해금의 녹음환경을 위한 음향학적 특성에 관한 연구

Abstract

Traditionally, Korean music might be played in either a small, domestic setting, or in a large hall for royalty, but in both cases it was for a relatively small audience. However, in our current at the present day, both the size of ensembles and the complexity of their orchestrations have experienced an unprecedented jump in magnitude. At this scale, the ability of natural sound to reach the ears of each audience member evenly is no longer adequate, and so electric amplification is required. In addition to this, nowadays one need not even go to the concert hall to enjoy music; it is more commonly experienced indirectly through various media. In this light, our recording and amplifying methodologies become increasingly important. Each western instrument has been extensively analyzed in order to understand its acoustic characteristics; every detail is documented. This has allowed the production of very specific, standardized system settings for amplification and recording purposes. The result is perfect harmony between each instrument and technological transmission to the listener. There are very little such studies for Korean instruments. When amplifying or recording, we are forced to rely upon settings designed for western instruments. Understandably, such settings thus lose the specificity that makes them so useful. The need to conduct similar studies for Korean instruments would therefore seem obvious. Here, the Haegum, a traditional Korean string instrument, has been subjected to such studies. By experimenting with variations in microphone placement, the optimum location has been determined for amplifying and recording its sound. Studies 1 : Microphone Orientations for Various Sound Types Produced by the Haegum The long time average spectra(LTAS) for each note in the harmonic scale was studied, as well as the transfer function for the body of the instrument. A popular song was selected and its harmonics played for equal duration, then a fast Fourier transfer(FFT) analysis was performed. In order to test the transfer function of the instrument’s body, an impact hammer was used. This provided resonance information and allowed the fast Fourier transfer(FFT) analysis. This revealed that the peak occurs when the specific vibration tendency of the instrument body harmonizes with the tone produced by the instrument. Microphone orientation can affect sound pressure level(SPL) produced by the amplification or recording system, but with a relatively similar sound frequency. 2 : Sound Characteristics of Haegum Based upon Analysis of Near Field Transfer Function After conducting the above mentioned test, the resonance frequency and specific vibration tendency of the top plate was studied. The peaks and the dips on the near field transfer function occurs according to the resonance characteristics of the Haegum. These characteristics are determined by the vibration modes of both the air cavity within the body of the instrument and the top plate. 3 : Preference of Microphone Orientation According to Listening Test Music was recorded with variations in microphone placement. The recordings were played for listeners who were then given a survey with which they could express their preference. The results of this survey revealed that the recordings wherein the microphone was placed on the opposite side of the top plate or directly in front of the body were optimum for amplifying and recording the sound of the Haegum. Conclusion This study suggests that the optimal position for recording and amplifying the sound of the Haegum, based upon a listening survey, is either directly in front of the body or on the opposite side of the top plate. Additional studies of the sound tendency of the Haegum’s body as well as radiation patterns would be helpful.;과거 우리음악은 사랑방 같은 작은 공간에서 소규모로 연주되거나, 궁중 음악과 같이 대규모로 연주되는 경우에는 비교적 소수의 청중을 대상으로 하는 경우가 많았다. 그러나 현재 우리의 공연은 과거에 비해 그 규모나 형식이 커지게 되었다. 이에 따라 대형화된 현대의 공연장에서 전통 국악기의 소리를 자연음 그대로 모든 객석에 골고루 전달하는 데에는 한계가 있어 소리의 증폭이 불가피하다. 또한, 소리를 기록하는 매체가 다양해지면서 음악을 듣기 위해 음악회장에 가야만 했던 과거와는 달리, 녹음과 재생이라는 새로운 음악 환경이 매우 활성화되었다. 서양 악기의 소리를 증폭 시키거나 녹음을 하는 경우 과학적인 분석 즉, 악기의 구조적인 분석, 음색적인 분석 및 음향학적인 분석을 통해 표준화된 기준이 확립되어 있으나 국악기의 소리를 증폭이나 녹음을 하는 경우 아직 확립된 기준이 없어서 서양 악기의 기준을 그대로 차용하는 경우가 대부분이다. 이에 국악기에 대한 체계적이고 과학적인 연구의 필요성을 느끼고, 국악기 중 해금을 대상으로 마이크로폰의 방향에 따른 음향학적인 특성을 분석 한 후, 증폭 또는 녹음을 위한 최적의 마이크로폰 위치를 제시하고자 한다. 첫 번째 연구는 마이크로폰 방향에 따른 해금의 음향 특성에 관한 것이다. 기본음계 연주의 LTAS(long time average spectra)와 몸체의 전달함수(transfer function)를 측정하였다. 기본음계 연주의 LTAS는 실제 곡에서 많이 쓰이는 음계를 선정하여 한 음씩 동일 길이로 연주하여 녹음한 것을 주파수 성분분석(FFT : fast Fourier transform)했고, 몸체의 전달함수(transfer function) 측정은 몸체의 고유 진동특성을 알기위해 충격망치로 몸체를 두드려 받은 응답을 주파수 성분분석(FFT : fast Fourier transform)하였다. 몸체가 가지고 있는 고유 진동특성과 연주되는 음과 그에 따른 배음에 의해 피크가 형성됨을 알 수 있었다. 또한, 마이크로폰 방향에 따라 음압이 차이나지만 대체적으로 비슷한 주파수 응답을 보이고 있었다. 두 번째 연구는 근거리 음장(near field) 전달함수를 분석을 통한 해금의 음향 특성에 관한 것이다. 근거리 음장 전달함수를 측정 후 공진 주파수 계산과 복판의 고유 진동모드를 실험하였다. 해금의 공진 특성에 의해 근거리 음장 전달함수의 피크가 발생하는데, 몸체 내부공간의 공기 진동과 복판의 진동모드에 의해 피크가 형성됨을 알 수 있었다. 세 번째 연구는 청취평가를 통한 마이크로폰 방향 선호도에 관한 것이다. 마이크로폰 방향에 따라 곡 녹음을 한 후 청취평가를 통해 선호도를 조사한 결과 마이크로폰 방향에 따른 해금 음향 특성과 선호도를 고려해 볼 때 복판반대방향과 정면방향이 해금 소리의 증폭이나 녹음을 위한 최적의 위치라는 것을 제시하였다. 본 연구는 마이크로폰 방향에 따른 해금의 음향 특성을 바탕으로 청취평가를 통하여 마이크로폰의 방향 선호도를 조사 후 해금 소리의 증폭이나 녹음을 위한 마이크로폰의 최적의 위치를 제안하고자 하였다. 해금의 몸체의 음향 특성 이외의 현의 특성, 울림통 이외의 몸체 부분들이 음색에 미치는 영향, 방사패턴 등 앞으로 더 많은 연구 성과가 축적되어야 할 것이다.