4. 정확한 스피커 주관평가를 위한 준비
by 이신렬 음향공학박사 글, 이무제 정리, 자료제공: A49, 소니캐스트
그림1. 음향 투명 스크린을 사용한 스피커 음향 테스트.
청취실은 룸 모드로 인해 위치별로 저 주파수 음색이 크게 달라지고, 비 축으로 방사된 반사 음으로 인해 고 주파수에서도 큰 영향을 받습니다. 따라서 스피커를 비교할 때는 동일 위치에 스피커를 배치시킨 후 음을 먼저 들어보고 청취자가 청취실 음향 환경에 적응할 수 있는 시간을 가져야 합니다. 청취자는 실내음향에 빨리 적응합니다.
4.1 음향 투명 스크린
블라인드 청취 테스트 장치를 구축할 때 반드시 필요한 음향 투명 스크린은 주파수 응답을 사전에 측정하여 음향 투명 스크린의 음향 손실 유무를 확인해야 합니다. 좋은 스피커 그릴 천을 사용했을 때와 마찬가지로 음향 투명 스크린은 20kHz 인근에서 1dB 미만 차이가 나야 합니다.
음향 투명 스크린 사용 시 장력이 가해져 직조 천이 열리도록 해야 하는데, 이것이 바로 음향 투명도의 핵심입니다. 음향 손실이 적은 다공성 직물은 스피커 윤곽이 보일 수 있어 평가 대상 스피커의 많은 정보가 드러날 수 있습니다. 이 문제를 완화하기 위해서는 스크린 뒤 조명을 최소화하고, 청중 쪽으로 조명을 강조하는 방향성 조명이 도움이 됩니다. 스피커 그릴은 최대한 사용을 자제하는 것이 좋습니다. 좋은 스피커라면 그릴의 영향이 아주 작아야 합니다. 좋은 스피커는 그릴과 프레임을 스피커 설계에 포함합니다.
4.2 스피커 이동장치
이상적으로 스피커 이동장치를 사용해야 합니다. 모든 스피커를 동일 위치로 가져와서 룸 모드에 대한 영향이 일정하게 유지되도록 합니다. 이 방법은 비용이 많이 들고 전용 시설이 필요하기 때문에, 취미로 하는 사람이나 리뷰어에게는 적합하지 않습니다. 그러나 약간의 시간과 노력을 투자하면 더 간단한 방법으로 매우 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다.
그림 2. 스피커와 청취자를 무작위 배치하여 룸 모드 영향을 최소화시킨 모노 음향 테스트. (Toole 박사님 제공)
그림 2는 비교적 간단한 모노 스피커 청취실 구성을 나타냅니다. 번호가 매겨진 위치에 4개의 스피커가 배치되고, 6명의 청취자가 좌석에 앉습니다. 정밀 테스트에서는 한번에 한명 청취자만 사용합니다. 청취자는 각 음원마다 코멘트와 충실도 등급을 매긴 후, 스피커를 바꾸고 청취자가 다른 자리에 앉습니다. 모든 위치에서 모든 스피커 소리를 들을 때까지 이 과정을 반복합니다. 시간이 많이 걸리긴 하지만, 좌석 위치에 따른 영향을 크게 줄일 수 있습니다.
이 테스트의 경우 모든 스피커에서 청취자 위치까지 음향 경로를 측정하여 주파수 특성을 보상하고, 특정 위치에서 매우 심한 룸 모드가 발생할 경우 스피커 위치를 조정합니다. 청취실 음향 특성은 완벽하게 제거할 수 없지만, 음향적으로 일정하고 무해해야 합니다.
평균적인 가정 청취실을 모방하는 것은 좋은 목표이며, 가장 논쟁이 심한 첫 번째 측벽 반사음의 경우 가정 청취실과 유사하게 평평하고 처리되지 않은 표면 그대로 반사시켜 스피커 비 축 동작이 드러나도록 합니다.
그림 3. 스피커 이동장치를 사용한 모노 음향 테스트.
그림 3은 컴퓨터로 원하는 스피커를 미리 정해진 전방 위치로 이동시키고, 나머지 스피커들은 후방에 보관하는 방식으로 위치 변경을 자동화합니다. 위치 변경은 약 3초 정도로 조용히 진행됩니다. 한 명의 청취자가 스피커를 선택한 후 청음을 하고 다음 음원으로 넘깁니다. 이때 음원이 바뀌면 스피커 번호가 무작위로 변경되므로 청취자는 스피커를 알아볼 수 없고 사실상 새로운 실험이 됩니다. 시간 제한은 없고 모든 기능은 컴퓨터로 무작위로 배정되어 진정한 이중 맹검 테스트로 진행됩니다.
이러한 이중 맹검 테스트가 사용된다면 청음 평가는 매우 정확하고 일관성을 가지며, 시간이 크게 절약할 수 있습니다. 이것이 불가능하다면 그림 2 방식을 사용합니다. 이 경우 비용이 크게 줄어들지만 더 많은 시간이 소요됩니다.
턴 테이블을 사용한 스테레오 음향 테스트.(delta senselab rapid speaker spinner 이미지 발췌)
턴 테이블 사용은 비용적인 면에서 효율적이고, 실용적인 또 다른 솔루션입니다. 턴 테이블은 보조자가 스크린 뒤에서 조작하거나 기계로 자동화할 수 있습니다. 자동화된 턴 테이블은 사운드 바, 벽면 부착형 스피커 등을 평가하기 위해 벽에 설치할 수 있습니다.
