3. 멀티채널 마이크로폰 테크닉(Multichannel Microphone Technique)

팁(Tip)
* 여러 가지 스테레오 방법들이 다양한 테크닉으로 멀티채널 사용에 확대되고 있다. 가장 쉬운 것은 팬 포트 스테레오(pan potted stereo)이며, 이것은 각 모노 소스들을 5채널 사운드 필드에 위치를 패닝하는 방법으로, 이 이외에도 스페이스트 무지향성과 코인시던트 테크닉과 같은 방법들도 멀티채널 사용에 확대되고 있다.

* 기본적인 5.1-채널 방법은 목적에 따라 두 가지로 분류되다: 직접음/앰비언스(direct/ambient)와 소시 올 라운드(sources-all-round) 접근 방법이다.

* 잔향은 멀티플 마이크로 공간적으로 녹음되며, 직접음보다 룸 앰비언스의 비율을 높게 픽업하기 위해 심지어 카디오이드 마이크의 rejection side를 소스로 향하기도 한다.

* 스팟(spot) 마이킹에 디지털 타임 딜레이(digital time delay)를 사용하면 음질이 향상될 것이다.

* 2-와 5.1-채널 녹음용 8-트랙 장비가 출시되었으며, 여기에는 bit-splitting 설비가 포함되어 있기 때문에 20-비트 녹음이 DTRS 포맷 장비(DA-88)로 가능하다.

* 요즘에는 5.1 채널 녹음에 적합한 마이크들이 출시되고 있다.
 
* 실제 제작에서는 프로그램의 특성을 살리기 위해 여러 종류의 멀티채널 녹음 기술을 복합해서 사용하고 있다.

서론(Introduction)

스테레오포닉 마이크로폰 기술 서적이 많고, 그 중 명서가 AES에서 발간한 John Eargle의 stereophonic technique이다. 이 섹션에서는 마이크의 기본 지식, 예컨대 압력형(pressure, 무지향성), 순수 압력 경도형(pure pressure-gradient, 8자형) 변환기과 극성패턴 등에 관해 논할 것이다. 만일 여러분이 이러 내용에 대한 정보가 필요하다면 이러한 책을 구입해 보세용.

스테레오 마이크 기술은 크게 네 가지로 분류할 수 있다.
* 멀티플 마이크로폰: 팬으로 위치를 정하며, 일명 팬폿 스테레오(pan pot stereo)라고 한다.

* 스페이스트 마이크로폰: 무지향성을 음원에 수평으로 펼치며, 일명 스페이스트 무지향성(spaced omnis)라고 한다.

* 코인시던트 또는 니어-코인시던트 지향성 마이크로폰: X-Y, M-S, ORTF, Faulkner, Ambisonics, 등이 포함된다.

* 더미 헤드 바이너럴(dummy head binaural)

다음은 스테레오에서 사용되는 여려 기술들을 간략하게 설명한 후, 이 방법들의  멀티채널 응용으로 확대할 것이다.

팬 폿 스테레오(Pan Pot Stereo)

멀티플 마이크의 사운드 필드의 위치를 팬폿으로 처리하는 방법은 아마도 대중 음악 그리고 스포츠 혹은 TV에서 가장 광범위하게 사용되고 있을 것이다. 이 기술은 팝 음악에서 멀티채널 녹음기와 결합되어, 오버더빙과 믹스다운을 통해 섬세하게 조정된다. 이 기술은 녹음에서 마이크를 음원 가깝게 사용하므로, 다른 기술에 비해 채널간의 조정이 용이하다. 비록 100% 차음이 장애물 부근의 소리 분산으로 인해 어떤 상황에서는 바람직하지 않지만, 아직도 이 방법이 가장 많은 차음을 제공한다. 

다음은 멀티플 팬 폿 마이크를 스테레오 혹은 멀티채널 프로그램 녹음에 사용할 때 고려할 점들이다.

* 마이크와 음원간의 관계가 중요하다(이것은 다른 기술에도 적용되지만 특히 멀티마이킹은 통상적으로 가깝게 사용하므로 더욱 중요하다). 많은 악기들과 스피치는 소리 방사 방향에 따라 다른 강도의 다른 주파수 범위를 갖는다. 마이크 배치가 기술이라기 보다 예술에 가깝다는 이유는 단지 과학적인 측면으로 접근하면 음원의 모든 정보들을 얻으려고 노력할 것이다. 대부분의 음원들은 복잡한 공간적 출력을 가지므로 여러 개의 마이크가 필요하지만 이것은 상당히 비현실적이다. 따라서 우리는 음원의 음색을 정확히 표현하는 하나의 마이크 위치를 선택한다. 스피치에서는 마이크을 연설자의 정면 혹은 약간 위에 놓는다: 입 아래의 소리가 입 위보다 좋지 않은데 그것은 목소리의 전형적인 방사 패턴 때문이다. 전문가들은 악기의 최적 소리를 픽업하기 위해 악기에 따른 음향 특성을 잘 알고 있다.

