감동까지 재현하는 생생한 소리,
현대인의 감성을 충족시켜주는 음향측정
유동음향센터 조완호 박사  

가정에서도 영화관에서처럼 생생한 화질과 웅장한 사운드를 즐길 수 있는 홈시어터가 인기를 끌었던 때가 있었다. 또 최근에는 설치가 복잡하고 자리를 많이 차지하는 홈시어터의 유행이 수그러들고, TV 앞에 놓아두기만 하면 설치가 끝나는 사운드바가 소비자들을 사로잡고 있다.

이처럼 과거에는 큰 화면과 선명한 화질만 중시했다면 요즘 소비자들은 ‘빵빵한’ 입체음향으로 귀까지 호사를 누리고 싶어 한다. 이에 HD TV, UHD TV 등 영상품질을 놓고 기술경쟁을 벌이던 가전업계들은 이제 파노라마 입체음향, 3D 사운드 등 음향을 무기로 시장을 공략하고 있다. 이와 같이 전통적인 개념의 좋은 ‘음질’에서 입체 음향까지, 음향 기술의 형태가 다양해지고 있는 요즘, 좋은 소리라는 것을 어떻게 객관적으로 평가할 수 있을까.  

오디오를 통한 소리의 공유
사람의 귀는 언제나 열려있고 어느 방향에서 오더라도 들을 수 있기 때문에 소리를 통하여 커뮤니케이션을 시작한 것은 지극히 자연스러운 일일 것이다. 인류는 선사시대부터 음성을 통해 의사를 표현하고, 신호를 보내 정보를 전달하는 등 소리를 이용해 편리한 삶을 영위해왔다. 또한 노래와 악기를 통해 희로애락을 표현하고 함께 나누면서 음악을 발전시켰다.

인류의 문화가 발전할 수 있었던 근본적인 원인은 기록을 남길 수 있었기 때문이며, 문자에 의한 정보의 계승을 넘어, 보고 듣고 느낀 것을 그대로 남겨 공유하고자 하는 노력이 이어져왔다. 산업사회에 접어들어 개발된 오디오 시스템은 시공간을 초월한 소리의 공유를 가능하게 했다.

오디오 시스템이란 사람이 듣는 소리를 기록하고 재현하는 기기의 총칭이라 할 수 있는데, 초기의 정보 기록에서, 귀에 들리는 소리의 재현, 공간에 존재하는 분포의 재현으로 점점 그 목표가 확대되고 있다. 오디오는 음악과 떼려야 뗄 수 없는 관계를 가지고 있고, 이는 사람의 감성을 자극하는 것이기 때문에 오디오에 대한 평가는 무언가 추상적이고 때로는 현란하며, 솔직한 표현으로 모호하다. 그러한 감성적인 설명에 공감하는 사람도 있고, 자기 귀만을 기준으로 삼는 사람도 있고, 어쨌거나 이에 대한 논쟁은 끊이지 않는다.

이것도 이 분야의 문화이기 때문에 그 자체를 즐기는 사람도 많다. 사람 목숨이 왔다 갔다 하는 분야가 아니기 때문에 가질 수 있는 여유라고도 하겠다. 그러나 어찌되었건 평가를 위한 객관적인 기본 정보는 필요하며, 이는 결국 오디오에서 나온 소리를 측정함으로써 시작된다. 이러한 소리의 측정의 기준을 세우는 곳이 KRISS 유동음향센터다. 

측정값과 느끼지는 것의 간극
“질량에는 질량표준기가 있고 길이에는 길이표준기가 있듯이 물리량마다 측정하기 위한 물리적인 기준이 있어요. 음향은 기본적으로 공기 압력의 주기적인 변화이며, 마이크로폰으로 측정과 기록을 합니다. 마이크로폰은 이 압력 변화를 전기 신호로 바꾸어주는 것이고, 어떠한 소리에 대하여 어떠한 출력이 나오는지를 알고 있는 마이크로폰을 기준으로 표준을 구성하고 있습니다. 음향이라고 하면 보통 들리는 소리만을 생각하지만, 사실 들리느냐 들리지 않느냐는 표준과는 무관합니다. 표준은 객관적인 물리량에서 시작하기 때문에 매질이 어느 정도 크기로 어떤 주기로 움직이고 있는지 만을 보게 됩니다.” 음향표준과 오디오를 묶어서 이야기 해 달라고 요청했을 때, 곤혹스러운 표정으로 말문을 연 유동음향센터 조완호 박사. 그의 설명을 정리해 보면 이렇다.

