클래식 음악의 스튜디오 잔향, 그리고 흡음

사실 심포니 오케스트라를 녹음할 수 있을 만큼 커다란 공간을 지닌 스튜디오는 거의 없습니다. 그래서 대부분의 음악들은 콘서트 홀이나 교회에서 녹음하는 경우가 많은데 이것은 심포니 오케스트라 녹음에서 연주자 사이의 공간과 홀의 잔향이 매우 중요하기 때문입니다. 클래식 음악의 스튜디오 잔향과 흡음에 대해 알아봅니다.

클래식 음악 녹음 스튜디오

클래식 연주자의 공간은 적어도 2~3제곱미터 정도가 되어야 하고 벽에 가까이 배치해서도 안됩니다. 이 모든 것을 고려해 볼 때 심포니 오케스트라에 필요한 스튜디오의 넓이는 적어도 10,000 큐빅, 높이는 9-10m 정도가 되어야 합니다. 그리고 오케스트라 녹음에 필요한 잔향 시간은 2-2.5초 정도입니다. 1970년 후반까지만 해도 대부분의 엔지니어들은 잔향이 거의 없는 데드한 공간을 가장 이상적인 녹음 스튜디오라고 생각했습니다. 또 악기의 공진음과 간섭을 줄이기 위해 스튜디오의 공간이 매우 넓어야 한다고 믿었습니다. 그래서 그 당시의 녹음 스튜디오들은 마이크에 전달되는 스튜디오의 잔향과 간섭을 줄이기 위해 모든 벽과 천장을 흡음재로 처리했습니다. 이론적인 측면에서 이러한 스튜디오는 오직 악기의 직접음만을 마이크로 전달할 수 있는 유일한 공간으로 볼 수 있었습니다. 여기에서는 악기의 분리도를 크게 향상할 수 있기 때문에 멀티 트랙 녹음기의 각 트랙에 원하는 악기만을 녹음한 후 믹스다운 과정에서 폴레이트(plate), 스프링(spring), 또는 챔버 (chamber)와 같은 잔향기를 이용해 음악의 공간성을 첨가시켰습니다. 그래서 이 당시에는 스튜디오의 잔향 시간 또한 약 0.25초 이하로 매우 짧았습니다. 이론적으로 이러한 스튜디오 음향이 매우 훌륭해 보일 수도 있지만 실제로는 전혀 그렇지가 않습니다. 오히려 지하실이나 클럽과 같이 잔향이 있는 공간이 음악연주에 많은 도움을 줍니다.

스튜디오의 라이브 지역과 데드 지역

공간의 잔향과 에코는 악기의 피치와 타이밍 에러(timing error)를 줄여줍니다. 또 악기들을 잘 혼합시킬뿐만 아니라 소리가 벽에 반사되기 때문에 연주자들은 악기를 크게 연주하지 않아도 됩니다. 그래서 음향 엔지니어들은 라이브(live)와 데드(dead)에 대한 개념을 다시 고려하기 시작했고 음악의 유형에 맞는 잔향을 생각하게 되었습니다. 1970년 후반에 들어 스튜디오를 라이브 지역과 데드 지역으로 분리하는 새로운 음향 이론이 발표되었다. 이 방법은 스튜디오의 반을 잔향이 있는 지역으로 만들기 위해 벽이나 천장을 표면이 딱딱한 음향 재질로 처리하고 악기들의 간섭을 피하기 위해 배플이라는 이동용 차음판을 사용하는 것입니다. 이런 곳에서는 주로 혼섹션이나 현섹션과 같이 잔향이 필요한 악기들을 녹음하는데 디지털 잔향기로는 만들 수 없는 매우 자연스러운 음색을 만들 수 있습니다. 스튜디오의 나머지 반은 잔향이 거의 없는 데드지역으로 만들어 드럼 또는 일렉기타와 같은 리듬악기들을 녹음하여 각 악기들의 분리도를 증가시킨다. 그러나 데드 지역에서 녹음할 경우에는 몇 가지 문제점이 발생하는데 그 하나는 악기 음색이 둔탁해진다는 것입니다. 그러므로 이 지역에서 녹음한 악기들의 음색은 이퀄라이저(equalizer)로 보상하는 경우가 많습니다. 최근에는 데드 지역의 단점들을 보안하기 위해 대부분의 스튜디오들은 모두 라이브 지역으로 만들고 악기의 음색과 간섭은 배플로 처리하는 방법을 채택하고 있습니다. 그래서 요즘은 잔향 시간이 1.5초 이상으로 증가하고 있는 추세입니다. 라이브 스튜디오는 록이나 헤비메탈의 드럼 소리를 매우 다이내믹하게 만들어주기 때문에 대부분의 연주자들은 이러한 음향에서의 연주를 좋아합니다. 그렇지만 엔지니어들은 각 악기들의 분리도를 높이기 위해 마이크 테크닉에 많은 주의를 기울여야 합니다.

