국악 타악기 편경은 중국의 흑경(chines stone chimes=Bianqing) 등과 함께 '돌로 만든 타악기군 (Lithophone)'에 속한다. 주재료인 경석(옥돌)의 특성상 온도와 습도의 영향을 받지 않음으로, 편경은 아악의 조율을 담당하는 악기로도 잘 알려져 있어 음악사적 가치 또한 크다 할 수 있다. 이렇듯 고정된 음고를 가진 악기라는 점에서 국악의 기준음고 및 음계체계 연구의 중요한 부분을 차지하고 있으나, 악기로서 편경 음향의 특성 및 가치에 관한 연구는 현재까지 활발히 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 편경이라는 타악기의 물리적 모델링 합성(physical modeling synthesis)을 위한 분석 논문으로, 국악 타악기 편경만이 가지고 있는 고유한 음색특성을 밝히고, 과학적 분석에 의한 음향학적 근거를 제시하여 이를 객관적으로 규명하고자 한다. 이 같은 편경의 음색연구는 편경의 물리적 모델링 합성을 위한 중요한 기초자료로 활용되는 것은 물론, 악기로서의 편경 음색에 관한 이해를 높여 다양한 예술창작분야로의 접목을 활성화함으로써, 문화적 활용도를 높이는데 크게 기여할 것이다.
국악 타악기 편경은 중국의 흑경(chines stone chimes=Bianqing) 등과 함께 '돌로 만든 타악기군 (Lithophone)'에 속한다. 주재료인 경석(옥돌)의 특성상 온도와 습도의 영향을 받지 않음으로, 편경은 아악의 조율을 담당하는 악기로도 잘 알려져 있어 음악사적 가치 또한 크다 할 수 있다. 이렇듯 고정된 음고를 가진 악기라는 점에서 국악의 기준음고 및 음계체계 연구의 중요한 부분을 차지하고 있으나, 악기로서 편경 음향의 특성 및 가치에 관한 연구는 현재까지 활발히 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 편경이라는 타악기의 물리적 모델링 합성(physical modeling synthesis)을 위한 분석 논문으로, 국악 타악기 편경만이 가지고 있는 고유한 음색특성을 밝히고, 과학적 분석에 의한 음향학적 근거를 제시하여 이를 객관적으로 규명하고자 한다. 이 같은 편경의 음색연구는 편경의 물리적 모델링 합성을 위한 중요한 기초자료로 활용되는 것은 물론, 악기로서의 편경 음색에 관한 이해를 높여 다양한 예술창작분야로의 접목을 활성화함으로써, 문화적 활용도를 높이는데 크게 기여할 것이다.
Pyeon-gyeong, similar to Chinese Bianqing, is a Korean traditional lithophone with multiple stone chimes. Due to the temperature- and humidity-insensitive characteristics of its material, pumice stone, the instrument provides highly stable pitch and therefore has played a key role in Korean traditio...
Pyeon-gyeong, similar to Chinese Bianqing, is a Korean traditional lithophone with multiple stone chimes. Due to the temperature- and humidity-insensitive characteristics of its material, pumice stone, the instrument provides highly stable pitch and therefore has played a key role in Korean traditional court music. By reason of having absolute pitch, it is an important part of the research on the standard pitch and scale system of korean traditional music, but as an instrument, the study on the sound characteristics and worth is not making satisfactory progress, to date. This research is an analysis paper for physical modeling synthesis of pyeongyeong. Through this study, we will determine the original characteristics of the timbre of pyeongyeong as a unique korean traditional percussion, and investigate these characteristics objectively, based on the music acoustics by scientific analysis. Furthermore, this study will be used as an important basic material for physical modeling synthesis of pyeongyeong, and also make a huge contribution to the cultural applicability by the vitalization of graft onto the various artistic creation field, through the comprehension of the timbre of pyeongyeong as an instrument.
Pyeon-gyeong, similar to Chinese Bianqing, is a Korean traditional lithophone with multiple stone chimes. Due to the temperature- and humidity-insensitive characteristics of its material, pumice stone, the instrument provides highly stable pitch and therefore has played a key role in Korean traditional court music. By reason of having absolute pitch, it is an important part of the research on the standard pitch and scale system of korean traditional music, but as an instrument, the study on the sound characteristics and worth is not making satisfactory progress, to date. This research is an analysis paper for physical modeling synthesis of pyeongyeong. Through this study, we will determine the original characteristics of the timbre of pyeongyeong as a unique korean traditional percussion, and investigate these characteristics objectively, based on the music acoustics by scientific analysis. Furthermore, this study will be used as an important basic material for physical modeling synthesis of pyeongyeong, and also make a huge contribution to the cultural applicability by the vitalization of graft onto the various artistic creation field, through the comprehension of the timbre of pyeongyeong as an instrument.