4.3 그룹 청취 시 주의사항
주관평가는 동일 공간에서 동일 위치에 앉은 단일 청취자를 기준으로 진행합니다. 청취자가 여러 명인 경우에는 모든 청취자 위치를 바꿔가면서 평가를 진행해야 합니다. 청취자가 여러 명일 때의 가장 큰 어려움은 군집 반응을 피하는 것입니다. 어떤 사람들은 자신의 감정 상태를 나타내기 위해 소리를 참지 못하거나, 어떤 사람들은 메시지를 전달하는 몸짓을 하게 됩니다. 특히 그룹에 속한 누군가가 인플루언서인 상황에는 더욱 그렇습니다. 인플루언서는 자신의 의견을 언어적 또는 비언어적으로 드러내고 싶어하는데, 이 경우 테스트는 무효가 됩니다. 따라서 한 명의 청취자로 청취 테스트를 진행하는 것이 가장 바람직하며, 청취 테스트 간에는 토론을 반드시 금지시켜야 합니다. 의자 등받이는 소리 반사 및 음영을 피하기 위해 어깨보다 높지 않아야 합니다.
등청감곡선. 음량에 따라 인지되는 청감 곡선이 다르기에 스피커 평가에 지대한 영향을 줄 수 있다.
4.4 스피커간 음량 조절
청취 비교에서 더 큰 소리를 내는 스피커가 가장 먼저 인지되고, 이는 매장에서 잘 알려진 판매 전략입니다. 등청감곡선에서 볼 수 있듯이 인지된 소리 크기는 음량과 주파수 모두 영향을 줍니다. 따라서 인지된 스펙트럼 밸런스는 재생 레벨에 따라 다르며, 재생 레벨은 특히 저 주파수에서 중요합니다.
비교 제품간 주파수응답이 동일하다면 음량 밸런스는 단일 톤으로 쉽게 조절할 수 있습니다. 하지만 스피커는 평탄한 주파수응답을 가지고 있지 않습니다. 또한 3차원 공간으로 음을 방사하기 때문에 완벽하게 음량을 일치시키는 것은 불가능합니다.
완벽한 음량 측정장치를 만들기 위한 오랜 노력이 있었지만 매우 복잡하고 비싸며 사용하기가 매우 번거롭습니다. 비교 대상인 스피커 주파수응답이 매우 다른 경우 한 종류의 신호로 정한 음량 밸런스가 다른 음원에서는 적용되지 않습니다. 다행히도 오늘날 스피커 주파수응답이 많이 평탄해져 지금은 이 문제가 크게 완화되었습니다. 가장 확실한 음량 측정방법은 직접 들어보고 정하는 것입니다.
가정, 극장, 콘서트 등 각 환경에서 적정 음량이 제각기 다르며, 사람마다 ‘편안’하다고 느끼는 음량도 제각각이다.
4.5 적정 재생 음량
스펙트럼 밸런스는 재생 음량에 영향을 받으며, 풍성함, 공간감, 부드러움, 근접감, 왜곡 및 이음의 가청도 등 여러 다른 인지 영역에도 영향을 미칩니다. 동일한 음원으로 스피커간 음질을 평가할 경우 음량을 반드시 일치시켜야 합니다. 청취자가 자신만의 편안한 재생 레벨을 찾도록 음량을 다시 조절해서는 안됩니다. 청취 음량을 연구한 결과 일반인들은 음악가보다 더 낮은 음량을 선호하고, 일반인 및 음악가 모두 프로오디오 엔지니어보다 더 낮은 음량을 선호합니다.
일반적인 가정에서 TV 대화소리는 평균 58dBA, 홈 시어터는 평균 62dB이고, 52~71dB 범위입니다. 개인간 차이가 커서 모든 사람을 하나의 음량으로 정하는 것은 불가능할 수 있습니다. 영화관은 85dBC로 교정되고, 사운드 트랙에 20dB 헤드룸을 허용하면 각 채널에 105dB 피크 사운드 레벨이 허용됩니다. 영화관에서는 매우 큰 소리로 들립니다. 저음효과채널(LFE) 출력은 이보다 더 크게 틀기 때문에 사람들에게 불쾌감을 줄 수 있습니다. 홈시어터에서 0dB 기준으로 재생되는 영화가 불쾌할 정도로 소리가 크다고 느끼며, 많은 홈시어터 사용자는 -10dB 이하에서 영화를 재생합니다. ITU-R 권고안에서는 활성채널 전체 음량을 85dBA로 표준화하였고, 디지털 클리핑 전에 18dB 헤드룸을 허용하였습니다. 하지만 이 레벨은 일반 청취자에게 5~10dB 정도 높습니다.
제품 평가를 위해서는 재생음량 선택이 매우 중요합니다. 이상적인 청취 음량은 청취자가 지정합니다. 몰입 청취자를 대상으로 한 실험의 경우 평균 82dBC, slow 레벨 음량을 주로 사용합니다. 일반적으로 음악과 영화는 85dBC의 높은 음량으로 믹싱합니다. 이 녹음을 일반적인 음량으로 재생하면 등청감곡선으로 인해 저음이 적게 들립니다. 이를 만족하려면 약간의 저음 증폭이 필요합니다. 그렇기 때문에 저음 컨트롤을 할 수 있는 앰프를 구성하는 것이 좋습니다.
