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2014-Aug

이어폰과 헤드폰 사이의 문제.

작성자: HUE' 조회 수: 3485

    이어폰과 헤드폰의 재생 목표

음향적 경험에 있어서 나타나는 '공간'문제는 재현 불가능하므로, 전체적 '균형'과 '음색'을 재현하는 것이 목표.



이어폰의 불리한 부분

  1. 음향적 임피던스 문제.

폐쇄된 이도의 음향적 임피던스 반응은 '표준 삽입깊이'를 통해 만들었는데, 이어폰별 삽입 깊이는 보상 불가. 측정은 개개인의 특성이 반영되지 않지만, 음향적 경험은 개개인의 특성이 반영됨. 심지어 표준측정장치도 이어팁 크기에 따라 삽입깊이가 변하며, 이는 고스란히 측정치 차이를 일으킴. 이도공진점 이상의 주파수에서, 주파수 위치가 아닌,  딥과 피크의 양이 달라질 수도 있음.

  2. 감쇄율 문제.

음향의 감쇄는 '저항체'에 부딛혀서 나타나는데, 닫힌 이도관은 아주 높은 감쇄율을 가짐. 시간축에 영향을 끼침.

  3. 귓바퀴 반응 문제.

귓바퀴는 개개인에게 부여된 왜곡장치인데, 이는 개개인마다 음색의 차이를 일으킴. 이어폰은 귓바퀴를 고려하지 않고 제작됨.


이어폰의 유리한 부분

  1. 낮은 왜율(THD 등)

진동판의 변위가 적어서 왜곡이 낮음. 이퀄라이져 적용에 용이.

  2. 저역확보

프레셔 챔버에 의해 공진점 이하 저역의 확보가 용이. (이는 주파수 도메인 상에서 저역임. 헤드폰의 경우, 20Hz로 갈 수록 대부분 저역이 롤오프됨. 허나 청감상 저역과는 다름)

  3. 공진점 변위

낮은 변위와 함께 역기전력도 약하며, 전기적 공진의 양이 적고, 공진점에서 추가적 진동이 낮음. 


--------


우선 생각나는 대로만 적었습니다.  

이어폰과 헤드폰의 비교를 자주 언급하게 되는데, 그 차이가 정확히 어디서 나는지를 이해했을 때 올바른 대답을 할 수 있을 것입니다.

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Before  G.E.  ::

 ATH-A950LTD, ATH-EW9, MDR-EX700, PeridotSoundStick 2, Swan T200B, S9


  After  G.E.  :: 

 AKG K702, Sennheiser HD800HD650, HD238, B&W P5, Audez lcd2

Creative Aurvana Air, Ponak PFE111

Etymotic Research ER4p, ER6, HF5MC3, Etykids 3 Altec Lansing im616, im716, Sony EX700, T-Peos H-100 


Stax sr404, 007mk1srm323a, srm007t


Lynx HiloE-mu 1616M, M-Audio Fast Track C600, Audiotrack Dr.DAC 2Carrot O2

Cowon S9Apple iPod touch 3G iPad 1Gen, iPad AirSamsung Galaxy S2


Adam S2.5A, Sub12 the floor standing system , spec: ±3㏈, 22㎐-35㎑ )

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HUE'

2014.08.29 03:37
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개인적으로, 이퀄라이져로 보상 가능한 범위는 소리의 균형감 까지라고 봅니다. 이를 1/3 옥타브 수준이라고 생각하지요. 그 이상인 음색의 재현은 이퀄라이져의 영역을 벗어난다고 생각합니다.
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arkidoda

2014.08.29 13:03
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줄기세포배양으로 나와 똑같은 사람을 만들어내서 머리 내부에 마이크를 심고 측정을 해가며 정밀하게 맞추면 어느정도 가능하지않을까 합니다.. 그렇지않고서는 말 그대로 1/3옥타브 이상의 정밀도는 현실적으로 힘들겠다는 생각이 들더군요.. (물론 그정도라면 충분할수도있겠지만요..)