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문제 정의
본 연구는, 편경의 기준(대표)음고와 음향분석프로그램을 통한 음고추적 결과를 비교분석하여, 편경의 배음구조로부터 규칙성을 도출해내고자 했던 ‘국악 타악기 편경의 소리합성을 위한 음색분석연구’[6]의 후행연구로, 편경을 대표할 수 있는 주파수영역의 음향적 특성 및 시간에 따른 변화, 음고인지적 측면을 수반한 종합적인 심층연구이다. 궁극의 목적은 편경의 물리적 모델링 합성(physical modeling synthesis)에 있으며, 악기음향 연구에 입각한 편경의 음색 분석내용을 다루고자 한다.
본 연구결과는 편경의 음색특성을 좌우하는 주파수성분을 중심으로 본, 배음분석을 포함한 종합적인 결과로, 경의 주파수특성 및 시간에 따른 변화양상을 통해 살펴본, 과학적인 분석연구이다. 이 같은 결과는 편경의 물리적 모델링 합성 시 우선적으로 고려되어야 할 중요한 사항이다.
본 연구는 국악 타악기 편경의 소리 합성을 위한 분석연구로, 편경 고유의 음색특성을 찾아 그 원인을 객관적으로 규명하고자 진행되었다. 편경의 물리적 모델링 합성을 위하여, 독특한 음색을 구성하고 있는 고유의 대표적인 배음구조를 밝혀냈으며, 그 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다.
본 연구는, 편경의 기준(대표)음고와 음향분석프로그램을 통한 음고추적 결과를 비교분석하여, 편경의 배음구조로부터 규칙성을 도출해내고자 했던 ‘국악 타악기 편경의 소리합성을 위한 음색분석연구’[6]의 후행연구로, 편경을 대표할 수 있는 주파수영역의 음향적 특성 및 시간에 따른 변화, 음고인지적 측면을 수반한 종합적인 심층연구이다.
제안 방법
논문에 그림파일로 인용된 분석결과들은 일반적인 연주 강도로 연주된 것이며, 다양한 강도의 샘플은 비교분석을 위해 사용되었다. 녹음은 44,100Hz의 샘플링 레이트(sampling rate)와 16bit로 하였으며, 보다 정교한 분석을 위하여 샘플은 픽 레벨(peak level)방식으로 노말라이징(normalizing)처리 되었다.
분석샘플은, 16개 음정을 만들어내고 있는 각각의 경석을, 악기 연주방식과 동일하게 각퇴를 사용하여 다양한 강도로 연주하고, 이를 녹음함으로써 준비되었다. 논문에 그림파일로 인용된 분석결과들은 일반적인 연주 강도로 연주된 것이며, 다양한 강도의 샘플은 비교분석을 위해 사용되었다. 녹음은 44,100Hz의 샘플링 레이트(sampling rate)와 16bit로 하였으며, 보다 정교한 분석을 위하여 샘플은 픽 레벨(peak level)방식으로 노말라이징(normalizing)처리 되었다.
연구를 위한 편경의 음색분석은 FFT 스펙트럼 분석을 통한 음색특성 분석, 그리고 소노그램 분석을 통한 시간대별 음색변화의 순으로 진행되었다.
국악기 관련 문헌에서는 편경의 음색을, ‘자연석에서 우러나오는 순수함과 특유의 청아한 느낌’[8]으로 표현하고 있다. 이 같은 특성을 음향학적 구조로서 객관화하기 위한 방법으로, 먼저, 각 경석 별 주파수 성분 및 분포를 살펴보기로 한다.
편경을 대표할 수 있는 특징적인 음향구조를 밝히고자, 먼저, 각 경석의 타격 후, 타격 노이즈가 사라진 약 30ms지점으로부터 주요주파수 성분을 포함한 상태로 충분한 앰프(amp)값을 유지하고 있는 46ms길이의 구간을 샘플로 취하여 FFT주파수 분석을 하였다. 이 구간은, 타격 노이즈를 제외한, 경의 음색을 구성하는 대부분의 주파수 성분이 모두 나타나는 구간으로, 아래의 그림 2는 이 구간에서 최저음인 황종(C5)의 FFT주파수 분석결과를 나타낸 그래프이다.
