음악 유형별 파형과 스펙트럼 그리고 음질

최근 크로스오버 음반들을 들어보며 '라우드니스 워'를 실감한 것을 계기로 하여
다양한 음악유형별로 파형과 스펙트럼을 분석해 보았습니다. 
오디오애호가, 음악애호가라면 누구나 경험과 정보를 통해 레코딩 음악의 음질이라는 것에 대해 어느정도 알고 계시겠지만
음악유형별 파형과 스펙트럼을 이해하면 오디오시스템의 운용과 음악감상에도 많은 도움이 될 것입니다.

 

 

파형과 스펙트럼을 논하기 이전에 먼저 악기가 내는 소리의 주파수에 대해 이해할 필요가 았습니다.
위 차트는 각 악기가 내는 음역과 주파수 대역을 나타낸 것입니다.

각 악기별로 있는 가로막대에서 빨간색 부분이 악기가 내는 직접음이고 노란색 영역은 악기소리의 배음이나 특수한 주법으로 고음을 내거나 하는 경우입니다.

오디오기기를 측정하고 스펙을 제시할때는 1khz를 기준으로 하지만,
실제 악기의 소리는 A4음(440hz, 도레미파솔라시 할때의 '라')를 기준으로 합니다.
이것이 피아노의 가장 가운데 위치한 건반이기도 하고, 악기 튜닝의 기준음이기도 합니다.
오케스트라 튜닝시에도 이 A4음(현대 오케스트라의 경우 440~444hz)을 기준으로 합니다.
 

기준음 A4의 440hz보다 한 옥타브 높은 음은 880hz인 A5입니다.
거기서 한 옥타브 더 올라가면 1760hz인 A6인데,이 정도만 되어도 제법 높은 소리로 들립니다.
여기서 한 옥타브 더 올라가면 3520hz인 A7인데, 피아노에서 보면 거의 오른쪽 끝부분에 위치합니다.
A7이면 상당한 고음으로 들리는데, 실제 주파수는 3.5khz 밖에 되지 않습니다.

단순히 수치적으로 보면 10khz~20khz 영역이 가청주파수의 절반이고 상당히 많은 소리가 있을 것으로 생각되지만,
음악적으로 보면 10khz 이하에 9개의 옥타브가 존재하는데 비해 10khz~20khz 영역은 1개 옥타브 음역일 뿐입니다.

이와 같이 음악강상시 느끼는 고음은 생각보다 낮은 주파수라는 점을 이해할 필요가 있습니다.
그렇지만, 아래의 주파수 차트에서 볼 수 있듯이 악기음보다 훨씬 높은 소리 성분이 존재하는데,
악기가 연주되면서 악기소리와 함께 발생하는 배음과 잔향,반사음,충격음,치찰음 등이 그것입니다.
이런 것들이 모여 소리의 윤기와 깊이를 더하고 공간감과 입체감을 만드는데 기여하기도 합니다.


그럼 이제 파형과 주파수 차트를 볼텐데, 간단하게나마 차트를 보는 방법을 알아두면 도움이 될 것입니다.
 

차트의 위쪽은 Waveform으로 소리크기에 따른 파형을 보여줍니다.

아래위로 진폭이 클수록 큰 소리가 나는 것입니다.

 

차트의 아래쪽은 Spectogram으로 주파수 스펙트럼을 보여줍니다.

회색은 바탕색이며 white-red-blue의 색상과 농도로 주파수 성분의 강도를 나타냅니다.
white가 가장 강한 소리이며 이보다 20~30dB 작은 소리가 red입니다.
red보다 20~30dB 작은 소리가 blue컬러로 나타납니다.
한 색상 내에서 색의 농도가 흐려지면 소리가 약해지는 것을 의미합니다.

아래의 차트들을 보면 악기 연주 소리의 대부분은 10khz 이내에 있으며 주파수가 올라갈수록 강도가 약해진다는 것을 확인할 수 있습니다.

 

 

## 피아노 독주 : 베토벤 - 피아노소나타 23번 "열정" 3악장

마우리찌오 폴리니(pinao) <DG>

상당히 격정적으로 휘몰아치는 음악이지만 대부분의 연주음이 5khz 이하에 있음을 알 수 있습니다.

맨아래쪽에 보이는 흰색부분이 피아노의 직접음이고 위쪽에 사다리처럼 보이는 부분은 피아노음의 배음입니다.

 

## 피아노 독주 : 파가니니 : 라 캄파넬라 (피아노 독주)

레슬리 하워드(piano) <HYPERION>

아주 화려한 곡이고 피아노 건반의 맨 우측에 위치한 건반들의 높은 음들이 많이 등장하지만 실제로 연주되는 피아노음의 주파수는 5khz이하입니다.

 

## 현악기 : 파가나니 - 바이올린 소나타 M.S.27 No.6 (바이올린+기타)

길 샤함(violin), 외란 쇨셔(guitar) <DG>

바이올린, 첼로와 같은 현악기의 주파수차트에서 보여지는 물결모양은 비브라토 주법으로 연주음의 주파수가 위아래로 변하기 때문에 나타나는 것입니다.

