#3. 저음 공진음 처리 Part 1
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#3.
저음 공진음 처리 Part 1
글 : 오리진(사운드트리 대표)
* 공간 음향의 공적, 저음 공진
룸 튜닝의 첫 걸음은 공간이 가지고 있는 저음 공진 음(Resonant Sound)을 정리하는 것입니다.
스피커의 재생 대역과 재생 볼륨에 따라 큰 차이가 생길 수 있지만 어떤 공간이건 룸의 물리적인 특성(가로, 세로, 높이)과 스피커의 위치에 따른 특정 주파수대의 공진 음이 발생합니다.
일반적인 장비와 환경일 경우 대체로 100 초중반대 hz 대역에 이런 문제가 생깁니다.
이러한 공진 음의 발생은 공간의 3차원(가로, 세로, 높이)이 만나는 구석에서 가장 강하게 응집됩니다. 또한 최저 발진 공진 음의 2배수와 3배수로 추가적인 공진 음 들이 발생합니다. (예를 들어 110hz의 공진 음은 220hz, 330hz, 440hz와 같이 110의 2와3 배수 공진 음 들을 추가로 발생시킵니다)
결국 근본적으로 공간의 공진 음 들을 처리하기 위해서는 가장 밑 대역의 발진 주파를 먼저 해결하는 것이 가장 명쾌한 해결 방법입니다.
그렇기 때문에 공간의 공진 대역을 먼저 파악하는 것이 가장 중요합니다. DAW 프로그램의 사인파 발진 프로그램 등을 통해서 측정을 하는 것이 가장 간편하지만 이러한 프로그램이 없을 경우에는 온라인에서 대역 별 사인파 발생 녹음 본을 검색해서 사용하시면 됩니다.
다른 대역에 비해 갑자기 소리가 커지면서 불쾌하게 소리가 울리는 대역이 공진 음 입니다. 그 대역의 2배수와 3배수를 재생하여 공진 음을 직접 귀로 확인하시는 것이 룸 어쿠스틱 DIY의 첫 걸음입니다.
* 베이스 트랩, 흡음 대역에 대한 잘못된 지식
룸 어쿠스틱스 에서 저음 처리의 대명사가 바로 ‘베이스 트랩’ 입니다. 우리는 여러가지 형태의 베이스트랩을 다양한 위치에 설치 합니다. 하지만 공통된 설치의 주 목적은 저음 공진 제어입니다.
그런데 베이스트랩의 충진 물질이 저음을 흡음한다는 잘못된 상식이 널리 퍼져있고, 이런 주장에 속는 분들이 우리 주변에는 아주 많습니다. 효과를 극대화하기 위해 베이스트랩의 두께를 두껍게 하고 베이스트랩과 벽 사이의 공간을 띄웁니다. 하지만 아쉽게도 베이스트랩의 충진 재질에 의해 저음, 특히 공진 음이 사라지지는 않습니다. 설치하는 베이스트랩의 두께가 두꺼워지면 방의 물리적인 사이즈에 유의미한 변화가 생기고, 이에 따른 공진 음 발진 대역에 변화가 오는 겁니다. 이러한 경우 목표(Targeting)한 문제 공진 대역이 해결된 것으로 착각을 하는 경우가 많습니다. 즉 방의 물리적인 변화에 의해 공진 대역이 다른 대역으로 바뀐 것을 문제가 해결된 것으로 착각하는 경우가 많습니다. 결국 공진 대역이 다른 대역으로 옮긴 것을 문제 해결로 착각하는 겁니다. 또한 이런 현상을 두꺼운 벽에 의해 공진 음이 흡음 된 것으로 측정 자료를 잘못 해석하는 경우가 우리주변에 너무나 많습니다.
일단 125hz 이하의 저 대역 청음 시, 차이가 느껴질 정도로 효과적으로 흡음하는 단일 물질은 이 세상에 존재하지 않습니다. 밑의 그래프에서 보이듯이, 거의 모든 유명 흡음재도 결국은 저음보다는 모두 중음역대에서 가장 효과적입니다.
