사운드(Sound)의 기본 개념 이해하기!

● 사운드의 개요

 

  사운드란 '귀로 들을 수 있는 모든 정보'를 의미합니다. 음악, 음성, 음향 효과 등을 단독 혹은 혼합 사용하여 멀티미디어 환경을 구축할 수 있습니다. 또한 정보 전달 시 사운드의 장점은 다음과 같습니다. 먼저, 시각 + 청각 미디어로 정보전달 효과를 상승시킬 수 있습니다. 그리고 시각 + 청각 미디어를 혼합하여 피 전달자의 흥미를 유발할 수 있습니다.

 

  사운드는 흔히 정보를 전달하는 주요한 수단 중 하나로서 '음성(Voice)'가 있고 단독으로 음악 감상, 또는 정보전달 시 부수적 효과를 제공하는 '음악(Music)'과 마지막으로 배경효과로 사용되어 상황을 좀 더 현실감 있게 전달하는 '음향효과(Sound Effect)'가 있습니다. 이러한 음향효과는 보통 자연적인 음향효과와 합성된 음향효과로 나누어집니다.

 

  컴퓨터에서 이러한 사운드는 아날로그 형태의 사운드를 디지털화 시킨 '디지털 오디오(Digital Audio)' 혹은 전자 악기와 다른 기계 간의 정보를 전송하기 위한 통신 규약인 '미디(MIDI)'로 분류할 수 있습니다. 디지털 오디오를 생각해볼 때 원음에 충실하려면 많은 용량이 필요합니다. 예를 들어 음악 CD는 3분에 약 30MB가 필요합니다. 반면에 미디는 실제 소리는 없이 연주 방법과 시기에 대한 정보를 가지고 있습니다. 3분 정도의 미디 음악을 듣기 위해서 약 8KB 정도가 필요하며 좋은 MIDI 사운드 음원을 가지고 있는 것이 관건입니다.

 

  인간의 감각기관은 누구나 알듯이 시각, 청각, 후각, 촉각, 미각입니다. 이 중에서 주요 정보전달 수단은 바로 시각과 청각입니다. 사람은 이중 채널 모델을 가지고 있으며 각 채널은 하정된 정보 처리 능력을 가지고 있습니다. 여기서 적극적인 학습은 학습 과정에서 인지 과정이 공동 작용하는 것을 수반합니다. 이를 위해서 사운드를 적절하게 활용하면 유리합니다. 학습 후 기억의 정도를 고려할 때 단순히 보거나 듣기만 하는 것에 비해서 보면서 동시에 들은 경우가 50% 정도로 훨씬 효율적으로 기억할 수 있었습니다.

 

● 사운드의 원리

 

  사운드의 원리는 바로 물체의 진동입니다. 물체가 진동하면 주변의 공기에 진동으로 생성된 압력이 전달되면서 사운드가 생성됩니다. 이러한 사운드는 공명으로서 존재하며 공명의 형태를 파형(Waveform)이라고 부릅니다. 파형은 주기, 진폭, 주파수로 그 특징을 정할 수 있습니다. 주기(T)와 주파수(F)는 반비례 관계입니다. 주파수(F)는 1 / T Hz와 같기 때문입니다. 대역폭은 0 - 20Hz을 초저주파, 20 - 20KHz를 가청영역, 20KHz - 1GHz를 초음파, 마지막으로 1GHz - 10THz를 극초음파라고 나누고 있습니다. 여기서 가장 중요하게 봐야 할 부분은 20 - 20KHz 가청영역입니다.

 

 - 푸리에 정리

 

  푸리에 정리란 '어떤 주기적 파형도 많은 수의 정현파의 합으로 나타낼 수 있다는 수학적 정리'를 의미합니다.

 

   푸리에 급수 : 임의의 주기함수를 직교관계에 있는 삼각함수의 합으로 나타내는 것

   푸리에 변환 : 임의의 비주기함수를 시간영역에서 주파수의 영역으로 나타내는 것

 

  결과적으로 주기적인 파형은 이산형 스펙트럼을, 비주기적 파형은 연속형 스펙트럼을 가지게 됩니다.

  주파수 대역이란 '주파수 요소가 값을 가지는 범위'를 의미합니다.

  주파수 대역의 크기는 BW = F(Upper) - F(Lower)입니다.

  달팽이관의 바깥쪽에서 높은 소리를 듣고 안쪽에서 낮은 소리를 듣습니다.