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토마토의 룸어쿠스틱 강좌

베이스트랩 2편 - 크리티컬 디스턴스

토마토 │ 2019-10-01

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26

다음은 제가 책으로 내려고 써놓은 DIY 방음 어쿠스틱 (가제)의 내용 중에서
베이스트랩 - 크리티컬 디스턴스 에 관련된 것만 일부 발췌 편집한 것입니다.
여기에 나오는 4명은 모두 실제 인물이며, 책에 출연하는것도 (구두로만) 허락을 받은 상태입니다.


등장인물

토마토
홍대에서 녹음실을 운영하면서, 어쿠스틱 컨설팅과 목수일을 하고있다.

소공녀1
머리도 똑똑하고 시공관련 지식도 많지만 ... 먼저 나서서 말을 풀어가는 담당이다 보니
주로 업계의 잘못된 오해와 관행을 담당하고 있어야하는 약간 억울한 캐릭터

소공녀2
약간 똥글똥글하게 생겼지만 보기완 달리 놀랍도록 정확한 어쿠스틱 지식을 장착하고 있다.

소공녀3
신중한 성격이라 함부로 나서지 않아 실수가 별로 없어 주로 교통정리를 담당하고 있는 개이득 캐릭


One day 어느날
인터넷 카페 3D 랜더링 오프라인 모임에서 만나게된 토마토과 소공녀
그 이후로 살짝 친해졌다가 ...

소공녀가 팟캐스트 녹음실이나 차려보겠다는 무심코 던진 한마디에
어쿠스틱 지식만 있다면 직접 만들 수 있다는 토마토의 꼬심에 홀딱 넘어가 ...



(딱 느낌이 오시겠지만 길옥윤님의 경음악 편곡법 ... 오마쥬입니다)




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크리티컬 디스턴스 (Critical Distance)



소공녀1: 도대체 크리티컬 디스턴스가 무엇이란 마리오?

토마토: 우리가 어떤 공간에서 음악을 들을 때 스피커에서 나오는
직접음만 듣는 것이 아니라
            공간의 울림인 공진음을 더해서 함께 듣게 됩니다.

소공녀2: 스피커 직접음보다 공진음이 더 큰 상황이 발생할 수도 있는 건가요?

토마토: 아주 흔한 비율로 ...
            모니터 스피커의 직접음보다 방의 공진음 소리의 비율이 더 큰 상태로 듣습니다.




그림15-1) 크리티컬 디스턴스 (바깥쪽에서 들을때)



그림15-2) 크리티컬 디스턴스 (안쪽에서 들을때)




소공녀3: 그렇다면 그 반대인 경우도 있겠군요 !

토마토: 아주 바람직하게도 스피커의 직접음이 공진음보다 큰 상태로 들을 수도 있습니다.





소공녀1: 이건 너무 간단한 해결책이 떠오르는 군요 ㅋㅋㅋ
소공녀2: 도대체 어떤 ...
소공녀1: 스피커 볼륨을 마구 크게 올리면 ... 공진음보다 직접음이 더 커질 거잖아요 ^^
소공녀23: 허걱 ... 그런 엉뚱한 ㅠㅠ

토마토: 불행하게도 그 반대입니다.
            스피커 볼륨을 크게 할수록 공진음은 더더욱 커집니다.
            스피커가 터져버릴 때까지 볼륨을 올린다고해도 절대로 공진음을 이길 수는 없습니다.
            오히려 그 반대로, 스피커 볼륨을 아주 작게 해서, 가까이 들으면,
            공진음보다 직접음을 더 크게 들을 확률이 높습니다.

소공녀1: 난 이해가 안되네요 ㅠㅠ
소공녀2: 그러니깐 공진음보다 직접음을 더 크게 들어야 하겠지만 ...
소공녀3: 직접음보다 공진음을 더 크게 들을 수도 있다는 말씀?
소공녀1: 직접음이 큰지 공진음이 큰지 어찌 알 수 있단 마리오?

토마토: 그러니깐 그것이 ...

소공녀2:  크리티컬 디스턴스와 관련이 있는 것인건가요?
소공녀1: 크리티컬 디스턴스?
              크리티컬 디스턴스가 도대체 무엇이란 마리오?



크리티컬 디스턴스
= 스피커 직접음과 공간의 잔향음의 크기가 1:1 되는 지점까지의 거리



토마토: 스피커에서 나오는 직접음과 방안의 공진음(잔향음)의 소리 크기의 비율이
            1:1 이 되는 지점까지의 거리입니다.

소공녀2: 그러니깐 크리티컬 디스턴스가 1.3미터라고 한다면 ...
소공녀3: 스피커에서 1.3미터 떨어진 곳이 크리티컬 디스턴스라는 건가요?
소공녀1: 그러니깐 크리티컬 디스턴스에서 무슨 일이 벌어지는거냐구요?

