음향판의 기분 좋은 역설
Mega Acoustic Acoustic Panels


지난 2019년 5월 뮌헨쇼에서 룸 어쿠스틱과 관련한 흥미로운 강연이 열렸다. 음향 엔지니어 바르트워미에이 코이나츠키(Bartlomiej Chojnacki)씨가 진행한 강연이었는데, 흡음판(absorber)과 분산판(diffuser)의 기본 차이라든가, 룸 어쿠스틱에 자주 등장하는 슈뢰더 주파수(Schroeder Frequency) 등을 자세하게 설명해 참석자들의 열띤 호응을 이끌어냈다. 과연 진동 음향(vibroacoustics)을 전공한 엔지니어다운 강연이었다. 

유튜브 강연영상

강연핵심1 : 슈뢰더 주파수를 기점으로 흡음판과 분산판의 역할이 나뉜다

강연핵심2 : 흡음판과 분산판의 차이점 요약

필자가 파악한 강연의 핵심은 250Hz 부근의 슈뢰더 주파수를 기준으로 그 이하 대역(룸 모드. Room Mode)에는 흡음판, 그 이상 대역(반사 영역. First Reflections influence)에는 분산판이 결정적 역할을 한다는 것이다. 그리고 흡음판은 100Hz~20kHz 광대역, 분산판은 600Hz~3.5kHz 협대역을 커버하며, 음향 에너지 관점에서 보자면 흡음판은 손실(lose), 분산판은 유지(save)로 요약된다. 

뜬금없이 2년 전 뮌헨쇼 이야기를 꺼낸 것은 코이나츠키씨가 최근 하이파이클럽에서 비교 시청을 한 폴란드 메가 어쿠스틱(Mega Acoustic)의 여러 음향판을 설계한 주인공이기 때문이다. 음향판 성능을 좌우하는 변수로는 설계 디자인뿐만 재료, 크기, 마감 등도 있지만, 이러한 전문 엔지니어가 제작에 참여하고 있다는 사실은 2010년에 설립된 제작사 입장에서는 적토마를 얻은 격이다. 유저 입장에서도 신뢰감을 준다.


메가 어쿠스틱과 음향판

메가 어쿠스틱은 2010년 폴란드 중부 비엘코폴스카주 켕프노(Kepno)에 설립된 음향 액세서리 전문 제작사다. 바르트워미에이 코이나츠키씨가 메인 디자이너로 재직하고 있으며 현재 다양한 음향판(Acoustic Panel)과 어쿠스틱 폼(Acoustic Foam), 방음재(Acoustic Insulation)를 만들고 있다. 

  • Acoustic Panel : PET acoustic panels, Absorbers Pro, Diffusers, Freestanding panels, Bass traps
  • Acoustic Foam : Absorbers, Acoustic pyramids, Bass traps, Monitor pads
  • Acoustic Insulation 

이중 필자가 테스트한 것은 음향판(Acoustic Panel)으로 흡음판이 3종, 분산판이 1종, 흡음+분산판이 1종, 베이스트랩이 1종, 총 6종이었다. 

  • 흡음판 : FiberStandard, FiberPro 120, FiberPro 60
  • 분산판 : SkyFuser 29
  • 흡음+분산판 : AcouStand
  • 베이스트랩 : CBT(Corner Bass Trap)

음향판이 뭐길래

시청 공간은 오디오가 내주는 사운드의 명줄을 쥐고 있다고 해도 과언이 아니다. 이게 다 육면체 공간에서 어김없이 발생하는 플러터 에코(flutter echo), 정재파(standing wave), 콤 필터링(comb filtering), 잔향 시간(reverberation time) 때문이다. 이들은 서로 복합적으로 작용해 오디오가 내주는 순결한 음에 씻을 수 없는 상처를 입힌다.

​플러터 에코는 딱딱한 표면의 두 면이 서로 평행하게 마주 보고 있을 때 그 두 면 사이에서 계속 발생하는 울림 현상이다. 정재파는 직사각형 방에서 특정 주파수가 반사음에 의해 왜곡(피크, 딥)되는 현상인데, 직접 음과 반사음의 산과 산이 만나면 피크(peak)이고, 산과 골이 만나면 딥(dip)이다. 반사음이 직접 음 주파수의 진폭(세로)에만 영향을 미친다고 해서 ‘스탠딩 웨이브’다.

