모든 소리가 잡히지 않도록 각별한 주위가 필요하다.
7). 하스효과
일반적인 스테레오 시스템에서 두 개의 스피커로 주파수와 음압이 동일한 음을 동시에 재생하면, 인간의 귀에는 두 개의 소리가 정중앙에서 재생되는 것처럼 느껴진다. 이처럼 음상이 스피커의 중앙에 정확히 위치하는 것을 "음상이 정위되었다"고 한다. 스테레오 시스템에서 음에 위상차가 없으면 모노로 재생되는 이치와 같다.
이 때, 그림9와 같이 오른쪽 스피커의 신호를 약간 지연시키면 음상은 왼쪽 스피커 방향으로 옮겨간다. 이것을 '하스효과' (Hass Effect) 또는 선행음 효과라고 한다. 이 효과는 실험적으로 도달 시간차가 1~30ms의 범위 안에서 발생하는데, 시간차가 50ms 이상이 되면 두 개의 소리가 마치 분리된 것 같이 들린다. 아날로그 방식의 서라운드 음장 재현 또는 의사(Pseudo)스테레오에 사용되고 있다.
5. 음파의 성질
음파는 전자파에 비해서 주파수가 매우 낮고 전달속도 또한 매우 느리지만, 전자파가 가지고 있는 물리적인 특성을 대부분 공유하고 있다. 이러한 음파의 성질은 비단 이론으로서만 의미가 있는 것이 아니라 건축, 실내음향, 수음, 스피커, 특수음향시스템, SR, 악기의 제작·조율 등에 잘 이용되고 있다.
1). 전달속도
공기 속에서 전달되는 음파의 속도는 다음 식으로 표현된다.
v = 331.5 ＋ 0.61t m/sec (여기서 v:음속, t:온도)
이 식을 이용하여 대기온도 15。C에서 음이 공기 중에서 전달되는 속도를 계산하면 약 340m/sec가 된다. 그러나 바닷속에서는 약1,500m/sec, 철 속에서는 5,000m/sec로 증가한다.
2). 파장
음의 파장, 주파수, 속도의 사이에는 다음의 관계가 있다.
λ = υ/f (여기서 λ:파장 υ:음속 f:주파수)
위의 식에서,15。C 공기중의 음속을 340m/sec라고 할 때 1kHz 순음의 파장은 약 34cm, 100Hz에서는 약 3.4m가 된다. 그리고 인간의 가청주파수를 20Hz~20kHz라고 하면, 파장은 17m~1.7cm로 매우 광범위하다. 이 수치는 마이크로 음원을 수음하거나 스피커를 배치할 때 항상 염두에 두어야 할 사항이다.
예를 들면 그림10과 같이 음원으로부터 l, l=34cm의 거리에 M1, M2 두 개의 마이크를 두고 수음된 신호를 같은 음량으로 합성한다고 하자. 만약 1kHz의 주파수에서 M1과 M2에 도달하는 음원이 동상(in-phase)이라면 합성출력은 2배가 된다. 그러나 1.5kHz, 2.5kHz 등의 주파수에서는 파장이 달라지므로 M1과 M2에 도달된 신호의 위상은 역상이 되어 합성출력을 0으로 만들어 버린다. 이와 같이 여러 지점에서 발생하는 음원을 수음할 때 발생하는 불규칙한 주파수 응답을 빗살형 필터(Comb Filter)특성이라고 하며, 음색변화에 큰 영향을 미친다.
3). 역제곱의 법칙
전항에서 설명한 등감곡선은 음원으로부터 일정한 거리만큼 떨어진 위치에서 인간이 감지하는 음의 크기를 나타낸 것이다. 그런데 음원과 청자와의 거리가 변화하면 음압레벨은 일정한 법칙에 따라서 감소하거나 증가한다.
I1/I2 = 4πr22/4πr12 = r22/r12
이 된다. 즉, 자유음장에서의 음의 강도는 음원에서 떨어진 거리의 역제곱으로 비례한다. 이것을 역제곱의 법칙(Inverse Square Law)이라고 한다.
4). 반사와 흡음
음파는 어떤 매질을 진행할 때 다른 매질의 경계면에 도달하면 진행방향이 변하는 성질이 있다. 이러한 현상을 반사(Recflection)라고 한다.(그림13)
이와는 반대로 반사되지 않고 열에너지로 변화되면서 부딪친 매질에 흡수되는 성질을 흡음(Absorption)이라고 한다. 밀도가 높은 목재 또는 표면이 단단한 나무, 금속판 등은 음파를 잘 반사시키는 성질이 있다. 그러나 부드러운 나무의 표면이나 스펀지, 발포성 우레탄 등의 물질은 음을 잘 흡수해서 음파의 반사를 억제하는 성징을 가지고 있다.
5). 회절
음파는 파동의 하나이기 때문에 물체가 진행방향을 가로막고 있다고 해도 그 물체의 후면에도 전달된다. 이러한 현상을 회절(Diffraction)이라고 한다.(그림14) 회절은 낮은 주파수의 음일수록 현저하게 나타나지만 주파수가 높아질수록 회절을 일으키기 어렵다. 따라서 저음은 지향성이 거의 없고 고음은 강한 직진성을 가진다. 결국 저음반사식(bass reflect)스피커 시스템도 이러한 원리를 적절하게 이용한 것이라고 할 수 있다.
6). 굴절
음파는 매질이 다른 곳을 통과할 때 전파속도가 달라져서 그 진행 방향이 변화된다. 이러한 현상을 음의 굴절(Refraction)이라고 한다. 주간에는 들리지 않던 소리가 야간에 잘 들리는 이유는 주변이 조용한 탓도 있지만 지표면의 온도변화에 의해서 음이 굴절되는 현상에 기인한다.
음은 공동(Cavity)과 같은 공간이 있으면 공진을 일으켜서 음을 크게 만들거나 특정한 음색의 음을 만들어 낼 수 있다. 이러한 현상을 공진(Resonance) 또는 공명이라고 한다. 공명기는 외부에서 가해지는 특정한 주파수의 음에 대해서 큰 음압을 발생시킨다. 따라서 작은 몸체 악기라도 이러한 공명기의 원리를 잘 이용하면 풍부한 음을 발생시킬 수 있다. 이와 같은 공명기의 원리는 수많은 어쿼스틱 악기(Acoustic Musical Instrument)와 음향 시스템에 그대로 적용되고 있다.
7). 맥놀이
우리 주위에서 피아노를 전혀 연주하지 못하는 사람이 소리굽쇠 하나로 피아노를 완벽하게 조율하는 모습을 볼 수 있다. 이것은 소리굽쇠와 피아노의 음을 동시에 발생시켜 두 음의 주파수와 크기가 주기적으로 변화하는 맥놀이(Beat) 현상을 이용하는 것이다.
8). 도플러 효과
구급차의 사이렌 소리나 기차가 철길을 통과할 때 울리는 기적소리는 음원이 근접할 때는 높게 들리고, 멀어짐에 따라 낮게 들린다. 이처럼 음원이 관측점을 또는 관측점이 음원으로부터 빨리 이동할 때, 기준점에서 음의 주파수가 변화되어 들리는 현상을 도플러 효과(Doppler Effect)라고 한다. 일부의 할리우드 영화에서는 비행기, 자동차 소리 등을 실감 있게 표현하기 위해서, 물체의 움직임에 따라서 도플러 효과를 적절하게 구사함으로써 사실성과 오락성을 크게 부각시키고 있다.
1. TV와 오디오
TV에서 Audio의 목적은 Video Signal과 동시에 생성되는 Sound를 정확하게 시청자에게 전송하는데 있다. 좋은 Television Sound란 Program에서 출연자가 말하고 행하는 것이 시청자에게 명료하게 전달될 뿐 아니라 적당한 Mood와 Feeling을 창조(3차원의 이미지를 주어 원근감이나 움직이는 감각 또는 Dynamic한 Sound로 시각을 자극 함으로써 영상의 진실성을 강조한다.)하는 데 도움이 되어야 한다. 만약 음성이 명료하게 들리지 않으면 영상은 불만감을 조장하는 것에 그친다.
Television Sound는 제작 장소에 따라 많은 변화가 있으므로 제작 과정에서 많은 신경을 써야한다. TV Sound는 Audio men(Mixer men)이 담당하며 이들은 여러 종류의 음(여러 개의 MIC에서 수음되는 음, TR,TT,T/C,VTR음등)을 혼합하여 하나의 정리되고 듣기 좋은 음을 만드는 사람이라 할 수 있다. 다음은 "방송 음악과 음향"과 관련한 설명이다.
2, Audio 관련 시설과 기기
가. STUDIO
방송 Program을 제작하는 Hall을 말한다. Studio는 Program의 성질에 따라 Studio의 크기, 형태, 벽면, 바닥, 천정의 모형과 건축자재가 달라지며 방음과 잔향시간도 달리 설계하여 건축한다. Studio의 모형과 Program성격에 따른 Set와 소품들의 경제조건과 실내에서 형성되는 음장의 성질과 음원의 종류, 음원의 위치에 따라 Studio에서 발생되는 음, 예를들면 악기음, 노래, 대사, 효과음 등을 MIC를 통하여 Pick up 한다. Audio men은 Studio의 상황을 잘 판단하여 Mixing방법을 선택하여야 한다.
