스피커 측정과 오디오 경험에 관한 인터뷰 (by Acoustic Insiders & Klaus Heinz)

AMT 드라이버의 아버지이자, 오디오 업계의 저명한 엔지니어로 알려진 HEDD /헤드/의 설립자 클라우스 하인즈는 50년이 넘는 시간 동안 그의 물리학적 지식과 음악에 대한 열정을 음향 연구와 스피커 개발에 쏟아왔습니다. 그는 최근 Acoustic Insider 인터뷰를 통해 현대의 스피커 측정은 좋은 스피커를 만들기 위해 실수를 피하거나, 필수적인 요소를 체크하기 위해서만 사용되며, 측정 결과만으로 어떤 사운드를 가지고 있는지 어떻게 들리는지 파악할 수 없다고 주장했습니다. 베를린에서 활동하는 스튜디오 룸 어쿠스틱 디자이너, 제스코와 클라우스 하인즈의 인터뷰를 통해 스피커 측정값과 오디오 경험에 관한 상관관계를 알아보겠습니다.

측정값으로 얻을 수 있는 오디오 정보

대부분의 경우 스피커는 무향실에서 측정 도구를 스피커의 트위터와 같은 높이로 설정하고, 1미터 떨어진 곳에 배치하여 측정됩니다. 무향실은 소리가 반사되는 것을 측정에서 배제하여, 스피커에서 나오는 순수한 소리로 데이터를 측정할 수 있습니다. 하지만, 스피커에서 소리가 나오면 주파수 범위에 따라 지향성이 변합니다. 또한, 스피커에서 형성된 수많은 입자는 사운드 필드를 조성하게 됩니다. 따라서, 한 위치에서 하나의 마이크만으로 스피커를 측정하는 것은 스피커에서 재생된 신호의 약 99%만 측정하게 되는 것입니다.

위 그래프는 스피커 바로 앞에 마이크가 배치되었을 때 주파수 대역별로의 움직임을 기록한 것입니다. 이러한 그래프의 문제점은 마이크 자체로는 주파수가 방안에 퍼지며 발생하며 일어나는 현상을 기록하지 못한다는 것입니다. 따라서, 사운드의 액티비티 정보를 손실하게 됩니다. 인간의 귀는 주파수 응답보다는 음향 에너지에 더 많이 반응하여 앞서 언급된 사운드 필드에 더 민감합니다. 그래서 예전에는 무향실에 반대되는 홀룸을 이용하기 했습니다. 홀룸은 평행하지 않은 단단한 표면의 벽으로 만들어져, 한 사람이 ‘헤이!’라고 소리치면 3초에서 5초 동안의 에코가 들릴 정도로 울림이 강조된 곳입니다. 이곳에서도 비슷한 방식으로 스피커를 측정하지만 무향실과는 다른 결과를 얻을 수 있습니다. 홀룸은 우리의 귀로 인지하는 것과 조금 더 가까운 방식으로 스피커를 측정할 수 있지만, 에코에 의해 다른 정보를 잃게 되어 더 이상 사용되지 않는 측정법입니다.

위 그래프는 마이크가 배치된 각도에 따라 소리가 얼마나 변하는지를 나타냅니다. 위의 측정법과 동일하게 마이크를 트위터 높이로 설정하고 1미터 떨어진 곳에서 배치합니다. 스피커를 중심으로 10도, 20도 또는 30도로 이동시키면, 중고음대역의 주파수가 점점 더 작아지는 것을 확인할 수 있습니다. 이것은 마치 스피커가 올바른 방식으로 배치하지 않고, 청취자가 정확한 위치에 앉아있지 않으면 정확한 사운드를 못 듣는 것과 같습니다. 따라서, 이러한 방법으로 스피커를 측정하는 것은 단지 하나의 관점에 불과하다는 것을 증명합니다.

평평한 주파수 응답은 표준이 되나요?

예전에는 평평한 주파수 응답을 갖는 것은 어떤 스피커가 더 좋은지에 대한 정답과 같았으며, 모든 스피커 제조사들의 목표였습니다. 하지만, 우퍼의 사이즈, 주파수 응답을 포함하여 정확히 동일한 두 개의 스피커가 있고 동일한 SPL에서 테스트한다고 가정했을 때 측정값만을 고려한다면, 두 스피커를 통해 동일한 사운드를 들을 수 있어야 합니다. 하지만 실제로 이런 결과를 얻을 수 없습니다. 

그 이유는 스피커가 테스트되는 공간에 따라 스피커마다 다르게 반응하고, 테스트에 사용되는 마이크는 다이내믹 데이터를 녹음할 수 없기 때문입니다. 비록 주파수 응답은 동일할 수 있어도, 스피커의 수많은 구성 요소에 따라 다른 다이내믹을 표현할 수 있고, 사람의 귀는 주파수가 아닌 음향의 에너지로 조성된 사운드 필드에 더 민감하기 때문입니다. 거기에, 스피커의 다이내믹을 수치화하는 것은 매우 어려운 일입니다.

다이내믹 측정이 어려운 이유

좋은 스피커는 정확해야 하고, 선형적이어야 합니다. 청취자가 DAW에서 아웃풋 레벨을 두 배로 높이면, 스피커는 음향 측면에서의 아웃풋을 두 배로 정확하게 높여야 합니다. 이러한 스피커의 능력을 테스트하기 위해서는 종종 간단한 사인파를 사용합니다. 사인파를 조작하여 여러 가지의 사운드를 만들어 스피커를 통해 재생하면 주파수가 급상승되었을 때 스피커의 반응을 측정할 수 있습니다. 그러나 이 측정법은 단순한 사인파로만 진행되어 실제 음악의 복잡성을 표현할 수 없습니다.

