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룸 어쿠스틱 튜닝을 위한 재료들



기타나 라디오의 주파수는 조율할 수 있어도 공간을 튜닝할 수 있을까? 바로 와 닿는 느낌이 없어도 “Room Tuning”이라는 표현은 오디오 청취 공간과 그곳에 설치된 라우드스피커 시스템을 어우러지게 하는 데 사용된 도구와 기술을 지칭하는 곳에 사용되었다. Room Tuning의 기본적인 개념은 자재에 과도한 흔적을 남기는 잔향은 제거하거나 수정하고, 지나치게 드라이한 느낌을 피하기 위해서 공간에 반사 성질을 충분히 남겨놓는 것이다. 이 기사에서 요약하는 제품은 Room Tuning전용으로 나온 기존제품 중에서 핵심적인 아이템과 그 성능을 측정하는 곳에 사용된 분석 장비를 모아놓은 것이다. 여기서는 우리가 아는 제품을 음향적인 측면에서 3가지 카테고리로 구분할 것이다. 즉, 흡음장치(absorbers), 공명장치(tuned resonators), 그리고 분산장치(diffusers)이다. 이 분야의 많은 판매 회사들은 이 카테고리 중 하나 이상의 제품을 가지고 있다.


흡음 장치(absorbers)
먼저 흡음 장치부터 살펴보자. 사실, 제조 분야에서는 그다지 다이내믹한 요소가 없다. 섬유 유리가 앞으로도 디지털형태로 전환될 가능성은 없으니, 시간이 지나간다고 해서 획기적인 변화를 기대하는 것은 어리석은 일이다. 긍정적인 측면에서 보면 이러한 제품들이 현재 시대에 뒤떨어진 것이 아니다. 그러나 최근에는 환경적인 측면에서 몇 가지 흥미로운 제품 개발이 이뤄졌다. 흡음 장치의 제작기술은 이제 친환경적이 되어 가고, 탄소 배출량을 감소하기 위해서 노력하고 있다.

Acoustics First의 기술자들은 다양한 섬유 유리 패널 이외에도 높은 흡수율의 퀼트를 선보였다. 이 StratiQuilt 섬유 유리 롤은 가로와 세로가 4’×50’으로 필요한 경우 제작할 수 있다. 이러한 반유연성의 다루기 편리하고 가벼운 자재는 회색의 비닐 코팅된 제품으로 섬유 유리가 부착되어 있으며, 2lbs. per cubic foot density의 섬유 유리에 맞게 퀼트로 처리되어 있다. 이러한 흡음 자재는 최대 21dBA의 소음 제거가 가능하다. Rear lobe컨트롤과 잔향 제거를 위해서 플라이 라우드스피커 뒤편에 실용적인 애플리케이션이 많이 부착되어 있다.

환경 친화적인 변화의 행렬에 Acoustical Solu tions의 EcoSorpt acoustical wall panels도 참여했다. 이 고성능 흡음 장치는 재활용 면으로 만들어졌으며, 최소한으로 85%의 탈산업화 재활용품 성분을 갖고 있기에 LEED 인증 프로젝트의 필수품으로 평가받고 있다. 2k㎐ 혹은 그 이하에서의 흡음 계수는 기존의 섬유커버 형태의 섬유 유리 패널과 비슷하므로, 제조할 때 환경에 미치는 부분과 탄소 배출량이 적고, 사용이 끝난 후의 재활용률이 뛰어나다. 이 제품은 같은 1인치의 두께로 제곱 피트당 3lbs와 6lbs의 2가지 밀도와 2인치의 두께에 3lb 제품도 제작되었다.