대상 데이터
본 연구의 분석대상 음원인 한국예술종합학교의 편경은, 편경유물이 아닌, 현대에 제작된 악기이다. 분석샘플은, 16개 음정을 만들어내고 있는 각각의 경석을, 악기 연주방식과 동일하게 각퇴를 사용하여 다양한 강도로 연주하고, 이를 녹음함으로써 준비되었다.
본 연구의 분석대상 음원인 한국예술종합학교의 편경은, 편경유물이 아닌, 현대에 제작된 악기이다. 분석샘플은, 16개 음정을 만들어내고 있는 각각의 경석을, 악기 연주방식과 동일하게 각퇴를 사용하여 다양한 강도로 연주하고, 이를 녹음함으로써 준비되었다. 논문에 그림파일로 인용된 분석결과들은 일반적인 연주 강도로 연주된 것이며, 다양한 강도의 샘플은 비교분석을 위해 사용되었다.
분석에 사용된 편경의 샘플은 한국예술종합원에서 보유하고 있는 편경 그림 1으로 제작되었다. 본 연구의 재료가 된 한국종합예술원의 제작연도는 80년대 이후로 추정된다.
본 연구의 재료가 된 한국종합예술원의 제작연도는 80년대 이후로 추정된다. 제작시기와 제작자에 따라 생길 수 있는 악기 음색의 차이를 감안하여, 서울대학교 국악과의 편경과 이화여자대학교 국악과의 편경을 녹음하여 참고 비교자료로 사용하였으나, 본 논문의 분석 대상이 악기음원이라는 점을 감안할 때, 각 경의 소리지속 시간 및 울림의 상태, 악기로서 음색의 일관성, 유지보수 방식에 따른 악기의 물리적 상태 등을 고려하여, 한국예술종합원의 편경 그림 1 음색을 분석대상으로 채택하였음을 밝혀둔다.
성능/효과
넷째, 편경의 저음역에서, 경의 타격 직후, 주도권을 가졌던 인접 배음성분이 사라지고 난 뒤, 가장 마지막까지 지속적으로 청취되는 제1배음의 성분은, 각 경의 기본(대표)주파수로 인식된다.
둘째, 편경의 황종을 포함한 저음역에 해당하는 하단부에서는, 타격직후 제1배음을 제외한 인접배음의 음량이 더 우세한 것으로 나타났으며, 이 같은 경향은 상단 고음부로 가면서 사라진다.
이다. 보다 정확한 분석을 위하여 Praat과 Snd의 결과는 비교분석 되었으며, 그 결과에는 이견이 없었다. 다만 본 논문에서는 파라미터 설정의 용이함과 분석결과 제시형식의 명료성을 고려하여 Snd의 분석결과를 그림으로 인용하였다.
셋째, 각각의 경의 음색을 대표하는 제9배음까지의 주요성분을 중심으로 보았을 때, 시간의 흐름에 따라 저음역에서는 그 성분비의 변화를 뚜렷이 보였으며, 성향에 따라 몇 개의 구간으로 구분되었다. 타격직후, 제1배음을 제외한 인접 배음이 강세를 보이다가 큰 폭으로 감소하고, 이에 반비례하여 시간이 흐를수록 힘을 더해가는 제1배음 중심으로 변화하는 이 같은 구조는 매우 특징적이나, 고음역으로 가면서 매우 단조롭게 변화하게 된다.
셋째, 음정별 구성주파수 성분은, 음고에 비례하여 밀집됨으로써 배음의 간격이 좁혀짐에 따라, 편경의고음역에 해당하는 상단보다는 저음역에 해당하는 하단이 악기로서 이상적인 음색을 갖게 된다. 특히 4청성 음역에서는 대표적인 단3화음의 구조를 포함한 대부분의 주파수 성분이 매우 밀집되는 등, 배음 구조상 악기음색으로서 좋지 않은 둔탁한 소리를 띠게 된다.
여섯째, 편경의 음색을 종합적으로 분석한 결과, 전반적인 음색은 저음역에 해당하는 하단부와 고음역에 해당하는 상단부로 구분되었으며, 하단부의 음색이 악기로서의 가치 또한 높아 편경의 대표음색으로서 타당하다는 결론을 내렸다. 특히 황종의 음색은, 배음구조 및 시간에 따른 배음분포 및 성분비의 변화를 통해 매력적이고 이상적인 음색의 형태로 분석되었다.