​콤 필터링은 직접 음이 곧바로 끼어든 반사음에 의해 교란되는 현상으로, 되돌아오는 반사음의 위상에 따라 피크와 딥이 연속해서 발생하는 모습이 마치 '빗'을 닮았다고 해서 '콤 필터링'이다. 콤 필터링은 정재파가 직접 음의 진폭만 변화시키는데 비해, 직접 음의 파형 자체를 변화시킨다는 점이 다르다. 소리 자체가 바뀌는 것이다. 

이처럼 시청 공간이 일으키는 음향 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 흡음판과 분산판이다. 흡음판은 주로 플러터 에코, 정재파, 콤 필터링의 주범인 중저역 주파수와 1차 반사음을 흡수하고, 분산판은 플러터 에코와 잔향 시간문제를 일으키는 중고역 주파수와 1차 반사음을 골고루 분산시켜준다. 베이스 트랩(bass trap) 역시 저역 주파수를 가둬두는 대표적인 흡음판이다.

​흡음 성능은 재질에 따라 다르다. 몇몇 인테리어 마감의 흡음 계수를 살펴보면, 석고가 0.11, 합판이 0.18~0.36, 유리섬유가 0.28~1을 보인다. 물론 1에 가까울수록 흡음이 잘 된다는 뜻이다. 두께 50mm의 폴리우레탄 폼은 0.40~0.50. 같은 재질이라도 두꺼울수록 흡음이 잘 되는데, 유리섬유 보드의 경우 25mm 두께가 0.2, 50mm 두께가 0.76, 75mm 두께가 0.99, 100mm 두께가 1.0을 보인다.

메가 어쿠스틱의 경우, 흡음판에는 주로 유리섬유(fiberglass), 어쿠스틱 폼에는 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam), 분산판에는 MDF를 쓰고 있다.  

한편 ​​흡음판이 중저역대를 흡수하는 데 비해 분산판은 자신에게 쏟아져 오는 중고역대를 분산, 즉 난반사시킨다. 왜 분산(diffusion)을 시킬까. 분산이 안된 반사음(reflection), 그러니까 입사각과 반사각이 동일한 반사음은 그 에너지가 상당해서 사운드의 선명함을 없애는 주범이기 때문이다. 또한 분산음은 반사음의 잔향시간을 적절히 늦춰줌으로써 라이브한 방, 그러니까 울림이 많은 방을 좀 더 데드하게 만들어주는 역할도 한다.

2차원 QRD 스카이라인 디퓨저 계산기 사이트
(http://www.oliverprime.com/prd)

​분산판은 기본적으로 중고역대를 컨트롤한다. 인터넷에 공개된 2차원 QRD 스카이라인 디퓨저 계산기를 이용해 몇 가지 값을 입력해보면, 가로세로 48cm, 최대 두께 23cm 디퓨저의 경우 746Hz~5kHz 대역을 핸들링하는 것으로 나온다. 두께를 15cm로 낮춰보면 핸들링 주파수는 1.143kHz~5kHz로 바뀐다. 즉, 두께가 두꺼운 디퓨저일수록 낮은 중역대까지 효과적으로 분산시킬 수 있다는 얘기다.


메가 어쿠스틱 흡음판 :
FiberStandard, FiberPro 120, FiberPro 60

FiberStandard 120 x 60

먼저 파이버스탠더드(FiberStandard)는 가로 120cm, 세로 60cm, 두께 10cm의 흡음판으로, 흡음재로는 고밀도 미네랄 울(Mineral wool), 구체적으로는 방염 클래스 A1 등급의 유리섬유를 쓰고 있다. 커버는 패브릭, 후면은 두께 4mm의 HDF 보드로 마무리됐다. 가로면 혹은 세로면 배치 모두 가능하다. 