Auralex Acoustics는 섬유 처리된 저공해 제품 Elite ProPanel을 출시했다. 이 제품은 form aldehyde와 phenol을 사용하지 않고 만들었으며, 35%의 재활용 자재를 사용했다. 더 낮은 양의 휘발성 유기 화합물을 배출하기 때문에, Greenguard Indoor Air Quality의 인증과 Children & School의 인증, 그리고 LEED 적합성 판정까지 획득했다. 더구나 흡음 성능을 그대로 유지한 채 이루어 낸 변화이다. 표준 규격이 1~2인치 두께의 Elite ProPanel은 2’×2’및 2’×4’에서 다양한 색상의 패브릭을 구매할 수 있고, 디자인까지 뛰어나다.

또한, RPG는 Ecose Technology를 통해서 기존의 이런 형태로 된 흡음 제품에 사용되던 석유 화학물의 함량을 감소시킴으로써 환경 친화에 한발 더 나아갔다. 이들 패널의 흡음 공간은 독특한 브라운 색으로 더욱 유명한데, 이는 Ecose 과정에서 만들어진 섬유 유리의 천연 색상이다. 이 패널들은 그린가드 및 LEED 인증을 획득했고 form aldehyde와 phenol, 아크릴 없이 제작되었다. 이 새로운 기술은 RPG의 흡음 패널 제품 라인과 복합형 확산/흡음 Binary Amplitude Diffsorbor 패널 제품 라인에 사용되었다.

 
튜닝된 흡수 장치와 공명 장치(Tuned Absorbers/ Resonators)
흡음 장치의 패널은 공간의 각 주파수대역의 잔향에 대한 문제만 다루는 것은 아니다. 섬유 유리와 부드러운 폼의 흡음 시스템은 주파수가 상승할수록 더욱 효과적이며, HF 대역에서 공간에 훨씬 더 짧은 decay를 허용한다. 특정 주파수 중 낮은 주파수를 위한 장치는 잔향의 decay특성을 통해서 보다 균형 잡힌 스펙트럼을 제공한다.

판 매용으로 나온 흡음 장치의 원래 명칭은 Tube Trap이다. (Helmholtz는 한 번도 상업용 제품 라인을 개발한 적이 없다.) 이 장치들은 Acoustic Sciences (ASC)가 개발했으며, Stanley Kubrick 회사에서 나온 가구처럼 생겼다. 목표 주파수대를 상쇄시키기 위해서 다양한 길이와 반경의 실린더를 벽이나 코너 근처에 설치할 수 있다. 이 실린더는 회절 및 흡음 장치를 갖추고 있기 때문에, 저주파수와 그 이상의 대역에서의 회절 및 흡음을 위한 공명 방지 장치를 만들어 낸다. 이 회사는 이제 온전한 실린더 이외에도 반원이나 1/4원형을 출시하여 특히 모서리 부분을 위한 더 많은 옵션을 내놓고 있다.

트래핑 기술의 또 다른 주자는 RealTraps이다. 이 회사는 기존의 패널 흡음 장치의 Direct sound 흡음 기능을 flat panel resonating membrane 흡음장치와 결합하여 하나의 장치로 제작했다. 이와 같은 결합은 균등한 흡음 스펙트럼을 만들어 내기 위해 행동반경을 낮은 주파수대역으로 확장한 것이다. 이 제품 라인에서 최근 선보인 MegaTrap은 공간의 모서리에 사용되는 limp mass membrane 유닛으로 폭이 거의 90cm에 달한다. 다른 흡음 장치보다 더 많이, 그리고 더 낮은 주파수로 흡수한다고 알려졌다. MegaTraps는 단순한 섬유 패널처럼 보인다는 외관상의 장점을 갖고 있으며, 색상도 화이트, 오트밀, 그레이, 블랙의 프런트 패브릭을 지원한다.

코너에 놓은 폼 재질의 흡음장치도 베이스 트랩을 만들어 낼 수 있다. Auralex Acoustics는 초대형 제품인 MegaLENRD 베이스 트랩을 출시했다. LENRD는 “low end node reduction device”의 약자로 “node”는 공간에서 낮은 주파수대역의 고정된 로케이션의 잔향 활동과 관계있는 용어이다. 코너는 이와 같은 노드 제어를 위해서 가장 중요한 로케이션이다. MegaLENRD는 이러한 설치가 간편한 foam corner absorbers 제품군에서 가장 큰 크기로, foam이 뚜렷이 나타나도 무관한 대규모 애플리케이션과 스튜디오에 적합하다.

