공연장 스피커 시스템 디자인

전기음향 시뮬레이션

 

: 컴퓨터 프로그램을 통해 가상의 공간과 음원으로 소리의 전달 방법에 따른 결과를 예측하는 방법이다.

 

 

전기음향 시뮬레이션과 건축음향 시뮬레이션의 차이점

 

: 하나의 공간을 모델링하고 그 공간에서 객석에 전해지는 소리를 예측하는 것은 전기음향 시뮬레이션과 건축음향 시뮬레이션 둘이 비슷하다. 다만, 건축음향의 시뮬레이션 경우에는 실내 공간에서 소리의 반사 패턴에 의한 영향을 확인하는 것이 먼저 중요시되어야 한다. 그래서 공간의 형태와 반사음 데이터를 기반으로 건축음향 표준 측정 방법인 ISO3382으로 결과를 예측한다. (ISO3382의 측정 방법이 공 모양의 무지향 스피커를 사용하고 이 스피커를 공연자의 위치에 두고 건축음향 시뮬레이션하는 방법이다.) 이를 통해 잔향시간, 반사음, 명료도 등 건축음향 측정값들을 도출해내는 것이 건축음향 시뮬레이션의 목표가 된다. 대표적인 건축음향 시뮬레이션 프로그램으로는 CATT Acoustic과 Odeon이 있다.

 

전기음향 시뮬레이션의 목적은 특정한 스피커 시스템으로 실제 그 공간에서 들려지는 소리의 분포를 보는 것이다. 그렇기 때문에 전기음향 시뮬레이션에서 중요하게 보는 것은 실제 스피커의 위치와 각도가 된다. 참고로 건축음향 시뮬레이션에서는 스피커는 무지향성 음원으로 설정된다. 전기음향 시뮬레이션에서는 일반적인 공연장의 형태에서 무대 양쪽의 스피커 위치에 지향성을 가진 특정 모델의 전기음향 음원(스피커)을 사용해서 위치와 각도를 선택하고 스피커를 메달았을 때 그때 객석에 소리의 분포가 어떻게 될 것인가를 알아보는 것이 전기음향 시뮬레이션이다. 대표적인 전기음향 시뮬레이션 프로그램으로는 EASE와 EASE Focus, 그리고 각 스피커 제조사의 시뮬레이션 소프트웨어가 있다.

 

전기음향 시뮬레이션은 주로 공연장의 렌탈팀이나 실제 공연을 진행하는 사람이 주로 사용하는데 공연이 있을 때마다 공연장 전체를 모델링하는 것은 시간적인 무리가 있기 때문에 벽, 천장, 바닥의 전체 모양을 다 만드는 것이 아니고 약식으로 무대와 객석 정도만 그린다. 소리의 반사가 없는 직접음의 전달을 주로 예측하는 것이 일반적인 전기음향 시뮬레이션 방법이다. 

 

 

 

 

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전기음향 시뮬레이션의 과정

 

 

1) 사전 정보 파악

 

: 내가 실제로 사용할 스피커의 스펙과 사용할 공간에 대한 정보들을 파악한다. 이 공간에서 어떤 공연을 하고 어떤 소리가 필요한지 파악한다. 실제 여기에 소요할 수 있는 비용이 얼마인지, 내가 사용할 수 있는 장비가 어디까지 인지 파악하는 것이다.

 

 

2) 설계 목표의 설정

 

: 최대 음압 레벨이 설정되어야 하는데 이  공간에서 최대 음압은 몇 dB SPL로 할 것인가를 뜻한다. 측정값으로 봤을 때 3~6dB가 크게 차이 나지 않는다고 생각할 수 있지만 실제 사용되어야 하는 전압으로 봤을 때는 사용 스피커의 개수가 달라지기 때문에 공연의 형태에 따라 최대 몇dB SPL까지 필요한 것인지를 파악해야 한다.

 

이 보다 중요한 것이 음압 레벨의 편차를 생각하는 것인데 객석 전체에서 소리의 최대치와 최소치를 어느 정도로 할 것인가이다. 일반적으로는 최대와 최소치의 편차를 6dB 이내로 들어오도록 설정한다. 

 

다음으로 고려할 것은 저음의 필요성이다. 일반적인 스피치의 경우 저음이 많이 필요하지는 않지만 락이나 EDM 장르의 공연일 경우에는 저음이 많이 필요하다. 서브우퍼의 개수를 정하기 위해 공연에 따라 저음이 어느 정도 필요한지 파악해야할 필요성이 있다.

 

설계 목표의 설정 단계에서는 위의 3가지 사항들을 실제 수치상 어느정도 되어야 하는지 설정한다. 

 

 

3) 공간 모델링

 

: 객석이나 무대를 2D나 3D로 모델링하여 프로그램에 입력한다. 무대에는 메인 스피커의 소리가 직접 방사되는 공간은 아니지만 무대로 얼마만큼의 소리가 유입되는지 파악하기 위해 무대의 공간도 같이 모델링한다.

 

 

4) 메인 스피커 시스템 디자인

 

: 무대가 명확하게 있는 공간에서는 무대 공간을 중심으로 해서 소리가 전달되게 하는 방식을 사용하기 때문에 메인 스피커가 무대 중심으로 무대 주변에 설치된다. 가급적으로 적은 수량의 스피커, 작은 음량으로 전체 객석에 고르게 분포되도록 만드는 것이 가장 좋다. 왜냐하면 스피커로 소리를 전달하는 데에 있어서 가장 큰 문제는 음원 간의 간섭이기 때문이다. 기본적으로 메인 L, R 또는 L, C, R 스피커를 통해 전체 객석에 고르게 분포될수록 메인 스피커를 설정하는 것이 첫 번째로 이루어져야 한다. 최대한 고른 주파수 특성과 전체 객석의 고른 음압 분포를 고려한다.

 

그다음으로는 음상 정위를 고려해야 하는데 객석에서 무대를 바라봤을 때 바라보고 있는 방향과 소리가 나오는 곳이 일치해야 한다. 

 

 

5) 보조 스피커 시스템 디자인

 

: 메인 스피커 설정 후에도 생기는 객석의 사각지대들을 위한 보조 스피커 시스템을 설정한다. 대표적으로 프런트 필(무대 바로 앞), 어퍼 발코니(발코니 위쪽), 언더 발코니(발코니 아래쪽)가 있다. 보조 스피커를 설치할 때 고려해야 할 점은 관객의 시야를 가리지 않고 메인 스피커의 소리가 도달하는 음상과 보조 스피커 소리의 음상이 일치해야 한다는 점이다. 위치와 지향 특성을 고려해야 한다. 

 

 

6) 검토 및 완결

 

: 메인 스피커와 보조 스피커 시스템까지의 디자인이 모두 끝나면 그 결과를 분석하고 문제가 되는 사항을 들 재검토하고 수정하는 단계가 마지막이다.