하울링의 발생 원인과 피드백 드레솔드의 개념, 룸 이퀄라이제이션을 위한 화이트 노이즈와 핑크 노이즈에 대한 소개, EQ를 통해 하울링을 방지하는 원리와 방법에 대해 설명한다. 또한 EQ 운용의 기본적인 원칙과, dbx-2215를 예로 한 그래픽 이퀄라이저의 사용 방법에 대해 알아본다.
하울링(Howling)의 원인
음향 엔지니어뿐만 아니라, 출연자와 관객 모두에게 달갑지 않은 상황이 있다. 작게는 기분 나쁜 잉잉~ 거리는 소리가 마이크를 사용할 때 마다 들리거나, 때로는 갑자기 커다란 굉음이 스피커에서 터져 나오는 현상, 하울링(Howling), 또는 피드백(Feedback)이라고 하는 현상이다. 본래 하울링이란, 늑대들이 다 함께 울어대는 아우우~~ 하는 소리를 의미 한다.
사실, 그 원리를 생각해 보면 하울링 보다는 피드백(Feedback - 되먹임)이라고 하는게 더 옳다. 가장 간단한 음향 시스템을 상상해 보자. 마이크 하나와 스피커가 하나가 있는 작은 교실이다. 마이크의 소리를 입력받아 음향 신호를 만들고, 이 신호는 앰프로 들어가 증폭되어 스피커를 울린다. 문제는 스피커가 울리는 공간에 마이크도 함께 있다는 것 이다. 스피커에서 출력된 신호의 일부는 다시 마이크를 향해 들어 가게 된다. 그런데 음향시스템의 증폭도(볼륨)을 올리면 스피커에서 출력되는 소리가 커지게 된다. 마이크로 되돌아가는 소리의 양도 커지게 된다는 것이다.
이 증폭도가 일정 수준을 넘게 되면, 스피커를 통해 마이크로 들어가는 소리가 스스로 계속 커지게 된다. 이렇게 음향시스템으로 되돌아온 소리가 스스로 증폭되기 시작해서 마구마구 커지는 증상이 바로 하울링이다. 그런데 이 하울링이 일어날 때 잘 들어보면 하울링 소리가 항상 동일하지 않다는 것을 알 수 있다. 어느 때는 고음역에서 귀가 찢어지게 삐이익~! 거리고, 어느 때는 저음이 건물을 무너트릴 것 처럼 우우아아앙~~! 거리고, 어떨 때는 애애앵~!! 거린다. 다시말해 피드백이 과도하게 이루어지는 특정한 주파수가 있다는 이야기이다.
룸 이퀄라이제이션(Room Equalization)
10회에서 음원은 고유의 배음 성분을 가진다고 말한 바 있다. 음향 시스템이 사용되는 공간 역시 고유의 음향 특성을 가지고 있으며, 이는 크기, 형태, 마감재, 관객의 수, 날씨 등에 영향을 받는다. 즉, 스피커를 통해 출력하는 소리의 주파수 성분이, 소리가 방출되는 공간의 음향적 특성에 의해 변하게 된다는 이야기다. 그리고 이 말은, 엔지니어의 헤드폰과 같은 모니터링 장비에서 들리는 소리와, 실제 공간으로 방출되는 소리에도 차이가 발생한다는 의미다.
공간에서의 주파수응답 변화
첫번째 그림의 소리는 화이트 노이즈 (백색잡음 – White noise) 라고 한다. 모든 색의 빛이 섞이면 백색으로 보이는 것과 같이, 모든 가청 주파수 대역의 레벨을 고르게 조정한 소리이다. 실제로 스팩트럼 그래프나 주파수-레벨 그래프를 보면, 모든 주파수 대역이 비슷한 레벨인 것을 확인할 수 있다. 이러한 특성으로 인해 화이트 노이즈는 장비의 시험이나 조정등을 위한 시험용 신호로 자주 사용된다. 일직선이 아니고 오르락 내리락 하는데, 고르긴 뭐가 고르다는 소리냐? 라고 생각할 독자 분명 있을 것이다. 이는 여러 주파수의 중첩 때문에 발생하는 현상이다.
두 번째 그림은, 어떤 공간에서 화이트 노이즈를 틀어놓고, 측정용 마이크로 측정한 RTA 그래프의 예이다. 즉, 실제 공간에서 들리는 화이트 노이즈라는 의미다. 잘 보면, 실제 공간의 소리가 첫 번째 화이트노이즈의 스팩트럼 분포와 비교해 봤을 때, 1㎑가 강조(Boost) 되었고, 10㎑가 감쇄(Reduce) 된 것을 알 수 있다. 어떤 공간에서 화이트 노이즈를 재생한다고 하면, 스피커에서는 모든 주파수 대역에서 동일한 레벨이 출력 되고 있을 것이다. 하지만, 공간의 특성에 따른 감쇠와 증폭을 거쳐, 공간에 울리는 소리는, 두 번째 그림과 같이 변하게 되는 것이다.
