시리즈:막귀도 쉽게 알 수 있는 음향 평가

이제 원자력 발전소의 전기와 수력발전소의 전기를 소리만 듣고 구별할 수 있게 됐어요!

... 는 훼이크고, 원래 제목은'이제 그래프만 보고도 이게 어떤 소리를 낼 지 알 수 있어요!'입니다.

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우리의 근처에는 많은 음향기기들이 소리를 내고 있어요. 당장에 좀만 밖으로 나가보면 매장들이 음악을 틀어주고 있지 않나요? 물론 우리도 따로 뭔가를 듣기 위한 이어폰을 가지고 있을 거예요. 그런데, 우리가 쓰는 이어폰이 어떤 소리를 내는 건지 궁금하신 분들이 있을 거예요. 그걸 그래프를 통해 객관적으로 알 수 있는 대표적인 국내 사이트로 시코, SCLibrary, 골든이어스등이 있어요. 그런데... 가보니 요상한 모양의 그래프들만 있어서 머리아프지 않아요? 그리고 뭐가 뭔지도 모르겠고요. 그러면 환영합니다! 여기서 그 괴상한 그래프들을 해석하는 방법을 정말 쉽게 알려드릴게요. 그렇게 어렵지 않으니 잘 읽어주시길 바라요. (여기서는 스피커를 다루지는 않습니다. 이어폰이나 헤드폰만 다룹니다.)

사전 지식

그래프를 보기 전에 필요한 기본적인 사전 지식이에요. 이걸 모르고 그래프만 보면 제대로 된 해석이 불가능하니 반드시 보셔야 합니다.

Hz와 음의 높이

먼저, Hz는 1초에 진동하는 횟수를 의미해요. 즉, 20Hz면 1초에 20번 진동하는 거고, 20000Hz면 1초에 20000번 진동하는 거예요. 가끔 kHz라는 말이 나올 때가 있는데, 1kHz=1000Hz에요. 제목보고 눈치챈 분도 있겠지만, 소리에서 Hz는 음파의 진동 횟수를 의미하고요, 이는 음의 높낮이를 결정해요. 즉, 1kHz는 당연히 1Hz보다 높은 음이겠지요. 인간이 1Hz를 들을 수 없다는 건 무시합시다 그리고 음덕(음향덕후)들은 음을 몇가지로 분류해요. 나중에 주파수 응답 그래프나 CSD라는 그래프를 볼 때 필요한 지식이니 꼭 알아두셔야 합니다. 그런데 해당하는 주파수나 그 효과에 대해서는 이견이 있는 경우도 있으니 주의하세요. 여기서는 편의상 Hz를 생략할게요.

극저음(20~60 or 80)

아래에 깔리는 낮은 음을 의미해요. 일반적으로는 낮은 음의 단단함과 웅장함, 그리고 콘서트 실황 음원 같은 경우에는 현장감도 담당해요. 보통 음계보다는 박자감을 중시하는 경향이 있어요. 대표적인 소리로는 드럼의 쿵쿵거리는 베이스의 단단함이 있어요. 부족하면 드럼의 베이스가 탁하거나 물렁물렁하게 들려요. 요즘 나온 쿼드비트3가 극저음 강조 이어폰이에요. 그리고 극저음은 사람의 취향을 잘 타지는 않아요. 또한 경우에 따라서는 고음 재생에서의 단점을 숨기기도 해요. 그래서 사람들은 극저음을 일반적으로 좋아해요. 하지만 너무 많으면 먹먹하고 어두울 수 있으니 주의하세요.

중저음(60 or 80~250 or 300)

아래에 있지만 깔리는게 아니라 연주가 되거나 쿵쿵 울리는 저음을 의미해요. 대표적으로 베이스 기타를 들 수 있겠고, 드럼의 쿵쿵거리는 베이스에서 울렁거림을 담당하는 쪽도 중저음이에요. 중저음은 사람 취향을 많이 타는 편이에요. 많을 때 장점도 있는 반면에 적을 때 장점도 공존히기 때문이에요. 중저음이 많은 이어폰으로 이어팟을 들 수 있습니다.