위 그림 6의 황종으로부터 청협종에 이르는 전체 음역의 상대진동수를 종합적으로 볼 때, 비교적 안정된 제3배음까지와는 달리, 제4배음으로부터 7배음에 이르기까지의 진동수는 제6과 7배음의 불안정한 상대모드진동수를 포함하여 경 별로 많은 차이를 보였다. 그러나 제4배음 이후의 배음들은 앞의 제3배음까지에 비해 음량 값이 많이 적으므로, 전체 음색을 구성함에 있어 그 영향력이 비교적 크지 않다.
다음의 그림 6은, 앞서 표 2에 제시되었던 황종의 상대진동수를 포함한, 16개 경의 상대진동수를 기록한 그래프이다. 주요배음에 해당하는 제1배음(하단)으로부터 7배음(상단)까지의 상대진동수를 나타낸 이 그래프에서, 제3배음까지의 분포는 비교적 안정 되어 있음을 확인할 수 있다. 이 같은 구조는, 12율 4청성에 해당하는 16개 경 모두에서, 그림 5에 나타난 단3화음의 울림이 발생하고 있음을 증명해주고 있다.
첫째, 편경의 각 음정을 구성하는 경의 배음은 제1배음에 대해 배수관계에 있지 않으며, 고유의 음색을 구성하는 주요배음 성분은 제1배음을 근음(root)으로 하는 단3화음(minor triad)의 울림을 갖는다.
후속연구
전통악기로서의 가치를 보존하기 위한 고악기연구는 편경유물 연구를 통해 이루어지며, 현재까지 악기복원 및 제작이라는 측면에서 편경의 재료가 되어 온 경석의 물성 등을 기초로 진행되어온 몇몇 연구들[1-4]이 있다. 그러나 국악기 복원 및 제작과정에 실질적으로 도입되어 구체적 활용이 가능할 수 있도록, 악기제작방식의 객관화 및 악기제작 완성도에 관한 검증기준을 갖추기까지는, 앞으로 더 많은 후행 연구들이 필요할 것으로 보인다.
다음으로 위의 표 3의 해당 영역별 주요주파수성분에 대하여, 시간의 흐름에 따라 제Ⅰ부터 Ⅳ영역까지 그 음량변화를 분석하는 것은, 음색을 구성하고 있는 주파수성분별 그 양적 변화를 보는 것으로서, 시간의 흐름에 따른 황종의 음색변화에 관한 구체적인 해답이 될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
전통악기 중 편경은 어떻게 이루어져 있는가?
편경은 해당 음고를 타나내는 각각의 율명을 가진, ‘ㄱ’자 모양의 16개 경석1)으로 이루어져 있다. 각 경석의 크기는 모두 같고 두께가 음고에 비례하여, 각각 8개의 경석을 하단 저음부 8개, 상단 고음부 8개로, 두개의 단에 끈으로 매어단다. 편경 한 틀의 전체음역은 1과 1/3 옥타브(C5-D#6)에 해당하는 12율 4청성의 범위로, 연주는 ‘각퇴’라고 하는 뿔망치로 경석을 타격함으로써 이루어진다.
전통악기 연구를 통해 할 수 있는 것은 무엇인가?
전통악기 연구는 고대의 악기복원 및 제작, 그리고 악기로서 가지고 있는 문제점 및 한계를 극복·개선한 현대적 개량악기 제작 등 다양한 측면에서 이루어질 수 있다. 전통악기로서의 가치를 보존하기 위한고악기연구는 편경유물 연구를 통해 이루어지며, 현재까지 악기복원 및 제작이라는 측면에서 편경의 재료가 되어 온 경석의 물성 등을 기초로 진행되어온 몇몇 연구들[1-4]이 있다.
고악기연구는 무엇을 통해 이루어지고 있는가?
전통악기 연구는 고대의 악기복원 및 제작, 그리고 악기로서 가지고 있는 문제점 및 한계를 극복·개선한 현대적 개량악기 제작 등 다양한 측면에서 이루어질 수 있다. 전통악기로서의 가치를 보존하기 위한고악기연구는 편경유물 연구를 통해 이루어지며, 현재까지 악기복원 및 제작이라는 측면에서 편경의 재료가 되어 온 경석의 물성 등을 기초로 진행되어온 몇몇 연구들[1-4]이 있다. 그러나 국악기 복원 및 제작과정에 실질적으로 도입되어 구체적 활용이 가능할 수 있도록, 악기제작방식의 객관화 및 악기제작 완성도에 관한 검증기준을 갖추기까지는, 앞으로 더 많은 후행 연구들이 필요할 것으로 보인다.
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