(1) Drama Studio
(2) Show Studio
(3) 공개방송 Studio
(4) 좌담 Studio
(5) 녹음(악기) Studio
(6) 야외 Studio
(7) ANN Booth
(8) Dubbing Room
나. MICROPHONE
마이크(microphone) 에 관한 기초적인 이야기
마이크는 음향 에너지를 전기에너지로 변환 시키기로 전기 신호 처리의 제 1단계이며 소리의 입구이다. 이러한 마이크의 역할 때문에 소리의 완성에 있어서 최후 까지의 음질을 좌우하는 대단히 중요한 요소이다. 그러므로 우수한 믹서 일수록 마이크의 선택에 신중하며 그 선택 또한 어렵다. 그저 가격이 비싼 마이크가 무작정 좋다고 말할 수도 없으며 각각의 특성을 따져 보고 적절한 곳에 사용하여야 한다.
1. 마이크의 원리
마이크의 원리는 기본적의로 음파의 크기에 따른 진동판의 변화를 전기 신호로 바꾸어 주는 것이다. 그 방식으로는 전기 저항 변화, 자기 변화, 압정 변화, 정전 용량 변화 등으로 구분 된다.
㉠ 전기 저항 변화형 마이크
카본 마이크가 대표적이다. 절연 케이스 내에 카폰 입자를 넣고 그 양단에 운모 막을 배치한다. 음압에 의해 움직이는 이 운모 판은 카본 입자의 전기 저항을 변화 시킨다. 그 결과 카본에 흐르는 전류(전지 또는 다른 전원에서 공급 된다)는 소리의 파형에 비례한 변조를 받는다. 이 전기 변화를 출력으로 사용한다. 대단히 튼튼 하지만, 주파수 범위가 대단히 좁고 지향성을 갖추기가 곤란하므로 별로 사용하지 않는다.
※사용 예 ; 전화기의 송화기 ← 요즘은 별로 사용 하지 않는다.
㉡ 압전형 마이크
어떤 물질에 압력을 가하여 변화 시키면 전압이 발생한다.(피에조 효과) 이러한 물질( 예;수정)을 이용하여 만들어진 마이크이며, 주파수 범위가 한정적이며 무지향성 이다. 크리스털 마이크가 대표적이며 튼튼하고 대량 생산에 적합하여 가격이 싸다.
※사용 예 ; 수중 마이크, 소형 테이프 레코더의 부속 마이크
㉢ 자기 변화형 마이크
ⓐ 리본 마이크 파형의 주름을 잡은 얇은 금속박으로 만든 가는 리본이 그 양 끝이 고정 되어, 강력한 자석의 양 극 사이에 매어 달린다. 음파에 의해 리본이 진동 하면 리본의 양 끝에서 약간의 전압이 발생한다. 특징 ; 음색이 부드럽고 특성이 좋다. 특히 목소리에 대하여 부드러운 맛이 있어 방송용의 낭독등에 적합하다. 콘트라 베이스와 같은 저음 현악기, 우드 베이스 수음등에 사용 하면 독특한 매력이 있는 중후한 음이 얻어 진다. 앞뒤 방향에 민감한 지향성 마이크이다.
사용상 주의점 ; 구조상 충격에 약하다. (입으로 세게 불기만 해도 고장이 난다) 야외용으로는 사용 하지 않는다.(바람에 약하다) 강력한 영구 자석이 사용 되므로 자기 테이프나 손목시계등을 가까이 하지 않는다.
※대표적 모델 ; BEYER M-160, M-260 AIWA VM-17 RCA BK-5B, 77-DX
ⓑ 다이나믹 (dynamic) 마이크
moving coil형 이라고도 하며 원통의 자석 둘레에 가동 코일을 놓고 이 코일을 진동판으로 동작시켜 코일에 발생하는 전류를 이용한 마이크이다. 마이크의 설계에 의해서 각종 지향성의 마이크를 만들 수 있다.
특징 ; 튼튼하고 동작이 안정적이다. 마이크에 별도의 전원이 필요 없다. 취급이 간편하고 기동력이 풍부하다. 비교적 값이 싸다. 부드러운 맛이 있는 자연스러운 음을 내므로 대중음악의 보컬용으로 좋다. 대음량 음원에 대한 순응성이 있어 베이스 드럼 등의 저음 악기용에 널리 사용 된다. 바람에 대한 영향력이 적어 야외 자연 음의 수음이나 인터뷰 등에 이용된다. 진동막이 가볍고 견고한 재질을 사용하여 지향성을 예리하게 만들 수 있어 여러 용도로 널리 사용한다.
※대표적 모델 ; SHURE SM-57, SM-58, SM-63 AKG D-222, D-224 SENNHEISER MD-421, MD-441
ⓒ 정전 용량 (condenser)형 마이크
대단히 얇은 금속박으로 만든 진동판이 아주 작은 틈새를 두고 고정 전극과 마주한 채 콘덴서를 형성한다. 이 콘덴서에는 대단히 높은 저항을 통해서 직류 전압이 가해지고 있다. 소리에 의하여 진동판이 움직이면 콘덴서의 용량이 변하므로 이 전압도 변화 한다. 이것을 음성 신호로 사용 하는 것이 콘덴서 마이크이다. 콘덴서 마이크는 가볍고 강하며 주파수 특성이 좋은 것을 제작할 수 있으며 진동판이 소형이기 때문에 마이크 캡슐의 형상도 아주 작게 만들 수 있다.
특징 ; 전극에 전압을 걸어야 하고 전극이 높은 임피던스 이므로 전극 가까이에 앰프를 설치해야 하므로 마이크에 전원이 있어야 한다. 전원, 접속 점이 많아 다이나믹형보다 기동성이 떨어진다. 주파수 특성이 대단히 좋아 악기 수음에 절대적 이다. 앰프에 FET사용으로 건전지로 작동되어 기동성이 개선 되었고 모양도 작아져 취급이 간편해 졌다. 과도특성이 우수하여 음압이 크지 않은 타악기나 현악기 수음에 적당하며, 목소리에 대해서는 '걁' 발음이 강조되며 바람에 대해서도 잡음이 발생하기 쉬우므로 목소리나 야외 수음에는 부적합하다.
※대표적 모델 ; SONY ECM-50, C-38 NEUMANN U-87, U-89 SENNHEISER MKH-416, MKH-816 SHURE SM-85, SM-87 AKG C-451
2. 마이크의 지향성
소리는 공기의 기압진동이며 이 압력의 변화는 음원에서 전방향으로 균일하게 전파한다. 역으로 어느 한 지점에서 소리의 압력의 변화는 어느 방향에 서나 똑같다. 즉 음압 변화를 감지하는 압력형 마이크는 전 지향성이 된다. 음파가 진행하는 일직선상의 A점과 B점에서 본다면 그 거리에 비례 한 위상차가 생긴다. 한편 소리는 진행 방향을 향하여 어느 속도로 전파된다.이 두 지점의 위상차를 이용한 속도형 마이크는 양지향성 마이크가 된다. 마이크의 지향성은 기본적으로 압력형과 속도형의 조합으로 구성되며 마이크의 종류에 관계없이 설계할 수 있다.
※ 기초 지식 ; 진동판의 주위가 밀폐되고, 한쪽 면만이 음원을 향하는 구조 일때, 모든 방향에서 오는 음압은 진동판을 균일한 힘으 로 움직여 무지향성이 된다. 진동판의 앞뒤에서 균일한 음압이 가해지도록 하면 양 지향성이 된다. 진동판의 앞쪽에 대하여 뒤쪽에 가해지는 음파의 위상이 반대가 되도록 하면 카디오이드 특성이 얻어진다.
㉠ 무지향성(전 지향성) 모든 방향에 균등한 감도를 가지고 있다. 그룹의 소리를 집음 하는데 적합하다. 피드백이 문제가 되기 때문에 스피커에 근접하여 사용하는 것은 권장 할 수 없다. 불필요한 소리를 모두 집음 하기 때문에 잔향이 있는 곳에서의 사용도 적합하지 않다.
㉡ 단일 지향성 (카디오이드형) 심장의 모양과 흡사한 지향 패턴이다. 앞쪽에서의 감도가 최대이고 뒤쪽의 감도는 거의 없다. 하이퍼 카디오이드나 슈퍼 카디오이드는 뒤쪽의 감도가 조금 남아 있지만 앞쪽으로는 좁은 협각의 지향성을 가지고 있으며 옆쪽의 감도는 거의 없다. 스피커로 부터의 피드백을 방지할 수 있고 필요한 곳의 소리만을 수음 할 수 있다. 스튜디오 녹음시 악기 상호간 의 간섭을 방지 할 수 있다.
㉢ 양 지향성 (8자 패턴) 앞쪽과 뒤쪽에 각각 동그란 지향 패턴을 가진다. 좌우와 위아래에 감도가 작은 부분을 가지고 있다. 앞뒤 감도에 차가있는것, 극단적으로 양 옆의 감도가 둔한 것들이 있다. 양쪽에 이야기를 하는 사람이 있는 경우, 악기 녹음시 직접음과 방의 반향음을 조금 가하려 할 때 도움이 되며, 라디오 드라마 녹음 시 정면에서 감도가 내려가는 측면으로 조금만 이동해도 훨씬 멀리 걸어간 것 같은 효과를 낸다.
㉣ 초 지향성 (건 마이크) 특별히 지향성이 예민하여 한 방향(10~20도)의 소리 밖에 수음 되지 않는다. 단일 지향성 마이크 2개를 같은 선상에서 거리차를 두 고 그 출력의 차를 출력하면 지향 페턴이 예민해 진다. 현재 실용 되는 마이크는 가는 파이프의 측면에 좁은 흠(SLIT)을 많이 만들어 놓고 그 파이프의 한쪽에 무지향이나 단일 지향성 마이크를 붙여서 만든 것이다.