이러한 테스트는 스피커를 만드는 과정에서 스피커의 선형성, 지향성과 왜곡을 조정할 때 도움이 될 수는 있지만, 스피커에 음악을 재생했을 때의 반응을 확인하기 위해서는 충분하지 않습니다. 사운드 필드는 굉장히 복잡한 것이고, 우리는 측정을 통해서 그 복잡함의 일부만을 이해할 수 있습니다. 하지만 스피커가 실제로 어떤 사운드를 가질지를 판단하기 위해서는 훨씬 더 많은 데이터를 필요로 하거나 스튜디오에서 직접 청음 해보는 방법밖에 없습니다. 일반적인 측정 데이터에는 스피커를 만드는 데 사용된 재료, 다이어프램의 경직성 등과 같은 요소를 포함하지 않습니다.

스피커 콘을 측정하는 방법 

스피커 콘은 고역대가 재생될 때 자체적으로 작동하기 시작하여 이러한 기계적 반응을 여러 방법을 통해 재현하여 측정됩니다. 다이어프램을 측정해 보면 스피커의 주파수 응답을 확인해 볼 수 있습니다. 그러나 다이어프램의 재질에 따라서도 사운드는 변합니다. 측정값으로 매우 흡사한 결과를 보여주더라도 재질에따라 다른 소리를 재생하며, 이 차이를 이해하기 위해서는 직접 청음하는 것이 유일한 방법입니다. 다른 측정법과 동일하게 다이어프램을 통해 얻는 데이터는 콘의 구동 능력을 확인하고 개선해야 되는 사항을 확인할 때만 활용될 수 있습니다. 

측정값의 활용도 

클라우스 하인즈는 인터뷰를 통해 HEDD는 훌륭한 측정값을 보여주는 것이 목적이 아니라고 말했습니다. HEDD는 끝없는 청취 테스트와 수십 년의 스피커 제작 경험을 토대로 목표를 세우고, 측정값은 그 목표에 도달했는지를 확인하기 위해서만 사용된다고 말했습니다. 또한, 좋은 스피커는 스테레오 이미징을 깨끗하고 섬세하게 표현하여 청취자가 각 사운드의 위치를 정확히 찾아낼 수 있습니다. 스테레오 이미징은 스피커를 제작하는 데 있어서 가장 중요한 요소 중 하나지만, 스테레오 이미징을 측정할 수 있는 방법은 현재 존재하지 않습니다.

위상 변화 

패시브 혹은 액티브와 같은 스피커의 종류에 상관없이 위상 변화는 불가피합니다. 그러나 이러한 문제는 더 나은 스피커를 제작하여 해결할 수 있습니다. 예를 들어 HEDD 스피커에 탑재된 Lineariser는 원본 소스의 위상 정보를 50Hz까지도 아무런 변화 없이 유지할 수 있습니다. 디지털 방식의 녹음이 개발되기 이전에 저역대의 사운드까지도 스테레오로 녹음되었던 클래식 음악을 스피커로 테스트한 결과, 개발 중이었던 Lineariser를 활성화시킨 HEDD 스피커가 위상 정보를 정확하게 표현하고 유지할 수 있다는 것을 들어볼 수 있었습니다. 디지털을 기반으로 제작된 음반에는 스테레오의 폭을 넓히는 플러그인이나 필터를 사용하여 음향적으로 자연스러운 위상 정보를 가지고 있지 않습니다. 따라서, 우리는 스테레오로 녹음된 클래식 음반을 듣는 것과 동일한 경험을 제공하는 것을 목표로 Lineariser를 개발했습니다. 

결과적으로 스피커를 제작하는 데 있어서, 가장 중요한 것은 청취 경험을 토대로 목표를 설정하는 것입니다. 이것은 비교적 감정적이고 객관적인 목표가 될 수 있어, 측정값을 토대로 정하는 목표보다는 어려울 수 있습니다. 그러나 측정값은 수많은 공간에 적용될 수 있습니다. 따라서 측정은 중대한 실수를 방지하기 위해서만 사용할 수 있고, 실제적인 결과를 제공하지 않습니다. 

요약 

사운드는 형태가 존재하지 않고 완벽하게 이해하기 어렵기 때문에 우리는 현실적으로 측정값이나 데이터에 의존할 수 밖에 없습니다. 하지만 측정값은 과학적 정보의 일부일 뿐이며, 절대로 스피커의 모든 사운드를 정의할 수 없습니다. 클라우스 하인즈는 만약 구입하고 싶은 스피커가 있다면 다른 스피커와 비교하며 청음해보고 자신의 귀를 신뢰하는 것이 가장 중요하다는 것을 강조했습니다. 

기어라운지의 쇼룸에는 HEDD 뿐만 아니라 Amphion /암피온/, Barefoot Sound /베어풋 사운드/, reProducer /리프로듀서/, Output /아웃풋/, Ocean Way Audio /오션 웨이 오디오/와 같은 프로 오디오 브랜드의 스피커들을 직접 청음 해보실 수 있습니다. 스피커 측정과 사운드 경험에 대한 더욱 자세한 이야기는 제스코와 하인즈의 YouTube 인터뷰에서 확인해보실 수 있습니다.