라인어레이 스피커의 전기적 제어

1. 빔 스티어링 Beam Steering

: 스티어링이 위아래 움직임을 뜻하는 단어인데 스피커를 물리적으로 움직이지 않으면서 스피커의 지향성을 상 / 하 방향으로 조정하는 기술을 말한다. 라인어레이 스피커가 일렬로 되어 있을 때 스피커의 지향은 기본적으로 정면을 바라보고 있을 텐데 딜레이나 위상차이를 조절함으로 소리의 방향을 정면 방향이 아니라 위아래로 조정하는 기술이다.

 

2. 빔 포밍 Beam Forming

: 스피커를 물리적으로 움직이지 않으면서 내가 원하는 방향으로 지향성을 제어하는 기술을 뜻하는데 예를 들어 하나의 라인어레이 스피커로 1층 객석과 2층 객석을 나누어서 소리를 보내는 방법들을 말한다. 360도 방향에서 전후좌우로 움직이며 원하는 타켓에만 소리가 집중되는 방식이다. 빔 포밍은 전후좌우로 움직이는 기술이지만 음향에서는 수직 방향으로 조정하는 빔 스티어링에 가깝다. 왜냐하면 라인어레이의 경우 수직방향으로 스피커가 배열되고 스피커가 한 줄이라서 좌우의 지향성을 컨트롤 할 수가 없기 때문이다.

 

3. 전파를 제어하는 것이 소리를 제어하는 것보다 쉽다.

: 파장이 일정한 전파의 경우에는 그 파장이 좁은 범위 안에 있기 때문에 이것을 제어하기가 쉬운 반면에 소리의 경우에는 주파수 마다 다른 파장 때문에 소리를 전체적으로 단일한 방향으로 제어한다는 것에 어려움이 있다. 

 

4. 빔 스티어링과 빔 포밍 기술의 장점

: 라인어레이 시스템은 충분한 높이가 확보가 되어야 객석 전체에 고른 음압을 전달할 수 있는데 공간상의 이유로 스피커의 위치를 불리한 곳에 설치했을 때 빔 스티어링과 빔 포밍 같은 전기적 제어의 기술로 객석 전체에 고른 음압이 전달 되게 한다. 이때 전기적 제어라고 하면 주로 딜레이를 사용한다. 그리고 또 하나의 장점은 내가 원하지 않는 곳의 위치로 소리를 보내지 않을 수 있다는 것이다. 이 장점이 중요한 이유는 큰 공연의 경우 공연장 밖까지 크게 들리는 소리 때문에 소음공해로 인한 문제들이 많이 생기는 데 이 기술을 활용하면 내가 원하지 않는 곳으로 소리를 보내지 않을 수 있기 때문이다. 그리고 실내 공연의 경우 객석 전체에 고른음압의 전달과 더불어 명료도가 중요하다. 명료도를 높게 하기 위해서는 최대한 직접음이 도달되도록 하는 것인데 이는 객석에 앉아 있는 사람들에게 지연되는 반사음을 최대한 줄여야 한다는 것이다. 잔향이 긴 실내 공간에서도 라인어레이를 사용할때 이 기술을 활용하면 반사음을 최대한 줄여서 명료도를 높일 수 있다. 

 

5. MAPP XT에서 빔 스티어링과 빔 포밍 기술을 적용해서 시뮬레이션 해보는 방법

: MAPP XT에 라인어레이를 불러와서 첫번째 스피커는 그대로 두고 두세번째 스피커를 기울인다. 각도를 기울인 다는 것은 첫번째 스피커 보다 기울어진 각도만큼 뒤로 가게된 걸로 볼 수 있기 때문에 각도 만큼 딜레이를 적용해서 알아볼수있다. 예를 들어 각도를 기울였을 때 첫번째 스피커보다 두번째 스피커가 0.3mm뒤로 가 있다면 두번째 스피커에 딜레이를 0.3mm 적용하고, 세번째에는 0.6mm, 네번째에는 0.9mm 를 적용하는 식이다. 딜레이 값을 알기위해 각도를 기울여서 딜레이 값을 정하고 측정할때는 라인어레이를 다시 일렬로 둔 상태에서 각 캐비넷에 딜레이 값을 적용해보면 스피커는 물리적으로 위치나 각도가 변하지 않았지만 소리의 지향성이 바뀌는 것을 볼 수 있다. 그런데 실제로는 딜레이만 사용할 수 가 없는데 그 이유는 딜레이만으로는 효과적으로 지향성을 제어할 수 없기 때문이다. 

 

6. FIR Filters

: 라인어레이 스피커가 객석에 고른 음압을 전달하려면 각 주파수 마다 라인어레이의 각 캐비넷의 위치가 변해야 하는데 물리적으로 위치를 변경 할 수 없으니 디지털 필터인 FIR Filters를 사용해서 각 스피커 캐비넷에 각 주파수에 맞는 딜레이를 설정하여 스피커의 가상의 위치를 설정하고 모든 주파수가 객석에 고른 음압으로 전달되도록 하는 필터이다. 단점으로 필터를 거쳐야 하기 때문에 약 5.9ms의 레이턴시가 생긴다. 

 

7. 컬럼 타입의 라인어레이

: 작게는 2인치, 커도 3~4인치 정도의 작은 사이즈의 스피커 드라이버를 여러개로 일렬로 배열해서 긴 막대기 형태로 만든 스피커를 말한다.