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문제 정의
- 무대 바닥과 무대 측벽에 의한 무대음향에 대한 영향을 살펴보기 위하여 무대주변구조에 변화를 주어 ST1에미치는 영향을 살펴보았다. 흡음률이 0.
- 본 논문에서는 축소모형을 이용하여 무대부의 바닥 및벽에 의한 무대음향에 대한 영향을 Gade가 제안한 파라미터인 ST1으로 평가하였다. 바닥에 대한 영향은 흡음천의 유무로 조사했는데, 음원 주변의 흡음천의 사용은 1차 바닥 반사음뿐만 아니라 상대적으로 100ms 이내의초기 음에너지도 감소하여 상대적인 음압비교인 ST1 값에 큰 변화를 주지 않았으나 무대의 일부분에서 흡음천의 사용으로 1차 바닥반사음만 저감된 경우 ST1 값이 증가되었다.
제안 방법
- 음원과 1/8" 마이크로폰의 방향에 따른 영향을 알아보기 위해 마이크로폰을 수평방향으로 4S 씩 8방향으로 구분하여 측정하였다. 실험결과는 그림3과 같이 방향에 따른 평균 ST1값은 전체 평균 T7.
- 1:8에서 1:50 까지 다양한 축척 을 이용한 축소모형을 통하여 실제 홀의 음향을 예측하고 임펄스 리스펀스 (Impulse Response)를 체크하여 음 향장애를 파악하였다[io].
- 1980년대 이후 Barron을 중심으로 Cambridge 대학에서 축소모형에 대한 연구가 활발해졌다. 1：8에서 1：50 까지 다양한 축척을 이용한 축소모형을 통하여 실제 홀의 음향을 예측하고 임펄스 리스펀스 (Impulse Response)를 체크하여 음향장애를 파악하였다［10］. 임펄스 리스펀스는 콘서트홀의 공간적 정보에 대하여 명료도, 요해도, 초기감쇠시간 (EDT), 음향장애여부 (Echo Position)등 직접적인 근거를 제시한다.
- 따라서 여기에서는 실제 홀의 125Hz ~4kHz 대역에 해당하는 3125Hz ~ 100kHz 대역을 측정하였다. ST1 측정법에 의해 1：25 축소모형에서 음원과 수음점과의 간격은실제길이가 lm이므로 40mm로 하였고, 수음점은 좌우 대칭의 효과, 후벽과의 거리 및 객석과의 음향적 연계성등을 고려하여 8개 지점을 그림 2와 같이 잡았다.
- 따라서 여기에서는 실제 홀의 125Hz ~4kHz 대역에 해당하는 3125Hz ~ 100kHz 대역을 측정하였다. ST1 측정법에 의해 1：25 축소모형에서 음원과 수음점과의 간격은실제길이가 lm이므로 40mm로 하였고, 수음점은 좌우 대칭의 효과, 후벽과의 거리 및 객석과의 음향적 연계성등을 고려하여 8개 지점을 그림 2와 같이 잡았다.
- ST1은 (1)에서와 같이 전체 음에너지를 사용하지만 확 산체의 영향을 보다 명확하게 조사하기 위해, 축척모형 에서 측정치간 평차가 크게 발생하는 저주파와 고주파 영역의 결과치를 제외하고, 각각 제반 악기별 특성이 가장 많이 포함되며 연주자의 가청에 민감한 중주파수 대 역 중 1/1 Octave 밴드의 각 500, 1000, 2000Hz 대역의 결과로부터 산술평균을 구하여 분석하였다.
- ST1은 ⑴에서와 같이 전체 음에너지를 사용하지만 확산체의 영향을 보다 명확하게 조사하기 위해, 축척모형에서 측정치간 평차가 크게 발생하는 저주파와 고주파영역의 결과치를 제외하고, 각각 제반 악기별 특성이 가장 많이 포함되며 연주자의 가청에 민감한 중주파수 대역 중 1/1 Octave 밴드의 각 500, 1000, 2000Hz 대역의결과로부터 산술평균을 구하여 분석하였다.
- ST1의 바닥반사음의 영향을 알아보기 위하여 1차 반사음 경로에 해당하는 부위에 500〜2000Hz에서 그림 5와 같이 12.5〜50kHz 대역 (환산 500Hz〜2kHz)에서 흡음률이 0.6 이상인 흡음천을 스파크 음원 주변에 8cmx8 cm의 크기로 설치하여 바닥 반사음을 제어하였다. 이것은 실제 홀에서 2mx2m의 크기로, ST1은 10ms 이내의반사음에너지를 측정하므로 음속을 고려하여 총반사경로를 모두 포함할 수 있도록 충분히 크게 설정하였다.