토마토: 크리티컬 디스턴스를 기준으로
안쪽은 니어필드, 바깥쪽은 파 필드 라고 합니다.






니어필드 / 파 필드


토마토: 스피커 직접음은 거리가 멀어질수록 점점 작아지지만,
            공진음(잔향음)은 거리와 상관없이 일정합니다.

소공녀2: 스피커 직접음은 거리가 두배가 될때마다 6dB씩 작아지는군요 !!!
소공녀1: 거리가 두배될 때마다 반으로 줄어드는 것이 아니라 ???

토마토: 넵. 3차원 공간에서는 1/2이 -3dB입니다만 ... 실제로는 1/4인 6dB가 줄어듭니다.

소공녀3: 스피커 소리가 거리가 멀어질수록 점점 줄어서
              공진음(잔향음)과 소리가 같은 크기가 되는 지점이 바로 ...
소공녀2: 크리티컬 디스턴스 !!!





그림15-3) 크리티컬 디스턴스 설명





소공녀2: 니어필드는 크리티컬 디스턴스 안쪽이니깐

              공진음+잔향음보다 스피커의 직접음이 더 커서 모니터가 명료하고 ...
소공녀3: 파필드는 크리티컬 디스턴스 바깥쪽이니깐
              공진음+잔향음보다 스피커의 직접음이 더 작아서 모니터가 흐릿하다?

토마토: 넵

소공녀2: 우리가 듣는 모니터 스피커를 니어필드 모니터라고 하는 이유가
              크리티컬 디스턴스 안쪽에서 들어야한다는 얘기?
소공녀1: 그렇다면 똑똑한 소리를 들으려면 무조건 스피커 가까이에서 들으면 되는 건가요?

토마토: 일단은 그렇습니다만 ...




니어 필드 ... 크리티컬 디스턴스 안쪽에서 듣는 것



소공녀2: 뭔가 걸리는 점이 있으신 눈빛인데 *_*;
소공녀1: 또 무슨 엉뚱한 소리를 하실라고 ㅋㅋㅋ

토마토: 그림처럼 크리티컬 디스턴스를 1.3m 정도로 만드는 것은 쉬운 일이 아닙니다.

소공녀123: 에~~~~~
소공녀1: 1.3m 면 너무 짧은 거 아니었나요?
소공녀2: 나도 쫌 짧다고 생각했었는데??
소공녀3: 그럼 보통은 어느 정도란 말인가요???

토마토: 실제로는 작은 방에서는 30cm 조차 안되는 경우도 많습니다.

소공녀1: 설마 그렇게나 ㅜㅜ
소공녀3: 크리티컬 디스턴스는 어떻게 구하나요?
소공녀1: 측정기 같은 걸로 막 재는건가요??
소공녀2: 뭔가 공식이 있을 것 같은뎅 ???





크리티컬 디스턴스 방정식 (RT60)


토마토: 크리티컬 디스턴스 (Dc) 방정식은



수식1) critical - distance - eq1 (RT60)


또는



수식2) critical - distance - eq1 (RT60 x Q)



토마토: 여기서 V는 실내 부피, RT는 RT60이고 Q는 스피커 지향성 계수(125Hz=1)입니다.


소공녀2: 이제 방의 체적이 22.77m3 (3 x 3.3 x 2.3m)이고, RT60이 1.0초 라고 하면 ...



수식3) critical - distance - eq2 (1초 RT60)




토마토: 방정식을 보자면 ... 방의 부피가 클수록 크리티컬 디스턴스는 길어지고

소공녀2: RT60이 짧을수록 크리티컬 디스턴스는 길어지겠군요!!!


소공녀2: 결국 3m x 3.3m x 2.3m 방의 크리티컬 디스턴스는 27cm 밖에 안되는군요
소공녀1: 27cm면 한뼘반 밖에 안되는데 ... 크리티컬 디스턴스보다 가까운 거리에서 들을려면 ...
소공녀3: 아예 스피커를 귀에다가 갖다대고 들어야 하는 건가요?
소공녀2: 뭔가 좋은 방법이 없나요?





크리티컬 디스턴스 늘리기



토마토: 위 공식에서 보면 ... 크리티컬 디스턴스를 늘리는 방법은 실내 부피(V)을 늘리거나 ...

소공녀1: 한마디로 큰 방에서 작업하라는 말이군요?
소공녀2: 하지만 방 사이즈를 늘리는 건 어차피 한계가 있는 법이니 ...
소공녀3: 아무 소용없는 얘기로군요 ㅜㅜ
소공녀1: 제 방이 ... 딱 저만하다구요 ㅜㅜ
소공녀2: 제 방은 ... 저보다 더 작아요 ㅜㅜ

토마토: 크리티컬 디스턴스를 늘리는 나머지 한가지 방법은 ... RT60를 줄이는 것입니다.