※※ 마이크의 지향성은 카메라 렌즈의 지향성과 달리 지향 각도 밖에 있는 소리도 수음 되므로 수음시에는 자신이 원하는 소리 이외의 소리가 얼마나 들어오는지 직접 확인하여야 한다. 지향각 이외의 소리는 음질이 나쁘며 주파수 마다 지향특성이 어떤지 확인 하여야 한다.
3. 마이크의 형상과 용도별 특징
마이크의 모양은 개발된 이래 표준적인 사이즈는 크게 변하지 않았다. 보통의 마이크는 음원에서 30Cm~3M 전후에서 최고의 성능을 발휘하도록 설계되어 있다.
㉠ 핸드 마이크
음원에 근접하여 사용하는 것을 전제로 설계되었으며, 핸들링 노이즈(handling noise)가 없고 팝(pop)노이즈에 강할 것, 근접 효과가 작고 음이 또렷해야 하고 명료도가 높아야 한다.대표적인 마이크인 SM 58은 가수 소리를 명료 하게 수음 하기 위하여 입 가까이에 서 사용하도록 설계되어 주파수 특성이 평탄하지 않다. 근접효과의 상쇠를 위하여 저역을 극단적으로 잘라 버려 떨어진 위치에서 사용하면 저음이 나지 않는다.
㉡ 초소형 마이크
TV 프로그램의 화면상에 마이크를 없애고 싶을 때 초소형의 콘덴서 마이크를 사용 한다. 뉴스나 해설,교육 프로그램등에 사용 된다. 가슴이나 넥타이에 달아도 양호한 음질이 되도록 설계되어 있으며 평탄한 주파수 특성과 무 지향성이 많다.
㉢ 초지향성 마이크
음원에서 어느 정도 떨어진 거리에서 최적의 음질과 S/N 비가 좋아 주위의 잡음이나 울림을 제거하도록 설계되었다. TV나 영화에서 어떠한 마이크라도 화면에 나오는 것이 허용 되지않을때 사용 하며, 가까이 접근이 곤란한 취재 현장이나 새소리 벌레소리 등을 수음할 때 사용 한다.
㉣ PZM (pressure zone mic)
최근에 개발된 마이크로 벽면이나 마루면에 부착하여 반사음에 의한 위상 상쇠를 없애고 어느 정도 떨어진 곳의 음이라도 넓은 주파수 범위에 걸쳐 명료한 수음을 할 수 있다. 또한 마루면과의 거울 효과로 출력이 2배가 되는 이점이 있다. TV 프로그램의 무대 중계나 오페라,스포츠 등의 수음에 사용 된다.(예; 탁구대 밑에 부착)
㉤ 콘택트 (contact) 마이크
특수한 마이크의 일종으로 물체의 진동을 직접 수음 하는 전자형 콘택트 마이크다.(예;기타나 현악기의 몸통에 직접 부착하여 진동 을 수음 한다.)
㉥ 수중 마이크
물속을 전파하는 음 중에서 가청 주파수 대역의 음을 수음하는 마이크로서 수압에 의해 공기중에서 사용 하는 진동판은 사용 할 수 없고 방수 대책도 필요 하므로 압전형이 대부분이며 음향 특성이 물과 비슷한 고무,유기 플라스틱, 기름 등을 넣어 진동판을 구동하는 방식을 사용한다.
㉦스테레오 마이크
스테레오 마이크는 하나의 몸체 내에 두개의 마이크를 수용하여 만든 것으로 보통의 콘덴서형 가변 지향성 마이크로 되어 있으며 XY 마이크와 MS 마이크가 있다.
ⓐ XY 마이크 ;음원에 대하여 두개의 마이크로 각도를 주어 서로 다른 정보를 수음하는 방식이다. (마이크의 배치가 XY모양이다.) 음원의 종류나 그 배열 상태, 음원과의 거리 등에 의해 양 유닛의 각도를 조정하면 스테레오 정위나 퍼짐 등을 변화 시킬 수 있다. 따라서 거리나 위상차에 의한 스테레오 수음이 된다. 간단히 두개의 지향성 마이크로도 같은 수음이 가능하다.
ⓑ MS 마이크 ; mid-side 마이크의 약자로 한쪽 마이크의 유닛을 단일 지향성으로 하고 (mid) 다른 한쪽의 유닛을 양 지향성으로 하여(side) 서로 90도의 각도를 주어 배치 한다. 그래서 이 두 마이크의 합과 차를 각각 L채널과 R채널로 하여 스테레오 신호로 사용 한다. 따라서 음량차에 의한 스테레오 수음이 된다. 두 마이크의 합과 차를 만들어줄 별도의 회로가 필요하여 전용 마이크가 아니면 간단히 구성되지 않는다.
㉧ 무선 (wireless) 마이크
보통의 마이크와 달리 케이블이 없이 마이크 헤드 내에 송신기를 포함시켜 VHF나 UHF 대의 전파로 송신하여 수신기로 수신하는 방식이다. 마이크의 케이블이 없기 때문에 행동이 자유로우며, 스튜디오뿐 아니라 야외 중계나 무대의 오페라, 연극등에 효과적으로 사용된다. 보통 마이크의 송신기는 신호가 약하기 때문에 수신기 쪽에서 2개의 안테나를 사용하여 안정된 쪽의 신호를 취하는 다이버시티 (diversity) 방식을 사용 한다. VHF대 방식보다 UHF대 방식이 신호가 좋으며 고급품이다
4. 마이크의 물리량
㉠ 감도
마이크의 감도는 마이크에 일정한 음압을 가했을 때 출력에 발생하는 전압 또는 기전력으로 표시한다. 일반적으로 오픈 회로(open circuit) 출력 전압을 mV 로 표시하고 있지만 1V = 0dB 의 dB 단위로도 표시한다. 1μbar의 음압을 마이크에 가했을때 마이크의 오픈 회로 출력이 1mV라면 마이크의 감도는 1mV/μbar 또는 -60dB(1V/μbar = 0dB)로 표시한다. (CGS 단위) 앞의 예를 1pa(pascal)=1N/㎡(N=뉴턴의 힘 단위) 의 MKS단위로 표시하면 10mV/pa 또는 -40dB(1V/pa=0dB)로 표시 한다.
㉡ 주파수범위
일정한 전압의 기준 음을 가했을때 출력전압의 주파수 특성은 음색에 관계되는 중요한 특성이다. 보통의 범위는 30Hz 에서 18kHz대의 인간의 가청 주파수 대역에 대하여 만족된다.
㉢ 출력 임피던스
마이크의 출력 임피던스는 프로용이 60,150,250,600Ω 등의 낮은 임피던스이고 일반 아마추어용은 10,50kΩ등 높은 임피던스가 보통 사용된다. 임피던스가 낮으면 약 300m 정도의 긴 길이의 케이블의 사용이 가능하며 높은임피던스의 마이크는 약 50m이상의 케이블의 사용은 곤란하다.
※ 임피던스 ; 회로에 대한 교류 저항치로서 주파수 마다 차이가 있으므로 측정 주파수를 표시하여야 한다. 음향 기기에서 별도의 표시가 없으면 1kHz 에 대한 임피던스이다. 음향 기기의 상호간의 접속에서 임피던스를 같게 하는 것은 매우 중요 하며 그렇지 않으면 신호의 손실이 발생하여 주파수 특성이 나빠지든지 일그러짐이 발생한다.
㉣ 평형과 불평형
평형은 2개의 신호선과 신호선을 감싼 1개의 쉴드로 되어 있고, 불평형은 1개의 신호선과 1개의 쉴드로 이루어져 있다. 마이크에만 한하지 않고 신호의 전송에서 신호선이 독립되어 있는 평평형이 외부의 잡음에 강하고 전송 특성이나 S/N 비도 우수하므로 프로용으로 사용 된다.
MIC는 음향 energy를 전기 energy로 바꾸기 위해 사용하는 전기 음향 변환기이다. MIC의 종류는 다음과 같다.
(1) Moving coil Electro dynamic mic
(2) Condenser mic(정전형 mic)
(3) Ribbon mic
(4) Wireless mic(Radio mic)
(5) Piezoeiectric mic(압전형 mic)
(6) Crystal mic
(7) Direct mic(Box)
(8) Contact mic(ardioid)
(9) Lavalier mic
(10) Underwater mic
(11) Gun mic
(12) Hand mic
(13) Pin mic
1. 방송음향
TV 프로그램은 영상에 의해서 인물의 행위나 사물의 모습을 이성으로 판단 하므로 영상은 시각적인 느낌만 가질 수 있는 반면 음향(음악 등)은 인간의 이성에 호소하므로 방송음향은 대사는 물론이요, 음악, 배경음악, 효과음, 추상적인 소리 등은 보는 사람으로 하여금 작품(감정)에 끌어 넣는 큰 힘을 발휘 하게 된다.
TV 음향은 화면의 시각을 자극함으로써 영상의 진설성을 강조하게 된다. 만약 음성이 명료하게 들리지 않으면 영상은 불만감을 조장하는 것에 그치므로 아무리 좋은 내용의 프로그램 일지라도 시청자들에게는 좋은 반응을 얻을 수 없게 된다.(시각은 소리에 의해서 움직인다) 그러므로 음향이 여하이 영상을 돕는가에 있다.
Radio는 말에 의한 설명과 장면묘사로 프로그램을 만들게 되므로 어떠한 방법으로던지 눈에 보이는 것을 설명한다. 그리하여 장면이 대화와 이야기하는 이미지에 의해서 알게 된다.
