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토마토의 룸어쿠스틱 강좌

소리의 이중적인 성질 - 입자인가 파동인가

토마토 │ 2021-08-17

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(이 글은 음악 커뮤니티에서 질문 받아서 올렸던 글인데, 약간 수정하고 다시 정리해서 블로그에 올렸던 글입니다) 

주파수 영역(저음, 중음, 고음)에 따라

각각의 성질에 맞게 룸어쿠스틱 트리트먼트를 사용해주어야

가장 효과적으로 기능할 수 있습니다



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Frequency Regions 주파수 영역

닫힌 공간(Enclosed Spaces)에서 음향 어쿠스틱을 다룰 때,

편의상 A, B, C, D 4개의 영역으로 주파수를 나눌 수 있습니다

이런 주파수의 영역 구분은 모든 방에서 모두 동일하게 나눠지는 것이 아니라

방의 크기에 따라서 각기 다르게 계산되어집니다

여기서 가장 중요한 크로스오버 주파수

방의 크기에 따른 최저 공진 주파수슈뢰더 프리퀀시입니다






A 공진 이하 영역 (No modal boost)

... 룸 어쿠스틱에 영향이 없는 영역

최저 공진 주파수 이하에 있는 영역.

이 영역의 주파수는 최저 공진 주파수보다도 아래에 있기 때문에

룸 어쿠스틱에 영향을 미치지 않는 영역입니다

(큰 사이즈의 스피커를 사용한다고 해도 저음 재생의 한계치에 해당되는 영역)




최저 공진 주파수는 172 나누기 가장 긴 면의 길이 (C=소리의 속도)


예) 3m x 2.5m x 2.3m 인 방이 있다면

가장 긴면이 3m 이므로 172/3 = 57.33Hz

57Hz 이다

그러므로 공진 이하 영역은 0Hz ~ 57Hz

방의 크기가 커질수록 주파수는 낮아진다









B 공진 영역 (Room Mode dominate)

... 어쿠스틱에 가장 영향을 미치는 영역

이 영역은 Room Mode에 의한 공진음이 분포되어 있는 영역입니다

최저 공진주파수 이상 ~ 슈뢰더 프리퀀시까지의 영역.




예) 3m x 2.5m x 2.3m 인 방이 있다면

슈뢰더 프리퀀시는



여기서 (V=방의 체적) 이므로 17.25m3 이고

RT60은 0.6초 라고 가정하면

슈뢰더 프리퀀시는 약 373Hz 이다.

그러므로 공진 영역은 57Hz ~ 373Hz 까지 입니다.

방의 크기가 커질수록 주파수는 낮아진다

RT60=0.161 x V/Sa (V체적, S면적, a흡음률)


B영역의 공진음 영향을 덜 받기 위해서는 홀수각형 디자인으로 방구조를 만들어야하고

코너 베이스트랩, 어쿠스틱 클라우드 등을 설치해야 합니다

또한 방 내부에 소파, 책장, CD장, 책상 등등의 가구들을 복잡하게 비치하면

방 구조가 다각형이 되는 셈이므로, 약간은 어쿠스틱을 개선하는 효과가 있습니다.








C 회절/확산 영역 (Diffraction and diffusion dominate)

룸모드의 공진음도 없고 (사실은 없는 것이 아니라 너무 많아져서 어쿠스틱에 영향이 거의 없어진 것임)

소리가 빛처럼 정반사가 되지도 않는 애매한 영역.

주로 회절과 확산이 이뤄지는 영역.

슈뢰더 프리퀀시부터 그것의 4배가 되는 주파수까지의 영역

373Hz ~ 1492Hz 까지의 영역입니다




C영역은 공진음처럼 어쿠스틱에 악영향을 미치지는 않지만

과도하게 분포되는 것은 좋다고 볼 수는 없습니다

어쿠스틱 클라우드, 어쿠스틱 패널 등으로 C영역을 컨트롤할 수 있고

소파, 책장, 책상 등등의 가구 배치도 좋은 효과가 있습니다








D 거울반사와 광선 음향 영역

(Specular reflections and ray accoustics prevail)

마치 빛처럼 (입자처럼 또는 탁구공처럼) 음 반사가 이뤄지는 영역.

슈뢰더 프리퀀시의 4배되는 주파수 이상의 영역입니다

1492Hz ~ 고음 가청주파수



D영역은 오히려 너무 쉽게 흡음되는 영역이므로,

평탄한 주파수 밸런스를 위해서, 흡음보다는 골고루 반사를 시키는 것이 좋습니다 

적정한 분산을 위해서, BBC Skyline Diffuser를 (12줄x12줄) 사용합니다 

가장 적당한 디퓨져는 27mm 소송각재(일명 다루끼)로 만드는 것이 좋습니다

왜냐하면 길이가 27mm 일 때, 대략 6.5kHz 까지 반사되고,

그 이상의 고음은 자연스럽게 반사/흡음이 됩니다











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소리를 주파수의 높낮이로 2가지로 나눈다면 Waves, Ray

웨이브 ... 저음에 해당되며, 단순한 음 반사로 설명 불가 ... 공진(Resonance) 회절(Diffraction) 확산(Diffusion)

레이 ... 고음에 해당하며 음의 반사로 설명 가능 ... Ray Tracking (레이저 광선 추적) ...

           빛처럼 각도(입사각=반사각)대로 반사한다 ... 빛처럼 반사되는 것은 Reflection 이라고 한다












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