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HUE'

2014.08.29 14:29
ㅎ; 지금 말씀하신바는 주파수응답 차원에서는 맞는 말입니다. 줄기세포와 복제인간을 사용해도 시간축 차원 문제는 이큐로 보상이 불가능하지요. 한쪽을 너무 강조하면 반대쪽을 못 보게 되는 것.. 그게 항상 우려됩니다..
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우브

2014.08.29 21:01
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-1

"1/3 이상의 정밀도는 힘들다" 이런 식으로 단순화할 수 있는 문제가 아닙니다. 데이터들에 나타난 신뢰도, 정보량, 맞추고자 하는 타겟 (음장 타겟 혹은 레퍼런스 이어폰), 이어폰의 개별적 특성 등에 따라, 1/3 옥타브 스무딩된 그래프를 보고 이큐하는 것이 실효성이 있을 수도 있고, 아닐 수도 있습니다.


제가 아까운 시간을 쓰면서 자꾸 글이 길어지는 것은 정말이지 이유가 있습니다. 단순한 것을 말하지 않기 때문입니다. 호흡이 짧게 논의되는 온라인 대화를 추구하시는 분들에게는 죄송하지만, 이런 식으로 논의하면 오해와 그릇된 정보가 형성될 수 밖에 없습니다. 길게 쓰는 글도, 온라인의 한계상 한참 부족합니다.


그런데, 보통 적용되는 일반적 명제가 중요하다면, 저도 얼마간은 수긍합니다. 데이터들의 정보량, 신뢰도 등 각종 측면을 충분히 분석하지 못하는 대개의 경우엔, 1/3 옥타브 그래프를 보고 세세히 맞추는 것도 때로는 의미없는 일이 될 수 있다고 말하고 싶습니다.


그리고, 복제 인간 이야기는 맞는 말씀입니다. 헤드폰/이어폰은, (일정한 착용 상태에서) 특정인의 고막에 닿는 주파수응답을 일정 수준 이상으로 정확하게 등화하면 청감상 구분할 수 없다고 봐야 합니다 (착용감의 심리적 영향과 미미한 크로스피드의 효과는 논외, 비선형 왜곡은 일정 수준 이하라고 전제). 시간축 정보 때문에 등화가 안되다고 보는 견해는, 헤드폰/이어폰이 실질적으로 최소위상 기기 (주파수응답과 위상응답이 일대일 관계) 라는 것을 충분히 깊이 이해하지 못해서입니다. 설사 최소위상에서 약간 벗어난다 해도, 사람은 그 정도의 위상 변화를 감지할 수 없다는 것이 실험적으로 나와 있습니다 (오직 인위적인 신호와 크게 벗어난 위상에서만 감지됩니다).


그런데, 헤드폰의 경우엔 (특히나 오버이어 헤드폰인 경우엔) 굳이 줄기 세포로 귀 복제 안해도 됩니다 ^^ 이도 입구 지점 측정 (blocked-entrance / ear-reference-point measurements) 으로 머리전달함수를 표현해도 실질적으로 충분하다는 연구가 있기 때문입니다 (즉, 그 지점 이상 [이도] 로 인한 전달함수 성분은 독립적이라고 보면 됩니다).


더나아가, 동일 구조의 헤드폰들인 경우, 표준 모의귀 측정 만으로도 별 문제가 없습니다. 이유는, 귓바퀴로 인한 전달함수 성분 역시 거의 독립적 변인으로 볼 수 있기 때문입니다. 쉽게 말해, 유사한 구조의 두 헤드폰 응답이 같은 귓바퀴 반사를 통해 전달되면 똑같이 변하기 때문입니다. 다른 사람 귓바퀴이어도, 변하는 패턴만 달라질 뿐, 동일한 패턴이 두 헤드폰에 적용되므로, 차이분은 여전히 동일해야 합니다. 조금 차이가 있다면, 그것은 두 헤드폰이 완전히 100% 똑같은 구조가 아니기 때문일 뿐입니다.


이어폰의 경우에도, 사실 토널 밸런스를 크게 위협하는(?) 주 공진점을 잡기 위한 목적으로는, 동일 조건에서 측정된 데이터만으로도 큰 실효성을 거둘 수 있습니다. 동일 표준 모의귀 조건에서 측정된 인이어 이어폰들간의 등화는, (위에 말한 것과 같은 이유로) 사람마다 다른 이도 길이 및 구조를 어느 정도는 독립적 변인으로 둘 수 있기에 (대개 이 부분을 간과하고 사람마다 이도가 다르다는 것에만 주목하더군요), 그 한계를 극복할 수 있습니다.

