직 사각형 방에서의 스피커 세팅 - 조지 카다스

직 사각형 방에서의 스피커 세팅 - 조지 카다스(번역 : 김종원)



안녕하세요 ?
지금은 모르겠지만 오래전에 명동성당에서 결혼식을 갔던 적이 있었는데
주례 신부님의 말씀이 웅웅울리고 에코가 생겨서 도저히 알아들을 수 없었던 기억이 있습니다.

그 이후에 유럽에서 살게 될 기회가 있어서 유럽의 여러 성당을 다녀볼 기회가 있었고 때에따라서 음악회나 성가를 들을 기회도 많이 있었습니다. 그 때마다 떠오른 생각은 어떻게 설계를 하였길래 이렇게 깨끗하고 아름다운 음향을 뽑아 낼수 있을까라는 것이 었습니다. 한 편으로는 이런 음향기술을 가지고 있으니 유명한 스피커 메이커도 많으리라 하는 생각도 들었습니다. 여러분들 잘 아시는 사운드오브 뮤직에 나오는 결혼식이 열리던 그 교회에서 성가대의 합창을 들을 기회가 있었는데요. 유명한 성가대도 아니었지만 감동 그자체였습니다.

아뭏든 올라온 글들을 읽다가 보니 스피커 위치 잡기 내지는 음향공간 문제로 고생하시는 분들이 의외로 많은 것 같습니다. 저도 스피커 위치 때문에 엄청난 노가다를 했었고 지금도 틈만나면 조금씩 위치를 바꾸어 보면서 변화하는 소리를 탐구하고 있습니다. 정말 놀라운 것은 스피커의 위치변화에 따라서 좋은 쪽이던 나쁜 쪽이던 기기를 완전히 바꾼 것 같은 느낌을 받는다는 것입니다.이렇게 노가다를 하다보니 어떤 정립된 이론이 있으면 좀 편할 텐데 하는 생각에 여러 음향이론을 살펴보았지만 우리가 일상 생활에서 쉽게 적용할수 있는 지침 같은것은 발견하기가 대단히 어려웠습니다. 그러다가 우연히 조지카다스 씨가 쓴 스피커 세팅의 황금비율에 관한 글을 보게 되었는데 상당히 공감이 가는 내용이었습니다.

나중에 알게 된 내용이지만 유럽의 많은 훌륭한 음향홀이나 궁전의 음악실 등이이 황금비율을 응용하여 만들어 졌다고 합니다. 특히 저 유명한  시드니의 오페라하우스도 그렇다고 합니다.  그래서 그 내용을 바로 올릴까 하다가 영어로 된 골치아픈 걸 누가 좋아하겠냐 싶어서 번역하여 올립니다. 고수분들은 이미 아시는 내용이겠지만 혹시 모르는 분들에게 참고가 되면 좋겠습니다. 저 자신이 엔지니어 이므로 거의 정확한 번역을 했다고 생각합니다만
혹시 오류가 있으면 지적해 주시기 바랍니다.  -  김종원

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                         직 사각형 방에서의 스피커 세팅 - 조지 카다스(번역 : 김종원)

아주 정밀한 스피커 위치 세팅은 새로운 차원의 소리를 만들어 낼 수 있습니다. 그래서 음향 산업계의 표준이 되어가고 있는 공간음향 시스템의 이론에 관하여 설명 하고자 합니다. 이 표준화 된 시청실은 황금비율 입방체(역자주:직사각형 방을 말함)로서 이 시스템에 적용되는 계산식의 표준모델입니다. 이 방법은 박스형태의 모든 스피커와 모든 사이즈의 사각형 방에 적용될 수 있습니다. 독자들 중에는 시행착오를 통하여(귀로 들어서) 세팅한 것이 이 방법대로 세팅한 것과 유사하다는 것을 발견할 수도 있습니다.