중음(250 or 300~2k)

(여기서부터 나오는 기음과 배음은 다음 문단에 설명할게요.) 여기는 거의 모든 악기의 기음이 있는 부분인데, 여기서 대표적인 악기를 들자면 피아노가 있어요. 인간의 목소리의 크기도 보통 이쪽에서 결정이 나요. 그런데 이쪽은 맞춰서 얻는 이득이 얼마 안되고, 너무 크면 음악을 세세하게 들려주는 정도인 해상력이 크게 떨어지기 때문에 보통은 많이 죽어있어요. 반면에 정체불명 싸구려 이어폰에서는 많이 강조하는 대역이기도 해요. 1. x k쪽은 초기 배음이 뭉쳐있는데, 그래서 고음 목소리의 높낮이를 결정하기도 해요.

중고음(2k~6k)

여기는 사람이 제일 잘 듣는다는 3k를 낀 음역대에요. 배음이 많이 집중되어 있는 곳으로, 주로 키웠을 때의 이득이 많아 흔히 키우곤 해요. 다만 너무 많이 키우면 공간감이 떨어지는 결과가 나올 수 있기 때문에 주의해야 돼요. 이쪽의 영향을 볼 수 있는 것으로는 일레트릭을 포함한 기타와 사람의 목소리에요. 시람의 목소리의 배음이 많아서 음의 높낮이에 간접적으로 관여하기도 해요.

고음(6k~10k)

해상도라는 빛과 치찰음이라는 어둠을 가진 대역이에요. 상당히 자극적인 음역대로서 여기도 상당히 취향을 많이 타는 편이에요. 이쪽의 영향을 많이 받는 악기로는 드럼의 탕탕거리는 북치는 소리, 일렉트릭 기타의 소리, 바이올린 소리, 인간의 숨소리(...) 등이 있어요. 고로 타격감에 작용하는 요소이기도 해요. 쿼드비트1에서는 강하게 강조되어 있지만 3에서는 아예 깎아내리기도 했지요. 특히 5~8k의 경우에는 매우 자극적이라 보통은 깎아내요. 그러나 그 이후에는 사람에 따라 달라요.

초고음 or 극고음(10k~20k)

여기는 일반적으로 극저음과 비슷하게 느낌이 중요해요. 그리고 자연음보다는 기계음이 많이 활용하는 음역대에요. 물론 자연음도 존재하긴 하는데, 그 대표적인 예가 드럼의 하이햇이에요. 어떤 공간에서 스피커로 들을때는 많이 줄어서 들리는 특성이 있어요. 그래서 그런지 여기도 취향따라 다른 면이 있어요.
여기까지 들어도 잘 모르겠다면, 이퀄라이저로 해당 음역대를 크게 늘려보면 어느정도 알 수 있어요.

배음?기음?

기음은 우리가 본 적이 있을 악보에 수록된 음을 뜻해요. 배음은 기음에 따라 붙어서 기음의 배수의 진동수로 발생하는 음이에요. 악기의 특성은 배음에서 만들어진다고 생각하면 되겠습니다.

음향기기는 어떤 유형이 있는가

음향기기도 여러가지 유형이 있어요. 개판으로 꼽히는 백두대간 유형은 빼고 음질에 신경쓰기 시작한 유형만 알려드릴게요.

저음 강조형

보통 저음을 강조하는게 대중적이다 보니 저음 강조형이 상당히 많은 편이에요. 이름에서도 짐작이 가겠지만 극저음이나 중저음이 매우 많은 편이에요. 중저음이 많을 경우 다른 음을 가리기도 해요. 대표적인 예로 이어팟이 있어요.

고음 강조형

저음보다 고음이 과도하게 많을 경우를 뜻해요. 보통 해상도라고 불리는 개념을 노리는 경우가 많아요. 대표적인 예로 쿼드비트1이 있어요.