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HUE'

2014.08.29 23:59
시간축 정보 때문에 등화가 안되다고 보는 견해는, 헤드폰/이어폰이 실질적으로 최소위상 기기 (주파수응답과 위상응답이 일대일 관계) 라는 것을 충분히 깊이 이해하지 못해서입니다. - 피나의 트랜스퍼펑션을 이어폰은 모사하지 못합니다. 또 누누이 말하지만, 감쇄율의 차이도 시간축 정보에 포함되어야 합니다.

 동일 표준 모의귀 조건에서 측정된 인이어 이어폰들간의 등화는, (위에 말한 것과 같은 이유로) 사람마다 다른 이도 길이 및 구조를 어느 정도는 독립적 변인으로 둘 수 있기에 (대개 이 부분을 간과하고 사람마다 이도가 다르다는 것에만 주목하더군요), 그 한계를 극복할 수 있습니다. - 이도관의 길이의 차이는 곧 음향적 임피던스의 차이를 의미합니다. 이어폰간의 이퀄라이제이션은 그 차이가 미비하고, 어느정도 예측 가능하기 때문에 크게 문제되지 않는게 맞습니다만, 이를 확장해서 헤드폰과 등화시키겠다는 것은 단순히 경험적인 발상일 뿐입니다. 시간축 문제를 위상 뿐만 아니라 감쇄율도 감안해야하기 때문입니다.

이어폰이 신호의 변환장치로서 더 유리하지만, 음향적 경험의 재현에 있어서는 헤드폰보다 더 불리하다는게 저의 생각입니다.
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우브

2014.08.30 00:03
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-1

"피나의 트랜스퍼펑션을 이어폰은 모사하지 못합니다. 감쇄율의 차이도 시간축 정보에 포함되어야 합니다."


시간축 이야기에서, 시간축과는 관련이 없는 말씀을 왜 하시는지... 전달함수 (transfer function) 를 선형시불변 (LTI) 시스템에서 논할 때는 대개 최소위상 변환을 전제합니다. 위의 제 말은, 사람 귓바퀴의 전달함수를 실질적으로 최소위상 선형왜곡으로 볼 수 있다는 말입니다. 따라서, 인위적 최소위상 필터로 모사할 수 있다는 얘기이구요. 설령 귀바퀴 전달함수가 최소위상에서 좀 벗어난다 하더라도, 청감상 등화에 문제가 없을 수 있다는 논거도 들었습니다. 막아놓은 이도관의 음향 임피던스와 감쇄율의 차이도 선형왜곡으로 나타납니다. 동일 조건이라면 역시 독립적 변인이 됩니다. 또, 최소위상에 가깝다면 시간축 정보와 음압축 정보는 일대일 관계입니다.


"이를 확장해서 헤드폰과 등화시키겠다는 것은 단순히 경험적인 발상일 뿐입니다"


이 부분은, 이 글을 읽는 분들이 오해할 소지가 다분합니다. 정신차려 읽지 않으면, 제가 마치, 일반적 모의귀 측정 데이터를 가지고 헤드폰과 이어폰 간 정밀한 등화가 가능하다고 말해 왔던 것처럼 보이지요. 저는 그렇게 주장한 적이 당연히 없습니다. 위에서 언급한 것은, 복제 인간 (또는 그대로 본을 뜬) 귀를 사용한다면 음향적으로는 등화가 가능하다는 것입니다. 다만, 착용감의 영향을 배제하는 것은 불가능합니다.


"이어폰이 신호의 변환장치로서 더 유리하지만, 음향적 경험의 재현에 있어서는 헤드폰보다 더 불리하다는게 저의 생각입니다."


이것은 바로 아래 게시물의 당근님과의 토론에서 충분히 논의가 되었습니다.

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HUE'

2014.08.30 00:20
헤드폰/이어폰이 실질적으로 최소위상 기기 (주파수응답과 위상응답이 일대일 관계) 라는 것을 충분히 깊이 이해하지 못해서입니다 -피나의 트랜스퍼펑션이 무시가능하다는 말과 같지 않나요? 묄러의 논문에서 기존의 피나의 문제점을 지적하고 소니-그라스가 새롭게 피나 규격을 제안하기도 했지요.. 