- ST1의 바닥반사음의 영향을 알아보기 위하여 1차 반사음 경로에 해당하는 부위에 500〜2000Hz에서 그림 5와 같이 12.5〜50kHz 대역 (환산 500Hz〜2kHz)에서 흡음률이 0.6 이상인 흡음천을 스파크 음원 주변에 8cmx8 cm의 크기로 설치하여 바닥 반사음을 제어하였다. 이것은 실제 홀에서 2mx2m의 크기로, ST1은 10ms 이내의반사음에너지를 측정하므로 음속을 고려하여 총반사경로를 모두 포함할 수 있도록 충분히 크게 설정하였다.
- 무대의 벽체의 영향을 조사하기 위하여 빈 무대에서세 가지 측벽 형태로 ST1을 측정하였다. 그림 10에서와 같이 현재 사용되고 있는 확산체를 사용한 것 (Basic diffuser)과 확산체를 뗀 것 (No diffuser), 확산 현상이 잘 일어나는 반구 확산체[6]를 시용한 것 (Hemisphere diffuser)을 상호 비교하였다.
- 그림 10에서와 같이 현재 사용되고 있는 확산체를 사용한 것 (Basic diffuser)과 확산체를 뗀 것 (No diffuser), 확산 현상이 잘 일어나는 반구 확산체⑹를 시용한 것 (Hemisphere diffuser)을 상호 비교하였다.
- 따라서 본 연구에서는 확산체의 변화에 따른 Jeon 외 2 인⑹의 연구결과를 홭용하여, 축소모형을 이용하여 확 산체와 반사판의 무대 음향에 대한 영향을 ST1 지표를 통해 조사하였다.
- 또한 무대주변구조 및 재료의 흡음률과 확산현상에 따른 음향의변화 및 연주자의 반응에 대한 연구도 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 확산체의 변화에 따른 Jeon 외 2인[6]의 연구결과를 홭용하여, 축소모형을 이용하여 확산체와 반사판의 무대 음향에 대한 영향을 ST1 지표를 통해 조사하였다.
- 상사칙에 따라 1：25 축소모형이기 때문에 측정하고자 하는 주파수 대역은 25배 커야 한다. 따라서 여기에서는 실제 홀의 125Hz ~4kHz 대역에 해당하는 3125Hz ~ 100kHz 대역을 측정하였다. ST1 측정법에 의해 1：25 축소모형에서 음원과 수음점과의 간격은실제길이가 lm이므로 40mm로 하였고, 수음점은 좌우 대칭의 효과, 후벽과의 거리 및 객석과의 음향적 연계성등을 고려하여 8개 지점을 그림 2와 같이 잡았다.
- 무대 바닥과 무대 측벽에 의한 무대음향에 대한 영향을 살펴보기 위하여 무대주변구조에 변화를 주어 ST1에미치는 영향을 살펴보았다. 흡음률이 0.
- 바닥에 대한 영향은 흡음천의 유무로 조사했는데, 음원 주변의 흡음천의 사용은 1차 바닥 반사음뿐만 아니라 상대적으로 100ms 이내의초기 음에너지도 감소하여 상대적인 음압비교인 ST1 값에 큰 변화를 주지 않았으나 무대의 일부분에서 흡음천의 사용으로 1차 바닥반사음만 저감된 경우 ST1 값이 증가되었다.무대 측벽에 대한 영향을 살펴보기 위하여 현재 사용되고 있는 확산체를 사용한 것과 확산체를 제거한 경우, 확산 현상이 잘 일어나는 반구 확산체를 사용한 것 등의세 가지 형태의 측벽으로 ST1을 측정하여 상호 비교하였다. 현재 사용하고 있는 확산체를 사용했을 때와 확산체를 떼어 측벽을 평판으로 만들었을 때의 평균 ST1 값은-18.
- 바닥에 대한 영향은 흡음천의 유무로 조사했는데, 음원 주변의 흡음천의 사용은 1차 바닥 반사음뿐만 아니라 상대적으로 100ms 이내의초기 음에너지도 감소하여 상대적인 음압비교인 ST1 값에 큰 변화를 주지 않았으나 무대의 일부분에서 흡음천의 사용으로 1차 바닥반사음만 저감된 경우 ST1 값이 증가되었다.무대 측벽에 대한 영향을 살펴보기 위하여 현재 사용되고 있는 확산체를 사용한 것과 확산체를 제거한 경우, 확산 현상이 잘 일어나는 반구 확산체를 사용한 것 등의세 가지 형태의 측벽으로 ST1을 측정하여 상호 비교하였다. 현재 사용하고 있는 확산체를 사용했을 때와 확산체를 떼어 측벽을 평판으로 만들었을 때의 평균 ST1 값은-18.