피드백 드레솔드(Feedback Threshold)
이 상황에서, 마이크가 작다고 볼륨을 올리면? 전체 레벨이 위로 올라가다가 붉은 색으로 표시 된 피드백 문턱 값 (threshold) 에 가장 먼저 닿는 1㎑ 영역에서 하울링이 발생하기 시작한다. 1㎑가 위에서 말한 과도한 피드백이 이루어지는 특정한 주파수인 것이다. 처음에는, 약간 '잉~ 잉~'거리고 곧 사라지는 수준일 것이다. 그리고 점차 레벨을 올려가면, 더 많은 영역에서 하울링이 발생하게 된다. 혹은, 어떤 공간의 저음역 특성이 좋지 않아, 잘 들리지 않는다면, 저음역 음원들의 볼륨을 올려댈 것인데, 올려 대다가 고음역부터 하울링이 발생할 것이다.
이런 상황에서, 과도하게 강조되어 문제가 생기는 주파수 대역의 성분을 감쇄시키거나, 믹서의 출력과 실제 공간의 음향 왜곡을 보정해 줄 수 있는 방법이 있다면 매우 요긴하게 사용될 수 있을 것이다. 만약, 위의 1㎑ 영역처럼 혼자 툭 튀어나온 대역대만을 감쇄시킬 수 있다면, 전체적인 출력 레벨을 키울 수 있는 여유 (이를 헤드룸 Headroom 이라고 한다.) 가 더 많아질 것이다. 또한, 실제 공간의 소리와 엔지니어가 듣는 소리의 차이도 줄일 수 있어, 엔지니어가 의도한 소리에 가까운 소리를 출력할 수 있게 될 것이다. 이렇게 전반적인 공간의 음향 특성에 대응하여 음향시스템의 출력 특성을 조절하는 것을 ‘룸 이퀄라이제이션(Room Equalization) 또는 ‘룸 튜닝(Room Tuning)’ 이라고 한다. 그리고 여기에 통상 사용하는 장비가 바로, 그래픽 이퀄라이저이다.
그래픽 이퀄라이저의 사용법
그래픽 이퀄라이저는 보통 믹서의 최종 출력과 파워 앰프 사이에 위치하게 된다. 주파수별로 레벨을 설정할 수 있는 슬라이더가 붙어 있는 형태로, 위에서 본 주파수-레벨 그래프와 동일한 형태를 지니고 있어, 직관적으로 설정 할 수 있다. 어떻게 사용하는 장비인지, dbx-2215를 가지고 한번 알아보겠다. dbx-2215는 15밴드 2채널 이퀄라이저로, 15밴드라 함은 15대역의 주파수를 설정할 수 있다는 의미이다. 이번에도 반으로 잘라서 하나씩 알아 보도록 하자.
주파수 슬라이더
그래픽 이퀄라이저의 가장 핵심적인 부분이다. 위에는 각 슬라이더가 대응하는 주파수가 적혀 있다. 이 슬라이더를 위로 올리거나 아래로 내려서 해당 주파수 성분을 강조 (Boost) 하거나 감쇄 (Cut) 할 수 있다. 6dB 가감 모드 또는 15dB 가감 모드로 동작하며, 동작 모드는 옆에 있는 ‘RANGE’ 버튼을 이용해 선택할 수 있다.
LOWCUT
저음역대 주파수를 제거하는 필터(High Pass Filter)이다. dbx-2215는 40㎐ 아래의 주파수를 18dB 감쇄 시킨다. 해당 대역은 초 저역대의 주파수로, 일반적으로 라이브 현장에서는 쓸 일이 거의 없는 주파수 대역으로, 저역대의 불필요한 공진 현상을 막기 위해서 사용한다. 악기의 구성이나 공간의 상황 등 상황에 따라 맞게 선택하면 되겠다.
EQ BYPASS
이 스위치는 EQ에 들어온 소리를 바로 출력으로 내보내겠다는 이야기다. 장비에 따라 다르나, dbx-2215의 경우, 주파수 슬라이더 부분을 통과 시키고 나머지 기능들의 효과는 적용 된다.
INPUT GAIN
믹서의 게인과 동일하다. EQ로 입력되는 신호의 레벨을 조정하는 놉이다.