그러므로 대사, 효과음, 배경음악, 음악레벨을 잘 조정하는 믹싱기법으로 분위기를 잘 묘사하여야 한다.
2. 방송 PA음향(Public Address)
PA란 어떻게 하면 명료도 있는 Sound를 모여 있는 청중들에게 잘 들려주느냐가 문제이다. 관객들이 잘 들려야 프로그램의 분위기를 (박수, 웃음소리) 잘 조장하여 주게 된다. 그러나 또 너무 크면 방송음향이 명료도가 저해된다. 그러므로 방송 PA는 일반 공연 PA와는 전혀 다르다. 방송은 관객의 분위기를 얻어 더 많은 시청자나 청취자들에게서 호응을 받아야 한다. 그러나 일반 공연물은 완전한 관객위주의 PA를 하여줌으로써 명료도 보다는 분위기에 맞는 Audio System을 활용하여야 한다.
3. Record 음향
방송이나 PA는 시각적인 면에서 1회성을 지니고 있지만 Record는 녹음(녹화)하여주게 됨으로써 듣는 장소가 현장이 아닌 다른 여러 가지의 분위기이기 때문에 안정된 정위의 Sound를 만들어야 한다.
4. 음향장비
음의 변화를 주위의 장비로써 어떠한 장비들이 어떻게 활용되나를 앎으로써 음을 효과적으로 가공할 수 있다.
연출자는 어떤 면에서는 Mixer 보다 더 폭넓게 앎으로써 좋은 Pro를 만들 수 있다.
☆ Audio Producer - 음향을 처음부터 작곡, Recording, 편집, Play, P. A(Public Address System)전과정을 점검 program에 효율적인 음향을 제공케 하는자.
1) MIC
condnser, Dynamic, Iibon, Tubo, PIn, Hand, Gun, Wireless,
omni direction
uni direction
cadiod direction
Super Cadiod direction
Figure direction
2) Turn table
3) Compect Disk
4) Tape Recorder
mono, stereo, quad, 8, 16, 24 ,32 ,48 channel
5) Cassette
6) Analog(연속적인)
7) Digital(셀 수 있는)
8) DAT(Digital Audio Tape Recoder)
9) BIT(Binaiy digit / 작은 조각, 정보전달의 최소단위, 2진법의 0과 1)
10)Tape의 종류
Cassette, 1/4", 1/2", 1", 2"
o Dynamic Range 생음의 범위 0-12-dB
A. Echo machine & Reverbration
원음에서 시간축 방향으로 세기가 약해지면서 생기는 반복현상
1. Electric Digital
2. Spling
3. Tape
4. Plate(Iron, Silver, Gold)
5. 반사판
6. 강당
7. Room(Speaker - Mic)
B. Ettect Machine
1. 원음에 변질을 주어 여러 가지 효과음을 발생시킨다.
2. 동굴, 강당, 확성기, 우주인, 전화, Computer 목소리등 여러 종류의 Sound를 만든다
C. Equalizer
어떤음의 주파수 대역의 Gain을 변화시켜 잡음 제거, 음색과 Dynamic Sound를 만든다
1. Graphic EQ
2. Parametic EQ
3. Composite EQ
D. Compressor
적은음을 끌어 올리고 큰음은 끌어내리며 음을 압축시킨다.
E. Limiter
큰음의 상승을 억제하여 음의 찌그러짐을 방지하는 장비
- Peak limiter 1178 -
F. Delay Machine
소리의 원음보다 늦게 연속적으로 나오게 하는 장비
G. Delay line
동일한 형태의 소리가 어떤 시간만큼 지연되어 나오게 하는 장비
H. Noise Gate
I. Vitalizer - 주파수 여과기
J. d drum - drum sound
K. ams - Riverbration
L. Lexicon - Riverbration
M. Harmonizer
Reverbration, Delay, Decay, Pitch(가청 범위내의 하나의 음향주파수)가 복합되어 있는 장비로서 여러 형태의 음을 변화시킬 수 있다.
N. AMU(Audio Mixing Unit)
음성혼합장치로서 들을 수 있는 좋은 소리를 만들어 내는 장비
Imput, Switch, Knob, Fader, Group, Out, Monitor, Control, VUmeter
O. 제작기법
1. Live, VTR, or Recording
2. 음악은 Live, Tape Play Back, 반주 Tape
3. 음악이 Classic, Pop, 경음악, 대중가요, 국악, 합창, 독창, 연주회
4. 드라마 - 역사, 전쟁, 사건, 애정, 다큐멘터리
5. 스포츠, 축구, 야구, 스키, 윈드써핑, 요트, 승마, 수영
6. 장소 : Studio, 홀, 강당, 체육관, 야외
7. 상기한 내용을 잘 파악하여 Mixing 하여야 함,/ 성공여하는 Mixing 계획에 있다.
8. 충분한 점검과 리허설을 하여야 한다
9. 각 Mic에 수음된 소리들은 하나 하나 음색, 음질, 바란스를 잡아 Mixing을 하므로서 좋 은 프로르램을 만들 수 있다.
☆ Audio men은 소리를 분리해서 들을 수 있는 청음법을 알아야 한다.
기초 음향이론
1. 음의 발생
음파의 발생 원리 우리들이 일상생활을 영위하고 있는 지구상에는 공기압이 존재한다. 음(Sound) 또는 음파(Sound Wave)란 음원에서 발생한 진동이 공기압의 주기적인 변화를 일으켜서 조밀파의 형태로 전파 (Propagation, 傳播) 되는 현상을 말한다. 예를 들면 시그널 제너레이터에서 20Hz정도의 저주파신호를 대출력 앰프에 가하면, 스피커의 진동막이 신호에 따라서 앞뒤로 크게 떨리는 모습을 쉽게 관측할 수 있다.
이때, 스피커의 진동막이 앞으로 움직이면 스피커 가까이에 있는 공기는 압축되고, 뒤로 움직이면 팽창된다. 이와 같이 공기의 탄성적인 성질에 의해서 발생하는 매질의 상태변화가 교류적인 물결로 주위에 전달된다고 해서 음을 탄성파 또는 조밀파라고 부르고 있다. 공기압력이 변화하면 음파가 형성된다. 그러나 공기압력이 항상 일정하다면 매우 조용한 상태를 유지하게 된다. 따라서 공기가 전혀 없는 진공상태에서는 음파가 존재할 수 없다.
2. 음의 분류
우리 주위에서 보편적으로 통용되고 있는 음에 대한 개념은 음파의 상태와 진동에 따라서 다음과 같이 두 가지로 분류할 수 있다.
가. 음, 그 자체만을 다루는 물리학적인 것
나. 음이 인간의 귀에 도달하여 생리적 또는 심리적으로 작용하는 것
여기서 전자를 음파(Sound Wave) 또는 음향(Acoustic)이라고 부르며, 후자를 단순히 음(Sound)이라고 구별한다. 그리고 소리의 발생, 전파(Propagation), 수신 및 이와 관련된 분야를 연구하는 학문을 음향학(Acoustics)이라고 부르고 있다. 음향학은 물리음향, 전기음향, 실내음향, 건축음향, 수중음향, 음악음향, 생물음향, 심리음향, 대기음향 등의 분야로 세분할 수 있다. 그리고 음향학에서는 파형, 진폭 그리고 주파수에 따라서 음을 다음과 같이 분류하고 있다.
가. 순음
나. 복합음
순음(Pure Tone)이란 그림2(가)와 같이 파형이 순수한 정현파(Sine Wave)이고, 그 진폭(Amplitude)과 주파수(Frequency)가 시간적으로 매우 일정한 상태를 유지하는 음을 말한다. 소리굽쇠(Tunning Fork)를 가볍게 두들겼을 때 또는 시그널 제너레이터에서 발생되는 단일 파형의 소리가 순음의 대표적인 예이다. 순음은 FFT(Fast Fourier Transform)로 분해했을 때, 그림2(나)와 같이 주파수 스펙트럼 상에서 단 하나의 기본 주파수만을 가진다. 이처럼 순음은 음향학적으로 볼 때 매우 단순한 형태를 이루기 때문에 인간의 귀에는 다소 불쾌하게 들린다.
복합음의 파형과 배음 구조 이에 비해서 일반적인 음의 파형은 매우 복잡하게 이루어진 복합음(Complex Tone)이다. 복합음의 기본 주파수가 되는 음을 기음(Fundamental Tone)이라고 하고, 그 정수배의 주파수를 가진 음을 고조파(Harmonics) 또는 배음(Over Tone)이라고 부른다. 이것을 복합음의 배음구조라고 하며, 고조파의 많고 적음, 크기, 그리고 위치에 따라 모든 음파는 고유한 음색을 가진다. 같은 부류의 악기들이 서로 같은 높이의 음과 키(Key) 즉, 동일한 기본 주파수로 연주해도 결코 같은 음색으로 들리지 않는 것은 이러한 배음구조의 차이 때문이다.
그리고 심리학적인 측면에서는 음을 다음과 같이 분류하고 있다.
가. 음악적인 음
나. 소음
음악적인 음(Musical Sound)은 악기에 의해서 창조되거나 새소리, 물소리와 같이 자연계에 존재하는 듣기 좋은 소리로서 인간에게 즐겁게 느껴지는 음을 의미한다. 반면에 소음(Noise)은 인간에게 불쾌하게 느껴지는 음의 총칭이다.