자료: Sound on Sound 2015년 7월호
저음 대역, 특히 공진 음의 경우 흡음재만으로는 절대 효과적으로 제어되지 않습니다. 지난 글 들에서도 이미 몇 번 언급했듯이 높은 흡음률의 재질을 시공했다고 무조건 높은 흡음 효과를 보장 하지도 않습니다.
흡음률(투과율)이 높은 물질의 경우 뒤편에 함께 시공된 물질에 의한 반사 음도 그 만큼 많이 반사, 투과 시키기 때문입니다.
예를 들어 180hz의 흡음률이 높은 흡음재를 반사가 잘되는 벽 뒤에 설치할 경우, 결국 벽에서 반사된180hz의 반사 음도 더 많이 역방향으로 투과시키는 현상이 발생합니다. 결국 특정 대역의 흡음을 단순히 시공 제품이 제공하는 흡음 데이타만으로 해결한다는 것은 순진한 상상일 뿐입니다.
* 가장 까다로운 그러나 가장 효과적인 차원 왜곡
글 서두에서 이미 언급했듯이 직육면체 공간의 경우 가로,세로,그리고 높이가 만나는 공간의 구석에서 공진 음의 에너지가 강력하게 누적됩니다. 그 후 공간 전역으로 ‘진동’이 전달됩니다. 음악을 틀고 벽면을 만졌을 때 손에 느껴지는 진동이 소리임을 이해해야 합니다. 결국 원치 않는 대역의 진동을 잡아야 원치 않는 소리를 잡을 수 있습니다.
또는 청자의 귀에 원치 않는 소리 즉, 공진 음이 전달되는 것을 우선적으로 막는 방법도 가장 효율적인 룸 튜닝 전략입니다. 스피커 뒤 같은, 사람들이 청음 하지 않는 공간의 음향이 무조건 좋아야 할 필요도 없습니다. 청자의 위치를 위한 좋은 공간 음향 세팅을 우선적으로 고려하는 것이 현명한 룸 어쿠스틱스 입니다.
이 두가지 요소를 동시에 가장 효과적으로 충족시키는 것이 바로 ‘공간 왜곡’입니다. 즉 하나의 직육면체 공간이 갖는 물리적인 특성을 왜곡해서 수많은 직육면체가 갖는 공간의 특성을 한 공간이 소유하게 만드는 겁니다. 이러한 방식을 통해 물리 법칙에 의해 한 직육면체의 공간이 어쩔 수 없이 갖는 진동과 반사에 의한 음향적인 단점을 보완하는 겁니다.
가장 쉬운 방법은 바로 직육면체의 형태를 파괴하는 겁니다.
먼저 가장 강한 공진 파가 축적되는 스피커 뒤 모서리를 베이스트랩으로 ‘사선 처리’하는 방법이 가장 효과가 좋습니다. 마치 새로운 벽면이 생기는 효과가 생깁니다. 가로, 세로, 그리고 높이가 형성하던 구석이 사라지면서 공진 파가 감소되고 청자에게 들리던 불쾌한 소리가 사라지는 효과를 체험할 수 있습니다. 가장 쉬운 공간 왜곡 방법입니다.
사진) 베이스트랩을 스피커 뒤에 사선으로 처리한 전형적인 모습 (시공: 사운드 트리)
위의 사진과 같은 베이스트랩을 이용한 공간 왜곡의 경우가 큰 공사 없이 선택할 수 있는 가장 경제적인 공간 왜곡 방법입니다. 하지만 잘 계획된 대부분의 청음 공간 시공은 최초의 벽체 시공에서부터 직육면체의 물리적인 단점을 탈피하기 위한 공간 왜곡을 시도해서 저음 공진 음을 제어합니다. 그 공간 왜곡 방법은 무수히 많고 청취 공간의 목적에 따라 다양하게 디자인됩니다.
사진제공 : 대구 김광원 내과 원장님 청음실 (음향 세팅 및 음향 보드 시공 – 사운드트리)
하지만 무조건 직육면체의 모습을 탈피한 모습이 다 좋은 음향 공간을 만드는 것은 아니기 때문에 벽체 시공의 경우 전문가의 설계와 시공은 필수라고 할 수 있습니다.