FiberStandard 분산 계수

메가 어쿠스틱에 따르면 파이버스탠더드는 1) 저역대 신호를 왜곡시키는 플러터 에코를 줄이고, 2) 1차 반사음을 흡수하며, 3) 잔향 시간을 줄여준다. 무엇보다 125Hz라는 낮은 저역에서부터 흡음 효과가 일어나는 점이 눈길을 끈다. 메가 어쿠스틱이 공개한 파이버스탠더드의 흡음 계수는 125Hz에서 0.47, 250Hz에서 0.78, 500Hz에서 0.93을 보이며 이후 1kHz(0.90), 2kHz(0.94), 4kHz(0.95), 8kHz(0.96)에서도 흡음계수가 최고치인 1에 육박한다. 무려 125Hz~8kHz 광대역을 커버하는 것이다.

FiberPro 분산 계수

파이버프로 120과 60은 미네랄 울을 흡음재로 쓰는 점은 파이버스탠더드와 동일하지만 전면에 다양한 크기의 구멍이 뚫린 패널을 붙인 점이 다르다. 흡음 계수 역시 차이를 보이는데 파이버스탠더드에 비해 고역대보다는 중저역대 흡음에 특화됐다. 파이버프로 120과 60모두 125Hz(0.43), 250Hz(0.81), 500Hz(0.92), 1kHz(0.91), 2kHz(0.88), 4kHz(0.67), 8kHz(0.55)를 보인다.

왼쪽부터 FiberPro 120 x 60(Binary Bean), FiberPro 60 x 60(Bean)

파이버프로 120과 60은 크기만 차이를 보인다. 120은 가로 120cm, 세로 60cm, 두께 10cm이며 60은 가로 60cm, 세로 60cm, 두께 10cm다. 무게는 각각 10kg(120)과 6kg(60). 전면 패널 문양은 탄젠트(Tangent), 어쿠스피어(Acousphere), 사인웨이브(Sine Wave), 빈(Bean) 등이 있는데, 시청 모델은 바이너리 빈(Binary Bean)과 빈(Bean) 타입이었다.  


메가 어쿠스틱 분산판 : SkyFuser 29

SkyFuser 29

SkyFuser 29 분산 계수

스카이퓨저 29(SkyFuser 29)는 가로 58cm, 세로 58cm, 두께 10cm의 분산판으로 전형적인 스카이라인(Skyline) 형태를 띠고 있다. 재질은 MDF. 메가 어쿠스틱에 따르면 750Hz~4kHz 대역에서 분산 효과가 높다. 실제로 공개된 분산 계수를 보면 500Hz 이하 저역대는 0.2~0.4에 불과하지만, 800Hz에서는 0.8, 1.25kHz부터는 0.9가 넘는다. 역시 중고역대 주파수의 분산이라는 자기 역할을 충실하게 해내고 있다.   


메가 어쿠스틱 흡음+분산판 : AcouStand 

메가 어쿠스틱 제품 중에서 가장 두꺼운 데다 전면 패널이 곡면을 이루고 있는 음향판이다. 가로는 120cm, 세로는 60cm, 두께는 21cm를 보이며 무게는 10kg이 나간다. 기본적으로 15cm에 달하는 두터운 미네랄 울(유리섬유)을 안에 집어넣은 흡음판이지만, 직접음이 들어오는 전면 패널 구멍들이 아주 작기 때문에 분산 효과도 높다. 

AcouStand 흡음 계수

흡음 계수는 125Hz에서 0.89, 250Hz에서 0.93, 500Hz에서 0.98, 1kHz와 2kHz에서 0.99를 보일 정도로 아주 높다(평균 0.90). 이는 흡음재가 두텁기 때문이기도 하지만, 메가 어쿠스틱에 따르면 미네랄 울에 깊이 2~6cm의 구멍이 무수히 뚫려 그 공기층(air void)이 저역 주파수를 추가로 가둬둔 덕이다. 


메가 어쿠스틱 베이스트랩 : CBT(Corner Bass Trap)

CBT(Corner Bass Trap)

arand 31.5 Hz 40 Hz 50 Hz 63 Hz
0.23 0.69 0.92 0.73
80 Hz 100 Hz 125 Hz Average
0.35 0.27 0.20 0.48

CBT 흡음 계수

CBT(Corner Bass Trap)은 말 그대로 시청 공간 코너에 설치하는 타워형 베이스트랩이다. 베이스트랩 역시 저역 주파수를 가둬두는 대표적인 흡음판인데, 메가 어쿠스틱에 따르면 CBT는 정재파와 저역의 부밍을 잡는데 큰 효과를 보인다. 실제로 흡음 계수를 보면, 50Hz에 대한 흡음 계수가 0.92에 달할 정도로 초저역 흡음률이 아주 높다. 31.5Hz에서 0.23, 40Hz에서 0.69, 50Hz에서 0.92, 63Hz에서 0.73, 80Hz에서 0.35. 높이는 120cm, 가로폭은 60cm, 안길이는 9cm, 무게는 10kg을 보인다.   