오디오의 성능이라는 것은 아주 주관적인 것이기 때문에, 이를 객관적으로 평가하는 것은 매우 어려운 일이며, 음향표준 관점에서 제공할 수 있는 것은 평가에 참고할 수 있는 여러 근거자료를 제시하는 것이다. “소리를 느끼는 건 사람의 감각기관이기 물리적 자극에 대하여 비선형적입니다. 음압이 2배 커지면 소리도 2배 크게 들린다는 말이 얼핏 그럴듯해 보이지만 실제 사람의 감각기관은 음압이 10배쯤 커져야 2배 ‘정도’ 차이를 느끼지요. 이 때문에 소리의 크기를 나타낼 때는 파스칼이 아닌 데시벨을 단위로 사용하고 있습니다만, 이것도 완전하지 않습니다.”

사람의 귀는 20 Hz~20 kHz 범위의 소리를 들을 수 있다고 알려져 있으나, 이것은 칼로 자르듯이 딱딱 끊어지는 것이 아니라, 가장 민감한 주파수 대역부터 점점 둔감해져서 아래로는 20 Hz, 위로는 20 kHz 부근에 도달하면, 아무리 크게 해도 소리로는 인식하지 못하게 된다는 이야기였다.  

즉 주파수에 따른 주관적인 크기는 음압이 같다하더라도 다를 수밖에 없는 것이다. 높이도 마찬가지로 20 Hz를 기준으로 했을 때 40 Hz, 80 Hz가 각각 2배, 4배 높게 들리는 것은 아니다. 이 때문에 사람의 지각과 선형적인 지표를 만들기 위해 많은 노력들이 있어왔으나, 이 과정도 결국 개인차라는 벽을 만나게 된다. 단순히 크기와 높이만 하더라도 이러한데, ‘좋은 소리’를 정하는 것은 당연히 쉽지 않은 문제일 것이다.

“개인마다 느끼는 차이에도 불구하고 공통적인 경향성이라는 것은 존재합니다. 이를 설명할 수 있는 객관적 지표를 측정하여 제공하고, 필요에 따라서는 만들어주는 것이 제품의 음향 성능을 평가하는 과정이라고 하겠습니다.” 비록 최종적인 것은 주관적인 것일 지라도, 이는 객관적인 지표의 조합으로 표현할 수 있을 것이라는 이야기다.

예를 들면 경고음은 잘 들리는 소리가 가장 적합하듯이, 소리나 환경에 어떠한 목적이 있다면, 이는 좀 더 명확해진다. 공간의 음향 특성을 결정하는 것이 좋은 예가 될 수 있다. 공간의 목적이 강의실이냐, 공연장이냐에 따라 요구되는 음향 특성은 달라지며, 잔향시간과 같은 몇 가지 측정 지표를 통하여 이를 판단할 수 있다. 이러한 과정에서 측정 표준은 평가의 근본이 되며, 우리가 기댈 수 있는 유일한 객관적 기준이 된다.

주관적이기에 어렵고도 흥미로운 음향표준 연구
“‘좋은 소리’와 ‘나쁜 소리’를 객관적으로 정의하라고 하면 듣기 좋은 소리가 좋은 소리고 듣기 싫은 소리가 나쁜 소리라고 밖에는 말할 수가 없습니다. 멋지고 신나는 음악도 피곤해서 자려는 사람에게는 불쾌할 뿐 이지요. 그렇지만 목적이 있고 의도가 있다면 거기에 적절한 소리라는 것을 좁혀갈 수 있습니다.” 향후의 음향표준 연구는 주관적인 소리를 객관화 시키는 과정이 포함되게 될 것이라고 조완호 박사는 이야기 한다. 

최근 ‘사운드 디자인’이라는 개념이 음향분야에서 주목할 만하다. 주관적으로 선호하는 소리가 어떠한 것인지를 알게 된다면 이를 통하여 제품 목적에 적합한 소리를 적극적으로 만들어낼 수 있다는 개념이다. 오디오의 경우는 다양한 소리를 내는 것 자체가 목적인, 가장 고도의 음향기기라 할 수 있기 때문에 쉽지 않지만, 좀 더 단순한 소리를 내는 제품, 예를 들면 가전제품이나 자동차 같은 경우는 사람들이 그 제품에 대하여 좋아하는 소리를 정할 수 있으며, 브랜드의 특징을 표현하는데 활용될 수도 있다.

이처럼 그동안 부산물에 불과했던 음향이 제품설계에 높은 부가가치를 제공하는 요소로 전환되고 있는 가운데, KRISS는 그 근본을 이루고 유일하게 믿을 구석(?)이라고 할 수 있는 음향표준의 정확성을 유지하고 보급하는 데 힘쓰고 있다. 향후 유동음향센터는 듣고 싶은 소리, 필요한 소리를 적절히 제공하고 만들어내는 연구도 적극적으로 진행해나갈 계획이다.