V자형

저음과 고음을 둘다 늘리고 중음만 적은 유형이에요. 상당한 자극성이 있는 유형이여서 취향을 많이 타요. 유명한 제조사로 Beats, JVC, 스컬캔디, 더럽게 비싼울트라손 등이 있어요.

플랫

영어 단어에서 '평평함'을 뜻해요. 즉, 모든 대역폭이 고르게 있음을 뜻해요. 매우 좋은 소리이긴 하지만 반대로 보면 심심하다는 의미도 될 수 있어요.

피크와 딥

피크는 근처의 주파수에 비해서 상대적으로 볼륨이 높은 부분을 뜻해요. 딥은 그 반대를 뜻하고요. 일반적으로 고음에 피크와 딥이 많을수록 거칠게 느껴지는 경향이 있다고 해요.

대역폭

대역폭이란, 이어폰이나 헤드폰이 소리를 어디까지 낼 수 있는지에 대한 용어에요. 음향기기가 20~20000까지 내면 좋겠지만 그러기에는 제한조건이 많아서 그렇게까지 잘 내는 음향기기는 거의 없는게 현실이에요. 다만, 인간의 귀는 시간이 지날수록 빠르게 약해지기 때문에 20kHz까지는 필요가 없을 수도 있지만, 그렇다고 10kHz에서 잘린 것을 권할 수도 없지요. 그래서 대역폭이라는 말이 등장했는데, 일반적으로 인정하는 대역폭은 '음압 평균에서 6dB이상 내려가서 회복하지 못하는 딥의 시작'까지에요. 다만 이것은 타겟에 따라 많이 달라지는 편인데, 특히 대역폭 문제가 큰 극고음 대역에서는 타겟(FR 문단에서 설명)에 따라 대역폭인지 아닌지가 크게 달라질 수 있기 때믄에 주의하셔야 해요. 일반적으로는 BA(밸런스드 아마추어) 이어폰에서 중요한 요소로 꼽히는데, BA의 대역폭이 상당히 좁거든요.

저, 그래프를 해석합니다.

제목은 작화를 망친 어떤 애니메이션의 패러디에요. 최대한 쉽게 쓸 테니 걱정하지 마세요. 출처로 [여기]를 참고했어요. 하지만 이걸 그대로 보면 내용이 어려워서 상당히 머리가 아플거예요. 그러니까 이 내용을 쉽게 알려주도록 노력할게요.

주파수 응답 그래프, FR

이렇게 생긴게 주파수 응답 그래프다.

FR은 음향 분석의 알파에요. 해석하기도 비교적 쉬우면서 상당한 의미를 갖고 있는 그래프니 꼭 해석법을 익히셔야 합니다. 기준은 레퍼런스인 시코에만 맞춘건 아니고 어떤 사이트에서 봐도 기본적인 해석을 할 수 있도록 맞춰줬어요.
가로축은 주파수이고요, 일반적으로 로그 스케일이에요. 왜냐하면, 우리의 귀가 소리를 로그 스케일로 느끼기 때문이에요. 애초에 이 때문에 dB(데시벨)도 로그 스케일이에요. 세로는 소리의 세기 = 음압이고요, 세로 한칸당 기준은 딱히 정해져 있지 않아서 시코는 10dB, 골든이어스는 5dB씩이에요. 그러니까 해석에 주의하셔야 해요.
여기서 극저음과 극고음은 일반적으로 유효하지는 않은 응답이니 주의해야 돼요. 그래도 극저음은 잘 측정되는 편이지만, 극고음은 직접 듣고서 알아맞추는 것밖에 답이 없어요. 즉, 측정이 거의 무의미해요. 극고음이 대역폭에 들어간다와 안들어간다도 측정에 따라 달라집니다!
한편, 스무딩이라는 개념이 있는데, 이건 그래프를 얼마나 무디게 할 건지에 대한 옵션이에요. 많이 무뎌질수록 부정확해져요. 골든이어스는 1/3 옥타브 스무딩이고, 시코는 1/24 옥타브 스무딩이에요. 그리고 시코가 좀 더 날카롭게 그려지고 좀 더 정확하기도 해요.
추가로, 보통 이어폰과 헤드폰은 스피커의 그것과 달라서 원본(보통은 RAW라고 해요.)이 플랫하면 우리가 선호하지 않는 소리가 나올 가능성이 커요. 그래서 우리가 선호하는 소리에 가깝다고 하는 그래프로 원본의 값을 보정해줘요. 이때 보정하는 그래프를 '타겟'이라고 불러요. 현재 국제 기준은 확산음장 또는 DF라고 불리는 타겟이에요. 여기서 플랫함을 벗어난 부분을 선형 왜곡이라고도 불러요. 여러가지 타겟이 있긴 하지만 상당히 어려운 내용이 있는지라 엄밀한 설명을 하면 여기의 제목이 무색해져요. 그러니까 주요 타겟만 간단히 설명해드릴게요.