이어폰이나 헤드폰에 대한 저의 견해를 경험에 바탕을 둔 주관적으로 이야기 한 부분에 대해서는 논의할 주제가 아닌 것 같습니다. 행여 제가 가졌던 경험에 대해 이야기 하고싶으시다면 별도로 글을 쓸 용의는 있습니다.

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우브

2014.08.30 00:22

"피나의 트랜스퍼펑션이 무시가능하다는 말과 같지 않나요?"


전혀 아닙니다. 잘못 이해하셨습니다. 새로운 표준 피나 규격과도 관련이 없는 이야기입니다. 바로 이렇기 때문에 최소위상의 의미를 제대로 이해하지 못한다고 말씀드렸습니다.


저의 이 게시물에 대한 기여는 여기까지일 것 같습니다. 헤드폰/이어폰 응답의 최소위상성에 대한 이론적, 실험적 자료에 대한 더 깊은 이해 없이는 논의의 진전이 어려울 것 같습니다.

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HUE'

2014.08.30 00:27
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-1

그럼 헤드폰에 있어서 피나의 트랜스퍼펑션은 최소위상과 관련이 어떻게 되나요?


일전에 쓰신 글을 다시 열심히 읽어봤는데요, 거기서 인용하자면

이에 대해 Blauert & Laws (1978) 는 이렇게 말합니다:

"It has to be assumed that these all-pass characteristics stem mainly from the pinna and the ear canal and only to a small extent from the earphone itself."
번역하면, "최소위상이 아닌 특성 (역주: all-pass characteristics; all-pass 의 정확한 의미는 시간관계상 생략합니다) 은 주로 귓바퀴와 이어커널에서 발생하는 것이지, 이어폰/헤드폰 (이어폰과 헤드폰 둘다가 측정되었는데, 헤드폰도 earphone으로 불렀습니다) 자체에서 발생하는 것은 작은 정도에 불과하다고 보아야 한다."

피나를 거치는 헤드폰의 반응은 최소위상이 아니다...고 저는 받아들였습니다.
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우브

2014.08.30 00:56

그래서, 제가 항상 헤드폰/이어폰의 최소위상을 이야기할 때 길게 써서 불편하더라도, "실질적인 의미에서 최소위상이다" 라고 말하는 것입니다. 가령, 제가 그 게시물 댓글에서도 계산을 해서 보여 봤지만, 주파수응답만 가지고 도출해낸 최소위상 응답이, 측정된 헤드폰 위상 응답과 별반 차이가 없었습니다 (주파수 별로 동일한 시간 지연 [constant time delay] 은 제하고 봐야 해석할 수 있습니다). 산미천님 블로그에 있는 몇 개 헤드폰들 응답을 가지고 도출해서 더 비교해봐도 마찬가지였습니다.  이 정도의 시간축 / 위상 응답의 차이가 청감된다는 실험적 근거는 어디에도 없습니다.


그래서, 제가 직접 대화는 못해봤지만 ^^, 션 올리브나 플로이드 툴 같은 사람들이 사적인 자리에서 망설임 없이 "헤드폰은 최소위상 장치이다"라고 말하는 걸 겁니다. 사실, 모의귀 측정 장비가 바로 제 옆에 있다면, 더 많은 헤드폰들을 측정해서 좀더 종합적으로 보일 수 있을텐데 아쉽네요.

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HUE'

2014.08.30 01:19
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피나와 최소위상 이야기는 주파수 응답을 아주 세밀하게 조절하면 이어폰으로 헤드폰을 재현가능하다는데엔 저도 동의합니다.


하지만 소리가가 탄성파이기 때문에 신호와 공간이 결정되고나면 감쇄되는 정도가 공간에 의해 차이날 수 밖에 없다고 저는 계속 말하고 있고, 이는 시간축에 포함되야 한다고 이야기했습니다. 여기서의 차이점을 이어폰 이큐가 아무리 세밀하다고해도 차이가 날 수 밖에 없다고 이야기 했던 것입니다.