일반적으로 공진 음 제거를 위한 가장 간단한 공간 왜곡의 방법은 다음과 같습니다.
1. 공간의 공진 대역을 정확히 파악하여 2배수와 3배수 대역의 문제가 있는지 정확히 파악한다.
2. 스피커의 위치를 조정하면서 최대한 공진 음을 약하게 만든다. (가장 중요!)
3. 공진 음이 약해지면 혹시 다른 대역으로 공진 음이 이동한 것이 아닌가 잘 파악한다.
4. 베이스 트랩 (내부 재질은 건축용 방음 충진 재를 피하고 가급적이면 밀도가 높은 압착 섬유나 수지를 추천. 또는 두 가지를 층으로 섞어 쓰는 걸 추천)으로 스피커 뒤를 사선 처리한다
5. 스피커 위치를 청자를 향해 좌우 대칭되게 토인을 똑같이 놓치 말고 마치 가상의 비뚤어진 벽이 있는 것 같이 좌우 토를 다르게 하면서 공진음과 2배수 3배수 공진 음의 변화를 파악한다. (스피커를 무조건 완벽 대칭으로 세팅하지 마세요)
6. 방안에 있는 책장이나 가구의 위치를 벽면과 평행하게 놓지 않고 움직이면서 소리의 변화를 파악한다.
7. 좌우대칭 된 벽면이 가장 좋은 소리를 선사한다는 잘못된 생각을 버리고 창조적으로 사물을 배치해서 가장 좋은 청음 환경을 만들도록 노력해 본다.
참고: 좌우 벽면 비대칭 (물리적인 벽면의 길이나 각도 뿐 아니라 벽체의 물성이나 밀도의 차이)이 청음 환경의 문제를 극적으로 해결하는 경우도 아주 많습니다.
8. 아래 사진과 같이 어쿠스틱 폼이나 목재(안이 울리지 않게 잘 충진)들을 이용하여 천장과 벽면에 새로운 경사를 만들어 천장을 타고 오는 공진음을 제어한다.
사진제공: 프로듀서 James Mora (시공: 사운드 트리)
저음은 우리가 촉감으로 느낄 수 있는 진동입니다. 그렇기 때문에 진동 전달을 최소화하는 방진 물질로 모든 벽체를 처리하는 것도 굉장히 방진에 효과적입니다. 하지만 문제는 이런 최첨단 방진 도료나 방진 소재도 여전히 저음을 제대로 제어하지 못한다는 것입니다. 또한 이런 도료는 기존 벽체의 물성을 완전히 바꾸기 때문에 방진 도료로 벽체를 처리할 경우 기존의 룸 어쿠스틱스를 완전히 망치는 경우도 많습니다. 그렇기에 이런 물질은 특정 주파수 제어보다는 방진 방음을 위한 산업 도료로 더 많이 쓰입니다. 하지만 환기파이프나 금속 구조물의 불필요한 진동을 제어하기 위한 수단으로 음향 시공에 사용될 수 있습니다.
직육면체 공간의 물리적인 특성을 왜곡하고 청자에게 문제가 되는 소리가 들리지 않게 만들기 위해서 룸 튜닝 도구 (베이스트랩, 디퓨저, 어쿠스틱폼, 다양한 음향판)들을 명확한 목적으로 적소에 설치하는 것이 룸튜닝 기술의 핵심입니다.
하지만 벽체를 새로 시공할 수 있는 경우는 공간 왜곡 벽체 시공을 통해 룸 튜닝 도구의 사용을 최소화할 수 있습니다. 이처럼 상황에 맞는 공간 음향 시공법을 선택하는 것이 가장 경제적이고 효율적인 방법입니다.
사진 : 공간 왜곡 시공법을 통해 공간 음향을 완성한 천장과 벽면 (시공: 사운드 트리)
다음 시간에는 이동식 베이스 트랩 또는 뒷 벽면과 스피커의 거리를 이용한 모든 음향 공간이 가지고 있는 ‘저음 딥 ‘ 문제 해결에 대해 얘기해 보도록 하겠습니다.
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