기타 지식

[음량1]1+1≠2

[무삭제판은 영상으로]

 

"10명의 사람이 동시에 노래부를 때, 혼자 부를 때보다 소리크기가 2배밖에 커지지 않는 이유"

 

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1+1=2

 

이 간단한 연산은

우리가 살아가는 세상 가운데

진리로 여겨왔습니다

 

참 안따까운 사실은

지금 이야기하고 있는 음악에서 만큼은

1+1=2 라는 것이

적용되지 않는 경우가 제법 된다는 사실입니다

 

제목에서 말해놓은 "소리의 크기"가 대표적이죠

 

사실, 어떻게 생각해보면 당연한 이야기입니다

만약 소리의 크기에 1+1=2가 적용되었다면

20~30명정도가 같이 노래부르는 것만 들었어도 우리의 귀는 아작났을테니깐요

 

40명 가량의 합창단이나 오케스트라가 연주할 수 있는

대규모의 연주홀은

항상 앰뷸런스가 귀가 나간 연주자와 관객들을 병원으로 이송했어야 했겠죠

 

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<처참한 귀 폭파의 현장>

 

말러의 『8번 교향곡』, 초연때 1천명 이상의 연주자들이 동원되어서 "천인교향곡"이라는 별명으로도 유명하다

 

1000명정도의 락 뮤지션이 연주하는 『Smells Like Teen Spirit』

 

일본에서 있었던 1만명이 부른 베토벤의 『나인심포니』

 

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하지만 우리는 수십명, 수천명, 또는 수만명의 연주를 관람해도

가슴이 웅장해지긴 해도

귀에는 그렇게 데미지가 오지 않는다는 것을 경험으로 아실 겁니다

 

사실, 10명의 연주자가 같은 곡을 동시에 연주하면

그 소리는 독창할 때와 비교해서

10배보다 훨씬 작은 2배 정도의 크기로 들리게 되죠

[01].jpg

 영상에서, 그리고 이 글에서는

왜 이렇게 소리는 불---편하게 더해지는지

소리크기에 영향을 주는 4가지 요소

핥짝여보도록 하겠습니다

 

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요인 1 - 증폭과 상쇄

[02].jpg

빛이 하나도 없는 어두운 방에

초를 하나 놓으면 밝기의 차이가 확 달라지겠죠?

 

그런데 방 안에 초가 점점 늘어날수록

그 밝아지는 정도가 점점 약해질겁니다

 

음악도 마찬가지로

아무런 소리가 나지 않는 고요한 방에

연주자가 하나, 둘 들어왔을 때는

그 소리크기의 차이가 크게 날 수 있지만

 

한명씩 한명씩 늘어나

83번째 연주자가 들어올 때 쯤 되면

한사람정도 들어오든 나가든

소리크기 차이는 크게 느껴지지 않을 겁니다

두 소리가 합쳐질 때

같은 성질의 음파가 만나 더욱 강해지는

증폭현상이 일어날 때도 있지만

 

반대되는 성질의 음파가 만났을 때

약해지거나 없어지는 상쇄효과가 일어나는 경우도 있습니다

 

두 사람이 동시에 같은 곡을 연주할 때

100% 같은 성질의 음파가 만나기는 힘들겠죠

두 소리가 만나면서 증폭되는 부분도 있겠지만

서로 엇갈리는 부분이 상쇄되면서

두 배보다 적게 커지는 결과가 일어나게 됩니다

 

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요인 2 - 청각시스템과 뇌

 

인간의 감각은 생존에 있어

아주 중요한 역할을 하고 있습니다

다섯가지 감각은 각 영역별로

우리 몸에 오는 위험요소들을 판단하죠

 

특히 청각은 다섯가지 감각 중

가장 원거리의 위협까지도 감지가 가능합니다

심지어는 눈으로 보이지 않는 

먼 거리의 자극도 느낄 수 있죠

 

이런 중요한 청각이 제 기능을 발휘하기 위해서는

[04].jpg

호랑이가 뒤에서 숨을 죽이며 다가오는 것 같은

아주 작은 소리도 정확하게 캐치하여야겠지만

[05].jpg

그와 동시에 천둥과 같이 아주 큰 소리에도

쉽게 망가지지 않아야 했습니다

 

이 두 조건을 만족시키기 위해

우리의 청각시스템은 작은 소리일 수록 점점 선명하게,

큰 소리일 수록 점점 약하게 받아들이는 시스템으로 되어있죠

 

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요인 3 - 소리가 나는 시간

 

전혀 상관없어 보이지만

소리를 얼마나 길게 내었나

소리의 크기에 영향을 줍니다

 

약 1초정도

소리가 적당한 길이로 들려올 때의 소리를

정상적인 크기로 보자면

 

같은 볼륨이라도 0.5초 미만

아주 짧게 소리를 낼 때

짧은 쪽의 소리를 더 작다고 느끼게 됩니다

과제리 같은 오케스트라가 효과음을 담당하는 옛날 만화에서

살금살금 걷는 소리를 대개

현악기를 손으로 뜯는 피치카토로 쓰거나

스타카토를 사용하기도 하죠

 

특이한 점은,

반대로 같은 볼륨의 소리가 10초 이상 길게 지속된다면

이때도 소리가 작아지는 것처럼 느끼게 된다는 점입니다.