그런데 이와 같은 음의 좋고 나쁨의 판단기준은 듣는 사람에 따라서 달라질 수 있으며, 음악의 장르, 사회적 인식, 시대, 나이, 가치관, 기분, 환경 등에 의해서도 크게 변화된다. 따라서 음의 좋고 나쁨을 확실하게 선을 그어서 모든 사람들에게 똑같이 적용하는 것은 매우 곤란하다.
예를 들면 현대음악이나 전위음악에서는 불협화음을 자유롭게 사용하므로 경우에 따라서는 음악이 잡음에 가까을 정도로 불쾌하게 느껴진다. 이에 반해 거리에서 흔히 들리는 소음도 음악적인 음으로서의 역할을 한다. 반면에 잠을 청하는 시각에 이웃집에서 들려오는 피아노 소리는 아무리 좋은 음악적인 음이라고 해도 음악이라기보다는 잠을 못 이루게 하는 잡음으로서의 구실밖에 하지 못한다. 이처럼 인간의 심리적인 측면에서 음에 관한 성질을 다루는 학문을 심리음향학(Psycho Acoustics)이라고 한다.
3. 음의 3요소
1). 음의 높이
음의 높이(Pitch)는 음파의 기본음이 가지는 기본주파수에 의해서 결정된다. 즉, 1초에 440번 진동하는 피아노의 A음(피아노의 정중앙에 있는 A건반의 진동수를 440Hz로 정하여, 이것을 국제피치라고 부르고 있다.) 은 440Hz의 음높이를, 1초에 880번 진동하는 음은 880Hz의 음높이를 가진 A음을 낸다(그림4). 따라서 주파수가 높은 음은 높게, 주파수가 낮은 음은 낮게 들린다.
'낮은도'음에서 다음의 '높은도'까지의 음계를 1옥타브(Octave)라고 부르는데, 1옥타브의 주파수는 그림5와 같이 낮은 '도'음의 2배가 된다. 즉 1옥타브 위의 음은 기본 주파수에 대해 2배의 주파수, 2옥타브 위의 음은 4배의 주파수만큼 높은 주파수의 음을 의미한다.
2). 음의 크기
음의 크기(Loudness)는 음파의 진동진폭의 대소에 의해서 결정된다. 즉, 진폭이 큰 음은 크게, 진폭이 작은 음은 작게 들린다.
3). 음색
음색(Timbre)은 앞에서 설명한 바와 같이 음파를 구성하는 고조파의 존재 상태(배음구조)에 따라서 다르게 느껴진다. 즉, 외형상으로 매우 비슷한 악기라고 해도 고조파 배열과 크기가 달라서 두 악기는 서로 다른 음색을 가진다.
4. 인간의 청각 특성
1). 청감과 dB
음의 크기(Loudness)는 공기의 진동에 의해서 발생한 음파 진폭의 크고 작음에 의해서 결정된다. 진폭이 클수록 음은 크게 들리고, 진폭이 작을수록 작게 들린다. 그러나 인간이 느끼는 음의 크고 작음은 청감으로 지각할 수 있는 감각량이어서 물리적인 음의 크기와는 다르다. 이러한 이유 때문에 인간이 감각적으로 느끼는 음의 크기를 음량, 물리적으로 측정한 음의 크기를 음압(Sound Pressure)이라고 부르고 있다.
그러나 유감스럽게도 인간이 청감으로 느끼는 음의 크기와 전기적으로 측정한 음압은 전혀 다르다. 따라서 음의 크기를 인간의 청감과 일치하는 측정단위로 표현할 필요가 있다. 이것을 dB(데시벨: Decibel)이라고 한다. 즉, dB는 두 음에 대한 물리적인 강약을 대수(Logarithm)로 나타낸 비교값으로서 두 신호의 음의 강도 또는 전력레벨 차(비율)를 다음과 같이 매우 효율적으로 표현할 수 있다.
2). PWL·SPL 음 에너지는 음원에서 진폭과 시간이 부가되어 3차원 공간을 향하여 방사된다. 이러한 음장(Sound Field) 에너지는 보통 가상적인 표면에서 에너지의 흐름으로 표현된다. 이때, 1초의 단위시간 동안 방사된 모든 음향 에너지 P를 음원의 전력레벨(PWL: Power Level)이라고 하며 다음 식으로 나타낸다.
PWL = 10 log P/P0 (dB) (3)
(여기서 P0는 인간의 가청 한계인 10-12W를 기준)
(3)식으로부터 어떤 인가된 음향전력에 대한 음원의 전력레벨을 구하기 위한 기준음압 P0 는 0dB가 사용된다. 여기서 0dB라는 것은 소리가 전혀 존재하지 않는다는 뜻이 아니라, 1kHz 부근에서 인간이 들을 수 있는 최소 가청 한계의 음압을 의미한다. P0 는 공기라는 매질 속에서 20μPa (0.00002dyne/Cm2)의 값을 가지며, 강도로는 10-12W/m2의 전력량이다. (3)식을 이용해서 10W/m2인 제트 여객기의 PWL을 구해보면
PWL = 10logP/P0 = 10log101/10-12
= 10log1013 = 10 ×13 = 130(dB)
따라서, PWL로 환산한 비행기 소리는 인간의 최소 가청 한계보다 130dB, 물리적인 음의 크기로는 무려 1013배 크다는 결론을 얻을 수 있다. 그러나 우리가 느끼는 청감상의 크기는 비행기 소리가 10,000,000,000,000,000배(10조)나 크다고 생각하지 않기 때문에 dB를 사용하면 인간의 청감과 동일하면서도 효울적으로 소리의 강도를 표현할 수 있다.
그리고 음압비(회로망에서의 전압 또는 전류비)를 전력과의 관계에서 유도하면
두 신호의 레벨차 = 10logP2/P02 = 20logP/P0(dB) (4)
(여기서 P, P0는 각 신호의 음압레벨)
가 된다. 여기서 음압실효치 P0=20μPa를 기준레벨로 했을 때의 실효음압 P의 dB치를 음압레벨 (SPL:Sound Pressure Level)이라고 하며, 마이크, 스피커 시스템, 증폭기, 녹음/재생 시스템과 같은 음향공학 관련 분야에서 자주 사용된다. 측정단위로는 dB를 사용한다. 즉,
SPL = 20logP/P0(dB)이 된다.
3). 등·라우드네스 곡선과 청감특성
앞에서 설명한 바와 같이, 물리적으로 측정한 음압(또는 음의 강도)은 인간의 청각기관을 통해서 실제로 지각하는 음의 크기와 결코 일치하지 않는다. 그리고 인간의 귀는 가청주파수의 음에 대하여 불규칙한 응답특성을 가지고 있다. 예를 들면 1~5kHz의 음에 대해서는 감도가 매우 높은 반면, 그 이하와 이상의 주파수에 대해서는 감도가 둔하다.
이와 같은 인간의 청각특성을 그래프로 나타낸 것을 등 라우드네스곡선(Equal Loudness Curve) 또는 등감곡선이라고 하며, 그림6과 같다.
그림의 곡선에서 보는 바와 같이 사람은 나이가 많아질수록 고역주파수의 음을 듣기 어렵게 된다. 이 곡선은 청감연구의 선구자인 플레쳐(Fletcher)와 먼슨(Munson)의 이름을 따서 플레쳐·먼슨곡선이라고도 불렸으나, 현재는 그 연구결과를 더욱 발전시킨 로빈슨(Robinson)과 덧슨(Dudson)의 실험결과가 ISO (국제표준화기구) 에서 권고하는 국제적인 청감곡선으로서 자리잡게 되었다.
최소가청한계(MAF : Minimum Audible Field)는 자유음장(Free Field)에서 인간의 귀로 들을 수 있는 최소의 가청음압으로서, 이 음압 이하의 소리는 인간의 귀로는 감지할 수 없다. 그리고 인간의 청각특성(귀의 감도)은 저역에서는 매우 둔감하고 고역에서는 예민하다.
이와 같은 인간의 청감특성을 음악감상 시에도 그대로 적용시키기 위해서 대부분의 민수용 프리앰프(Pre-amplifier)에는 'Loudness' 또는 '청감보정' 스위치가 붙어있다. 이 스위치를 누르면 낮은 음압으로 음악을 들을 경우에 큰 효과를 얻게되는데, 저역주파수의 음이 청감에 맞도록 보정(증강)되어 들리지 않던 저음역의 소리가 잘 들리게 된다.
4). 마스킹효과
어떤 음 A를 듣고 있을 때, A보다 진폭이 큰 음 B가 가해지면 원래의 음 A는 들리지 않게 된다. 이때, 음 A가 음 B에게 마스킹되었다고하며, 이러한 현상을 마스킹효과(Masking Effect(라고 한다(그림7). 조용한 상태에서는 작은 음이라도 명확하게 잘 들리지만, 주위의 소음이 클 경우에는 큰 음이라도 잘 들리지 않는다. 마스킹효과의 원리는 MPEG, Dolby AC와 같은 알고리즘에서 많은 양의 데이터를 효율적으로 압축하는데 필수적으로 응용되고 있다.
5). 바이노럴효과
인간의 귀가 얼굴 양쪽에 있어서 음이 두 귀(L,R)에 도달할 때까지는 거리차 d가 발생한다. d는 음원과 두귀에 대해서 시간차와 위상차를 발생시키므로 인간은 음원의 방향을 정확하게 판단할 수 있다. 이러한 청각 현상을 바이노럴효과(Binaural Effect)라고 한다. '바이노럴효과'는 인간의 두 귀로 음원의 방향감과 임장감을 느끼게 하여 음의 입체감을 만들어낸다. 우리들이 소리를 들을 때, 한쪽 귀로 듣는 곳과 두 귀로 듣는 차이는 실로 엄청나다. 한쪽 귀로 듣는 소리가 모노(Monophonic) 방송이라면 두 개의 귀로 듣는 소리는 스테레오(Stereophonic)방송에 비유할 수 있다. 따라서 바이노럴효과는 스테레오 녹음의 기초가 된다.