* 가끔은 악기의 차음을 고려해 마이크를 악기 가까이 사용해야만 할 경우가 있다. 물론 이 위치는 최적의 음색을 제공한다고 볼 수 없으므로, 약간의 이퀄라이제이션이 필요하다. 예를 들어, Schoeps MK2와 같은 주파수 특성이 매우 평탄한 마이크를 생각하자. 이 마이크를 바이올린 솔로에서 몇 피트 띄우고 머리의 45도인 지점에 놓으면(이 위치는 오케스트라에서 하나의 바이올린을 집중시킨다) 소리가 너무 끽끽거리고 보잉 소리가 너무 심하게 전달된다. 이러한 문제는 마이크 자체라기 보다는 마이크 위치가 평소에 우리가 듣는 위치보다 더 가깝기 때문이다. 평소에 우리는 실내에서 반사음과 잔향을 함께 들으며, 직접음의 레벨이 반사음과 잔향에 비해 낮다. 즉 실제로 우리가 듣는 소리는 모든 방향에서 전달되는 바이올린 소리의 합이라 볼 수 있다. 하지만 다른 바이올린으로부터 솔로 바이올린의 적절한 직접음을 얻으려면 마이크 위치를 가까이 해야 하고 그로인해 음색이 파괴(wrecking)된다. 따라서 우리는 이퀄라이징을 필요로 하면, 아마도 10kHz에서 -4dB(셀빙 eq)를 사용하거나, 만일 바이올린 소리가 지나치게 철사 같다면(wirey?) 3kHz 주변을 2-3dB 넓게 감소시킨다.

* 팬 폿 녹음 방법에서 잔향 유니트를 사용해야 한다. 요즈음은 5 채널 잔향기를 자주 접하게 되며 Lexicon 960L과 Protool의 Kind of Loud 플러그인 등이 있다. 만일 멀티채널 잔향 유니트가 없다면 여러 개의 스테레오 잔향을 사용한다. 방법에 대해서는 4장“ mixing”에서 논의할 것이다.

* 이 방법은 순수론자에게 리얼한 스테레오가 아니라는 비판을 받고 있으며, 그들은 각 채널의 레벨차로 스테레오를 결정하는 코인시던트 마이킹이 최선의 방법이라고 고집한다.

스페이스트 무지향성(Spaced Omnis)
스페이스트 마이크 스테레오는 1930년 벨 연구소의 작품이다. 이 방법은 여러 개의 마이크를 일정한 간격으로 띄우고, 이와 유사한 간격으로 라우드스피커를 배열해 재생한다. 이것은 원하는 사운드필드를 얻기 위해서는 무한대의 마이크가 필요하다는 논리이다. 하지만 유럽에서 그러한 사운드필드는 단지 페어 마이크로도 가능하다는 사실이 밝혀졌다.

다음은 스페이스트 마이크 사용의 고려 사항이다.

* 스페이스트 마이크의 한 가지 접근 방법은 데카트리(decca tree)이다. 이 셋업은 세 개의 라지 다이어프램(large-diaphragm) 무지향성 마이크를 오케스트라 지휘자 위와 뒤에 설치하거나 혹은 다른 음원에도 비슷한 위치에 설치한다.
* 이 방법은 마이크 간격이 너무 좁으면 마이크 채널간의 구별이 힘들고, 너무 넓으면 채널간의 가청 시간차가 생겨 에코가 발생한다. 일반적으로 마이크 간격은 음원 규모에 따라 조정되며 음원의 양 끝의 소리와 중앙의 소리를 거의 동일하게 픽업한다. 전형적인 마이크 간격은 10에서 40피트사이이다.

* 스페이스트 마이크는 통상적으로 무지향성을 사용한다. 무지향성 마이크는 초저역 주파수를 확장하는 주파수 응답을 지닌 압력형 마이크로폰이다. 한편 모든 압력 경도형 마이크는 낮은 저역 주파수를 차단된다. 그러므로 스페이스트 무지향성 녹음은 가장 깊은 저역 응답을 제공한다. 이것은 프로그램의 특성에 따라 좋거나 악화시킬 수도 있으며 녹음 공간의 실내 잡음이 발생한다.