- 무대의 벽체의 영향을 조사하기 위하여 빈 무대에서세 가지 측벽 형태로 ST1을 측정하였다. 그림 10에서와 같이 현재 사용되고 있는 확산체를 사용한 것 (Basic diffuser)과 확산체를 뗀 것 (No diffuser), 확산 현상이 잘 일어나는 반구 확산체[6]를 시용한 것 (Hemisphere diffuser)을 상호 비교하였다.
- 무대의 벽체의 영향을 조사하기 위하여 빈 무대에서세 가지 측벽 형태로 ST1을 측정하였다. 그림 10에서와 같이 현재 사용되고 있는 확산체를 사용한 것 (Basic diffuser)과 확산체를 뗀 것 (No diffuser), 확산 현상이 잘 일어나는 반구 확산체[6]를 시용한 것 (Hemisphere diffuser)을 상호 비교하였다.
- 본 논문에서는 축소모형을 이용하여 무대부의 바닥 및벽에 의한 무대음향에 대한 영향을 Gade가 제안한 파라미터인 ST1으로 평가하였다. 바닥에 대한 영향은 흡음천의 유무로 조사했는데, 음원 주변의 흡음천의 사용은 1차 바닥 반사음뿐만 아니라 상대적으로 100ms 이내의초기 음에너지도 감소하여 상대적인 음압비교인 ST1 값에 큰 변화를 주지 않았으나 무대의 일부분에서 흡음천의 사용으로 1차 바닥반사음만 저감된 경우 ST1 값이 증가되었다.
- 음원과 1/8" 마이크로폰의 방향에 따른 영향을 알아보기 위해 마이크로폰을 수평방향으로 4S 씩 8방향으로 구분하여 측정하였다.
- Non-linearity 지역의 음압을 측정하기 의해 음원과의 거리가 80mm (실제거리 2m)이상이 되어야 한다. 이를 위해 스파크 음원 위에 거리 120mm인 지점에 비교 마이크로폰을 설치하여 원래 마이크로폰과 천장에 매달린 마이크로폰과의 음압비교를 하였다. 그림 4는 축소모형의 Non-linearity 측정방법을 보여준다.
- Non-linearity 지역의 음압을 측정하기 의해 음원과의 거리가 80mm (실제거리 2m)이상이 되어야 한다. 이를 위해 스파크 음원 위에 거리 120mm인 지점에 비교 마이크로폰을 설치하여 원래 마이크로폰과 천장에 매달린 마이크로폰과의 음압비교를 하였다. 그림 4는 축소모형의 Non-linearity 측정방법을 보여준다.
- 무대 바닥과 무대 측벽에 의한 무대음향에 대한 영향을 살펴보기 위하여 무대주변구조에 변화를 주어 ST1에미치는 영향을 살펴보았다. 흡음률이 0.6이상인 흡음천사용 유무로 바닥에 의한 영향을 살펴보았고, 무대 측벽은 측벽모양을 변화시키며 그에 의한 영향을 살펴보았다. 측정 조건은 표 2와 같다.
- 무대 바닥과 무대 측벽에 의한 무대음향에 대한 영향을 살펴보기 위하여 무대주변구조에 변화를 주어 ST1에미치는 영향을 살펴보았다. 흡음률이 0.6이상인 흡음천사용 유무로 바닥에 의한 영향을 살펴보았고, 무대 측벽은 측벽모양을 변화시키며 그에 의한 영향을 살펴보았다. 측정 조건은 표 2와 같다.
대상 데이터
- ST1의 측정은 비어 있는 무대를 기준으로 하였으며, 음원과 수음점은 각각 8개소로 하였다. 축소모형 측정 에는 음원은 4mJ의 전하를 가지는 스파크 소스를, 수음원은 약 140kHz까지 측정 가능한 B&K 1/8인치 마이크로폰을 사용하였다.
- 대상 홀은 팬 타입 (Fan Type)의 3층 홀로 음악연주를 위한 전용공간으로 1988년에 완공되었다. 무대부는길이 14m, 폭 33m, 무대 천장에 가변 반사판이나 캐노피가 없이 천장 높이는 13〜16m에 달한다.
- 대상 홀은 팬 타입 (Fan Type)의 3층 홀로 음악연주를 위한 전용공간으로 1988년에 완공되었다. 무대부는길이 14m, 폭 33m, 무대 천장에 가변 반사판이나 캐노피가 없이 천장 높이는 13〜16m에 달한다.