솔로 악기 및 솔로 보컬 등의 단순한 음원은 청취 평가에는 별로 도움이 되지 않는다.
4.6 음원 선택 시 유의사항
음질 구분은 음원에 크게 영향을 받습니다. 가장 큰 결함인 스피커 공명의 가청도는 녹음 및 재생 환경에서 반사와 잔향을 포함한 신호의 반복적인 특성에 영향을 받습니다. 좋은 테스트 음원은 스피커 스펙트럼 편차, 저음 및 고음 기울기, 중간 주파수 증폭 및 감쇄 정도를 정확하게 인식하는 데 중요한 역할을 합니다. 음원이 많은 악기들을 포함하고 스펙트럼이 균형이 잡힐수록 청취자에게 스펙트럼 불 균형이 더 명확하게 들립니다.
일반적으로 광대역의 비교적 일정한 스펙트럼을 가진 음원은 청취자가 문제를 찾는 데 도움이 됩니다. 클래식 음악이 본질적으로 우월하다는 볼 수는 없습니다. 솔로 악기와 목소리는 아무리 편안하게 느껴지더라도 청취 평가에 크게 도움이 되지 않습니다. 다양한 음원을 사용해야 합니다. 판매에 좋은 음원과 구매에 필요한 음원은 서로 다릅니다.
4.7 파워앰프 및 케이블
스피커에 비해 신호 경로에서 선형 또는 비선형 왜곡 문제는 일반적으로 더 적습니다. 그러나 이러한 문제가 발생하면 몇 가지 추가 테스트가 필요합니다. 사용 중인 파워앰프가 설계된 출력내에서 제대로 작동하는지 확인하는 것은 매우 중요합니다. 파워앰프 출력 임피던스는 높은 댐핑 팩터를 유지하기 위해 매우 낮아야 하는데 그렇지 않으면 스피커 주파수응답에 변화를 일으킬 수 있습니다. 따라서 진공관 앰프와 일부 낮은 품질의 클래스 D 앰프는 스피커 청취 평가에서는 제외시킵니다. 고 품질 클래스 AB 파워앰프는 가장 안전한 선택이 될 수 있습니다.
전압 또는 전류 제한 및 과부하 보호회로 사용을 피하고, 스피커 주파수별 임피던스를 측정하여 파워앰프가 안전하게 구동할 수 있는 값 아래로 떨어지지 않도록 해야 합니다. 적절한 심선 굵기와 접지 성능이 우수하고 전자파 차폐가 우수한 스피커 선과 오디오 인터케이블을 사용합니다.
사진은 Genelec 스피커. 이와 같이 검증되고 유명한 브랜드의 스피커인 것을 청취자가 사전에 인지한다면 청취자는 자신도 모르게 좋은 평가를 내린다. 반면, 유명하지 않으며 저렴해 보이는 제품이라면 실제 성능에 비해 낮은 평가를 받을 확률이 높다.
4.8 제품 사전 지식
인간은 자신이 듣고있는 제품 정보를 미리 알고 있으면 편견을 갖기 쉽습니다. 음향 투명 스크린은 무엇이 들리고 들리지 않는지에 대한 진실을 드러내는 중요한 장치입니다.
4.9 음원 친숙도
청취자가 익숙한 음원을 사용하여 어떤 부분에 귀를 기울여야 하는지 잘 알고 있다면 청취 테스트 효율성이 크게 향상됩니다. 음악에서 스피커 특징이 잘 드러나는 것으로 알려진 짧은 발췌곡들을 여러 개 선택하여 무작위 순서로 반복적으로 사용합니다. 이때 음악은 테스트 신호에 불과하지만 친숙하기 때문에 매우 유익합니다. 다양한 녹음 엔지니어, 레이블을 사용하는 것이 필수적입니다. 킥 드럼만 사용하거나, 클래식 혹은 대중음악을 무시하거나, 목소리만을 사용해서는 안됩니다.
4.10 청취실 친숙도
청취실에 적응하면 그 공간을 무시하고 들을 수 있습니다. 이러한 능력이 작동하는 데는 일정 시간이 걸리므로 본격적인 청취를 시작하기 전 초기 테스트 결과는 폐기해야 합니다.
4.11 청취 테스트 과정 친숙도
대부분의 사람들에게 비판적 청취는 처음 경험하는 일입니다. 따라서 준비가 되어 있지 않다고 느끼고 불안해할 수 있습니다. 평가 결과에 대해 자존심이 걸린 오디오 애호가 및 인플루언서의 경우에는 다른 종류의 긴장감이 생길 수 있습니다. 예비 테스트를 통해 자신의 의견이 일관적인 것을 알게 되면 자신감을 갖게 됩니다. 심각한 청력손실이 동반되지 않는 한 이는 정상적인 상황입니다. 대부분의 청취자는 금방 적응하고 상황에 익숙해집니다. 숙련된 청취자는 즉시 테스트할 수 있으며, 청취 테스트를 즐기기도 합니다.
4.12 청취 훈련
모두가 춤을 잘 추거나 노래를 잘하는 것은 아니듯이 모두가 뛰어난 청취자는 아닙니다. 청취자 그룹 을 구축할 경우 반복 테스트에서 평가 점수를 잘 일관성있게 매기는 사람들을 찾아야 합니다. 흥미로운 점은 청취자의 관심사, 경험, 그리고 직업이 요인으로 작용합니다.