* 스페이스트 마이크는 다른 방법(코인시던트, 니어-코인시던트)것에 비해 공간성이 넓다. 코인시던트 제안자들은 이 방법이 실제 공간성과 일치하지 않는다고 주장하고 있지만, 하여간 많은 사람들은 이 기능이 스페이스트 마이크의 장점으로 생각한다. 하지만 음원 정위의 이미징(imaging)은 코인시던트 혹은 니어 코인시던트에 비해 떨어진다.

* 스페이스트 마이크 녹음은 믹싱에서 문제를 일으킨다. 그것은 각 마이크과 같은 거리에 있지 않은 음원들이 마이크사이의 시간차이다. 이로인해 믹스다운에서 시간 지연으로 인한 코움 필터링이 발생해 음색 변화를 가져온다. 그 결과 소리는 Darth Vader 목소리처럼 된다.









위의 그림은 가장 간편한 5.1 채널 스페이스 페어 방식이다. 왜냐하면 이것은 메인 픽업으로 이미 널리 알려진 3 스페이스트 마이크를 사용하기 때문이다. 홀의 앰비언스를 추가하므로서 간단하게 5.1채널 녹음이 가능하다. 비록 오케스트라의 내부 밸런스가 이 기술로는 조정이 어렵지만.


코인시던트와 니어-코인시던트 테크닉
코인시던트와 니어-코인시던트 방법은 영국에서 스테레오 초기인 1930년에 만들어졌다. 첫 번째 기술은 양지향성 마이크를 십자형으로 사용했다. 하나는 왼쪽, 다른 하나는 오른쪽을 향한다. 이 방법은 시간차가 아닌 레벨차이다. 왼쪽을 향한 양지향성의 정축에 위치한 음원은 큰 레벨로 녹음되지만 오른쪽을 향한 양지향성으로는 직접음이 픽업되지 않는다. 왼쪽과 오른쪽 마이크사이의 중앙 축에 있는 음원은 각 마이크로 어떤 레벨로 픽업될 것이고 이 레벨은 마이크 정축에 비해 몇 dB 떨어진다. 그러므로 십자형 양지향성 기술은 팬 포트 스테레오와 매우 비슷한 출력을 만드는데, 왜냐하면 팬 폿 역시 두 채널 사이에 여러 가지 레벨차를 만들기 때문이다.

8자형 마이크로폰을 사용할 때 고려할 점
* 시스템은 마이크 세트의 정면과 배면 사이에서 대조(distinction)을 만들지 않으므로 다른 코인시던트 종류에 비해 가깝게 놓아야만 한고, 또한 이것은 녹음하는 공간의 음향적 결점에 노출되어 있다.

* 시스템은 마이크가 왼쪽과 오른쪽을 향하므로, 마이크의 45도 주파수 응답이 정축에 비해 평탄하지 않다. 따라서 중앙에 위치한 음원 소리는 각 마이크의 정축에 위치한 소리에 비해 좋지 않다.

* 모노 특성이 우수한데, 그 이유는 채널간에 시간차가 없기 때문이다.

이 시스템은 특성상의 문제(첫 번째와 두 번째 사항)로 인해 다른 코인시던드 기술만큼 대중적이지 않다.

M-S 스테레오
코인시던트의 두 번째 종류는 M-S라 불리우는 Mid-Side 이다. 이것은 카디오이드 혹은 다른 지향성 마이크로폰에 8자형 마이크를 배치한다. 합과 차 매트릭스 박스를 사용하면 왼쪽과 오른쪽 채널을 구동시킬 수 있다. 박스를 사용하는 이유는 8자형 마이크의 정면과 배면의 극성이 역상이기 때문이다: 한쪽 사이드의 포지티브 압력은 포지티브 전압을 만들고, 다른 사이드에서는 네거티브 전압이 만들어진다. MS는 이 차를 이용한 것이다. 측면의 8자형과 정면의 카디오이드는 극성의 합으로 왼쪽 퍼워드 로브를 만든다. 오른쪽 퍼워드를 향한 로브는 왼쪽 채널과 역상이다. 간단한 위상 반전으로 오른쪽 채널의 위상을 바꾸고 MS 스테레오는 8자형 스테레오에는 여러 장점이 있다.

