거문고 연주의 음색분석과 미디재현에 관한 연구

Abstract

현대 사회에서 컴퓨터 음악이 발달하고 미디를 이용한 음악작업의 비율이 높아짐에 따라 미디(MIDI, Musical Instrument Digital Interface)에 한국음악을 도입하고자 하는 노력이 많아지고 있다. 이미 서양 어쿠스틱(acouustic) 악기의 소리는 많은 연구를 통하여 미디에서 보편적으로 연주되고 있으나 아직까지 한국악기는 미디에서 실제 연주에 근접하게 사용되는 예가 거의 없다. 이에 본 논문은 한국음악의 미디 연주에 관한 연구의 필요성을 느끼고 한국악기 중 하나인 거문고를 선택하여 미디 사용 기반을 위한 두 가지 연구를 진행하고자 한다. 그 첫 번째 연구는 소리 합성(sound synthesis)을 위해 선행되어야 할 음색 분석을 목적으로 사운드 스펙트럼(sound spectrum)을 비교, 분석하는 것이며 두 번째 연구는 거문고의 특징적인 연주기법을 미디에서 재현하는 것이다. 첫 번째 연구에서는 현의 굵기, 현의 받침의 종류와 술대(鉥儓)법 사용과 같은 악기의 구조적, 연주적 조건을 기준으로 각 현의 사운드 스펙트럼을 분석하였다. 분석된 결과를 보면 같은 음을 연주한다 할지라도 현의 굵기가 다르다면 전체적인 배음의 수와 음량에서 차이가 있었고 같은 음으로 조율되고 같은 굵기를 가진 현이라 하더라도 받침의 종류가 다르다면 높은 주파수영역 대에서 배음의 미세한 음량 차이를 보였다. 또한 술대법의 대점과 중점과 소점의 사용으로 섬세한 음색에서 웅장한 음색까지 다양한 변화가 나타날 수 있음을 알 수 있었다. 두 번째 연구는 거문고 연주의 물리적인 값을 미디값으로 변환하여 미디에서 사용하는 기능을 조작함으로 재현한다. 컴퓨터를 이용한 분석을 통해 거문고의 연주기법은 음고(frequency)에 따라 음량(amplitude)이 함께 변화하며 그 변화는 속도에 의해 좌우된다는 것을 알 수 있었다. 그렇기 때문에 거문고 연주기법을 음량(音量)과 음고(音高)의 변화를 프레임별로 분석한 데이터를 미디 시퀀싱 프로그램(MIDI sequencing program)에서 사용하는 미디 값으로 변환하여야 한다. 음고의 변화는 피치 휠 체인지(pitch wheel change)값으로, 음량의 변화는 트랙볼륨(track volume)값으로 변환하고 연주의 속도는 연주기법의 프레임을 시간으로 변환하고 다시 미디에서의 시간단위로 바꾸어 대입하여 재현한다. 재현된 결과의 검증을 위하여 미디로 재현된 거문고의 연주를 다시 녹음한 뒤 컴퓨터를 사용하여 음고와 음량의 변화를 프레임별로 분석하였더니 실제 거문고의 연주를 분석한 것과 흡사한 결과가 나왔다. 본 연구는 거문고 구조와 연주 조건에 따른 각 현의 음색적 특징을 살펴봄으로 한국음악의 음원개발을 위한 소리 합성의 기초자료를 구축하고자 하였다. 또한 현재의 미디체계는 서양음악을 기준으로 하기 때문에 한국 고유의 연주기법의 완벽한 재현을 위해서는 한계가 있지만 미디 기능의 조작을 통하여 재현해 봄으로 한국음악의 미디 사용의 가능성을 넓히고자 하였다. 앞으로도 한국음악의 디지털 표준화와 미디응용에 대한 보다 많은 연구가 계속되어진다면 한국악기의 음원의 질적 향상이 이루어지고 고유의 연주기법에 최적화된 독자적인 디지털 인터페이스와 물리적 제어장치가 개발된다면 미디에서 더욱 손쉽고 정밀한 한국음악 연주가 가능해지리라 생각한다.;In the present day, according to the development of the digitalized music and the increasing instances of the musical works applied with MIDI(Musical Instrument Digital Interface), the efforts to introduce MIDI to the Korean Classical Music have been enhancing. While it has already been quite common and that the western acoustic musical instruments are being performed in MIDI, the actual cases of Korean Classical instruments with MIDI have relatively remained unnoticeable. In response to the need for the studies of korean classical music performance with MIDI, this thesis, keeping Gŏmungo in focus, makes two researches for the MIDI-applied basis. With the purpose of the timbre analysis preceding the sound synthesis, the first study concerns the comparison and the analysis of the sound spectrum, then the following study reproduction of the characteristic essential performing techniques. It is required, prior to this, to analyze the sound spectrum of every string on the basis of the thickness of the each string, the types of the bridges, and the conditions for the use of Suldae method in terms of instrumental structure and the performance technique. As a consequence, despites playing the equivalent tones, there can be found that the number of the overall partials or the amplitude differs greatly in proportion to the thickness of the strings. Similarly, though tuned in identical tones or composed of the strings of same thickness, of the high frequency sphere, it is the types of the bridges that alter the subtle discrepancies in the amplitude of the partials. Likewise, through the spectrum analysis, it has turned out that the timbre can be varied by Big, middle and small point in the method of Suldae, which Gŏmungo is performed with. The second examination is to convert the physical factors of Gŏmungo performance to the MIDI factors and accordingly, to reproduction the operating the Gŏmungo performance by MIDI. By analyzing the computerized samples of Gŏmungo performance technique it comes to the following results - the amplitude is likely to be influenced by the frequency, and the changes are related to the tempo. Thus it is necessary to convert the data of the amplitude and the pitch, frame by frame, to the MIDI factors capable of being applied in the MIDI sequencing program. As the change of pitch is converted to the pitch wheel change, the change of the amplitude to the track volume, the MIDI time unit is substituted for the second-unit and then the performing tempo. After recording the Gŏmungo performance reproduced by MIDI and analyzing the changes of the pitches and the amplitude, the result of the analysis is concluded to be identical to the one of actual performance. This thesis points out the specific characteristics of each string and in timbre, based on the structure of Gŏmungo and the performance conditions, establishing the foundation of the sound synthesis for the Korean traditional sound resources. existing MIDI system standardizes the western music, which means the inevitable limitation and the inadequacy in reproducing the Korean traditional performance of its own completely, it is considered, nonetheless, the attempt to reproduce Korean Traditional music by the use of MIDI, will help reinforce its potentiality without doubt. Hereafter with the digital standardization and the succeeding further studies about the MIDI-application of Korean Traditional music, the development of the most optimized and original Digital Interface and Mechanical Control Unit suitable for the traditional performing methods will be expected to make the Korean Traditional music performance with MIDI more accurate and exquisite.