확산장치(diffusers)
공간음향 처리 제품 중 세 번째 분류는 확산장치이다. 이 장치는 무작위의 잔향 성질을 만들어 내기 위해서 복잡한 다면적 표면으로부터 사운드를 분산시키는 것을 목표로 하고 있다. 전통적인 콘서트  홀의 석고재질로 된 벽의 복잡함과 화려함을 시각화할 수 있으며, 예술의 음향적 가치는 확산되는 소리의 질에 달렸다는 사실을 깨달을 수 있다. 석고재질로 된 예술 작품에 대한 예산이나 관심이 없는 사람을 위해서 제어된 분산 작업을 제공하고, 수학적으로 제작된 최신 제품들이 많이 출시되었다. 제대로 제작된 공간일수록 흡음과 확산 제품들을 효과적으로 결합하여 충분한 잔향이 있는 공간을 창출하며, flutter echoes로부터 자유롭다. 다음의 몇 가지 고급형 확산 제품들과 흡음 및 확산 부문의 하이브리드 제품을 살펴보자.

RPG는 Binary Amplitude Diffsorbor(BAD)를 개발했다. 이것은 외관이 평평하고 순수한 흡음 패널에 비해 깊지 않은 확산형 흡음 장치이다. BAD의 패널은 고주파수 및 중간 주파수대에서 동시에 균일한 확산을 제공하며, 확산 대역 이하에서는 순수한 흡음을 지원한다. 확산되지 않은 에너지는 흡수된다. 이 패널의 외장 마감은 기존 섬유재질의 흡음 패널과 유사하지만, 이 제품은 패브릭과 섬유유리 사이에 중간층이 포함되어 있다. 회절은 고주파수를 분산시키고 저주파수는 뒤쪽의 흡음 장치를 통과하는 독특한 패턴의 구멍 뚫린 패널을 사용한다. 이 제품의 binary hole 패턴은 외관상으로는 Lite Brite와 유사하지만, 확산 에너지의 flat power spectrum을 지원하기 위해서 수학적으로 계산된 것이다. 이 패널들은 다양한 종류의 패브릭과 함께 벽이나 천정에 플러쉬 마운트가 가능하다.

Acoustics First는 특허받은 2차원의 binary array diffuser 시리즈인 Art diffusor를 개발했다.
Art diffusor의 확산 범위는 독특한 angled end caps로 확장하여, 4k㎐ 이상의 주파수를 탐지해 반사성의 방향을 추가로 통제할 수 있다. 다양한 종류의 모델은 그 깊이와 자재 역시 다양하다. 2인치에서 9인치로 깊이가 깊어질수록 확산 품질이 존재하는 주파수대역도 2옥타브에서 5옥타브로 변화한다. 이 제품은 가구 품질의 나무나 expanded polystyrene으로 나와 있다.

Acoustical Solutions에서 나온 AlphaSorb sound diffuser는 패브릭 커버의 벽 또는 천정용 패널과 비슷한 모양으로 제대로 된 확산을 제공한다. 패브릭 뒤에는 음향 에너지를 분산 혹은 확산시키기 위해서 특별히 주조된 plastic diffuser가 달렸다. 이 제품은 2인치의 두께와 2’×2’, 2’×4’, 4’×4’의 크기 및 다양한 색상으로 나와 있다. 또한, 사용자들은 AlphaSorb sound diffuser를 2인치 두께의 AlphaSorb 음향 벽 패널과 어울리는 pure absorber와 결합함으로써 혼합된 확산 음향 효과를 달성할 수 있다. 