흡음 (Absorption)과 흡음기 종류

스튜디오의 음향 조건을 개선하기 위해서는 흡음 상태를 조정해야 할 경우가 많습니다. 흡음은 물리적인 관점에서 보면 음향 에너지가 다른 형태의 에너지 즉 열 에너지로 변환되는 것을 의미합니다. 하지만 소리의 열 에너지는 매우 미약합니다. 음향 재질의 흡음 계수(absorption coefficient)란 그 물질이 흡수할 수 있는 음향 에너지를 계수로 나타낸 것입니다. 예를 들어서 어떤 재질이 어느 주파수의 음향 에너지를 83% 흡수한다면 재질의 흡음계수는 0.83입니다다. 흡음계수는 재질의 내부특성(내부 저항, 두께)과 외부적인 요소(주파수, 소리의 입사각)에 밀집한 관계가 있습니다. 그리고 사용방법에 따라서도 달라집니다. 어쿠스틱 타일, 카펫, 커튼, 나무, 그리고 유리 섬유와 같은 전통적인 음향 재질들이 퍼러스 흡음기(Porous Absorbers)입니다. 이 재질들은 단지 몇 센티미터의 두께로 고음을 효과적으로 흡수할 수 있는데 그 이유는 파장이 매우 짧은 고음들이 퍼러스 흡음기의 좁은 공간에 쉽게 잡히기 때문입니다. 여기서 흡수된 음향 에너지는 열로 변환되지만 파장이 긴 대부분의 저음들은 재질의 좁은 공간에 들어가지 못하기 때문에 흡수되지 않습니다. 결국 퍼러스 흡음기로 모든 음향 에너지롤 흡수할 수는 없습니다. 그래서 또 하나의 방법으로 패널 또는 멤브레인 흡음기를 사용합니다. 이 흡음 기는 합판과 같은 얇은 재질을 벽에서 몇 인치 떼어 설치하는 방법을 이용한 것으로 동작 원리는 다음과 같습니다. 즉 소리가 패널에 부딪치면 패널이 진동하여 어떤 공진 주파수가 발생하는데 이 주파수는 패널의 두께와 크기 그리고 패널 뒤의 공간에 따라 달라집니다. 부딪친 소리 가운데 공진 주파수와 동일한 주파수의 레벨은 위상 캔슬(phase cancellation)로 인해 감소합니다. 멤브레인 흡음기는 퍼러스와는 달리 주로 저음 흡수에 사용합니다. 그래서 일종의 베이스 트랩(bass trap)으로 간주합니다. 헬므폴쯔 공진기(Helmholtz Resonators) 흡음의 또 다른 방법으로 밀폐된 상자에 작은 구멍을 뚫어 어느 특정한 주파수를 흡수하는 헬므홀쯔 공진기가 있습니다. 그러면 유리병을 이용해 이 공진기의 동작원리를 알아봅시다. 입으로 유리병을 불면 움(note)이 생기고 피치(pitch)는 물이 많을수록 올라갑니다. 이것은 병 안의 공기 용적과 구멍의 크기에 따라 공진 주파수가 변하기 때문인데 이처럼 소리가 공진기의 구멍에 전달되면 병 안의 공기들은 압축됩니다. 그리고 이 압축된 공기 즉, 공진 주파수는 구멍을 통해 소리의 전달 방향으로 진행하면서 공진기에 전달된 소리와 위상캔슬을 일으킵니다. 보드밴드 흡음기는 소리의 진행 방향을 방해하기 위해 여러 개의 배폴(baffle)을 연속적으로 걸어두는 방법으로 배플은 유리섬유와 같은 퍼러스 재질로 만듭니다. 소리는 배플에 부딪치면서 회절 현상을 일으켜 다른 배폴로 연속적으로 진행하고 결국은 소리의 어느 특정한 주파수들이 소멸됩니다. 보드밴드 흡음기 시스템을 적절하게 사용하기 위해서는 배플들의 구조와 간격 등을 수학적으로 정확하게 계산하여 결정해야 하지만 일반적으로는 배플 사이의 간격을 충분히 떼어 주로 낮은 주파수의 레벨이 줄어들도록 하고 있습니다. 그래서 이 배플 시스템(bafflesystem)을 베이스 트랩핑 (basstraping)이라 부르기도 합니다.