사각형 방에서 스피커 세팅을 할 때 스피커에서 나오는 음의 주파수와 벽면에서 반사되는 음의 간섭((Active nodes)이 주안점이 됩니다. 스피커에서 나오는 음과 벽면에서 반사되는 주파수의 간섭은 스피커와 벽면간의 거리에 비례합니다. 스피커와 벽면과의 거리에 비례하는 세 가지의 가장 중요한 간섭 관계를 순서대로 표시하면 다음과 같습니다.:

1. 스피커에 가까운 옆 벽면
2. 스피커 뒷 벽l
3. 스피커로부터 먼 쪽의 옆 벽면

두 번째로 중요한 변수는 스피커 상호간의 시간 상수 입니다.
황금비율에 의해 스피커를 세팅하면 위 세 가지의 음향간섭에 의한 공명을 완전히 없애거나 거의 없앨 수 있습니다.. 아포지나 다이나판 같은 평판 혹은 다이폴 스피커의 경우에는 옆으로 나가는 음파가 거의 캔슬 되므로 뒷벽으로부터의 거리를 계산할 때 천장높이의 0.618배를 적용할 수 있습니다. 대부분의 박스형 스피커들은 저음을 모든 방향으로 방사하므로 뒷 벽으로부터의 거리는

옆 벽으로부터의 거리의 1.618배를 적용해야 합니다.
여하간 (골치 아프니까) 쉽게 계산표로 표시하면 다음과 같습니다.
우퍼 중심 표면으로부터 옆 벽면까지의 거리 = 방의 폭 x 0.276
우퍼 중심 표면으로부터 뒷 벽면까지의 거리 = 방의 폭 x 0.447
이 공식이 좌우동형의 직 사각형방에서 독자들이 알아야 할 모든 것입니다.

그림 A
Distance                                      Percentage(방의 폭 x)

스피커로부터 옆 벽면까지 거리x                             .276
스피커로부터 뒷 벽면까지 거리                               .447
스피커로부터 반대쪽 옆 벽면까지 거리x                   .724
스피커간 간격                                                      .447






직사각형 방에서의 스피커 세팅 (계속)

당신의 스피커를 적절한 위치에 놓지 않았다면 다음의 내용으로 진행하지 마십시오.

스피커을 이 방법대로 설치한다면 모든 주파수가 최고의 특성을 나타낼 것입니다.
아래의 그림들은 근거리 청취 위치를 잡는 방법,
Final Focus를 조정하는 법,
스피커의 적정위치와 황금비율과의 연관 관계에 사용된 계산식들이 설명되어 있습니다.

그림 B: 근거리 청취위와 Final Focus
그림 C: 황금비율 청취실
그림 D: 황금비율로 표시한 청취실과의 상관관계
그림 E: 피보나치(역자주: 이탈리아의 수학자) 공식으로 표시한 청취실과의 상관관계
그림 F: 뒷 벽면이 긴 방에서의 스피커 위치 잡기
그림 G: 정방형 방에서의 스피커위치 잡기
그림 H: 황금비율 Trapagon (점점 넓어지는 형태의 공간)

The Near Field Listening Position and Final Focus

그림 B

근거리 청취(Near Field Listening) 위치의 경우 스피커와 청취자의 머리 위치는 정 삼각형을 이룹니다. 근거리 청취는 완벽한 스테레오 음장을 제공합니다. 이 방법은 레코딩 스튜디오에서 믹싱 작업을 할 때 마이크의 위치와 음성의 위치를 결정하는데 (역자주: 실제의 위치가 아니고 음악을 들을 때 노래하는사람의 위치를 말함) 자주 사용됩니다. 근거리 청취위치는 스피커 중심간의 거리와 청취자의 머리까지의 거리로 결정됩니다. 근거리 청취위치는 청음실과는 큰 상관이 없습니다.

작은 방에서 대칭형의 스피커 배치를 너무 강조할 필요는 없습니다. 스피커를 가능한 한 완벽한 위치에 세팅 시켰으면 반드시 스피커를 청취자 쪽으로 약간 돌려놓아야 합니다(역자 주: 토인을 말함). 이 작업은 귀로 들으면서 합니다. 통상적으로 1/4인치 나 1/2인치 정도씩 돌립니다. 박스형의 스피커는 평판형의 스피커에 비해 좀더 많은 토인이 요구됩니다. 잘 조정이 된 경우 음상이 가운데에 정확하게 포커싱 될 것입니다.
그림 B



그림 C  

황금비율 청취실의 크기는 높이 3m x 폭 4.9m x 길이 7.9m 입니다. (비율 10.000 x 16.18033989... x 26.18033989...)


이 비율은 황금비율 또는 피보나치 수열(5-8-13-21-34...) 에 의한 것입니다. 이 비율로 청취실을 만들면 공명이나 캔슬링이 생기지 않아 전 항에서 언급했던 3가지 중요한 간섭이 없어지게 됩니다.



그림 D  

황금비율 청취위치는 어떤 주파수 즉 에너지를 저장하는 단위체간의 상관관계입니다. 이 관계는 스피커간의 거리를 1이라고 가정할 때 다음과 같은 비율로 표현할 수 있으며 이 것을 황금 공식이라 합니다..