- ST1의 측정은 비어 있는 무대를 기준으로 하였으며, 음원과 수음점은 각각 8개소로 하였다. 축소모형 측정 에는 음원은 4mJ의 전하를 가지는 스파크 소스를, 수음원은 약 140kHz까지 측정 가능한 B&K 1/8인치 마이크로폰을 사용하였다. 상사칙에 따라 1：25 축소모형이기 때문에 측정하고자 하는 주파수 대역은 25배 커야 한다.
- 축소모형 측정 에는 음원은 4mJ의 전하를 가지는 스파크 소스를, 수음원은 약 140kHz까지 측정 가능한 B&K 1/8인치 마이크로폰을 사용하였다.
성능/효과
- (2), (3)결과에 의해 음압이 거리에 따라 선형적이라면두 개의 마이크로폰의 음압차이는 lO.ldB 가 되어야 한다. 그러나 실제로 Non-linearity 영역에 의하여 주파수별로 다양한 차이가 발생한다.
- (2), (3)결과에 의해 음압이 거리에 따라 선형적이라면두 개의 마이크로폰의 음압차이는 lO.ldB 가 되어야 한다. 그러나 실제로 Non-linearity 영역에 의하여 주파수별로 다양한 차이가 발생한다.
- 05에 유의하지 않았다. 결과적으로 마이크로폰의 방향성에 따른 상관성은 없는 것으로 나타났다.
- 05에 유의하지 않았다. 결과적으로 마이크로폰의 방향성에 따른 상관성은 없는 것으로 나타났다.
- 4dB정도 떨어진 값을 보였다. 그러나 확산 현상에 의해 무대 지점간 편차가 작아져 ST1 값의 분포가 다른 두 가지 측벽의 경우보다 고르게 분포함을 알 수 있었다.
- 4dB정도 떨어진 값을 보였다. 그러나 확산 현상에 의해 무대 지점간 편차가 작아져 ST1 값의 분포가 다른 두 가지 측벽의 경우보다 고르게 분포함을 알 수 있었다.
- 6dB작아, 흡음천의 유무는 ST1에 큰 차이를 보이지않았다. 또한 주파수별 범위의 차이가 두 개의 조건에관계없이 동일한 크기를 가지는 것으로 보아 음원 주변 바닥의 흡음천은 ST1에 큰 영향이 없는 것으로 판단된다.
- 6dB작아, 흡음천의 유무는 ST1에 큰 차이를 보이지않았다. 또한 주파수별 범위의 차이가 두 개의 조건에관계없이 동일한 크기를 가지는 것으로 보아 음원 주변 바닥의 흡음천은 ST1에 큰 영향이 없는 것으로 판단된다.
- 본 논문에서는 축소모형을 이용하여 무대부의 바닥 및벽에 의한 무대음향에 대한 영향을 Gade가 제안한 파라미터인 ST1으로 평가하였다. 바닥에 대한 영향은 흡음천의 유무로 조사했는데, 음원 주변의 흡음천의 사용은 1차 바닥 반사음뿐만 아니라 상대적으로 100ms 이내의초기 음에너지도 감소하여 상대적인 음압비교인 ST1 값에 큰 변화를 주지 않았으나 무대의 일부분에서 흡음천의 사용으로 1차 바닥반사음만 저감된 경우 ST1 값이 증가되었다.무대 측벽에 대한 영향을 살펴보기 위하여 현재 사용되고 있는 확산체를 사용한 것과 확산체를 제거한 경우, 확산 현상이 잘 일어나는 반구 확산체를 사용한 것 등의세 가지 형태의 측벽으로 ST1을 측정하여 상호 비교하였다.
- 본 논문에서는 축소모형을 이용하여 무대부의 바닥 및벽에 의한 무대음향에 대한 영향을 Gade가 제안한 파라미터인 ST1으로 평가하였다. 바닥에 대한 영향은 흡음천의 유무로 조사했는데, 음원 주변의 흡음천의 사용은 1차 바닥 반사음뿐만 아니라 상대적으로 100ms 이내의초기 음에너지도 감소하여 상대적인 음압비교인 ST1 값에 큰 변화를 주지 않았으나 무대의 일부분에서 흡음천의 사용으로 1차 바닥반사음만 저감된 경우 ST1 값이 증가되었다.무대 측벽에 대한 영향을 살펴보기 위하여 현재 사용되고 있는 확산체를 사용한 것과 확산체를 제거한 경우, 확산 현상이 잘 일어나는 반구 확산체를 사용한 것 등의세 가지 형태의 측벽으로 ST1을 측정하여 상호 비교하였다.