음악가들은 오랫동안 음질을 평가하는 탁월한 능력을 가진 직업군으로 여겨져 왔습니다. 물론 그들은 음악을 잘 알고 있으며 소리에 대한 의견을 잘 표현할 수 있습니다. 하지만 음악을 연주하는 사람이 청중의 입장에서 음질을 잘 판단한다고 말할 수는 없습니다.
테스트 음원 간 차이를 가장 잘 파악하는 청취자는 음악가가 포함된 하이파이 애호가, 그 다음은 하이파이에 관심이 없는 음악가, 최악은 하이파이에 관심이 없는 일반인 순이었습니다.
청취자에게 스피커의 가장 중요한 결함인 공진을 인식하고 설명하는 방법을 가르칩니다. 음색을 변조하는 공진을 제거하는 과정을 통해 청취자들은 중립적인 스피커를 선호하게 되고, 이를 통해 왜곡되지 않은 좋은 소리를 듣게 됩니다.
4.13 기타 편견
흔히 다른 국가나 문화권의 사람들이 특정 스펙트럼 밸런스를 선호한다고 생각합니다. 또한 다른 음악을 들으며 자란 다른 연령대의 사람들은 서로 다른 선호도를 가진다고 생각합니다. 수년에 걸친 조사를 통해 이러한 편견이 존재하지만, 이중 맹검 테스트에서는 특이하게도 드러나지 않았습니다.
4.14 테스트 진행 방법
테스트 진행방식이 청음 결과에 영향을 미치기 때문에 이중 맹검 테스트를 실시할 경우 첫 번째 블라인드는 청취자가 자신이 무엇을 듣고 있는지 알지 못하도록 하고, 두 번째 블라인드는 실험 진행자도 테스트 결과에 영향을 미치지 못하도록 하는 것입니다.
모든 테스트 중 가장 간단하며 리뷰어들이 많이 사용하는 방법은 제품을 집에 가져와서 듣는 방식입니다. 이 테스트는 제품을 보면서 평가하는 방식으로 청각 이외의 모든 영향을 받을 수 있을 뿐만 아니라 적응도 가능하기 때문에 반드시 피해야 합니다.
중요한 것은 우리가 듣는 것이지 듣는다고 생각하는 것이 아닙니다. 오디오 평론가들은 빠른 비교로 인해 청취자가 문제가 알아차릴 수 있는 충분한 시간을 허용하지 않는다고 불평합니다. 시간 제한 통제가 테스트의 필수 요건은 아니고, 청취자는 원할 때마다 원하는 소리를 선택적으로 들을 수 있습니다.
단순한 A와 B 스피커간 쌍비교 방법은 올바른 방향으로 나아가는 중요한 단계입니다. 쌍 비교의 문제점은 두 제품이 공통적으로 가진 문제를 발견하지 못할 수 있다는 것입니다. 쌍 비교에서는 제시 순서를 반드시 무작위로 해야 합니다.
두 개 이상 제품을 무작위로 선택하여 다중 비교하는 것이 훨씬 더 나은 방법이지만 시간이 많이 걸립니다. 실시간 무작위 추출을 위해 컴퓨터를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 다중 비교는 효율적이고 반복성이 높으며 청취자에게 스피커, 공간, 음원이라는 변수를 분리할 수 있는 기회를 제공합니다.
스피커 이동장치를 사용하지 않는 경우에는 음원 선곡 사이에 스피커 위치를 무작위로 바꾸어야 합니다. 또한 청취자에게 어떤 질문을 할 것인지, 통계 분석을 어떻게 할것인지 중요한 문제들이 있습니다. 실험 설계는 그 자체가 하나의 과학입니다.
4.15 주관 평가 국제표준 리스트
<EBU 표준>
[1] EBU Recommendation R22: Listening conditions for the assessment of sound program material (only published in EBU Official Technical Texts, 1997).
[2] EBU document Tech. 3276 (2nd edition - 1997): Listening conditions for the assessment of sound program material: monophonic and two-channel stereophonic.
[3] EBU document Tech. 3286-1997: Assessment methods for the subjective evaluation of the quality of sound program material - Music.
[4] EBU document Tech. 3253-1988: Sound quality assessment material. Recordings for subjective tests (Users’ handbook for the EBU demonstration CD, SQAM).
[5] EBU document Tech. 3287-1997: Parameters for the subjective Evaluation of the Quality of Sound program material - Music (PEQS) (EBU demonstration CD, PEQS).
<OIRT 표준>
[1] OIRT Recommendation 63/3: Formation of listening groups and their working methods OIRT, Prague, 1992.
[2] OIRT Recommendation 86/3: OIRT reference listening rooms OIRT, Prague, 1990.
[3] OIRT Recommendation 91/2: Subjective assessment of sound recordings OIRT, Prague, 1992.
<ITU-R 표준>
[1] ITU-R Recommendation BS.1284 (replaces BS.562-3): Methods for the subjective assessment of sound quality - general requirements ITU, Geneva, 1997.
[2] ITU-R Recommendation BS.1116 (rev. 1): Methods for the subjective assessment of small impairments in audio systems including multichannel sound systems ITU, Geneva, 1997.
<IEC 표준>
IEC Publication 268-5: Sound system equipment - Part 13: Listening tests on loudspeakers IEC, Geneva, 1985.
<AES 표준>
AES Publication 20-1996: AES Recommended practice for professional audio - Subjective evaluation of loudspeakers Audio Engineering Society, 1996.