 

## 현악기 : 슈베르트 - 아르페지오네 소나타 1악장 (첼로+피아노)

미샤 마이스키(cello), 마르타 아르헤리치(piano)  <PHILIPS>

 

## 목관악기 : 다마레 - 하얀 티티새 (피콜로+피아노)

장 루이 보다메이(piccolo), 장 코르너(piano) <CALLIOPE>

피콜로는 목관악기 중에 가장 높은 소리를 내는 악기이고 매우 높은 고음으로 들리지만 실제 피콜로가 내는 음들의 주파수는 대부분 4000hz 이하입니다.

 

## 실내악 : 베토벤 - 현악4주주 11번 1악장

타카치 쿼르텟 <DECCA>

 

## 트럼펫 : 하이든 - 트럼펫 협주곡 3악장 (카덴짜:프럼펫독주)

윈튼 마살리스(trumpet), 레이몽드 레파드(conductor), 내셔널 필하모닉 오케스트라 <SONY>

 

## 협주곡 : 시벨리우스 바이올린 협주곡 3악장

힐러리 한(violin), 에사 페카 살로넨(conductor),스웨덴 방송교향악단 <DG>

 

## 타악기 : 아론 코플랜드- 보통 사람들을 위한 팡파르 (타악기+금관악기)

루이스 레인(conductor), 애틀란타 심포티 오케스트라 <TELARC>

 

## 오케스트라 : 베토벤 - 교향곡 5번 1악장

리카르도 샤이(conductor), 라이프찌히 게반트하우스 오케스트라 <DECCA>

 

## 대편성 오케스트라 : R.슈트라우스 - 교향시 "짜라투스트라는 이렇게 말했다" 중 "일출"

앙드레 프레빈(conductor), 빈 필하모닉 오케스트라 <TELARC>

 

## 성악 : 슈만 - "헌정" (테너+피아노) 

이안 보스트리지(tenor), 줄리어스 드레이크(piano) <EMI>

위 차트에서 15khz 이상으로 쭉 뻗는 부분은 노래 소리나 피아노 음이 아니라 성악가의 입술이 붙었다 떨어지는 치찰음입니다.

실제 음악소리는 대부분 3khz 이내에서 나고 있습니다.

 

 

## 외국대중음악 : 에릭 클랩튼 - Wonderful Tonight

 

##외국대중음악 : 셀린 디옹 - Power of Love

 

## 한국대중음악1

 

## 한국대중음악2

 

## 크로스오버 : BOND - Victory

 

## 크로스오버 : Maksim - The Gipsy Maid

 

 

## Dynamic Range 분석 : 베토벤 - 피아노 소나타 23번 3악장

 

## Dynamic Range 분석 : 베토벤 - 교향곡 5번 1악장

 

## Dynamic Range 분석 : Bond - Victory

 

## Dynamic Range 분석 : Maksim - The Gipsy Maid

 

 

위의 4개 차트는 녹음레벨과 다이나믹레인지를 나타내는 것입니다.

클래식 음악 레코딩의 경우에는 베토벤 피아노소나타와 교향곡에서와 같이 작은 소리부터 큰 소리까지 넓게 펼쳐진 모습으로 나타납니다.

그런데, 크로스오버앨범이나 대중음악들은 중간이나 우측 차트처럼 우상의 위치로 쏠린 모양으로 나타납니다.

이것은 녹음레벨이 매우 큰데 비해 다이나믹 레인지는 매우 좁다는 것을 의미합니다.

쉽게 말하면 소리의 변화가 거의 없이 큰 소리가 계속 나온다는 것입니다.

이런 것들은 음질이라는 말을 쓰기가 무색할 정도의 저급한 레코딩이라고 봐야 합니다.

소리가 클수록 청감상 좋은 소리로 인식한다는 것을 악용한 "라우드니스워"의 산물인 것입니다.

클래식음악에는 거의 없지만 대중음악이나 크로스오버 음악들의 레코딩에서 이런 경우가 흔합니다.

 

 

체감적으로도 어느정도 느끼고 있었던 문제이기도 하지만,

실제로 음악을 들으면서 이렇게 분석해 보니

클래식 음반들에 비하여 대중음악이나 크로스오버 음반들이

녹음레벨은 엄청 높고 다이나믹레인지는 매우 협소하다는 것을 확인할 수 있었습니다.

대중음악이나 크로스오버 음반들의 레코딩에서 이런 점들이 개선되었으면 하는 바램을 가져봅니다.

음악을 감상하는 사람들도 음악유형과 음반의 녹음레벨에 따라서 적정하게 볼륨을 조정하면서 들을 필요가 있다는 점을 말씀드립니다.

 

 

PS)

2002-07-15

오랜만에 이 글을 다시 보았더니

한 회원이 한심한 수준의 댓글로 도배를 해 놓았네요.

일고의 가치가 없는 댓글이니 무시하는게 상책입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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