시청

메가 어쿠스틱의 음향판 6종에 대한 테스트는 하이파이클럽 시청실 2곳에서 2차례에 걸쳐 이뤄졌다. 5월 31일에는 베이스트랩 CBT의 개별 테스트, 6월 3일에는 다른 5종의 집단 테스트가 있었다.


CBT :
린 Klimax DSM, 매킨토시 C1100, 매킨토시 MC1.25K, MC611, 매킨토시 XRT 1.1K

Anne-Sofie Von Otter - Green Song
For The Stars

먼저 CBT를 뺀 상태에서 들어본다. 워낙 룸 튜닝이 잘 된 곳이라 어디 흠잡을 데가 없다. 첼로는 밑으로 잘 내려가고 SN비도 매우 높다. 에너지감이라든가 보컬 이미지의 포커싱도 좋다. 하지만 첼로의 저역이 너무 과잉된 것은 아닌가 싶다. CBT를 투입하자 첼로 재생음의 질감과 온기가 살아난다. 오터의 목소리가 보다 입체적으로 들리는 것도 특징. 하지만 아직까지 유의미한 변화가 있었다고는 말하기 힘들다. 

Rage Against The Machine - Wake Up
Rage Against The Machine

다시 CBT를 빼고 듣자 다른 곡인데도 슬슬 차이가 포착된다. 일렉 기타의 음이 강렬하지만 약간 필자 쪽으로 들이대고 음의 해상력이나 선명함이 조금 혼탁하다. 상대적으로 고음이 아무런 문제가 없다. CBT를 투입하자 음의 형체가 선명해지고 에너지감이 늘어난다. 무엇보다 ‘뭐에 홀렸나?’ 싶을 만큼 음이 싱싱하게 살아나는 점이 두드러진다. CBT가 50Hz 대역의 반사음을 흡수, 저음의 피크와 딥을 사라지게 한 공로가 크다. 산이 산이나 골을 못 만나니 원래 음을 그대로 들려준 것이다. 

Nils Lofgren - Keith Don’t Go
Acoustic Live

이는 닐스 로프그렌의 ‘Keith Don’t Go’에서도 비슷한 양상이었다. CBT 없이 들어도 음이 소프트하고 색 번짐이 없었지만 보컬의 목소리가 좀 더 리퀴드할 수 있었는데, 이런 아쉬움이 크다. CBT를 투입하자, 과연 목소리가 갑자기 리퀴드해지고 더 선명하게 보인다. 처음 박수소리부터 레벨이 다르다. 스피커에서 나오는 재생음이 아니라 현장에서 직접 듣는 원음에 보다 가까워졌다고 할 수 있다.


Acoustand, FiberStandard, FiberPro 120, FiberPro 60, SkyFuser 29 :
웨이버사 W Slim Lite, 큐브오디오 Magus

날짜와 장소를 달리해 다른 5종의 음향판을 테스트했다. 먼저 정면 벽에 디퓨저(스카이퓨저 29) 2개만 걸려 있는 상태에서 들어보고, 이후 나머지 4개 흡음판을 모두 투입해 똑같은 곡을 들어봤다. 정면 벽 가운데에 어쿠스탠드가 위아래로 2개, 그 좌우에 스카이퓨저 29와 파이버프로 60이 각각 1개씩 자리잡았고, 양 측면 벽에는 파이버프로 120과 파이버스탠더드가 각각 1개씩 투입됐다. 