- 현재 사용되고 있는 확산체와 평판은 최대•최소 간편차로 비교해 봤을 때 거의 차이가 없으며, 현재 무대측벽에 설치된 확산체는 확산체가 없는 평판과 비교하였을 경우 확산체의 기하학적인 형태의 이점이 없는 것으로 보이고 평판측벽과 같은 영향을 끼치는 것으로 여겨진다. 반면 반구 확산체는 확산효과에 의해 ST1의 편차가 작아졌다.
- 3dB의 차이가 있다. 측벽에서 160mm 떨어진 A 지점에서 가장 큰 값을 가지며, 무대 선단에 위치하며 측벽에서부터 음 보강이 어려운 F 지점이 가장 작은 값을 보였다. 가장 큰 차이를보이는 G지점의 각 주파수별 ST1 값은 그림 8과 같다.
- 3dB의 차이가 있다. 측벽에서 160mm 떨어진 A 지점에서 가장 큰 값을 가지며, 무대 선단에 위치하며 측벽에서부터 음 보강이 어려운 F 지점이 가장 작은 값을 보였다. 가장 큰 차이를보이는 G지점의 각 주파수별 ST1 값은 그림 8과 같다.
- 그러나 실제로 Non-linearity 영역에 의하여 주파수별로 다양한 차이가 발생한다. 측정 결과 직접음의 정확한 값은 500, 1000, 2000Hz에서 긱각 一0.5, -1.0, l.ldB의 음압차이가 발생했다. 각 주파수별 보정은 향후 ST1 값에 전부 적용되었다.
- 그러나 실제로 Non-linearity 영역에 의하여 주파수별로 다양한 차이가 발생한다. 측정 결과 직접음의 정확한 값은 500, 1000, 2000Hz에서 긱각 一0.5, -1.0, l.ldB의 음압차이가 발생했다. 각 주파수별 보정은 향후 ST1 값에 전부 적용되었다.
- 그러나 반구 확산체를 측벽에 붙인 경우 전체적인 ST1값이 작아졌다. 평균 ST1값은 순서대로 T8.61dB, -18.61dB, -19.99dB 였으며 이는 그림 12에서와 같이확산체의 흡음에 의한 1kHz와 2kHz에서의 음압의 감소로 ST1 값이 저감되었다. 무대 지점 간 최대 최소 편차를 살펴보면 각각의 경우에 약 7.
- 그러나 반구 확산체를 측벽에 붙인 경우 전체적인 ST1값이 작아졌다. 평균 ST1값은 순서대로 T8.61dB, -18.61dB, -19.99dB 였으며 이는 그림 12에서와 같이확산체의 흡음에 의한 1kHz와 2kHz에서의 음압의 감소로 ST1 값이 저감되었다. 무대 지점 간 최대 최소 편차를 살펴보면 각각의 경우에 약 7.
- 흡음천을 깔아 무대 위 8지점의 500〜2000Hz의 전체평균값과 각 주파수 값의 평균값을 비교한 결과 그림 6에서와 같이 흡음천이 있을 경우 흡음천이 없는 경우와비교하여 ST1값은 500Hz에서 0.3dB크고 2000Hz에서0.6dB작아, 흡음천의 유무는 ST1에 큰 차이를 보이지않았다. 또한 주파수별 범위의 차이가 두 개의 조건에관계없이 동일한 크기를 가지는 것으로 보아 음원 주변 바닥의 흡음천은 ST1에 큰 영향이 없는 것으로 판단된다.
후속연구
- 그러나 무대음향에 대한 영향인자와 주관적인 평가척도 등 아직까지 무대음향에 대해 풀어야할 문제가 많다. 또한 무대주변구조 및 재료의 흡음률과 확산현상에 따른 음향의변화 및 연주자의 반응에 대한 연구도 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 확산체의 변화에 따른 Jeon 외 2인[6]의 연구결과를 홭용하여, 축소모형을 이용하여 확산체와 반사판의 무대 음향에 대한 영향을 ST1 지표를 통해 조사하였다.
- 그러나 무대음향에 대한 영향인자와 주관적인 평가척도 등 아직까지 무대음향에 대해 풀어야할 문제가 많다. 또한 무대주변구조 및 재료의 흡음률과 확산현상에 따른 음향의변화 및 연주자의 반응에 대한 연구도 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 확산체의 변화에 따른 Jeon 외 2인[6]의 연구결과를 홭용하여, 축소모형을 이용하여 확산체와 반사판의 무대 음향에 대한 영향을 ST1 지표를 통해 조사하였다.
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