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우브

2014.08.30 01:29

무슨 말씀인지 (어떤 사유 과정을 하고 계신지) 이해는 하겠습니다만, 그것만 가지고 생각할 주제가 아닙니다. 막아놓은 이도관의 댐핑 (고막 자체의 댐핑 포함) 으로 인한 감쇄 (attenuation) 의 영향은 (비유를 들자면, 스피커에서 드라이브 유닛을 로딩하는 인클로져, 그리고 댐핑재가 포트 응답에 미치는 영향은 [참고로, 베이스리플렉스는 최소위상 필터임이 증명 가능]), 선형왜곡 (주파수응답) 상에 100 % 표현되는 것이 시스템 기본 원리입니다. 최소위상이라면 당연히 거기에 시간축 정보도 고스란히 포함됩니다.


이것이 아니라면, 과연 출력과 입력부가 존재하는 근본적 선형 음향 시스템적 관점에서 어떻게 아닐 수 있는지, 저로서는 도저히 이해가 안 됩니다.

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Listener

2014.08.30 14:50

재밌는 논쟁이라 계속 지켜보고 있습니다만, 이어폰으로 헤드폰의 재생을 구현할 수 있다는 주장이 제기된 적이 있나요? 

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HUE'

2014.08.31 04:04
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넵. 개인의 귓바퀴 전달함수를 이퀄라이져로 모의했을 때, 우브님께서 착용감에 따른 심리적 요인을 제외하고서는 완벽히 등화 가능하다고 이야기 했었습니다. 그에 반론을 제기해면서 이어폰과 헤드폰의 근본적 차이가 있는데, 이는 보상못한다는게 저의 주장입니다.

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우브

2014.08.31 12:19
(제가 말하는 바는) 더 정확하게는, 적합한 데이터를 얻을 수만 있다면, 특정 헤드폰과 이어폰을 음향학적으로는 등화하지 못할 이유가 없다라는 것입니다. 휴님이 제시하신 음향적 차이들은 존재하되, 그 이유가 될 수 없다는 것이지요.

여기서, 적합한 데이터를 얻는 방법으로 줄기세포 복제까지 거론되었는데요 ^^, 사실 그럴 필요가 없습니다. 적절한 측정 방법을 쓰면 되지요. 이러한 데이터가 가능함을 보인 AES 학회 논문이 있습니다:

http://tikander.net/miikka/Science/Publications_files/aes126_hiipakka.pdf

자세히 읽어보시지 못할 분을 위해 정리해 드리자면,

특정인이 사용할 이어폰으로 막아놓은 그 사람의 이도관 내의 응답을 측정하는 테크닉을 써서 측정치를 얻습니다. 이 때, 안전상의 이유로 그 사람 고막에 닿게 마이크를 쓸 수는 당연히 없습니다. 따라서, 이도관을 막은 이어폰 가까운 지점에서 마이크로 측정하고, 고막지점 측정과의 차이분은 모델링으로 보상하면 됩니다. 그런데, 이 모델링이 상당히 정확합니다. 실제 이도관 및 고막의 댐핑 (음향 임피던스와 감쇄에 영향을 줌) 의 영향까지, 실제 모형을 만듬과 동시에 이론적으로도 모델링하고, 또 그 타당성을 데이터로 평가합니다.

당연히, 헤드폰 응답의 경우도 거의 비슷한 테크닉을 써서 측정치를 얻을 수 있습니다.

이렇게 하여 얻은 데이터를 가지고 이퀄라이저를 적용하면, 음향적으로는 등화가 됩니다. 이렇게 하면, 위에 휴님이 나열하신 음향적 차이들이 모두 반영되어 등화가 되는 것이죠.