거리                                                        비율
스피커로부터 옆벽 까지 거리                       .618
스피커로부터 뒷벽 까지 거리                      1
스피커로부터 반대편 옆벽 까지 거리            1.618
스피커간의 거리                                       1



그림 E  
황금비율에 의한 셋업은 피보나치 공식으로도 표현할 수 있습니다.

거리                                                  비율
스피커로부터 옆벽 까지 거리                    5
스피커로부터 뒷벽 까지 거리                    8
스피커로부터 반대편 옆벽 까지 거리        13
스피커간의 거리                                     8



그림F  
만약에 대칭형의 직사각형 방에서 긴 쪽 벽에 스피커를 놓아야만 하는 상황이라면 양쪽 코너에 황금 사각형 구조로 배치 하십시오. 이 경우 스피커는 황금사각형의 대각선을 연결하는 선상의 아무 곳에나 위치시키면 됩니다 (Diagram F).

황금사각형: 옆벽으로부터 거리 : 뒷벽으로부터의 거리 = 1.618 : 1 (스피커의 위치는 대각선상)



그림G  
만약 불행하게도 정사각형 방을 가지고 있다면 그림 F의 방법으로 황금사각형의 배치를 만들면 됩니다.. 이 경우에도 스피커는 황금사각형의 대각선상에 위치시키면 됩니다.



황금사각형: 옆벽으로부터 거리 : 뒷벽으로부터의 거리= 1 : 1.618 (스피커의 위치는 대각선상)

황금비율 Trapagon
황금비율입방체(그림 H)는 최고의 사각형 청취실의 형태입니다. 그러나 만약에 새로 청취실을 만든다면 황금비율 Trapagon (그림 I)가 훨씬 좋은 형태입니다. 황금비율 Trapagon은 스피커 뒷벽이 황금 사각구조로 되어있고 청취자 뒤쪽으로 황금비율로 점점 커지는 형태의 공간입니다.

그림H  



그림I



예를 들어서 스피커 뒷벽의 크기가 10 feet x 16 feet 이라면 방의 길이는 34 feet, 청취자 뒤벽의 크기는 13 feet x 21 feet 가 됩니다. 이상적으로는 이방의 뒤 벽은 아테네 식으로 처리하고 파이버 글라스로 인슐레이션 하는 것입니다.

이 황금비율 Trapagon 모양의 청취실의 장점은 옆벽면과 관련된 날카롭고 거슬리는 반사음 문제를 없애준다는 것입니다. 이 방의 음향은 원래의 연주와 완벽하게 똑 같이 사라지는 잔향을 가집니다. 이 잔향의 감소는 모든 주파수에서 기하급수적 또는 그보다 더 급격하게 이루어 집니다. 방의 높이와 폭은 어느 위치에서나 황금비율 가집니다. 방 뒷 단면의 크기는 앞쪽 단면의 1.618 배 이며 높이의 비율은 1.272 배입니다.

앞쪽 벽면과 뒤쪽 벽면의 길이의 배율은 1.272배이며 1.272라는 숫자는 황금비율인 1.618의 루트 값입니다. 뒷벽의 크기 증가비율은 면적비율입니다. 소리는 높이나 폭에 영향을 받지 않고 뒷벽 전체에 같은 시간에 도달합니다. 그것은 기타를 장조의 코드로 튜닝하는 것처럼 옆면 벽이 기타 줄, 뒷벽이 브릿지와 줄 걸이(tailpiece) 역할을 하는 것과 같습니다.


                                             노-하우

습도계를 하나 준비하십시오. 습도가 40% 이상인 상황에서 당신의 시스템은 최고의 성능을 발휘 할 것입니다. 습기는 방에서 정전기발생을 억제할 뿐만 아니라 공기의 밀도를 높여서 스피커가 울리기좋은 음향환경을 만들어 줍니다. 에어컨이나 히터(특히 장작난로)는 방안의 습기를 모두 빼앗아 가버립니다.

몇 그루의 식물을 청취실에 여기저기 놓고 물을 좀 뿌려 주십시오. 이 식물들이 습도를 올려줍니다. 동시에 약간의 음향 댐핑효과도 가지고 있습니다. 저는 양치류 식물을 사용하고 있습니다. 왜냐하면 커다랗기도 하고 가격도 싸기 때문이지요.

                                                                                                                                       - 이 상-