4. 정확한 스피커 주관평가를 위한 준비
by 이신렬 음향공학박사 글, 이무제 정리, 자료제공: A49, 소니캐스트
그림1. 음향 투명 스크린을 사용한 스피커 음향 테스트.
청취실은 룸 모드로 인해 위치별로 저 주파수 음색이 크게 달라지고, 비 축으로 방사된 반사 음으로 인해 고 주파수에서도 큰 영향을 받습니다. 따라서 스피커를 비교할 때는 동일 위치에 스피커를 배치시킨 후 음을 먼저 들어보고 청취자가 청취실 음향 환경에 적응할 수 있는 시간을 가져야 합니다. 청취자는 실내음향에 빨리 적응합니다.
4.1 음향 투명 스크린
블라인드 청취 테스트 장치를 구축할 때 반드시 필요한 음향 투명 스크린은 주파수 응답을 사전에 측정하여 음향 투명 스크린의 음향 손실 유무를 확인해야 합니다. 좋은 스피커 그릴 천을 사용했을 때와 마찬가지로 음향 투명 스크린은 20kHz 인근에서 1dB 미만 차이가 나야 합니다.
음향 투명 스크린 사용 시 장력이 가해져 직조 천이 열리도록 해야 하는데, 이것이 바로 음향 투명도의 핵심입니다. 음향 손실이 적은 다공성 직물은 스피커 윤곽이 보일 수 있어 평가 대상 스피커의 많은 정보가 드러날 수 있습니다. 이 문제를 완화하기 위해서는 스크린 뒤 조명을 최소화하고, 청중 쪽으로 조명을 강조하는 방향성 조명이 도움이 됩니다. 스피커 그릴은 최대한 사용을 자제하는 것이 좋습니다. 좋은 스피커라면 그릴의 영향이 아주 작아야 합니다. 좋은 스피커는 그릴과 프레임을 스피커 설계에 포함합니다.
4.2 스피커 이동장치
이상적으로 스피커 이동장치를 사용해야 합니다. 모든 스피커를 동일 위치로 가져와서 룸 모드에 대한 영향이 일정하게 유지되도록 합니다. 이 방법은 비용이 많이 들고 전용 시설이 필요하기 때문에, 취미로 하는 사람이나 리뷰어에게는 적합하지 않습니다. 그러나 약간의 시간과 노력을 투자하면 더 간단한 방법으로 매우 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다.
그림 2. 스피커와 청취자를 무작위 배치하여 룸 모드 영향을 최소화시킨 모노 음향 테스트. (Toole 박사님 제공)
그림 2는 비교적 간단한 모노 스피커 청취실 구성을 나타냅니다. 번호가 매겨진 위치에 4개의 스피커가 배치되고, 6명의 청취자가 좌석에 앉습니다. 정밀 테스트에서는 한번에 한명 청취자만 사용합니다. 청취자는 각 음원마다 코멘트와 충실도 등급을 매긴 후, 스피커를 바꾸고 청취자가 다른 자리에 앉습니다. 모든 위치에서 모든 스피커 소리를 들을 때까지 이 과정을 반복합니다. 시간이 많이 걸리긴 하지만, 좌석 위치에 따른 영향을 크게 줄일 수 있습니다.
이 테스트의 경우 모든 스피커에서 청취자 위치까지 음향 경로를 측정하여 주파수 특성을 보상하고, 특정 위치에서 매우 심한 룸 모드가 발생할 경우 스피커 위치를 조정합니다. 청취실 음향 특성은 완벽하게 제거할 수 없지만, 음향적으로 일정하고 무해해야 합니다.
평균적인 가정 청취실을 모방하는 것은 좋은 목표이며, 가장 논쟁이 심한 첫 번째 측벽 반사음의 경우 가정 청취실과 유사하게 평평하고 처리되지 않은 표면 그대로 반사시켜 스피커 비 축 동작이 드러나도록 합니다.
그림 3. 스피커 이동장치를 사용한 모노 음향 테스트.
그림 3은 컴퓨터로 원하는 스피커를 미리 정해진 전방 위치로 이동시키고, 나머지 스피커들은 후방에 보관하는 방식으로 위치 변경을 자동화합니다. 위치 변경은 약 3초 정도로 조용히 진행됩니다. 한 명의 청취자가 스피커를 선택한 후 청음을 하고 다음 음원으로 넘깁니다. 이때 음원이 바뀌면 스피커 번호가 무작위로 변경되므로 청취자는 스피커를 알아볼 수 없고 사실상 새로운 실험이 됩니다. 시간 제한은 없고 모든 기능은 컴퓨터로 무작위로 배정되어 진정한 이중 맹검 테스트로 진행됩니다.
이러한 이중 맹검 테스트가 사용된다면 청음 평가는 매우 정확하고 일관성을 가지며, 시간이 크게 절약할 수 있습니다. 이것이 불가능하다면 그림 2 방식을 사용합니다. 이 경우 비용이 크게 줄어들지만 더 많은 시간이 소요됩니다.
턴 테이블을 사용한 스테레오 음향 테스트.(delta senselab rapid speaker spinner 이미지 발췌)
턴 테이블 사용은 비용적인 면에서 효율적이고, 실용적인 또 다른 솔루션입니다. 턴 테이블은 보조자가 스크린 뒤에서 조작하거나 기계로 자동화할 수 있습니다. 자동화된 턴 테이블은 사운드 바, 벽면 부착형 스피커 등을 평가하기 위해 벽에 설치할 수 있습니다.