또, 이퀄라이저는 시간축 정보까지는 보상하지 못한다는 이야기가 있었는데요, 이것은 헤드폰/이어폰이 실질적으로 (감지 불가능한 수준으로) 최소위상 기기라는 것의 의미를 충분히 이해하지 못해서입니다. 최소위상 이큐가 적용되지 못할 이유가 없습니다. 헤드폰/이어폰 응답이 실질적으로 최소위상이라는 것은 음향 전문가들에게는 당연시되는 것 같습니다. 가령, 인이어 이어폰에 외이의 영향을 가미하는 데에 필요한 과학적 기초를 제공하려는 것이, 위 논문의 목적이라고 볼 수 있는데, 시간축이나 위상에 대한 이야기는 전혀 없습니다. 왜일까요? 기본적으로 최소위상을 전제하기 때문입니다. 더 정확하게는, 비최소위상성 (non-minimum phase) 이 문제가 되지 않기 때문입니다.
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필마 (philma)

2014.09.02 23:29

제가 음향에 대해 거의 백치 수준이라 모르는 말이 너무 많아 따라가기가 힘드네요.  차근 차근 공부해 이해할수 있는 날이 오도록 노력해 보겠습니다. 


그런데 한가지 드는 의문이 EQ로 특정 이어폰을 특정 헤드폰과 완전 등화시키는게 의미가 있나요?  어차피 사람마다 청력이 다 다르다고 하면 머리 전달함수까지 고려한 EQ 조절을 통해 두 기기를 완전 등화 시켰더라도 실제 청음시 청력의 차이로 인해 개인마다 모두 다르게 들릴것 같습니다. 


비유가 적절할지 모르겠지만 두 기기의 완전 등화가 망원경의 정확한 광축 조절이라고 할 때...


정확하게 광축(빛 경로)이 맞은 망원경도 사람마다 시력이 다르기때문에 아이피스를 통해 별을 볼때는 개인마다 초점이 가장 잘 맺히게 아이피스를 조정해서 초점거리를 조절하거든요... 

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우브

2014.09.02 23:58

비유가 적절하지 않은 것 같습니다. 가령, 두 망원경의 등화라고 생각하시면, 광축 조절을 두 망원경 사이에, 특정인 망막에 입력되는 물리 신호에서 똑같이 했다면, 그 특정 사람에게는 똑같이 인지되겠지요? 바로 그것을 의미합니다. 위의 글은 사람들 간의 등화를 말하는 것이 아닙니다. 그것은 심리물리학 (psychophysics), 심리음향학 (psychoacoustics) 의 차원인, 훨씬 더 어려운 주제입니다.

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필마 (philma)

2014.09.03 00:41

음... 그러니까 저는 서로 다른 두 기기의 완전등화라는것 자체가 이론적인 측면을 떠나서 현실적으로는 실익이 없을것 같다는 생각입니다.  


우브님 의도는 서로 다른 의도로 만들어진 두 기기를 EQ 조절을 통해 소리의 완전 복제를 하려하시는것 같은데...  이론적인 가능성 여부를 일천한 제가 판단할수는 없는 일이고... 


제가 망원경을 예로  든 이유는 보는것과 듣는것은 모두 인간의 지각과 관련된 사항인데... 지각의 단계에서는 어차피 개인 편차를 보정하기위한 왜곡이 필수적인데  이것이 "실체 그 자체"와의 일치 여부도 판단하기 어려운 상황에서...


굳이 서로 다른 지각의 보조 수단을 완전 복제시키려는 노력이  "인식론"적으로 무슨 의미가 있는가? 에 대한 문제 제기였습니다. 



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필마 (philma)

2014.09.03 00:45

써 놓고 보니 동문서답에 뻘짓한 꼴이 되었습니다.  ㅠㅠ  OTL  그래도 흑역사도 역사인지라 삭제는... 





아... 일전에 불현듯 든 생각이 그거였습니다.  사람마다 청력이 다른데 이걸 함수화 시켜서 EQ로 보정하는게 불가능하다... 그래서 두 기기의 완전등화는 불가능하다... 였습니다.  ㅠㅠ 

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우브

2014.09.03 01:55
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여기서의 등화란 고막에 닿는 신호의 물리적인 등화입니다. 망막에 닿는 신호의 물리적 등화처럼요. 인식론적 측면은 별개의 문제입니다 (간단한 주제가 아닙니다). 저역시, 어느 정도의 등화가 실효성이 있느냐의 의미에서는, 물리적으로 100% 완전한 등화 (인위적인 공간감 큐까지의 등화) 가 크게 의미가 있을까? 하고 보는 입장을 취하고 있구요. 이번 논의를 다 읽지 않으셨군요.... ^^


비록, 별 가치가 없는 토론이었지만,


http://ko.goldenears.net/board/5093694 (댓글 포함)


요걸 읽으면 제 입장을 어느 정도 아실 수 있을 겁니다.

