Equalizer and Audible Frequency: How to Adjust Tone of the Signal

인간이 들을 수 있는 주파수는 20Hz ~ 20,000 Hz이며 이를 가청 주파수(audible frequency)라 부릅니다. 이 영역을 악기, 인간의 감정에 근거해 분류할 수 있습니다—이렇게 지칭한 각 부분을 음역대(range)라 부릅니다.

주파수에 대한 이해를 가지는 것은 뮤직 프로덕션에서 주요한 직관을 제공합니다. 각 과정에 필요한 결정, 이퀄라이저의 사용에 도움을 줄 수 있습니다.

Frequency Spectrum Segmentation

가청 주파수 영역(frequency spectrum)은 Hz를 단위로 하며 크게 세 부분으로 나눕니다. 이를 중심으로 로우, 미드, 하이와 같은 세부 음역대(range)로 구분할 수 있습니다. 이러한 분류 방식을 frequency spectrum segmentation 또는 audible frequency range partitioning라 합니다.

Hz는 헤르즈(Hertz)라고 읽으며 국제 단위 체계(international system of units)의 표준 중 하나 입니다. 일 초에 해당되는 원 운동의 진행 정도를 표현합니다. 헤르즈는 음정과 직접적으로 연관되며; 예시로 440 Hz의 음파는 A와 C의 사이로 들립니다.

Sub-bass 20Hz ~ 60Hz

• Sub-bass Synthesizers, Electronic Kick Drums, some aspects of Bass Guitar

서브-베이스(sub-bass)는 베이스에서 가장 낮은 영역을 의미합니다. 현대 음악에서 핵심적인 요소이며, 특히 EDM과 힙합에서 중요하게 다뤄집니다. 믹스에 서브-베이스를 추가하면 깊이감과 강조, 에너지가 더해져 그루브와 선명도를 크게 향상시킵니다.

• 가장 낮은 가청 주파수에 위치하며 베이스의 범위에 속합니다. 이 음역에서는 인간의 청력이 둔감해지기 시작하는데, 이로 인해 소리를 듣기보다는 느끼는 구간이라고 표현됩니다.

• 더 높은 음역대의 베이스와 함께 사용되기도 하는데, 이러한 레이어링을 통해 베이스라인에 균형과 복잡성을 더할 수 있습니다.

• 00s 이전까지는 힙합과 전자음악을 제외한 장르에서 큰 주목을 받지 못했으나, 현대에는 대부분의 장르에서 적극적으로 활용됩니다.

• 결국, 이들은 70Hz, $C\sharp_2$에서 20Hz, $E_0$ 사이를 지칭합니다.

• 대부분의 스피커 시스템에서 30Hz 이하의 주파수는 재생이 불가능합니다.

기술적 활용 예시

• 기본 계층으로서 곡의 토대를 제공하며, 각 악기의 리듬을 하나로 엮어 무게감을 더합니다.

• 그루브를 직접적으로 만드는 요소로 활용되며, 특히 힙합과 전자음악에서 자주 볼 수 있습니다.

• 고음역 전후에 배치하여 대비를 만들 수 있으며, 이는 곡에 더욱 강렬한 변화와 에너지를 부여합니다.

• 과도한 증강 시 믹스가 뭉개지는 현상이 발생합니다.

경고나 공중 음향 체계에선 주의를 끌고 경고성을 주기 위해 해당 음역을 증강하기도 합니다.

Bass 60Hz ~ 250Hz

• Kick Drum 60-100Hz, Bass Guitar 80-250kHz, Low-Tom, Fundamental Frequencies of Many Instruments

믹스에 무게감을 구성하며 대부분의 악기가 이에 대한 음역대를 가지고 있을 수 있습니다.

• 음악의 중량감과 리듬적 토대를 형성합니다.

• 서브 베이스와 비교하여 더 명확한 음높이를 지닙니다.

• 화성 진행을 구성하는 기본 주파수(fundamental frequency)들이 주로 이 영역에 분포합니다.

이퀄라이징 측면에서의 베이스

믹스나 샘플의 불균형을 조정할 때 베이스 영역을 우선적으로 다루게 됩니다. 이는 베이스가 전체적인 사운드의 균형에 결정적인 영향을 미치기 때문입니다.

• 100-150Hz 불균형에 대해 둔탁하다(muddy/blunt)라 칭합니다.

• 200-250Hz 불균형은 울림(boxy/boominess)라 칭합니다.

Low Mid 250Hz ~ 500Hz

• Acoustic Guitar’s Low Aspect, Snare Drum Body, Piano’s Low Aspect

로우 미드는 음악의 기초를 형성하는 중요한 영역입니다. 이 주파수 대역은 악기의 따뜻함과 풍성함을 담당하며, 전체적인 믹스의 밀도감을 결정짓습니다.

• 대부분의 악기가 가진 기본적인 울림이 이 영역에 존재합니다.

• 너무 많은 에너지가 집중되면 믹스가 탁하고 답답하게 들릴 수 있습니다.

• 적절한 조절은 음악에 온기와 깊이감을 더해줍니다.

• 250-350Hz 영역은 악기의 온기를 담당하며, 이를 적절히 조절하여 음색의 따뜻함을 제어할 수 있습니다.

• 350-500Hz 구간은 머드니스(muddiness)가 발생하기 쉬운 영역으로, 주의 깊은 작업이 필요합니다.