* 스테레오 필드의 중앙이 마이크 픽업의 정축에 있다.
* M-S 스테레오는 정면과 배면이 구별된다: 배면은 제거되는 이유는 배면이 카디오이드와 8자형 마이크의 눌(null)에 위치하기 때문이다.

* 모노로 믹싱하면 8자형 패턴은 사라지고, 카디오이드의 정축만 남아 특성이 개선된다.

* M-S 스테레오는 돌비 스테레오 매트릭스(Dolby Stereo matrix)와 함께 사용하면 상당한 경쟁력을 지니므로 사운드 이펙트 녹음에 자주 사용된다.

X-Y 스테레오
X-Y는 카디오이드 마이크를 십자로(cross)로 사용하는 세 번째 코인시던트 마이크이며 바로 왼쪽과 오른쪽 채널을 만든다.

* 카디오이드의 사용으로 정면과 배면이 구별된다.

* 양 마이크의 45도 축에 있는 스테레오 사운드 필드의 중앙 특성은 8자형과 유사하다.

* X-Y 스테레오는 매트릭스 장비가 필요치 않으므로 손쉽게 스테레오를 만들 수 있다.

* 일반적으로 모노 특성이 양호하다. 그러나 사운드필드의 중앙 특성은 M-S만큼 좋지는 않다.

니어-코인시던트
니어-코인시던트는 통상적으로 마이크의 간격을 양귀의 거리만큼 띄우는 방식이다.
어떤 방식은 머리 효과를 모방하려고 마이크사이에 장애물을 삽입하기도 한다.

* ORTF 스테레오: 두 개의 카디오이드를 귀의 간격과 동일하게 배치하고 110도를 유지한다. 이 방법은 M-S, X-Y 그리고 스페이스트 무지향성 비해 매우 우수하다.

* Faulkner 스테레오: U.K 녹음 엔지니어인 Tony Faulkner은 두 개의 8자형 마이크로폰을 양귀 거리만큼 공간을 두고, 그 사잉에 장애물을 설치한다.

* 구형 마이크로폰(sphere): 머리 직경의 구형에 귀가 있는 위치에 무지향성 마이크로폰 캡슐을 설치한다. 이 이론은 머리의 음향 특성을 고려한 것이지만, 귀바퀴가 없으므로 라우드스피커로 재생하기 힘들다. 자연스런 스테레오 녹음을 얻을 수 있다. 마이크는 Schoeps 제품이다.

니어-코인스던트 테크닉은 코인시던트와 스페이스트 마이크로폰의 결합이다. 믹스다운에서는 스페이스트 마이크보다 더욱 개선되는 것으로 볼 수 있고, 코인시던트보다 공간성이 개선된다. 블라인딩 테스트를 한 결과 니어 코인시던트 테크닉의 ORTF가 최고점을 받았다.

스팟 마이킹
팬폿 스테레오를 제외한 모든 방식들은 기본적으로 하나의 유리한 포인트으로부터 스테레오가 제공한다. 스페이스 무지향성에서 유리한 포인트가 선(line)이고, 마이크를 지휘자의 머리 위의 뒤에 설치해 오케스트라를 녹음한다. 이러한 단 하나의 포인트로 인해 동시에 모든 악기들의 정확한 정위와 음색을 얻기란 실현성이 부족하다. 이것 때문에 모든 스테레오 방식에는 스팟 또는 액센트 마이크를 사용하게 된다. 이러한 마이크들은 하나의 악기 혹은 악기 그룹에 집중하고 믹싱을 더욱 유연하게 한다. 그러므로 오케스트라는 기본적인 3개의 무지향성 마이크와 솔리스트, 목관악기. 팀파니, 등에 스팟 마이크를 공급한다. 통상적으로 스팟 마이크의 레벨은 메인 마이크보다 낮지만, 악기의 에지음이 악기의 선명도에 도움이 될 것이며, 또한 이퀄라이제이션으로 원하는 효과를 첨가할 수 있다. 예를 들어, 오케스트라의 메인 마이크 픽업에서 팀파니 소리가 너무 둔할 수 있다. 팀파니의 스팟 마이크의 저역을 차단하고 우리가 홀에서 듣는 것과 유사한 어택 소리만을 강조할 수 있다.

스팟 마이킹의 하나의 주요 문제점은 스팟 마이크들이 메인 마이크보다 음원 가깝게 위치하므로 소리의 전달 시간이 빠른 것이다. 이것을 보상하기 위해 통상적으로 디지털 딜레이를 사용한다.