소공녀1: 그렇다면 ... 마구마구 흡음만 하면 되는 건가요?
소공녀2: 저번에 말씀하실 땐 ... 중고음을 과하게 흡음하는 건 나쁘다고 했던 것 같은뎅?
소공녀1: 에~~~~~ 오늘 또 왜 이러실까 @_@

토마토: 중고음만을 과하게 흡음하는 것이 나쁘다는 말이었습니다.

소공녀1: 그럼 중고음을 포함해서 저음까지 골고루 공평하게 흡음하라는 말씀인거군요 ^^

토마토: 그렇습니다. 더우기 중고음 흡음은 너무나 쉽기도 하고 ...

소공녀1: 결국은 저음 흡음에 총력을 다하여 매진해야한다 ... 라고 말할려고 한거죠?
소공녀2: 가장 효과적인 저음 흡음은 무슨 수로 하나요?

토마토: 역시나 베이스트랩이 해결책입니다.
            저음 RT60을 0.2초까지 줄인 경우의 크리티컬 디스턴스를 보자면




수식4) critical - distance - eq2 (0.2초 RT60)



소공녀1: 같은 방인데도 크리티컬 디스턴스가 2배 이상 차이가 나게 되는 건가요?

소공녀2: 베이스트랩을 설치하여 저음 RT60을 0.2초까지 줄였다는 가정인거죠?
소공녀3: 베이스트랩을 설치했더니 크리티컬 디스턴스가 61cm 까지 확장되었군요

토마토: 베이스트랩을 설치한다고 무조건 크리티컬 디스턴스가 갑자기 확~~~ 늘어나는 건 아닙니다.

소공녀1: 어쩌자는거죠?
소공녀2: 베이스트랩을 설치하라는 거예요 말라는 거예요???
소공녀3: 웬만큼 설치해서는 저렇게나 차이나게 줄어들지는 않는다는 말씀을 하시려는거죠?

토마토: 그렇습니다.
            그래서 베이스트랩은 최대한 크게, 천정부터 바닥까지,
            가능하면 수퍼청크트랩으로 만들어야하고
           
            보다더 원천적으로는 외부벽체, 내부벽체, 천정, 바닥까지 모두 암면 충진되어있어야하고
            거기에다가 플러스 알파로 베이스트랩은 적당한 크기로 만든다 ... 는 설정이 정답입니다.

소공녀1: 하나마나한 얘기 아닌가요?
              벽체에 암면 충진이 안되어있는 경우도 있나요?
소공녀2: 충진재로 폴리에스터나 스폰지 재질을 사용하는 경우도 많은 걸로 알고 있습니다.

토마토: 암면(Rock Wool)과 석면(Asbestos)를 헷갈려하기 때문에 생긴 해프닝입니다.

소공녀3: 왜 암면을 써야하는지를 따로 정리해주실 필요가 확~ 느껴지는데요 ^^

토마토: 신경써보도록 하겠습니담 !!!




크리티컬 디스턴스를 늘리는 방법은
- 방의 부피를 늘리거나
- 베이스 트랩으로 저음 RT60을 줄여서
결국 방 크기에 맞는 RT60을 유지하는 것이 중요합니다.







크리티컬 디스턴스는 주파수마다 다 다름




그림15-4) 방크기 3 x 3.3 x 2.3m 폴리에스터 흡음방 (권장 0.2초)



토마토: 위 그림 15-4는 암면 충진된 벽체나 베이스트랩없이
            중고음 흡음만 많이 된 방의 RT60 값을 주파수별로 표시한 것입니다.

소공녀1: 4KHz, 2KHz는 흡음이 많이 되어서 RT60 값이 낮고
              500Hz 이하 저음역대는 RT60이 너무 길군요.
소공녀2: 특히 125Hz는 무려 1.67초나 되는군요
소공녀3: 페브릭이나 폴리에스터로 중고음 흡음만 많이된 방들은
그림15-4 처럼
              저음 공진음의 RT60만 너무 길어져서 아주 먹먹한 룸 어쿠스틱 환경이 됩니다.






그림15-6) 방크기 5 x 4 x 2.7m 폴리에스터 흡음방 (권장 0.27초)



토마토: 그림15-6은 좀 더 큰 사이즈의 방이고,
            아까봤던 방처럼 암면충진 벽체나 베이스트랩없이
            폴리에스터 마감으로 중고음이 과하게 흡음된 상태입니다.

소공녀2: 방 사이즈가 커지니깐 오히려 저음 공진음이 더 증가했네요?
소공녀1: 방이 커지면 공진음이 줄어드는 것 아니었나요?