4.3 그룹 청취 시 주의사항
주관평가는 동일 공간에서 동일 위치에 앉은 단일 청취자를 기준으로 진행합니다. 청취자가 여러 명인 경우에는 모든 청취자 위치를 바꿔가면서 평가를 진행해야 합니다. 청취자가 여러 명일 때의 가장 큰 어려움은 군집 반응을 피하는 것입니다. 어떤 사람들은 자신의 감정 상태를 나타내기 위해 소리를 참지 못하거나, 어떤 사람들은 메시지를 전달하는 몸짓을 하게 됩니다. 특히 그룹에 속한 누군가가 인플루언서인 상황에는 더욱 그렇습니다. 인플루언서는 자신의 의견을 언어적 또는 비언어적으로 드러내고 싶어하는데, 이 경우 테스트는 무효가 됩니다. 따라서 한 명의 청취자로 청취 테스트를 진행하는 것이 가장 바람직하며, 청취 테스트 간에는 토론을 반드시 금지시켜야 합니다. 의자 등받이는 소리 반사 및 음영을 피하기 위해 어깨보다 높지 않아야 합니다.
등청감곡선. 음량에 따라 인지되는 청감 곡선이 다르기에 스피커 평가에 지대한 영향을 줄 수 있다.
4.4 스피커간 음량 조절
청취 비교에서 더 큰 소리를 내는 스피커가 가장 먼저 인지되고, 이는 매장에서 잘 알려진 판매 전략입니다. 등청감곡선에서 볼 수 있듯이 인지된 소리 크기는 음량과 주파수 모두 영향을 줍니다. 따라서 인지된 스펙트럼 밸런스는 재생 레벨에 따라 다르며, 재생 레벨은 특히 저 주파수에서 중요합니다.
비교 제품간 주파수응답이 동일하다면 음량 밸런스는 단일 톤으로 쉽게 조절할 수 있습니다. 하지만 스피커는 평탄한 주파수응답을 가지고 있지 않습니다. 또한 3차원 공간으로 음을 방사하기 때문에 완벽하게 음량을 일치시키는 것은 불가능합니다.
완벽한 음량 측정장치를 만들기 위한 오랜 노력이 있었지만 매우 복잡하고 비싸며 사용하기가 매우 번거롭습니다. 비교 대상인 스피커 주파수응답이 매우 다른 경우 한 종류의 신호로 정한 음량 밸런스가 다른 음원에서는 적용되지 않습니다. 다행히도 오늘날 스피커 주파수응답이 많이 평탄해져 지금은 이 문제가 크게 완화되었습니다. 가장 확실한 음량 측정방법은 직접 들어보고 정하는 것입니다.
가정, 극장, 콘서트 등 각 환경에서 적정 음량이 제각기 다르며, 사람마다 ‘편안’하다고 느끼는 음량도 제각각이다.
4.5 적정 재생 음량
스펙트럼 밸런스는 재생 음량에 영향을 받으며, 풍성함, 공간감, 부드러움, 근접감, 왜곡 및 이음의 가청도 등 여러 다른 인지 영역에도 영향을 미칩니다. 동일한 음원으로 스피커간 음질을 평가할 경우 음량을 반드시 일치시켜야 합니다. 청취자가 자신만의 편안한 재생 레벨을 찾도록 음량을 다시 조절해서는 안됩니다. 청취 음량을 연구한 결과 일반인들은 음악가보다 더 낮은 음량을 선호하고, 일반인 및 음악가 모두 프로오디오 엔지니어보다 더 낮은 음량을 선호합니다.
일반적인 가정에서 TV 대화소리는 평균 58dBA, 홈 시어터는 평균 62dB이고, 52~71dB 범위입니다. 개인간 차이가 커서 모든 사람을 하나의 음량으로 정하는 것은 불가능할 수 있습니다. 영화관은 85dBC로 교정되고, 사운드 트랙에 20dB 헤드룸을 허용하면 각 채널에 105dB 피크 사운드 레벨이 허용됩니다. 영화관에서는 매우 큰 소리로 들립니다. 저음효과채널(LFE) 출력은 이보다 더 크게 틀기 때문에 사람들에게 불쾌감을 줄 수 있습니다. 홈시어터에서 0dB 기준으로 재생되는 영화가 불쾌할 정도로 소리가 크다고 느끼며, 많은 홈시어터 사용자는 -10dB 이하에서 영화를 재생합니다. ITU-R 권고안에서는 활성채널 전체 음량을 85dBA로 표준화하였고, 디지털 클리핑 전에 18dB 헤드룸을 허용하였습니다. 하지만 이 레벨은 일반 청취자에게 5~10dB 정도 높습니다.
제품 평가를 위해서는 재생음량 선택이 매우 중요합니다. 이상적인 청취 음량은 청취자가 지정합니다. 몰입 청취자를 대상으로 한 실험의 경우 평균 82dBC, slow 레벨 음량을 주로 사용합니다. 일반적으로 음악과 영화는 85dBC의 높은 음량으로 믹싱합니다. 이 녹음을 일반적인 음량으로 재생하면 등청감곡선으로 인해 저음이 적게 들립니다. 이를 만족하려면 약간의 저음 증폭이 필요합니다. 그렇기 때문에 저음 컨트롤을 할 수 있는 앰프를 구성하는 것이 좋습니다.
