배경
음악을 듣는 방법은 여러가지가 있을 것 같습니다. 본인이 직접 노래를 부르거나 악기를 연주하는 방법, 클래식 연주회나 가수의 콘서트장에 가서 음악을 듣는 방법, 좋아하는 음반을 구매하여 듣는 방법, 인터넷에서 MP3파일을 구매하거나 불법으로 다운로드하여 듣는 방법, 블로그에서 나오는 배경음악으로 듣는 방법, 라디오(공중파, 인터넷 포함)에서 나오는 음악을 듣는 방법 등 참 여러가지 다양한 방법들이 존재하는 것 같습니다.
하지만 본인이 직접 노래를 부르거나 악기를 연주하는 방법을 하시는 분은 극소수 인 것 같고, 연주회장에 직접 가서 음악을 들을 수 있는 기회도 상대적으로 매우 작으므로, 대부분의 사람들은 음향기기에서 재생이 되는 음악을 듣고 계신 것 같습니다. 그러면 훌룡한 음악감상을 위해서는 좋은 제품을 선택하여야 하는데 이렇게 하려면 소리에 대한 기본적인 지식이 있어야 가능합니다.

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이번 글에서는 지난번에 작성을 한, 소리의 기본적인 지식에 관한 내용인 "무소음 컴퓨터를 위한 소리의 기본지식"에서 다루지 않았던 내용 중, 음악감상에 필요한 개념을 추가적으로 설명해 보겠습니다. "무소음 컴퓨터를 위한 소리의 기본지식"을 읽지 않으신 분들은 앞의 글을 먼저 읽고 보시는 것이 더 이해하시기 좋으실 것 같습니다.

주파수(Frequency)
물리적으로 아주 간단하게 설명을 하면 "1초에 진동을 하는 횟수" 입니다.       

그림1. 다양한 파형들
출처 : http://en.wikipedia.org/wiki/Frequency

그림1을 보시면 가로축은 시간입니다. 그리고 위에서 아래쪽으로 내려올수록 주파수가 높은 정현파가 그려져 있습니다.

주파수별 느낌이 잘 안 오시면 아래의 그림을 보시기 바랍니다. independentrecording.net 이라는 곳에서 만든 페이지인데 원 주소(http://www.independentrecording.net/irn/resources/freqchart/main_display.htm)로 가셔서 보시면 마우스를 움직일 때 마다 마우스의 위치에 있는 악기와 주파수 대역의 해당 데이터를 보여주는 아주 좋은 기능을 제공하고 있습니다. 그리고 이 차트의 이름을 Interactive Frequency Chart라고 이름 붙였네요.


                                                                      그림2. 악기별 재생 주파수 대역
                                  출처 : http://www.independentrecording.net/irn/resources/freqchart/main_display.htm


Interactive Frequency Chart을 보는 방법을 간단하게 소개를 하면

• 우측 상단의 Spectrum Data는 왼쪽 그림의 색깔로 구분되어진 영역과 관계가 있는데, 제일 왼쪽의 진한 빨간색 영역은 SUB BASS, 그 다음 주황색 부분은 BASS, 가운데 오란색과 흙색이 섥인 듯한 색은 MIDRANGE, 그 오른쪽의 쑥색 부분은 HIGH MIDRANGE, 가장 오른쪽의 진한 파란색 부분은 HIGH FREQUENCIES의 영역으로 구분되어 있습니다.
• Instrument Data의 영역은 왼쪽 그림에서 마우스로 악기를 선택하면 마우스 포인터가 놓여져 있는 곳의 악기가 재생 가능한 주파수 정보를 보여줍니다.
• Ear Sensitivity는 Spectrum Data와 연관되어 각 단계별 청각의 민감도를 보여주고 있습니다. 인간의 귀는 주파수에 따라서 들리는 정도의 차이가 있기 때문에 이러한 데이터를 함께 제공하고 있습니다. 등첨감 곡선에 관한 자세한 내용은 "무소음 컴퓨터를 위한 소리의 기본지식" 중 "인간의 청각능력" 부분을 참고하여 주시기 바랍니다.
• Legend영역은 악기가 재생 가능한 주파수 대역을 그린 막대그래프의 설명을 표현하고 있습니다. 빨간색의 기음은 각 악기가 재생할 수 있는 주파수를 나타내고 있고 그 좌우로 Harmonics(배음)들로 인하여 재생이 되는 주파수 대역을 나타내고 있습니다.

Harmonics (Overtone, 배음)
Harmonics란 기본 주파수(기음) 이외의 주파수가 기준 주파수의 N배의 비율로 발생하는 것을 말합니다. 예를 들면 1kHz의 정현파 신호를 사운드카드에 입력하면 사운드 카드의 출력에는 1kHz의 주파수만 출력이 되어야 하지만 실제로는 2kHz, 3kHz, 4kHz등의 주파수 역시 출력이 됩니다. 

그림3. E-MU 1616M의 기음(1kHz)와 배음들

그림3.에서 가운데 1kHz의 신호(파란색)가 기준신호이고 우측의 2kHz, 3kHz, 4kHz, ...등의 신호가 Harmonics(배음)입니다. 전자기기의 경우에는 기기의 특성이 선형(Linear)적이지 않은 경우에 발생을 하고, 없던 신호가 생긴 개념이므로 전자기기의 경우에는 Harmonics의 양이 적어야 좋은 장비가 됩니다.
피아노 역시 440Hz의 "A(라)"건반을 누르면 440Hz외에도 880Hz, 1320Hz등의 주파수가 발생을 합니다. 이러한 Harmonics(배음)은 주로 악기의 울림통의 구조에 따라서 달라지며 이러한 Harmonics(배음)의 특성을 활용하여 악기 고유의 음색을 만들어 낼 수 있습니다. 예를 들면 피아노의 경우 "Steinway & Suns"의 피아노 소리와 "Bosendorfer"의 피아노 소리는 모두 같은 피아노이지만 상당히 다른 음색을 가지고 있는데, 이처럼 악기들의 소리가 다른 이유는 악기마다 고유의 Harmonics성분이 다르기 때문입니다.