10. EQ > Equalizer의 역할과 종류, 그리고 스팩트럼 - 초보의 초보 음향 강좌

이퀄라이저란?

우선 EQ에 대한 강좌를 읽기 전에, 결론부터 얘기하고자 한다. EQ (이퀄라이저 : Equalizer)는 소리의 주파수 성분을 건드는 놈이다. 이 말을 잘 기억하고 EQ에 대한 강좌를 읽어 주길 바란다.

스팩트럼(Spectrum) - 소리의 주파수 성분

스팩트럼이란

EQ에 대한 이야기를 하기 전에, 잠깐 옛 생각 좀 해보자. 학교를 다닐 적에, 무지개에 왜 생기는가에 대해서 배운 적이 있을 것이다. 백색의 빛은 원래는 여러 색깔의 빛이 합쳐져서 백색으로 보이는 것이고, 물방울이나 프리즘을 거쳐 굴절 시키면, 각 색깔의 빛의 파장 (즉 주파수) 에 따라 굴절되는 정도가 달라지면서 넓게 펼쳐지게 된다. 그 색깔별로 펼쳐진 빨강에서 보라색의 빛 뭉치가 바로 무지개 되겠다.

빛과 소리는 모두 진동수를 가진 파장의 형태이다. 다만 그 진동수에 따라 우리 몸의 기관이 감지하는 부분이 다르고, 빛과 소리로 나뉠 뿐이다. 빛이 여러 색깔(주파수가 다른 빛)이 혼합된것과 동일하게, 소리 역시 하나의 음원에서 나는 소리에는 여러 높낮이의 파장이 섞여 있다는 말이다. 이렇게, 어떠한 파장 (소리)을 구성하고 있는 주파수의 분포를 스팩트럼이라 한다.

440Hz Sine Tone Envelop and Spectrum
440Hz Sine Tone Envelop and Spectrum

위에는 두 그래프가 있다. 녹색 위의 표시는 440Hz 정현파 (순수한 사인파)의 엔벨롭 그래프이고, (이게 뭔말인지 모르겠다면 1회와 9회를 다시 보고 오기 바란다.) 아래쪽의 노란 선이 그려져 있는 부분은, 시간에 따른 주파수의 레벨 색으로 표시한 스팩트럼 그래프이다. 스팩트럼 그래프를 잘 보면 440Hz를 중앙으로 노란색 선이 표시되고 있다. 밝은 색으로 갈 수록 해당 주파수 성분이 많다는걸 의미 한다. 이 그래프는 정현파에는 440Hz 이외의 성분이 거의 없다는 것을 보여준다.

하지만, 실제 음원에서 발생한 소리는 정현파 처럼 딱 음의 높낮이 (피치 Pitch)에 해당하는 주파수 성분만 나오는 것이 아니다.

배음 - 하모닉스(Harmonics)

바이올린의 엘밸롭과 스팩트럼
바이올린의 엘밸롭과 스팩트럼
Envelop and Spectrum of Piano
피아노의 엔밸롭과 스팩트럼

위의 그림은 피아노의 '라'와 바이올린의 '라'를 녹음한 것이다. 440Hz의 띠가 가장 짙기는 하지만, 그 외에도 900Hz대역, 1400Hz대역 등, 다른 주파수대에도 띠가 존재함을 알 수 있다. 즉, 다른 주파수의 소리가 섞여 있다는 소리다. 이러한 것을 근음 (440Hz) 에 대한 배음 - 하모닉스(Harmonics)라고 한다. 그리고 이러한 배음 성분들의 분포는 각 음원마다 고유의 특성을 가진다. 보통 정수배로 움직이며, 이런 것들은 1배음 2배음 3배음 과같은 식으로 이름이 붙는다. 물론 정수비로만 딱 떨어지는 것은 아니고, 0.5, 0.25 이렇게 아래로 내려가는 것들도 존재 한다.

근음 1배음 2배음 3배음
440HZ 880Hz 1320Hz 1760Hz

스팩트럼 그래프- 주파수에 따른 레벨의 크기

그리고, 위에서 본 스팩트럼 그래프를 FFT 연산을 통해 시간-레벨이 아닌, 주파수-레벨 그래프로 바꿔주면 우리가 주위에서 자주 보던 모양의 그래프가 된다.