솔로 악기 및 솔로 보컬 등의 단순한 음원은 청취 평가에는 별로 도움이 되지 않는다.
4.6 음원 선택 시 유의사항
음질 구분은 음원에 크게 영향을 받습니다. 가장 큰 결함인 스피커 공명의 가청도는 녹음 및 재생 환경에서 반사와 잔향을 포함한 신호의 반복적인 특성에 영향을 받습니다. 좋은 테스트 음원은 스피커 스펙트럼 편차, 저음 및 고음 기울기, 중간 주파수 증폭 및 감쇄 정도를 정확하게 인식하는 데 중요한 역할을 합니다. 음원이 많은 악기들을 포함하고 스펙트럼이 균형이 잡힐수록 청취자에게 스펙트럼 불 균형이 더 명확하게 들립니다.
일반적으로 광대역의 비교적 일정한 스펙트럼을 가진 음원은 청취자가 문제를 찾는 데 도움이 됩니다. 클래식 음악이 본질적으로 우월하다는 볼 수는 없습니다. 솔로 악기와 목소리는 아무리 편안하게 느껴지더라도 청취 평가에 크게 도움이 되지 않습니다. 다양한 음원을 사용해야 합니다. 판매에 좋은 음원과 구매에 필요한 음원은 서로 다릅니다.
4.7 파워앰프 및 케이블
스피커에 비해 신호 경로에서 선형 또는 비선형 왜곡 문제는 일반적으로 더 적습니다. 그러나 이러한 문제가 발생하면 몇 가지 추가 테스트가 필요합니다. 사용 중인 파워앰프가 설계된 출력내에서 제대로 작동하는지 확인하는 것은 매우 중요합니다. 파워앰프 출력 임피던스는 높은 댐핑 팩터를 유지하기 위해 매우 낮아야 하는데 그렇지 않으면 스피커 주파수응답에 변화를 일으킬 수 있습니다. 따라서 진공관 앰프와 일부 낮은 품질의 클래스 D 앰프는 스피커 청취 평가에서는 제외시킵니다. 고 품질 클래스 AB 파워앰프는 가장 안전한 선택이 될 수 있습니다.
전압 또는 전류 제한 및 과부하 보호회로 사용을 피하고, 스피커 주파수별 임피던스를 측정하여 파워앰프가 안전하게 구동할 수 있는 값 아래로 떨어지지 않도록 해야 합니다. 적절한 심선 굵기와 접지 성능이 우수하고 전자파 차폐가 우수한 스피커 선과 오디오 인터케이블을 사용합니다.
사진은 Genelec 스피커. 이와 같이 검증되고 유명한 브랜드의 스피커인 것을 청취자가 사전에 인지한다면 청취자는 자신도 모르게 좋은 평가를 내린다. 반면, 유명하지 않으며 저렴해 보이는 제품이라면 실제 성능에 비해 낮은 평가를 받을 확률이 높다.
4.8 제품 사전 지식
인간은 자신이 듣고있는 제품 정보를 미리 알고 있으면 편견을 갖기 쉽습니다. 음향 투명 스크린은 무엇이 들리고 들리지 않는지에 대한 진실을 드러내는 중요한 장치입니다.
4.9 음원 친숙도
청취자가 익숙한 음원을 사용하여 어떤 부분에 귀를 기울여야 하는지 잘 알고 있다면 청취 테스트 효율성이 크게 향상됩니다. 음악에서 스피커 특징이 잘 드러나는 것으로 알려진 짧은 발췌곡들을 여러 개 선택하여 무작위 순서로 반복적으로 사용합니다. 이때 음악은 테스트 신호에 불과하지만 친숙하기 때문에 매우 유익합니다. 다양한 녹음 엔지니어, 레이블을 사용하는 것이 필수적입니다. 킥 드럼만 사용하거나, 클래식 혹은 대중음악을 무시하거나, 목소리만을 사용해서는 안됩니다.
4.10 청취실 친숙도
청취실에 적응하면 그 공간을 무시하고 들을 수 있습니다. 이러한 능력이 작동하는 데는 일정 시간이 걸리므로 본격적인 청취를 시작하기 전 초기 테스트 결과는 폐기해야 합니다.
4.11 청취 테스트 과정 친숙도
대부분의 사람들에게 비판적 청취는 처음 경험하는 일입니다. 따라서 준비가 되어 있지 않다고 느끼고 불안해할 수 있습니다. 평가 결과에 대해 자존심이 걸린 오디오 애호가 및 인플루언서의 경우에는 다른 종류의 긴장감이 생길 수 있습니다. 예비 테스트를 통해 자신의 의견이 일관적인 것을 알게 되면 자신감을 갖게 됩니다. 심각한 청력손실이 동반되지 않는 한 이는 정상적인 상황입니다. 대부분의 청취자는 금방 적응하고 상황에 익숙해집니다. 숙련된 청취자는 즉시 테스트할 수 있으며, 청취 테스트를 즐기기도 합니다.
4.12 청취 훈련
모두가 춤을 잘 추거나 노래를 잘하는 것은 아니듯이 모두가 뛰어난 청취자는 아닙니다. 청취자 그룹 을 구축할 경우 반복 테스트에서 평가 점수를 잘 일관성있게 매기는 사람들을 찾아야 합니다. 흥미로운 점은 청취자의 관심사, 경험, 그리고 직업이 요인으로 작용합니다.