6). 칵테일파티효과
여러 음원이 존재할 때, 인간은 자신이 듣고 싶은 음을 선별해서 들을 수 있는 능력을 가지고 있다. 칵테일파티와 같이 주변이 매우 시끄러운 장소에서도 상대방과의 대화를 진행할 수 있는 것도 바로 이러한 이유 때문이다. 이러한 인간의 청각능력을 칵테일파티효과(Cocktail Party Effect)라고 한다.
이에 비해서 소리를 잡기 위한 마이크는 소리 그 자체만을 수집하는 능력만 가지고 있다. 따라서 잡음이 않은 곳에서 인터뷰 또는 밴드 녹음을 할 경우에는 마이크 주위의 모든 소리가 잡히지 않도록 각별한 주위가 필요하다.
7). 하스효과
일반적인 스테레오 시스템에서 두 개의 스피커로 주파수와 음압이 동일한 음을 동시에 재생하면, 인간의 귀에는 두 개의 소리가 정중앙에서 재생되는 것처럼 느껴진다. 이처럼 음상이 스피커의 중앙에 정확히 위치하는 것을 "음상이 정위되었다"고 한다. 스테레오 시스템에서 음에 위상차가 없으면 모노로 재생되는 이치와 같다.
이 때, 그림9와 같이 오른쪽 스피커의 신호를 약간 지연시키면 음상은 왼쪽 스피커 방향으로 옮겨간다. 이것을 '하스효과' (Hass Effect) 또는 선행음 효과라고 한다. 이 효과는 실험적으로 도달 시간차가 1~30ms의 범위 안에서 발생하는데, 시간차가 50ms 이상이 되면 두 개의 소리가 마치 분리된 것 같이 들린다. 아날로그 방식의 서라운드 음장 재현 또는 의사(Pseudo)스테레오에 사용되고 있다.
5. 음파의 성질
음파는 전자파에 비해서 주파수가 매우 낮고 전달속도 또한 매우 느리지만, 전자파가 가지고 있는 물리적인 특성을 대부분 공유하고 있다. 이러한 음파의 성질은 비단 이론으로서만 의미가 있는 것이 아니라 건축, 실내음향, 수음, 스피커, 특수음향시스템, SR, 악기의 제작·조율 등에 잘 이용되고 있다.
1). 전달속도
공기 속에서 전달되는 음파의 속도는 다음 식으로 표현된다.
v = 331.5 ＋ 0.61t m/sec (여기서 v:음속, t:온도)
이 식을 이용하여 대기온도 15。C에서 음이 공기 중에서 전달되는 속도를 계산하면 약 340m/sec가 된다. 그러나 바닷속에서는 약1,500m/sec, 철 속에서는 5,000m/sec로 증가한다.
2). 파장
음의 파장, 주파수, 속도의 사이에는 다음의 관계가 있다.
λ = υ/f (여기서 λ:파장 υ:음속 f:주파수)
위의 식에서,15。C 공기중의 음속을 340m/sec라고 할 때 1kHz 순음의 파장은 약 34cm, 100Hz에서는 약 3.4m가 된다. 그리고 인간의 가청주파수를 20Hz~20kHz라고 하면, 파장은 17m~1.7cm로 매우 광범위하다. 이 수치는 마이크로 음원을 수음하거나 스피커를 배치할 때 항상 염두에 두어야 할 사항이다.
예를 들면 그림10과 같이 음원으로부터 l, l=34cm의 거리에 M1, M2 두 개의 마이크를 두고 수음된 신호를 같은 음량으로 합성한다고 하자. 만약 1kHz의 주파수에서 M1과 M2에 도달하는 음원이 동상(in-phase)이라면 합성출력은 2배가 된다. 그러나 1.5kHz, 2.5kHz 등의 주파수에서는 파장이 달라지므로 M1과 M2에 도달된 신호의 위상은 역상이 되어 합성출력을 0으로 만들어 버린다. 이와 같이 여러 지점에서 발생하는 음원을 수음할 때 발생하는 불규칙한 주파수 응답을 빗살형 필터(Comb Filter)특성이라고 하며, 음색변화에 큰 영향을 미친다.
3). 역제곱의 법칙
전항에서 설명한 등감곡선은 음원으로부터 일정한 거리만큼 떨어진 위치에서 인간이 감지하는 음의 크기를 나타낸 것이다. 그런데 음원과 청자와의 거리가 변화하면 음압레벨은 일정한 법칙에 따라서 감소하거나 증가한다.
I1/I2 = 4πr22/4πr12 = r22/r12
이 된다. 즉, 자유음장에서의 음의 강도는 음원에서 떨어진 거리의 역제곱으로 비례한다. 이것을 역제곱의 법칙(Inverse Square Law)이라고 한다.
4). 반사와 흡음
음파는 어떤 매질을 진행할 때 다른 매질의 경계면에 도달하면 진행방향이 변하는 성질이 있다. 이러한 현상을 반사(Recflection)라고 한다.(그림13)
이와는 반대로 반사되지 않고 열에너지로 변화되면서 부딪친 매질에 흡수되는 성질을 흡음(Absorption)이라고 한다. 밀도가 높은 목재 또는 표면이 단단한 나무, 금속판 등은 음파를 잘 반사시키는 성질이 있다. 그러나 부드러운 나무의 표면이나 스펀지, 발포성 우레탄 등의 물질은 음을 잘 흡수해서 음파의 반사를 억제하는 성징을 가지고 있다.
5). 회절
음파는 파동의 하나이기 때문에 물체가 진행방향을 가로막고 있다고 해도 그 물체의 후면에도 전달된다. 이러한 현상을 회절(Diffraction)이라고 한다.(그림14) 회절은 낮은 주파수의 음일수록 현저하게 나타나지만 주파수가 높아질수록 회절을 일으키기 어렵다. 따라서 저음은 지향성이 거의 없고 고음은 강한 직진성을 가진다. 결국 저음반사식(bass reflect)스피커 시스템도 이러한 원리를 적절하게 이용한 것이라고 할 수 있다.
6). 굴절
음파는 매질이 다른 곳을 통과할 때 전파속도가 달라져서 그 진행 방향이 변화된다. 이러한 현상을 음의 굴절(Refraction)이라고 한다. 주간에는 들리지 않던 소리가 야간에 잘 들리는 이유는 주변이 조용한 탓도 있지만 지표면의 온도변화에 의해서 음이 굴절되는 현상에 기인한다.
음은 공동(Cavity)과 같은 공간이 있으면 공진을 일으켜서 음을 크게 만들거나 특정한 음색의 음을 만들어 낼 수 있다. 이러한 현상을 공진(Resonance) 또는 공명이라고 한다. 공명기는 외부에서 가해지는 특정한 주파수의 음에 대해서 큰 음압을 발생시킨다. 따라서 작은 몸체 악기라도 이러한 공명기의 원리를 잘 이용하면 풍부한 음을 발생시킬 수 있다. 이와 같은 공명기의 원리는 수많은 어쿼스틱 악기(Acoustic Musical Instrument)와 음향 시스템에 그대로 적용되고 있다.
7). 맥놀이
우리 주위에서 피아노를 전혀 연주하지 못하는 사람이 소리굽쇠 하나로 피아노를 완벽하게 조율하는 모습을 볼 수 있다. 이것은 소리굽쇠와 피아노의 음을 동시에 발생시켜 두 음의 주파수와 크기가 주기적으로 변화하는 맥놀이(Beat) 현상을 이용하는 것이다.
8). 도플러 효과
구급차의 사이렌 소리나 기차가 철길을 통과할 때 울리는 기적소리는 음원이 근접할 때는 높게 들리고, 멀어짐에 따라 낮게 들린다. 이처럼 음원이 관측점을 또는 관측점이 음원으로부터 빨리 이동할 때, 기준점에서 음의 주파수가 변화되어 들리는 현상을 도플러 효과(Doppler Effect)라고 한다. 일부의 할리우드 영화에서는 비행기, 자동차 소리 등을 실감 있게 표현하기 위해서, 물체의 움직임에 따라서 도플러 효과를 적절하게 구사함으로써 사실성과 오락성을 크게 부각시키고 있다.
1. TV와 오디오
TV에서 Audio의 목적은 Video Signal과 동시에 생성되는 Sound를 정확하게 시청자에게 전송하는데 있다. 좋은 Television Sound란 Program에서 출연자가 말하고 행하는 것이 시청자에게 명료하게 전달될 뿐 아니라 적당한 Mood와 Feeling을 창조(3차원의 이미지를 주어 원근감이나 움직이는 감각 또는 Dynamic한 Sound로 시각을 자극 함으로써 영상의 진실성을 강조한다.)하는 데 도움이 되어야 한다. 만약 음성이 명료하게 들리지 않으면 영상은 불만감을 조장하는 것에 그친다.
Television Sound는 제작 장소에 따라 많은 변화가 있으므로 제작 과정에서 많은 신경을 써야한다. TV Sound는 Audio men(Mixer men)이 담당하며 이들은 여러 종류의 음(여러 개의 MIC에서 수음되는 음, TR,TT,T/C,VTR음등)을 혼합하여 하나의 정리되고 듣기 좋은 음을 만드는 사람이라 할 수 있다. 다음은 "방송 음악과 음향"과 관련한 설명이다.