토마토: 방이 커지면 공진음은 더 증가하는 편입니다.

소공녀2: 방이 커지면 어쿠스틱이 좋아질 거라고 기대했건만 오히려 저음 공진음도 늘어난다면 ...
소공녀1: 큰 방에서 작업할 이유가 없어지는거자나요 ㅜㅜ

소공녀3: 하지만 방이 커지면 크리티컬 디스턴스는 늘어난다고 하셨자나요?

토마토: 방이 커지면 방의 체적(V)이 늘어나니깐, 결국 크리티컬 디스턴스도 길어집니다.

소공녀1: 하지만 저음 공진음이 제일 중요한 거라고 하셨잖아요?
              왜 이랬다 저랬다 하시는거죠?
소공녀3: 방이 커지면, 공진음은 작은 방보다는 조금 커졌지만,
              암면으로 벽체를 충진하고 베이스 트랩을 더 많이 만들 수 있는 공간이 충분한 거니까...

토마토: 방이 클수록 룸어쿠스틱 트리트먼트도 쉬워집니다.

소공녀1: 뭔가 찜찜한데...
              확~~~ 개운하질 않아 ㅜㅜ





주파수별 RT60 과 크리티컬 디스턴스




그림15-5) 방크기 3 x 3.3 x 2.3m 폴리에스터 흡음방 (권장 0.2초) + Dc



토마토: 그림15-5는 RT60이 길어질수록 크리티컬 디스턴스는 짧아짐을 보여주고 있습니다.

소공녀3: 크리티컬 디스턴스가 고음역대에서는 2m 이상이던 것이
              500Hz에서는 71cm이고 125Hz에선 겨우 21cm ㅜㅜ
소공녀1: 제 방 크기와 비슷한데다가 중고음 흡음된 것도 비슷한데 ...
소공녀2: 저도 비슷한 상황인데 ...
              저음 모니터링까지 명확하게 하려면 아예 스피커를 귀에 대고 들어야 하나요?

토마토: 안타깝지만 제대로된 모니터링이 어려운 상황인 것 같습니다.






그림15-7) 방크기 5 x 4 x 2.7m 폴리에스터 흡음방 (권장 0.27초) + Dc



소공녀1: 방의 크기가 커지니깐 RT60이 더 길어졌어도 크리티컬 디스턴스는 좀 개선이 된 건가요?
소공녀2: 125Hz 에서 RT60 은 1.99초 이지만
              크리티컬 디스턴스는 30cm로 작은 방일때 보다는 약간 길어졌네요.
소공녀1: 겨우 9cm 길어진 것도 개선이 되었다고 말할 수 있는 건가요?

토마토: 크리티컬 디스턴스의 방정식을 다시 떠올려보시면 ...

소공녀2: 방의 체적이 커질수록, RT60 짧아질수록 크리티컬 디스턴스는 길어집니다.
소공녀3: 하지만 방의 체적이 커지는 것보다는 저음의 RT60을 줄이는 것이 훨씬 개선 효과가 크겠군요
소공녀2: 만약 그림15-5처럼 저음 공진음이 많은 상태에서 모니터링을 하면 어떤 결과가 생기나요?

토마토: 작은 방의 경우 125hz 의 크리티컬 디스턴스는 21cm 에 불과하므로
            만약 스피커에서 84cm 떨어져서 듣는다면 공진음이 직접음보다 무려 12dB나 커지게 되므로
            저음 명료도를 완전 상실했다고 볼 수 있습니다.

소공녀3: 큰 방의 경우에도 크리티컬 디스턴스는 30cm 이니깐 1.2m 이상 떨어지면
              저음 명료도를 완전 상실하게 되는군요.
소공녀1: 어찌하면 이런 난관을 극복할 수 있나요?

토마토: 크리티컬 디스턴스 안 쪽에서 듣거나 ...

소공녀1: 스피커에서 20cm 떨어진 곳에서 들으라구요?

토마토: 아니면 베이스트랩을 마구마구 설치해서 크리티컬 디스턴스를 늘리는 방법이 있습니다.

소공녀2: 베이스트랩을 얼마나 많이 설치해야 한단 말인가요?

토마토: 수퍼청크트랩 제작기에서 설명드리도록 하겠습니다.

소공녀1: 밥먹고 하자는 말씀이신가요?
              지금 간단하게 설명하고 넘어가 주시면 안되나요?
소공녀2: 마~악 궁금하긴 한데 ...
소공녀3: 토마토님이 쏘시는 건가요?

토마토: 다음 편을 기대해주세요 ^^ 





크리티컬 디스턴스보다 4배 거리에서 들으면
직접음이 공진음보다 12dB 작아져서 명료도는 완전 상실됨








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