PeakPlus Threshold
이건 dbx EQ의 고유 기능으로, 입력신호가 과도하게 커질 경우 (즉, 갑자기 피크가 뜨거나 해서 하울링이 날 경우) 입력 신호를 줄여주는 일종의 컴프레서 역할을 한다. 동작할 레벨을 선택할 수 있다. Gain Reduction LED를 통해, 동작 여부와 정도를 확인할 수 있다.
룸 이퀄라이제이션과 EQ의 운용
음향 시스템을 설치하고, 모든 구성 요소들의 연결과 라우팅 점검이 완료 되었다면, 그 다음에 진행해야 하는 절차가 룸 이퀄라이제이션 이다. 왜 해야 하는지, 어떤 의미를 가지는지는 알게 되었는데, 실제 현장에서는 어떻게 진행 해야 하는건가? 그 방법에 대해서 크게 두 가지로 나누어 이야기 해 보고자 한다.
마이크와 귀
현장에서 흔히 사용되는 방법이다. 사람 하나와 마이크만 있으면 가능하다. 스테이지에 사람을 세워두고 마이크에다 대고 계속해서 말을 하라고 시킨다. 아무 말이나 괜찮다. 그와 함께 해당 마이크의 게인을 서서히 올려준다. 마이크의 게인을 올려주다 보면 어느 순간 피드백 드레솔드에 걸린 주파수가 들리기 시작할 것이다. (즉, 잉~ 하고 하울링이 나는 것이 들리기 시작한다는 의미다.) 피드백이 나기 시작하는 그 주파수를 귀로 듣고 이퀄라이저에서 감쇄시켜준다. 그리고 이 작업을 계속해서 반복한다. 동시에 피드백이 걸리는 주파수 대역들이 만족할 만큼 많아질 때 까지... 필자의 경험상 대략 4~5개 정도의 대역에서 동시에 피드백이 발생하는 정도면 보통 문제가 없었다. 단점이라면 일단, 귀가 예민해야 한다. 피드백에 걸린 주파수 대역을 귀로만 듣고 알아내야 한다. 이는 오랜 기간의 훈련과 연습이 필요하다. (그리고 필자는, 음향 엔지니어가 당연히 가지고 있어야 하는 소양이라 생각한다.) 또한, 어찌되었든간에 음향시스템에 무리를 줄 수 있는 방법이다. 여차하면 우아아앙~!!! 거릴테니까 말이다.. 세심한 조정이 필요하다.
노이즈와 RTA
가장 정석 적인 (그리고 비싼) 방법이다. 화이트 노이즈나, 핑크 노이즈를 재생하고, RTA (Real Time Analyzer) 장비를 통해 스피커에서 출력되는 소리를 확인한다. (요즘에는 핸드폰 어플도 많다) 그리고, 이 RTA 화면을 보면서 원래의 모양을 이퀄라이저로 만들어 주면 된다. 참고로 화이트 노이즈는 모든 주파수의 레벨이 동일한 소리라 말한 바 있다. 하지만, 화이트 노이즈는 사람이 듣기에 저음역 소리가 부족하게 들린다. 이는 사람의 청감 특성과 관련이 있기 때문으로, 이를 감안하여 모든 소리가 균등하게 들리는 것 처럼 주파수 레벨을 배치한 신호를 사용한다. 이를 ‘핑크 노이즈’ 라고 부른다.
Boost 보다는 Cut
우리가 흔히 음향장비를 조작하면서 저지르는 실수는, 어떤 소리가 잘 들리지 않으면 그 소리를 키우는 것이다. 그리고 이게 반복되다 보면 시끄럽기만 한 소음이 만들어지는 것을 우리 모두는 기억해야 할 것이다. 음향 장비의 조작. 그 중에서도 이퀄라이저의 조작은 기본적으로 Boost 가 아닌 Cut이다. 잘 들리지 않는 소리가 있다면, (이미 레벨은 충분 하다는 전제 하에) 나머지 소리를 줄여서 균형을 맞추는 것이 바른 방향이다. Boost 위주의 조작은, 결국 전체 시스템의 출력 레벨을 상승시키고, 다이나믹에 대한 마진을 줄이며, 피드백 가능성을 올리게 된다. 아마 많은 독자들이 이퀄라이저에 대해 기대했던 이야기는 이 이야기가 아니었을 것이다. 이 이야기를 먼저 한 이유는, 이퀄라이저의 본래 역할이 ‘(원래의 소리와) 같게 만든다’는 것과 왜 Boost 위주의 운영을 자제해야 하는지 얘기하고 싶어서 이다. 여러분이 기대했을 ‘Tone Control’을 위한 EQ에 대한 내용은 다음장에 계속 된다.