자유 음장, FF

최초로 나온 보정곡선인데, 잔향이 전혀 없도록 설계된 공간인 무향실에서 응답이 플랫하게 나온 스피커를 모든 잔향이 반사되는 곳인 잔향실에 30도로 놓고 나온 그래프 값의 결과가 자유 음장이에요. 하지만 이어폰이나 헤드폰이 30도인건 아니지요? 그래서 많은 문제점이 생겼어요. 그래서 사람들은 다른 그래프를 제안해요. (실제 제안은 어떤 박사가 해요. 어떤 박사인지는 추가바랍니다.)

확산 음장, DF

자유 음장과 달리 스피커를 30도에다 놓은게 아니라 잔향실 어딘가에서 플랫한 소리를 틀어서 모든 곳에서 잔향이 똑같이 들어온다고 가정하고 정한 타겟이에요. 비교적 선호되는 타겟이기도 하고 이후에 납득할만한 타겟이 그리 많이 출현하지도 않았기 때문에 현재 국제 표준으로 인정받고 있어요. 대부분의 측정사이트도 기본적으로는 DF에 기반한 측정을 하고 있어요. 그런데 국제 표준 주제에 마개조를 당하거나(골든이어스) 측정을 좀 다르게 하거나 하는 이유로 인해 종류가 꽤나 많아요. 현재 시코의 DF는 극고음을 상당히 많이 깎는 종류이기 때문에 해석에 주의해야 해요. 한편,음악을 잔향실에서 들을 사람은 없을거예요. 그래서 많은 수정시도가 있었습니다. 그리고 그 중에 유명한 것들이...

올리브-웰티 타겟 (하만 타겟)

이건 올리브 박사와 웰티 박사가 공동으로 실험해서 나온 결과라는데, 이 타겟은 잔향실이 아닌 실제 청음실에서 측정한 결과로 나온 결과라는데 의미가 있어요. 그러나 아직까지는 기준으로 쓰기 애매하기 때문에 잘 쓰이지는 않는 타겟이에요.

그럼 이제 앞에서 배운 음역대 별 효과와 결합해서 해석을 할 수 있겠지요? 물론, 제일 좋은 경우는 플랫이지만, V자를 좋아하는 사람도 많아요. 그러므로 이어폰의 선택에는 자신의 취향을 고려해야 합니다.
헤드폰의 경우에는 나타난 응답이 그대로 귀에 들어올 가능성이 높지만, 이어폰은 여러 변수 때문에 모의귀에서의 응답과 다르게 나올 가능성이 높아요. 그래서 이어폰은 결과를 너무 맹신하시면 안돼요. 하지만 보통은 이어폰의 피크와 딥의 위치에 영향을 주는 거지 고음과 저음의 벨런스 같은 것을 바꾸지는 못하니까 그렇게까지 차이나지는 않을 거예요. EQ할때야 차이가 나겠지만요