 

이건 감각의 피로라는 현상 때문인데

청소가 덜 된 화장실에 처음 들어가면

각종 강력한 냄새때문에 괴롭지만

어느정도 시간이 지나면

마치 그 냄새들이 사라진 것처럼

느껴지지 않는 일은 아마 다들 아실겁니다

 

어떤 자극이 감지되었을 때

뇌는 위협인가! 하며 주목을 하지만

긴 시간동안 똑같은 자극이 계속되어도

별 다른 일이 일어나지 않으면

뇌는 이렇게 생각하게 됩니다

[07].png

"지금 계속 들어오는 이 자극은 나에게 위협이 되지 않는 자극인가보다"

 

뇌는 이 안전한 자극에 대해 금방 흥미를 잃어버리고

쓸데없이 집중력을 낭비할 필요가 없다고 판단합니다

그보다 주변의 다른 위협을 찾기 위해 점점 신경을 끄게 되면서

결과적으로 소리가 점차 작아지는 것처럼 느끼는 것이죠

 

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요인 4 - 음높이

 

음높이 또한 소리의 크기에 영향을 줍니다

위 영상의 06분 50초 부근을 들어보시면

인간이 들을 수 있는 가장 낮은 음부터 가장 높은 음까지를

동일한 볼륨으로 훑어올리는 소리를 들으실 수 있는데요

 

들어보시면 아시겠지만 처음에는 거의 안들리다가

점점 소리가 커지고

특정 포인트를 지나면 다시 작아지는 것처럼 들리실 겁니다

[08].jpg

 

이걸 표로 정리해놓은 등청감곡선이라는 표도 존재하는데

이 현상은 연주 자체보다는 후처리,

음향에서 자주 사용됩니다

 

(개인마다 차이는 있지만)

대개 사람에게 가장 잘 들리는 음역대가

초당 1천회 진동에서 3천회 진동까지의 영역이라 봅니다

 

음악이 나오는 가운데 멘트를 해야한다던지 하는 경우에

이 영역만 살짝 볼륨을 높여주면

같은 볼륨의 소리가운데서도 도드라지는 소리를 연출 할 수가 있죠

 

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이렇게 여러 요소들이 합쳐져

소리를 내는 데 10배의 힘이 가해지면

실제 소리는 2배가 커지는 현상이 만들어지게 됩니다

 

100배의 힘을 가하면 4배 커지게 되구요

1,000배의 힘을 가하면 8배,

나인심포니 영상처럼 10,000배의 힘이 가해지면

소리는 16배 커지게 되죠

 

10n배의 힘이 가해질 수록 소리크기는 2n배 커진다

로 정리할 수가 있습니다

복잡하죠?

 

이렇게 복잡한 소리크기를

어째선지 우리는 dB(데시벨)이라는 단위로

무게재듯이 쉽게 재고 있습니다

 

그에 관한 이야기로 다음에 찾아뵙도록 하겄습니다

 

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예고

 

소리의 크기 #2

- 이렇게 복잡한 소리의 크기, 데시벨은 어떻게 재는 걸까

- 데시벨보다 더 진화한 단위가 이미 2개나 있다는데?

 

※ 맨 위 영상 유툽 채널에서 앞으로 쓸 내용들 미리 영상으로 볼 수도 있습니다

 

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3개의 댓글

3dB 차이는 에너지량이 2배

dBm에는 dB를 더할 수 있지만 dB에는 dBm을 더할 수 없지

1

베버의 법칙이라고, 청각뿐만 아니라 오감 전부, 거기다 사람의 사고마저 로그적(=비율적)으로 받아들이는거에 최적화되어있음. 절댓값보단 퍼센트를 더 선호함. 야생에선 호랑이 1마리와 2마리 차이가 92마리와 93마리 차이보다 훨씬 크게 다가와야 했지만, 현대들어선 오히려 만원짜리를 5천원에 할인받는건 열심히 하면서 1000만원짜리를 999만 5천원에 사는건 똑같이 5천원 아끼는 거래인데도 불구하고 별의미 없다고 생각하게되는 부작용이 있음

1

방구석 daw 쪼금만지는 아마추어 음악가 겸 물리학 전공자로서 너무 유익한 정보임..

물리학 지식과 실생활과의 연관점을 찾을때면 언제나 짜릿해..

1
무분별한 사용은 차단될 수 있습니다.
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