음악가들은 오랫동안 음질을 평가하는 탁월한 능력을 가진 직업군으로 여겨져 왔습니다. 물론 그들은 음악을 잘 알고 있으며 소리에 대한 의견을 잘 표현할 수 있습니다. 하지만 음악을 연주하는 사람이 청중의 입장에서 음질을 잘 판단한다고 말할 수는 없습니다.
테스트 음원 간 차이를 가장 잘 파악하는 청취자는 음악가가 포함된 하이파이 애호가, 그 다음은 하이파이에 관심이 없는 음악가, 최악은 하이파이에 관심이 없는 일반인 순이었습니다.
청취자에게 스피커의 가장 중요한 결함인 공진을 인식하고 설명하는 방법을 가르칩니다. 음색을 변조하는 공진을 제거하는 과정을 통해 청취자들은 중립적인 스피커를 선호하게 되고, 이를 통해 왜곡되지 않은 좋은 소리를 듣게 됩니다.
4.13 기타 편견
흔히 다른 국가나 문화권의 사람들이 특정 스펙트럼 밸런스를 선호한다고 생각합니다. 또한 다른 음악을 들으며 자란 다른 연령대의 사람들은 서로 다른 선호도를 가진다고 생각합니다. 수년에 걸친 조사를 통해 이러한 편견이 존재하지만, 이중 맹검 테스트에서는 특이하게도 드러나지 않았습니다.
4.14 테스트 진행 방법
테스트 진행방식이 청음 결과에 영향을 미치기 때문에 이중 맹검 테스트를 실시할 경우 첫 번째 블라인드는 청취자가 자신이 무엇을 듣고 있는지 알지 못하도록 하고, 두 번째 블라인드는 실험 진행자도 테스트 결과에 영향을 미치지 못하도록 하는 것입니다.
모든 테스트 중 가장 간단하며 리뷰어들이 많이 사용하는 방법은 제품을 집에 가져와서 듣는 방식입니다. 이 테스트는 제품을 보면서 평가하는 방식으로 청각 이외의 모든 영향을 받을 수 있을 뿐만 아니라 적응도 가능하기 때문에 반드시 피해야 합니다.
중요한 것은 우리가 듣는 것이지 듣는다고 생각하는 것이 아닙니다. 오디오 평론가들은 빠른 비교로 인해 청취자가 문제가 알아차릴 수 있는 충분한 시간을 허용하지 않는다고 불평합니다. 시간 제한 통제가 테스트의 필수 요건은 아니고, 청취자는 원할 때마다 원하는 소리를 선택적으로 들을 수 있습니다.
단순한 A와 B 스피커간 쌍비교 방법은 올바른 방향으로 나아가는 중요한 단계입니다. 쌍 비교의 문제점은 두 제품이 공통적으로 가진 문제를 발견하지 못할 수 있다는 것입니다. 쌍 비교에서는 제시 순서를 반드시 무작위로 해야 합니다.
두 개 이상 제품을 무작위로 선택하여 다중 비교하는 것이 훨씬 더 나은 방법이지만 시간이 많이 걸립니다. 실시간 무작위 추출을 위해 컴퓨터를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 다중 비교는 효율적이고 반복성이 높으며 청취자에게 스피커, 공간, 음원이라는 변수를 분리할 수 있는 기회를 제공합니다.
스피커 이동장치를 사용하지 않는 경우에는 음원 선곡 사이에 스피커 위치를 무작위로 바꾸어야 합니다. 또한 청취자에게 어떤 질문을 할 것인지, 통계 분석을 어떻게 할것인지 중요한 문제들이 있습니다. 실험 설계는 그 자체가 하나의 과학입니다.
4.15 주관 평가 국제표준 리스트
<EBU 표준>
[1] EBU Recommendation R22: Listening conditions for the assessment of sound program material (only published in EBU Official Technical Texts, 1997).
[2] EBU document Tech. 3276 (2nd edition - 1997): Listening conditions for the assessment of sound program material: monophonic and two-channel stereophonic.
[3] EBU document Tech. 3286-1997: Assessment methods for the subjective evaluation of the quality of sound program material - Music.
[4] EBU document Tech. 3253-1988: Sound quality assessment material. Recordings for subjective tests (Users’ handbook for the EBU demonstration CD, SQAM).
[5] EBU document Tech. 3287-1997: Parameters for the subjective Evaluation of the Quality of Sound program material - Music (PEQS) (EBU demonstration CD, PEQS).
<OIRT 표준>
[1] OIRT Recommendation 63/3: Formation of listening groups and their working methods OIRT, Prague, 1992.
[2] OIRT Recommendation 86/3: OIRT reference listening rooms OIRT, Prague, 1990.
[3] OIRT Recommendation 91/2: Subjective assessment of sound recordings OIRT, Prague, 1992.
<ITU-R 표준>
[1] ITU-R Recommendation BS.1284 (replaces BS.562-3): Methods for the subjective assessment of sound quality - general requirements ITU, Geneva, 1997.
[2] ITU-R Recommendation BS.1116 (rev. 1): Methods for the subjective assessment of small impairments in audio systems including multichannel sound systems ITU, Geneva, 1997.
<IEC 표준>
IEC Publication 268-5: Sound system equipment - Part 13: Listening tests on loudspeakers IEC, Geneva, 1985.
<AES 표준>
AES Publication 20-1996: AES Recommended practice for professional audio - Subjective evaluation of loudspeakers Audio Engineering Society, 1996.