 
분석도구
흡 음 장치와 확산 장치를 구매하고 설치하는 일은 Room tuning의 전체 과정에서 중간 단계에 해당한다. 이러한 단계에 앞서서 우리는 필요한 요건을 확인하고 장치의 효과를 계량화할 필요가 있다. 기존에 있는 공간에 설치할 경우, 음향 분석기는 사전 및 사후 작업에 있어서 필수품이다. 이 분석기는 무엇보다도 확산 반사 패턴과 잔향의 decay 시점, direct sound의 강도에 대한 세부 사항을 관찰할 수 있어야 한다. 그러면 공간을 평가하고 최종적으로 공간의 라우드스피커를 설치하는 곳에 사용되는 스펙트럼형 분석도구를 몇 가지 살펴보자.

EASERA(Electronic and Acoustic System Evaluation and Response Analysis, 전자 음향 시스템 평가 및 반응 분석)는 Renkus-Heinz 제품으로 사운드카드가 달린 노트북 PC에 장착된다. 2, 3년 전만 해도 일부 장비 보관용 랙을 채우고 있을 음향 분석도구이다. 다양한 신호를 통해서 공간 음향 기능에 대한 복잡한 분석을 실행하는데, 이러한 신호에는 타임 딜레이 분광 분석과 sweep, 최대 길이 시퀀스, noise excitation 신호가 있다. 데이터는 즉시 사용하거나 아니면 여기서는 전부 다 나열하기 어려운 복잡한 계산의 형태로 사후 처리된다. 자매 프로그램인 SysTune은 라이브 사운드 애플리케이션을 위해서 EQ 및 사운드 시스템 최적화와 관련된 모든 데이터를 통해서 듀얼-채널 분석을 제공한다. 음악을 소스신호로 사용하여 튜닝을 계속하는 기능도 갖추고 있다.

 
공간 음향 시설에 대한 평가
Bruel & Kjær가 판매하는 7841 DIRAC 시스템은 Acoustics Engineering이 개발한 음향 측정 소프트웨어 도구이다. DIRAC 룸 어쿠스틱 소프트웨어 타입 7841은 임펄스 응답을 사용하여 잔향 시간, 초기 디케이 비율, 선명도, 명료도 등을 포함한 다양한 공간 음향 변수를 측정한다.
다른 옵션의 신호에는 내부에서 만들어진 최고 길이 시퀀스(MLS)나 라우드스피커 사운드 소스를 통한 스윕 시그널이 있다. 조사 측정은 blank pistol이나 balloon과 같은 작은 임펄스 사운드 소스를 사용해서 쉽게 할 수 있다.

Meyer Sound의 SIM3은 설치된 라우드스피커 시스템의 실시간 최적화를 위해서 고안된 포괄적인 멀티채널 사운드 시스템/공간 분석 시스템이다. 이 시스템은 라우드스피커 시스템의 신호 처리 장치로 직접 접속하여 공간에서 최적의 응답에 적합한 최고의 delay, level, EQ 설정을 찾기 위한 세부적인 정보를 제공한다. 이 시스템은 스튜디오에서 공연장에 이르는 모든 규모의 공간에 적합한 환경설정을 지원한다.

Rational Acoustics는 차세대 Smaart인 v.7 제품에 대한 주문을 받고 있다. 새롭게 만들어진 이 제품은 예전의 제품을 능가하는 향상된 안정성과 개선된 해상도, 멀티채널 성능을 지원한다. Smaart는 라이브 사운드 튜닝에 필요한 실시간 기능뿐 아니라 공간 음향 분석 성능까지 갖추고 있다.

More information

Acoustic Sciences : www.acousticsciences.com
Acoustic Engineering : www.acoustics-engineering.com
Acoustic Firs : twww.acousticfirst.com
Acoustical Solutions : www.acousticalsolutions.com
Auralex Acoustics : www.auralex.com
Meyer Sound : www.avixtech.co.kr
RPG : www.rpgkorea.com
RealTraps : www.realtraps.com
Rational acoustics : www.chungbo.co.kr
Renkus-Heinz : www.dkvascom.co.kr



Sound & Video Contractor 2010년 6월호
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