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필마 (philma)

2014.09.03 03:09
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아는게 바닥이라 아직 이런 논의를 따라가지 못해요.  ㅠㅠ 링크 하신 글은 전에 한번 읽었는데 다시 읽으니 그전보다 조금 더 이해하는것 같습니다.  좀 재미있는 주제인듯 합니다.   될것도 같고 안될것도 같고... 긴 것도 같고 아니것도 같고...  ㅎ_ㅎ


그런 생각도 들었더랬습니다.  이어폰과 헤드폰을 머리 전달 함수를 포함한 주파수 보정을 통해 물리적으로 완전 등화를 이루었다해도 실제 나오는 소리가 같겠는가? 하는 겁니다.  


이를테면 측정기를 통해 정확히 피치를 맞춘 피아노의 소리가 다 틀린것처럼 하우징의 크기, 재질, 진동판의 재질 등의 차이로 인한 음색의 차이가 물리적으로 존재할텐데...  이것도 역시 주파수  보정해서...  OTL

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우브

2014.09.03 03:15
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물리적으로 완전한 등화를 이루었다면 (즉, 고막을 진동하는 음향의 등화가 되었다면) 음향적으로는 같습니다 (배음 등 비선형적 왜곡 부분은 추가 고려 사항임, 아래 참고). 그러나, "실제 소리가 같겠는가?"라는 질문이 착용감 등으로 인한 심리적인 영향까지 포함한다면 답을 얻기 어렵습니다.


피아노 비유는 아주 적절하지는 않습니다. 왜냐하면, 재생기기가 아니니까요. 실제 악기에서는 기음을 같게 한다고 배음 성분까지 똑같아질 수는 없습니다. 재생기기에서 배음은 최소화되었다고 봐야합니다. 물론, 청감되는 배음 성능의 차이가 있을 수 있습니다만, 그것이 뚜렷하게 드러난다면 좋은 재생기기가 아니지요. 말씀하신 하우징의 공진, 진동판의 배음 특성 등의 문제가 있을 수 있습니다. 그러나, 그것이 정말 문제라면 측정에서 드러납니다. 만약, 이런 비선형적 왜곡이 청감상 뚜렷하다면 주파수응답만 바꾸어서는 (즉 이큐로는) 교정이 안됩니다. 이런 의미에서는 필마님 생각이 맞지요. 그렇지만, 일정 수준 이상의 헤드폰/이어폰이라면 이런 비선형 왜곡이 청감상 문제가 될 정도가 아닙니다.

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필마 (philma)

2014.09.03 03:56

헉... 지금까지 제가 헤드폰들의 차이에 대해 궁금했던게 이거였습니다.  처음 AKG701 들었을 때 HD600, 650 대비 음들 사이의 공간들이 많음으로 인해 느껴지는 개방감을 느끼면서 진동판이나 하우징의 차이에 따라 소리가 달라지지 않을까?하고 생각했습니다.  


그런데 헤드폰의 물리적 차이에 의한 차이가 비선형 왜곡이고 래퍼런스급들은 이걸 최소화시키는거군요.   감사합니다.  


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우브

2014.09.03 04:06
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예, "헤드폰의 물리적 차이에 의한 차이"라고 말씀하신 부분이 바로 비선형 왜곡 (nonlinear distortion) 입니다. 비선형 왜곡을, 쉬우면서도 얼추 정확하게 정의하자면, 입력되는 음원 신호에서 주파수별 음압 강도만 바꾸는 왜곡이 아닌 (즉 주파수응답 상에 나타나지 않는), 재생기기 자체에서 발생하는 신호로 인한 왜곡 현상입니다. 전자, 즉 "입력되는 음원 신호에서 주파수별 음압 강도만 변화시키는 왜곡"을 선형 왜곡 (linear distortion) 이라고 합니다.


위상 왜곡 현상이 거의 없는 헤드폰/이어폰의 경우, 선형 왜곡과 비선형 왜곡이 물리적 음향 성능을 결정합니다. 이큐로 교정 가능한 부분은 선형 왜곡이구요.