2, Audio 관련 시설과 기기
가. STUDIO
방송 Program을 제작하는 Hall을 말한다. Studio는 Program의 성질에 따라 Studio의 크기, 형태, 벽면, 바닥, 천정의 모형과 건축자재가 달라지며 방음과 잔향시간도 달리 설계하여 건축한다. Studio의 모형과 Program성격에 따른 Set와 소품들의 경제조건과 실내에서 형성되는 음장의 성질과 음원의 종류, 음원의 위치에 따라 Studio에서 발생되는 음, 예를들면 악기음, 노래, 대사, 효과음 등을 MIC를 통하여 Pick up 한다. Audio men은 Studio의 상황을 잘 판단하여 Mixing방법을 선택하여야 한다.
(1) Drama Studio
(2) Show Studio
(3) 공개방송 Studio
(4) 좌담 Studio
(5) 녹음(악기) Studio
(6) 야외 Studio
(7) ANN Booth
(8) Dubbing Room
나. MICROPHONE
마이크(microphone) 에 관한 기초적인 이야기
마이크는 음향 에너지를 전기에너지로 변환 시키기로 전기 신호 처리의 제 1단계이며 소리의 입구이다. 이러한 마이크의 역할 때문에 소리의 완성에 있어서 최후 까지의 음질을 좌우하는 대단히 중요한 요소이다. 그러므로 우수한 믹서 일수록 마이크의 선택에 신중하며 그 선택 또한 어렵다. 그저 가격이 비싼 마이크가 무작정 좋다고 말할 수도 없으며 각각의 특성을 따져 보고 적절한 곳에 사용하여야 한다.
1. 마이크의 원리
마이크의 원리는 기본적의로 음파의 크기에 따른 진동판의 변화를 전기 신호로 바꾸어 주는 것이다. 그 방식으로는 전기 저항 변화, 자기 변화, 압정 변화, 정전 용량 변화 등으로 구분 된다.
㉠ 전기 저항 변화형 마이크
카본 마이크가 대표적이다. 절연 케이스 내에 카폰 입자를 넣고 그 양단에 운모 막을 배치한다. 음압에 의해 움직이는 이 운모 판은 카본 입자의 전기 저항을 변화 시킨다. 그 결과 카본에 흐르는 전류(전지 또는 다른 전원에서 공급 된다)는 소리의 파형에 비례한 변조를 받는다. 이 전기 변화를 출력으로 사용한다. 대단히 튼튼 하지만, 주파수 범위가 대단히 좁고 지향성을 갖추기가 곤란하므로 별로 사용하지 않는다.
※사용 예 ; 전화기의 송화기 ← 요즘은 별로 사용 하지 않는다.
㉡ 압전형 마이크
어떤 물질에 압력을 가하여 변화 시키면 전압이 발생한다.(피에조 효과) 이러한 물질( 예;수정)을 이용하여 만들어진 마이크이며, 주파수 범위가 한정적이며 무지향성 이다. 크리스털 마이크가 대표적이며 튼튼하고 대량 생산에 적합하여 가격이 싸다.
※사용 예 ; 수중 마이크, 소형 테이프 레코더의 부속 마이크
㉢ 자기 변화형 마이크
ⓐ 리본 마이크 파형의 주름을 잡은 얇은 금속박으로 만든 가는 리본이 그 양 끝이 고정 되어, 강력한 자석의 양 극 사이에 매어 달린다. 음파에 의해 리본이 진동 하면 리본의 양 끝에서 약간의 전압이 발생한다. 특징 ; 음색이 부드럽고 특성이 좋다. 특히 목소리에 대하여 부드러운 맛이 있어 방송용의 낭독등에 적합하다. 콘트라 베이스와 같은 저음 현악기, 우드 베이스 수음등에 사용 하면 독특한 매력이 있는 중후한 음이 얻어 진다. 앞뒤 방향에 민감한 지향성 마이크이다.
사용상 주의점 ; 구조상 충격에 약하다. (입으로 세게 불기만 해도 고장이 난다) 야외용으로는 사용 하지 않는다.(바람에 약하다) 강력한 영구 자석이 사용 되므로 자기 테이프나 손목시계등을 가까이 하지 않는다.
※대표적 모델 ; BEYER M-160, M-260 AIWA VM-17 RCA BK-5B, 77-DX
ⓑ 다이나믹 (dynamic) 마이크
moving coil형 이라고도 하며 원통의 자석 둘레에 가동 코일을 놓고 이 코일을 진동판으로 동작시켜 코일에 발생하는 전류를 이용한 마이크이다. 마이크의 설계에 의해서 각종 지향성의 마이크를 만들 수 있다.
특징 ; 튼튼하고 동작이 안정적이다. 마이크에 별도의 전원이 필요 없다. 취급이 간편하고 기동력이 풍부하다. 비교적 값이 싸다. 부드러운 맛이 있는 자연스러운 음을 내므로 대중음악의 보컬용으로 좋다. 대음량 음원에 대한 순응성이 있어 베이스 드럼 등의 저음 악기용에 널리 사용 된다. 바람에 대한 영향력이 적어 야외 자연 음의 수음이나 인터뷰 등에 이용된다. 진동막이 가볍고 견고한 재질을 사용하여 지향성을 예리하게 만들 수 있어 여러 용도로 널리 사용한다.
※대표적 모델 ; SHURE SM-57, SM-58, SM-63 AKG D-222, D-224 SENNHEISER MD-421, MD-441
ⓒ 정전 용량 (condenser)형 마이크
대단히 얇은 금속박으로 만든 진동판이 아주 작은 틈새를 두고 고정 전극과 마주한 채 콘덴서를 형성한다. 이 콘덴서에는 대단히 높은 저항을 통해서 직류 전압이 가해지고 있다. 소리에 의하여 진동판이 움직이면 콘덴서의 용량이 변하므로 이 전압도 변화 한다. 이것을 음성 신호로 사용 하는 것이 콘덴서 마이크이다. 콘덴서 마이크는 가볍고 강하며 주파수 특성이 좋은 것을 제작할 수 있으며 진동판이 소형이기 때문에 마이크 캡슐의 형상도 아주 작게 만들 수 있다.
특징 ; 전극에 전압을 걸어야 하고 전극이 높은 임피던스 이므로 전극 가까이에 앰프를 설치해야 하므로 마이크에 전원이 있어야 한다. 전원, 접속 점이 많아 다이나믹형보다 기동성이 떨어진다. 주파수 특성이 대단히 좋아 악기 수음에 절대적 이다. 앰프에 FET사용으로 건전지로 작동되어 기동성이 개선 되었고 모양도 작아져 취급이 간편해 졌다. 과도특성이 우수하여 음압이 크지 않은 타악기나 현악기 수음에 적당하며, 목소리에 대해서는 '걁' 발음이 강조되며 바람에 대해서도 잡음이 발생하기 쉬우므로 목소리나 야외 수음에는 부적합하다.
※대표적 모델 ; SONY ECM-50, C-38 NEUMANN U-87, U-89 SENNHEISER MKH-416, MKH-816 SHURE SM-85, SM-87 AKG C-451
2. 마이크의 지향성
소리는 공기의 기압진동이며 이 압력의 변화는 음원에서 전방향으로 균일하게 전파한다. 역으로 어느 한 지점에서 소리의 압력의 변화는 어느 방향에 서나 똑같다. 즉 음압 변화를 감지하는 압력형 마이크는 전 지향성이 된다. 음파가 진행하는 일직선상의 A점과 B점에서 본다면 그 거리에 비례 한 위상차가 생긴다. 한편 소리는 진행 방향을 향하여 어느 속도로 전파된다.이 두 지점의 위상차를 이용한 속도형 마이크는 양지향성 마이크가 된다. 마이크의 지향성은 기본적으로 압력형과 속도형의 조합으로 구성되며 마이크의 종류에 관계없이 설계할 수 있다.
※ 기초 지식 ; 진동판의 주위가 밀폐되고, 한쪽 면만이 음원을 향하는 구조 일때, 모든 방향에서 오는 음압은 진동판을 균일한 힘으 로 움직여 무지향성이 된다. 진동판의 앞뒤에서 균일한 음압이 가해지도록 하면 양 지향성이 된다. 진동판의 앞쪽에 대하여 뒤쪽에 가해지는 음파의 위상이 반대가 되도록 하면 카디오이드 특성이 얻어진다.
㉠ 무지향성(전 지향성) 모든 방향에 균등한 감도를 가지고 있다. 그룹의 소리를 집음 하는데 적합하다. 피드백이 문제가 되기 때문에 스피커에 근접하여 사용하는 것은 권장 할 수 없다. 불필요한 소리를 모두 집음 하기 때문에 잔향이 있는 곳에서의 사용도 적합하지 않다.
㉡ 단일 지향성 (카디오이드형) 심장의 모양과 흡사한 지향 패턴이다. 앞쪽에서의 감도가 최대이고 뒤쪽의 감도는 거의 없다. 하이퍼 카디오이드나 슈퍼 카디오이드는 뒤쪽의 감도가 조금 남아 있지만 앞쪽으로는 좁은 협각의 지향성을 가지고 있으며 옆쪽의 감도는 거의 없다. 스피커로 부터의 피드백을 방지할 수 있고 필요한 곳의 소리만을 수음 할 수 있다. 스튜디오 녹음시 악기 상호간 의 간섭을 방지 할 수 있다.