FR해석시 유의점들

• 중고음~고음의 딥은 딥으로 느껴지는 경우는 많지 않고,오히려 대부분은 쏘는 소리로 돌아와요. 다만 큰 딥은 인위적이나마 분리도를 만들기도 한다고 하니까 위키러 여러분이 듣고 판단할 문제안인 것 같아요. 반대로 피크는 쉽게 느껴지는 편이고,보통 해상력을 높이나 역시 쏘는 소리가 되거나 치찰음이 될 수 있어요.
• 중(고)음이 너무 많을 경우 과다하게 가까운 악기/보컬로 부작용이 나타날 수 있어요. 실제로 중고음이 2dB 정도 올려진 쿼드비트3의 경우 악기가 상당히 가까워져 있어 공간감이 부족하다는 평이 많아요.

고조파 왜곡, THD(비선형 왜곡)

음향 분석의 베타에요. 왜냐하면 1% 미만의 THD는 인간이 인식할 수 있는 수준의 왜곡이 아니라는 결과가 아주 많이, 심지어 보수적인 관점에서도 많이 쏟아져 나왔기 때문이에요. 하지만 1%를 넘기는 THD의 경우에는 왜곡이 느껴질 수 있으니 주의해야 해요. FR과 마찬가지로 가로는 주파수고 세로는 THD 왜곡 수준이에요.

CSD

FR+재생시간이고, 음향 분석의 오메가라 할 수 있어요. 가로축과 세로축은 FR의 그것과 같고요, 앞으로 나와 있는 축이 시간을 의미해요. 즉, 어떤 주파수가 오래 버티는 건지를 볼 수 있다는 소리에요. 가끔 잔향이 표시되기도 하고요. 또한 고역으로 갈수록 잔향이 짧아진다는 점을 잊으면 안돼요! 일반적으로 FR이 1/24 스무딩이나 스무딩이 되어있지 않으면 큰 쓸모가 없지만, 1/3같이 강하게 되어있으면 FR이 놓친 피크와 딥을 잡을 수 있다는 점에서 중요해요.

임피던스

저항 값을 나타내는데, 출렁일수록 좋지 않아요. 다이나믹형 이어폰은 아무리 개판으로 만들어진 이어폰이여도 출렁임이 덜한 반면에 BA(밸런스드 아마추어)형은 크로스오버가 없는한은 고음역이 크게 올라간 형태라고 보면 돼요. 즉, BA에서 엄청나게 중요한 부분이에요.

나머지 잡 그래프들

시코 말마따나 중요도가 다소 떨어지는 그래프들이에요. 해석 방법은 고수분이 추가해주시기 바라요.

임펄스 응답, IR

총소리같이 순간적으로 큰 소음이 날 때의 출렁임을 담은 거예요. 전선쪽은 아주 개판인게 아닌 이상 의미없고, 보통 블루투스에서 중요하다고 볼 수 있어요. 덜 출렁일수록 좋아요.

스텝 응답, SR

순간적으로 올라갔다가 천천히 내려오는 신호에 어떻게 반응하는가를 보는 거예요. 그러나 대부분이 해석 방법을 몰라요. (...) 위상응답을 구하기 위한 꼼수로 쓰이기도 한다는데, 거기에 대해서는 추가바라요.

사각파 응답

헤드폰의 차음 성능, 정착용 여부를 살펴볼 수 있어요.

그럼 음향 평가로는 그래프만 있으면 되겠네?

그렇지는 않아요. 주파수 응답을 보고 완벽하게 해석할 줄 아는 사람은 몇 없기 때문에, 잘못 해석할 소지가 충분히 있어요. 그리고 모의귀는 아무리 발전해도 당신의 귀와 다소 다를 수 있고, 또한 극고음은 측정치가 의미없는 경우가 많아요. 그러므로 당신에게 들리는 소리가 어떤 건지 알고 싶다면 청음을 권장합니다. 하지만 그렇다고 주파수 응답이 의미없다는 소리도 아니에요!

그럼 왜 달라지는 걸까?