참고로, 골귀에서 보여주는 측정 그래프는, 전기적 임피던스 그래프 빼고는 모두 선형 왜곡을 보여 줍니다. 비선형 왜곡 측정은 없습니다. 이 중에서 가장 해석하기 쉬운 것이 주파수응답입니다. 사실 주파수 응답을 가감없이 (스무딩 없이) 보여 주면, 다른 그래프들에 있는 정보를 100% 담게 됩니다. 물론, 보고자 하는 측면에 따라 다른 그래프가 해석에 유리한 때도 있지만 말입니다. 또, 전기적 크로스오버가 있는 다중 듀서 기기의 경우 스텝 응답을 보면 위상 왜곡 정보가 있기도 합니다.

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청염

2014.08.31 07:22
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음...? 제가 초보라서 그런지 잘 이해가 안가는 부분이 있네요


  3. 귓바퀴 반응 문제.

귓바퀴는 개개인에게 부여된 왜곡장치인데, 이는 개개인마다 음색의 차이를 일으킴. 이어폰은 귓바퀴를 고려하지 않고 제작됨.


라고 말하셨는데,

이어폰은 귓구멍에 꼽게되므로 귓바퀴를 거치지 않으므로 왜곡에 해당하는 귓바퀴를 거치지 않는데도 불리한건가요?


개개인마다 듣는 음색차이를 줄이고 균일화(?)시킨다는것은 객관적인 접근상 강점이 아닌가요? 스피커기준이니 스피커에서 난 소리는 귓바퀴를 거치므로 이어폰이 불리한게 되는건가요?

헷갈리네요


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터럭

2014.08.31 08:50

아마 기준이 스피커이기 때문일 겁니다? 뇌에 익숙한 건 귓바퀴를 거쳐 변형된 소리라는 거죠. 전체 전달 경로를 간략하게 발음체 ~ 공간(귓바퀴) ~ 이도 ~ 고막 ~ 뇌 라고 볼 때 일부만 거치게 되기에..

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HUE'

2014.08.31 11:00
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빙고~. 정확히 말하면 음향적 경험에는 귓바퀴 반응이 이미 포함되기 때문이죠.
시그널 재생이 아닌 음향적 경험의 재현이 바로 음향기기의 목표입니다.
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Keith

2014.11.07 01:26

오래된 글에 뒷북을 치는 것 같긴 하지만,

한가지 논의되지 못한 부분이 있습니다. 인간이 느끼는 주파수 범위 중, 초저역대는 고막이 아닌 몸으로 느끼는것이 더욱 큰 편인데, 해드폰은 전신은 흔들지 못할지언정 최소, 귀 주변은 진동시킬 수 있지만, 이어폰의 경우에는 고막 외에는 실효성 있는 진동이 어려울 것 같습니다.

고막으로 전해듣는 소리에 대한 이어폰과 해드폰의 차이는 저도 우브님에 공감하지만, 초저역대에 있어서는 서로간에

다를 수 있다고 생각합니다.

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우브

2014.11.07 01:42

뒷북 아니죠. 전 이런 내용의 댓글 참 좋아합니다.


그런데 일단 중요하게는, 음원에서 그 정도 진동을 형성할 정도의 극저역 에너지를 담고 있는 경우가 영화 사운드트랙이 아니면 거의 없는 것 같습니다. 그 이상의 대역을 촉감으로 느낄 정도가 되려면 고막이 남아나지를 않지요. ^^ 실제로 진동 계측기 (accelerometer) 로 측정을 해 보면 밝혀지겠지만, 제가 견딜 수 있는 음량 하에서, 헤드폰을 통해 음향적 에너지가 촉감으로 느껴진다고 생각된 적은 없습니다. Keith님은 확실하게 그렇게 느끼고 계신가요? 그렇다면 저로서는 고개가 갸우뚱해집니다.


덧. 좀 독립적인 주제일 순 있는데, 찾아 보시면, 진동이 억제된 환경과 특수 서브우퍼를 사용한 실험에서, 사람이 20 Hz 이하까지도 순수 음향적 신호를 (몸이 아니라) 고막으로 감지한다는 연구 결과가 있더군요.

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