Nils Lofgren - Keith Don’t Go
Acoustic Live

5종 중에서 디퓨저만 남겨놓은 상태인데도, 내부가 꽉 찬 음의 밀도라든가, 윤기와 온기가 가득한 보컬의 촉감 등 별 불만이 없다. 어쩌면 비교 대상이 없어서인지도 모르지만, 어쨌든 한 음 한 음이 또박또박 그리고 싱싱하게 들린다. 얼마나 크게 바뀔까 싶었지만, 5종 완전체가 되자 무대의 공간감이 넓어지고 아까는 지나쳤던 세세한 소리들이 하나씩 들리기 시작한다. 스피커가 완전히 사라진 것도 5종이 모두 투입됐을 때다. 가장 큰 변화는 무대의 안길이가 무척 깊어졌다는 것인데, 이는 음향판의 역설이라 할 만했다. 정면 벽에 음향판을 붙이니 오히려 무대가 탁 트이고 원근감이 살아난 것이다. 보컬의 목소리에서는 거칠고 메마른 구석이 싹 가셨다.  하이엔드 소스기기나 프리앰프를 집어넣은 것 같은 변화다. 

Celine Dion, Barbra Streisand - Tell Him
Higher Ground

스카이퓨저 29가 혼신의 힘을 다해서일까. 재생음에서 약점을 잡을 데가 거의 없다. 굳이 찾자면 두 디바의 음색 구분이 좀 더 확실하게 이뤄졌으면 어땠을까 하는 점 정도. 그러고 보면 아까 경험했던 탁 트인 무대가 아닌 것 같다. 조그만 극장에서 보는 디즈니 애니메이션 같은 느낌. 이어 다른 4종의 흡음판을 투입하자, 두 디바가 호흡을 할 때 미세하게 떨리는 음의 감촉까지 파악된다. 그야말로 레벨이 다른 음이다. 목소리는 깨끗하고 맑아졌다. 하지만 기대를 모았던 두 디바의 음색 구분은 여전히 불만스러웠는데, 역시 안 되는 것은 안 되는 것이다. 룸 어쿠스틱은 없던 것을 만드는 것이 아니라, 있어야 할 것을 있게 해주는 것이다. 어쨌든, 메가 어쿠스틱 흡음판 및 분산판의 효과는 3가지로 요약된다. 이탈감, 무대감, 해상력이다. 

Drake - One Dance
Views

분산판만 놓고 들어보면 저역이 약간 건조하고 무미하다. 뜨겁지가 않다. 템포도 약간 서두른다는 느낌. 하지만 음상은 중앙에서 또렷하게 잘 맺힌다. 이어 5종을 모두 투입해서 들어보면, 체감상 저역이 훨씬 많이 내려가고 단단해지는데, 이는 흡음판의 투입으로 저역의 딥을 없앤 덕으로 보인다. 이러니 마치 수액을 맞은 것처럼 음에 생기가 돌고 리듬감도 살아난다. 다이내믹스도 보다 강력해졌다. 보컬 뒤에 펼쳐지는 반주음이 더 생생히 들린다. 무대는 더욱 투명해졌다.  


총평

비단 메가 어쿠스틱 제품만이 아니더라도 잘 설계된 음향판의 효과는 부정할 수도, 부정할 이유도 없다. 재생음을 왜곡시키는 룸 어쿠스틱의 고질병을 음향판이 낫게 해준 결과이니 이론적으로도 모순이나 비약이 없다. 중저역의 흡음판, 중고역의 분산판, 초저역의 베이스트랩 등 각자 맡은 바 역할도 분명하다. 메가 어쿠스틱은 여기에 각 흡음 재료(미네랄 울, 폴리우레탄 폼)와 분산 재료(MDF), 그리고 흡음 계수와 일부 분산 계수도 공개해놓아 더욱 믿음직하다. 

실제 비교 테스트를 거듭할수록 이들 흡음판과 분산판, 베이스 트랩의 있고 없고 차이는 컸다. 바흐 B단조 미사를 들어보면 공기청정기를 틀어놓은 것처럼 음이 상쾌해졌고, 브람스 피아노 트리오 1번은 3개 악기가 탁 트인 무대 위에서 보다 선명하게 등장했다. 음향판은 참으로 역설적인 존재다. 적절히 추가하면, 사라지는 것들이 많아진다. 메가 어쿠스틱, 앞으로도 주목할 만한 전문 제작사다. 

by 김편 오디오 칼럼니스트

Mega Acoustic Acoustic Panels
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