볼륨(등청감곡선)

인간은 중음~중고음 감지를 제일 잘하고 고음이나 저음으로 갈수록 감지력이 떨어진다고 하는데요, 여기서 볼륨이 떨어질 수록 이 경향이 심해진다는 것이 핵심이에요. 이 때문에 볼륨이 올라갈수록 저음과 고음이 잘 들리게 돼요. 그렇기 때문에 모의귀에서 보인 만큼의 저음과 고음을 들을 거라는 보장은 없습니다. 그래서 플랫함을 위해 약V 그래프를 보이는 이어폰을 사는 사람도 꽤 있어요. 단, 일반적으로 저음과 고음의 관계는 달라지지 않아요. 고음고자라면 아무리 볼륨을 올려도 고음고자라는 거죠. (...) 그리고 이건 또 사실 사람마다 편차가 있기도 하기 때문에 결코 그래프에서의 예상과 똑같은 소리가 나오진 않아요.

BA와 다이나믹

일반적으로 BA는 해상도 및 분리도가 매우 뛰어난 대신 임피던스에 치명적이라고 알려져 있어요. 그리고 대역폭은 좁아터진 주제에 단가는 비싸서 일반적으로 BA가 쓰인 이어폰의 가격은 비싼 편이에요. 물론 BA는 매우 강력한 분리도와 해상도 때문에 그만큼의 가치가 있긴 합니다.

터치노이즈

이어폰에는 기본적으로 줄이 달려 있습니다. 이어폰을 귀에 꼽고 한번 툭툭 쳐보시면, 대부분의 경우 이어폰에서 그 툭툭하는 소리가 날 거예요. 이것을 터치노이즈라고 해요. 실내에서는 잘 느껴지지 않지만, 아웃도어로 나가면 심한 놈은 터치노이즈의 향연을 볼 위험도 있기 때문에 상당히 중요한 편이에요. 터치노이즈는 보통 '플랫 케이블'이라고 불리는 꼬임을 막기 위해 태어난 케이블에서 제일 심각하고 일반적인 케이블 줄에서도 만만치 않은 편이에요. 그러나 패브릭 선이라고 해서 일반적인 케이블 줄에 옷 만들듯이 섬유로 촘촘히 덧씌운게 있는데, 이것의 터치노이즈는 거의 없다시피 해요. 하지만 그만큼 단가가 비싸요.

팁!

쿼드비트 기본 팁들을 보시면 팁의 소중함을 알게 될 겁니다!
네. 팁도 소리에 영향을 줄 수 있어요. 다만 팁의 종류에 따른 영향과 간단한 원인에 대해서는 추가 부탁드립니다.완전한 음덕이 아니니...ㅠㅠ
다만,팁이 이상할 경우에 생기는 일은 잘 알려져 있어요. 대표적으로 저음이나 고음이나 줄줄 새서 아무리 플랫이나 강조형이여도 순식간에 백두대간으로 만들어버리는 위엄을 보이기도 해요.

삽입 깊이

커널형 이어폰은 삽입 깊이에도 영향을 받아요. 이어폰의 측정 결과의 의미를 상쇄시키는 제일 큰 요인이기도 해요. 그나마 등청감곡선은 평균이라도 있고,터치노이즈는 피하면 되고,팁은 딴걸로 바꿔끼면 되지만,예는 평균도 없고 피하기도 어려워요.
보통 국제 표준으로 정해진 삽입 깊이가 있는데,이를 Reference Plane(이른바 RP)이라고 해요. 그런데 RP에서 요구하는 삽입 깊이는 생각보다 깊다는게 문제에요. 왜냐하면 현실에서 이어폰을 귀속으로 쑤욱 깊숙히 집어넣고 다니는 사람 본 적 있나요? 생각보다 그런 사람 적어요.
그리고 해당 문제가 아니여도 문제는 있을 수 있는데,고작 2mm정도의 차이로 소리가 다르게 들린다는 연구 결과도 있어요. 그래서 사람마다 다 다르고,이런 차이에 대한 평균화도 아직 되어있지 않아요.