㉢ 양 지향성 (8자 패턴) 앞쪽과 뒤쪽에 각각 동그란 지향 패턴을 가진다. 좌우와 위아래에 감도가 작은 부분을 가지고 있다. 앞뒤 감도에 차가있는것, 극단적으로 양 옆의 감도가 둔한 것들이 있다. 양쪽에 이야기를 하는 사람이 있는 경우, 악기 녹음시 직접음과 방의 반향음을 조금 가하려 할 때 도움이 되며, 라디오 드라마 녹음 시 정면에서 감도가 내려가는 측면으로 조금만 이동해도 훨씬 멀리 걸어간 것 같은 효과를 낸다.
㉣ 초 지향성 (건 마이크) 특별히 지향성이 예민하여 한 방향(10~20도)의 소리 밖에 수음 되지 않는다. 단일 지향성 마이크 2개를 같은 선상에서 거리차를 두 고 그 출력의 차를 출력하면 지향 페턴이 예민해 진다. 현재 실용 되는 마이크는 가는 파이프의 측면에 좁은 흠(SLIT)을 많이 만들어 놓고 그 파이프의 한쪽에 무지향이나 단일 지향성 마이크를 붙여서 만든 것이다.
※※ 마이크의 지향성은 카메라 렌즈의 지향성과 달리 지향 각도 밖에 있는 소리도 수음 되므로 수음시에는 자신이 원하는 소리 이외의 소리가 얼마나 들어오는지 직접 확인하여야 한다. 지향각 이외의 소리는 음질이 나쁘며 주파수 마다 지향특성이 어떤지 확인 하여야 한다.
3. 마이크의 형상과 용도별 특징
마이크의 모양은 개발된 이래 표준적인 사이즈는 크게 변하지 않았다. 보통의 마이크는 음원에서 30Cm~3M 전후에서 최고의 성능을 발휘하도록 설계되어 있다.
㉠ 핸드 마이크
음원에 근접하여 사용하는 것을 전제로 설계되었으며, 핸들링 노이즈(handling noise)가 없고 팝(pop)노이즈에 강할 것, 근접 효과가 작고 음이 또렷해야 하고 명료도가 높아야 한다.대표적인 마이크인 SM 58은 가수 소리를 명료 하게 수음 하기 위하여 입 가까이에 서 사용하도록 설계되어 주파수 특성이 평탄하지 않다. 근접효과의 상쇠를 위하여 저역을 극단적으로 잘라 버려 떨어진 위치에서 사용하면 저음이 나지 않는다.
㉡ 초소형 마이크
TV 프로그램의 화면상에 마이크를 없애고 싶을 때 초소형의 콘덴서 마이크를 사용 한다. 뉴스나 해설,교육 프로그램등에 사용 된다. 가슴이나 넥타이에 달아도 양호한 음질이 되도록 설계되어 있으며 평탄한 주파수 특성과 무 지향성이 많다.
㉢ 초지향성 마이크
음원에서 어느 정도 떨어진 거리에서 최적의 음질과 S/N 비가 좋아 주위의 잡음이나 울림을 제거하도록 설계되었다. TV나 영화에서 어떠한 마이크라도 화면에 나오는 것이 허용 되지않을때 사용 하며, 가까이 접근이 곤란한 취재 현장이나 새소리 벌레소리 등을 수음할 때 사용 한다.
㉣ PZM (pressure zone mic)
최근에 개발된 마이크로 벽면이나 마루면에 부착하여 반사음에 의한 위상 상쇠를 없애고 어느 정도 떨어진 곳의 음이라도 넓은 주파수 범위에 걸쳐 명료한 수음을 할 수 있다. 또한 마루면과의 거울 효과로 출력이 2배가 되는 이점이 있다. TV 프로그램의 무대 중계나 오페라,스포츠 등의 수음에 사용 된다.(예; 탁구대 밑에 부착)
㉤ 콘택트 (contact) 마이크
특수한 마이크의 일종으로 물체의 진동을 직접 수음 하는 전자형 콘택트 마이크다.(예;기타나 현악기의 몸통에 직접 부착하여 진동 을 수음 한다.)
㉥ 수중 마이크
물속을 전파하는 음 중에서 가청 주파수 대역의 음을 수음하는 마이크로서 수압에 의해 공기중에서 사용 하는 진동판은 사용 할 수 없고 방수 대책도 필요 하므로 압전형이 대부분이며 음향 특성이 물과 비슷한 고무,유기 플라스틱, 기름 등을 넣어 진동판을 구동하는 방식을 사용한다.
㉦스테레오 마이크
스테레오 마이크는 하나의 몸체 내에 두개의 마이크를 수용하여 만든 것으로 보통의 콘덴서형 가변 지향성 마이크로 되어 있으며 XY 마이크와 MS 마이크가 있다.
ⓐ XY 마이크 ;음원에 대하여 두개의 마이크로 각도를 주어 서로 다른 정보를 수음하는 방식이다. (마이크의 배치가 XY모양이다.) 음원의 종류나 그 배열 상태, 음원과의 거리 등에 의해 양 유닛의 각도를 조정하면 스테레오 정위나 퍼짐 등을 변화 시킬 수 있다. 따라서 거리나 위상차에 의한 스테레오 수음이 된다. 간단히 두개의 지향성 마이크로도 같은 수음이 가능하다.
ⓑ MS 마이크 ; mid-side 마이크의 약자로 한쪽 마이크의 유닛을 단일 지향성으로 하고 (mid) 다른 한쪽의 유닛을 양 지향성으로 하여(side) 서로 90도의 각도를 주어 배치 한다. 그래서 이 두 마이크의 합과 차를 각각 L채널과 R채널로 하여 스테레오 신호로 사용 한다. 따라서 음량차에 의한 스테레오 수음이 된다. 두 마이크의 합과 차를 만들어줄 별도의 회로가 필요하여 전용 마이크가 아니면 간단히 구성되지 않는다.
㉧ 무선 (wireless) 마이크
보통의 마이크와 달리 케이블이 없이 마이크 헤드 내에 송신기를 포함시켜 VHF나 UHF 대의 전파로 송신하여 수신기로 수신하는 방식이다. 마이크의 케이블이 없기 때문에 행동이 자유로우며, 스튜디오뿐 아니라 야외 중계나 무대의 오페라, 연극등에 효과적으로 사용된다. 보통 마이크의 송신기는 신호가 약하기 때문에 수신기 쪽에서 2개의 안테나를 사용하여 안정된 쪽의 신호를 취하는 다이버시티 (diversity) 방식을 사용 한다. VHF대 방식보다 UHF대 방식이 신호가 좋으며 고급품이다
4. 마이크의 물리량
㉠ 감도
마이크의 감도는 마이크에 일정한 음압을 가했을 때 출력에 발생하는 전압 또는 기전력으로 표시한다. 일반적으로 오픈 회로(open circuit) 출력 전압을 mV 로 표시하고 있지만 1V = 0dB 의 dB 단위로도 표시한다. 1μbar의 음압을 마이크에 가했을때 마이크의 오픈 회로 출력이 1mV라면 마이크의 감도는 1mV/μbar 또는 -60dB(1V/μbar = 0dB)로 표시한다. (CGS 단위) 앞의 예를 1pa(pascal)=1N/㎡(N=뉴턴의 힘 단위) 의 MKS단위로 표시하면 10mV/pa 또는 -40dB(1V/pa=0dB)로 표시 한다.
㉡ 주파수범위
일정한 전압의 기준 음을 가했을때 출력전압의 주파수 특성은 음색에 관계되는 중요한 특성이다. 보통의 범위는 30Hz 에서 18kHz대의 인간의 가청 주파수 대역에 대하여 만족된다.
㉢ 출력 임피던스
마이크의 출력 임피던스는 프로용이 60,150,250,600Ω 등의 낮은 임피던스이고 일반 아마추어용은 10,50kΩ등 높은 임피던스가 보통 사용된다. 임피던스가 낮으면 약 300m 정도의 긴 길이의 케이블의 사용이 가능하며 높은임피던스의 마이크는 약 50m이상의 케이블의 사용은 곤란하다.
※ 임피던스 ; 회로에 대한 교류 저항치로서 주파수 마다 차이가 있으므로 측정 주파수를 표시하여야 한다. 음향 기기에서 별도의 표시가 없으면 1kHz 에 대한 임피던스이다. 음향 기기의 상호간의 접속에서 임피던스를 같게 하는 것은 매우 중요 하며 그렇지 않으면 신호의 손실이 발생하여 주파수 특성이 나빠지든지 일그러짐이 발생한다.
㉣ 평형과 불평형
평형은 2개의 신호선과 신호선을 감싼 1개의 쉴드로 되어 있고, 불평형은 1개의 신호선과 1개의 쉴드로 이루어져 있다. 마이크에만 한하지 않고 신호의 전송에서 신호선이 독립되어 있는 평평형이 외부의 잡음에 강하고 전송 특성이나 S/N 비도 우수하므로 프로용으로 사용 된다.
MIC는 음향 energy를 전기 energy로 바꾸기 위해 사용하는 전기 음향 변환기이다. MIC의 종류는 다음과 같다.
(1) Moving coil Electro dynamic mic
(2) Condenser mic(정전형 mic)
(3) Ribbon mic
(4) Wireless mic(Radio mic)
(5) Piezoeiectric mic(압전형 mic)
(6) Crystal mic
(7) Direct mic(Box)
(8) Contact mic(ardioid)
(9) Lavalier mic
(10) Underwater mic
(11) Gun mic
(12) Hand mic
(13) Pin mic
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