440Hz Sine RTA
440Hz 정현파에 대한 RTA 그래프
RTA Graph of 440Hz Violin
바이올린의 440Hz 라 음에 대한 RTA 그래프
RTA Graph of 440Hz Piano
피아노의 440Hz 라 음에 대한 RTA 그래프

보통 음향에서 스팩트럼 그래프라고 하면 이 주파수-레벨 그래프를 의미한다. 본 필자 역시 앞으로는 그 의미로 사용 할 것이며, RTA (Real Time Analyzer)라고 부르기도 한다. 그리고 이 그래프의 모양을 바꿔줄 수 있는 장비, 즉 주파수 성분을 건드릴 수 있는 장비가 바로 우리가 살펴 볼 이퀄라이저 (Equalizer) 되시겠다.

이퀄라이저의 종류

그래픽 이퀄라이저 (GEP : Graphic Equalizer)

그래픽 이퀄라이저는 조정할 대역을 정하고, 그 대역 별로 레벨을 조정할 수 있는 페이더들을 붙여 놓은 형태를 가진다. 위에서 본 RTA그래프의 각 주파수 영역을 위로 올리거나 아래로 끌어 내린다는 생각으로 운용하면 된다. 스튜디오에서 두 명이서 앉아, 한명은 눈을 가리고 한명은 EQ를 조절해서, 어느 주파수를 건드렸는지 알아맟히기 놀이를 하는데 특화 되어 있다.

dbx 2215 Graphic Equalizer
dbx 2215 Graphic Equalizer

파라매트릭 이퀄라이저 (PEQ : Parametric Equalizer)

앞서 믹싱콘솔의 EQ 이야기를 하면서 쉘빙타입과 피킹타입 이퀄라이저가 있다는 얘기를 했다. 피킹은 조정할 주파수가 정해져 있는 놈, 쉘빙은 조정할 주파수도 변경할 수 있는 놈. 그리고, 두가지 모두 놉(볼륨)으로 돌려가며 조정을 한다는 특징이 있었다. 이렇게 놉을 조정하는 형태의 이퀄라이저를 파라매트릭 이퀄라이저라고 한다. 사실, 믹서에 붙어있는 EQ 말고 아웃보드 형태의 PEQ도 있긴 하나 실제로 만날일은 없을 것이다. (사실 본 필자도 20여년을 굴러 다니면서 구경만 두세번 해 봤다.)

Parametric Equalizer
PEQ

이퀄라이저의 주요 파라메터

이퀄라이저에도 다른 장비들과 마찬가지로 조절하는 주요 속성들이 있다. 진귀한 장비일수록 (특히 전통의 PEQ들은) 건드릴 수 있는 항목들이 많으나, 초보인 우리들은 딱 3가지만 기억하면 충분하다.

주파수

가장 당연하고 핵심적인 값이다. EQ가 건드릴 주파수를 설정한다

레벨

이 또한 당연히 중요한 값이다. EQ가 주파수를 얼마나 건드릴지 정한다.

Q Factor

그리고 마지막으로 알고 있어야 할 것은 바로 이 Q Factor 라는 것이다. 이 큐값이란 무엇인고 하니. EQ가 건드리는 주파수의 '폭'을 의미한다. 만약 내가 1KHz를 10dB 증폭 (Boost) 시키려고 한다. 아무리 좋은 장비라도 1KHz 만 딱 10dB 증폭시킬 수가 없다. 실제로는 상하 주파수 대역의 일부까지 함께 증폭된다. 이렇게 함께 움직이는 주파수의 폭을 Q Factor라고 한다. 좋은 장비는 좁은 Q값을, 좀 성능이 떨어지는 장비는 넓은 Q값을 가지고 있다. 그리고 좀 더 좋은 장비는 이 Q값 자체를 조정할 수 있다. 이 값은 별도로 조정할 수 있는 스위치가 없는 한, 장비의 고유 값으로 고정 되어 있다.

이렇게 EQ를 만지기 위해 기본적으로 알아야 할 것들을 살펴 봤다. 사실 이번 회는 100번 정도 쓰고 지우고를 반복 했다. 그러는 사이에 속절없이 시간이 흘러 벌써 20년에 가까운 시간이 흘렀다. 너무나도 중요한 부분이나, 쉽게 잘 풀어 내기에는 본 필자의 능력이 부족한 탓 이었다. (사실 핑계겠으나..) 엉성한 글 읽느라 고생 많았다. 혹 소리와 주파수에 대해서 더 궁금한 독자들은 '파장의 중첩과 간섭' 에 대하여 추가적으로 찾아보길 바란다. 엔벨롭에 주파수성분이 끼치는 영향과, 악기별 고유 음색이 생겨나는 원리에 대해 쉽게 이해할 수 있게 될 것이다. 암튼. 다음회 부터는 독자 여러분이 가장 궁금했을, 실제 EQ를 어떻게 사용하는가에 대해서 2회에 걸쳐 살펴보도록 하겠다.