• 여러 악기가 겹치는 경우, 각각의 주요 주파수를 찾아 선별적으로 강조하거나 감쇄시켜야 합니다.

Midrange 500Hz ~ 2kHz

• Electric Guitars, Fundamental of Vocal 0.8-1.5kHz, Attack of Snare Drum, most of the harmonic content of Instruments

가청 주파수에서 가장 중요한 부분으로, 각 악기의 명료도(clarity)과 존재성(extensionality)이 나타나는 영역입니다.

• 인간의 청각이 가장 예민하게 반응하는 영역입니다.

• 보컬과 주요 악기의 명로도를 결정합니다.

• 다양한 하위 영역이 존재합니다:

  • Low Midrange 500-1000Hz: 사운드의 따뜻함(warmth)과 존재감을 만들어냅니다.

  • High Midrange 1-2kHz: 악기의 정의(definition)와 돌출감(projection)을 결정합니다.

해당 영역의 불균형은 삐걱거림(nasal)를 만듭니다.

High 2-20kHz

• Presence 4-6kHz: 악기의 선명도와 세부도(articulation)를 강화하는 영역입니다.

• Brilliance 6-16kHz: 소리의 공기감과 공간적 확장감을 결정하는 영역입니다.

• Air 16kHz~: 초고주파 영역으로, 전체적인 음향의 개방감을 만들어냅니다.

• 3-5kHz 불균형은 피로감을 가져옵니다.

• 10kHz 이상은 대부분의 청자가 인지하기 어렵습니다.

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Equalizer: Balance of Different Frequency

이퀄라이저(EQ, Equalizer)는 오디오 신호에서 서로 다른 주파수 요소들 간의 균형을 조정하는 음향 도구입니다. 특정 주파수 대역을 잘라내거나 증강/감소시킬 수 있으며, 정확성과 창의성, 기술적 필요에 따라 신호의 특성을 변형할 수 있습니다. 이 도구는 믹싱과 마스터링 과정에서 핵심적인 역할을 합니다.

• 보컬을 처리할 때, 200-400 Hz 영역을 컷하고, 3-5 kHz 영역을 부스트하여 선명도를, 10-15 kHz를 부스트하여 공기감을 연출할 수 있습니다.

• 드럼 킥은 60 Hz 부근을 증강하고, 300-500 Hz를 줄여 갇힌 느낌을 제거하며, 2-5 kHz 부근을 늘려 클릭감을 강화할 수 있습니다.

Parameter Tweaking and Tips

이러한 기본 원칙들을 바탕으로 각각의 음원과 목적에 맞는 최적의 설정을 찾아갈 수 있습니다.

• 악기가 각 음역에 맞춰 조화롭게 구조화된 것을 조화로운 연속(harmonic series)이라고 합니다. 이는 악기의 톤과 특성을 이해하는 데 핵심이며, 음향 공학에서 달성해야 할 주요 목표 중 하나입니다.

• 마스킹(masking)은 한 소리가 다른 소리를 가리거나 방해하는 현상을 말합니다. 이는 믹스를 설계할 때 매우 중요한 개념입니다. 각 음역대의 볼륨을 적절히 조절함으로써 조화로운 연속을 달성할 수 있습니다.

• subtractive equalization은 불필요한 요소를 제거하거나 믹스에 공간을 만들기 위해 특정 음역대를 제거하는 것을 말합니다.

• 이상적인 음역대의 균형은 음악의 장르, 맥락, 그리고 트랙의 성격에 따라 달라집니다. 따라서 이러한 요소들을 고려하고 참조하여 파악하는 것이 매우 중요한 과제입니다.

• 비평적 청취(critical listening)는 특정 주파수에 집중하여 개선점을 찾아내는 기술입니다. 이를 통해 음역대의 문제점, 명료성, 거친 특성, 둔탁함 등을 식별할 수 있습니다.

파라미터 값을 정할 때는 다음의 몇 가지 지시사항을 참고할 수 있습니다.

• 드라이 신호를 주의 깊게 듣고 부족한 부분과 과한 부분을 파악합니다.

• 부스트보다는 컷(cut)을 우선적으로 사용합니다.

• 커팅할 때는 좁은 Q를, 부스팅할 때는 넓은 Q를 사용합니다.

Understanding Acoustic of Equalizer

오디오 믹싱에서 특정 주파수 대역을 부스트(boost)하거나 커트(cut)하는 이유는 해당 주파수 대역이 인간의 청각에 특정한 심리적·음향적 인상을 주기 때문입니다. 다음은 주파수 대역의 효과입니다:

• cutting of 200-400 Hz: 이 대역은 보컬에서 혼탁한 느낌을 주는 부분입니다. 이는 마이크의 위치, 룸톤의 영향으로 생긴 불필요한 울림/공명이 많은 영역입니다.

• boost of 3-5 kHz: 음성 자음(ㅅ, ㅌ, ㅋ)이 강조되는 영역입니다. 너무 과하면 피로감을 줄 수 있으나 적절한 증강은 보컬을 믹스의 가장 앞으로 배치하는 효과를 가져옵니다.

• boost of 10-15 kHz: 고역의 극상단으로 숨소리, 입술의 마찰, 공기의 흐름과 같은 고주파 정보가 있는 곳입니다. 부스트하면 더 큰 현장감과 섬세함을 얻을 수 있습니다.