위상에 대하여(Phase Cancellation)

오디오 레코딩 테크닉 103-02

종종 녹음하고 보면 소리가 이상할 때가 있다. 녹음된 소스를 하나 하나 확인 하면 괜찮은데 같이 들으면 이상해진다. 내가 이상한 것일까? 소스와 모니터링 소리와 다른다는 것이다. 보통은 알맹이가 없고 힘이 없는 소리이다. 일반적으로 프로젝트 스튜디오나 홈스튜디오에서 작업하다 보면 생기는 현상인데 가끔 전문 녹음실에서도 이러한 현상을 발견한다. 물론 레코딩 엔지니어가 금방 처리하겠지만.. 여러 요인이 있을수 있지만 만약 지금 여러개의 마이크를 사용한다면 위상상쇄효과(Phase Cancellation)로 인한 음질의 변화일 가능성을 의심해 봐야 할것이다.

그럼 위상(Phase)이란 무엇인가? 위상이라는 단어자체는 음파의 주기를 그래프로 표현한 것인데 흔히 음향에서는 위상이 맞다 혹은 맞지 않다로 표현되는 경우가 많다. 일반적으로 이 위상을 설명할때 사인웨이브(Sine Wave)를 통해 설명하는 경우가 많은 것은 이 그래프가 위상을 시각화하기가 효과적이기 때문이다. 하지만 실제 녹음되는 소리들은 순수한 사인웨이브와는 아주 거리가 먼 복합웨이브(Complex Wave)이다.

다음은 사인웨이브로 표시된 위상이 일치할때, 역위상일때 그리고 위상이 90도 어긋나 있을때를 나타내는 그림이다.

각 위상의 예들

하지만 실제로 DAW에서는 이런 그래프를 찾아 보기 힘들다. 그 이유는 앞서 이야기했던 악기의 소리는 콤플렉스웨이브이기 때문이다. 기본음과 배음들이 뒤섞여 있다는 이야기이다. 다음의 그림은 DAW에서 파형을 확대하면 보게 되는 그래프이다. 180도 역위상의 예이다.

컴플렉스 웨이브에서의 역위상 (180도)

'위상이 맞다 혹은 맞지않다'라는 현상은 하나의 음원에 하나의 마이크를 사용할때는 그렇게 심각하게 고민할 필요가 없다. 하지만 사운드소스(음원)가 많아지고 사용하는 마이크의 갯수도 많아지게 되면 결국에는 서로의 파형을 간섭하여 특정한 주파수들이 영향을 받게 된다. 그 한 예로 드럼을 녹음할 경우 음원들(킥,스네어,하이헷트, 등등)이 많아지고 그에 따라 사용하는 마이크의 수도 많아지니 정말 머리아픈 경우이다. (이런 고민을 하기 싫은 분들은 완벽한 해결책은 아니지만 과감하게 미디만 사용할것을 추천한다) 실제 녹음에서 완벽하게 위상을 일치시킬수도 완벽히 역위상을 만들어 소리를 제거할 수도 없지만 위상이 맞지않게 설치된 마이크가 악기 전체의 소리를 망치기에는 충분하니 반드시 확인하고 넘어가야 함은 분명하다.

 일반적으로 

* 위상이 일치 할때의 소리는 음압이 커지고 풍성해 진다. 

* 역위상이 되면 음압이 현저하게 약해지고 소리가 빈약해진다. 

* 정위상과 역위상 사이에서 일어나는 위상의 차이는 상황에 따라 다르기는 하겠지만 음질과 음압의 변질이 생긴다~정도로 해두는 것이 좋겠다. 

간단하게 위상을 확인 하는 방법은 두개의 마이크중 하나의 마이크에 위상전환스위치를 작동시켜 음질의 변화를 확인하는 것이다. 이 방법으로 해결이 되지 않는다면 마이크의 위치를 조정해서 소리의 변화를 확인해야 한다. 그럼 이 위상의 간섭을 최소한으로 하는 방법은 없을까?

완전한 해결책은 아니지만 '1대3' 혹은 '3대1'의 원칙을 이용하면 될것이다. 음원에서 마이크까지의 거리가 1일때 마이크와 마이크의 거리는 최소 3이 되어야 한다는 것이다. 마이크와 마이크사이의 거리가 가깝게 되면 서로의 소리에 영향을 더 많이 주는데 특히 콤필터링(Comb Filtering)이라는 현상이 발생하여 음질이 아주 저하된다. 이 현상은 음원에 근접한 마이크와 음원으로 부터 멀리 떨어진(딜레이되어진) 마이크의 소리를 각각 녹음한 뒤 이 두 소스를 합치게 되면 발생하게 되는데 소리를 따로 들을때는 발생하지 않으니 같은 채널로 혹은 모노로 모니터링해야 한다.

이 콤필터링 현상은 여러가지의 경로로 만들어질수 있는데

* 마이크간의 거리가 맞지 않을때

* 다이렉트로 받은 소리와 마이크로 받은 소리를 같이 사용할때

* 임피던스 매칭이 되지 않았을때

정도일 것이다.

다시 위상으로 돌아와 이야기 해 보면 위상반전은 케이블이 극상을 다르게 제작했을 때에도 발생하니 집에서 자체적으로 제작한 케이블일때는 녹음하는 장비들의 극상과 일치한지 꼭 확인해야 할것이다.

위에서 언급한 바와 같이 완벽하게 위상을 일치시키수는 없지만 위상상쇄효과로 오는 음질의 저하를 최소화해야 하는 것은 분명하다. 그러므로 녹음버튼을 누르기전 꼭 위상을 체크하는 시간을 가지도록 하자. 5분의 투자가 엄청난 음질의 변화를 가져 올 수도 있다. 180도 위상반전 스위치 이외에도 가변식 위상전환방식의 장비나 플러그인들도 있으니 이를 이용하면 좀 더 세밀한 조정도 가능할 것이다.

Waves사의 InPhase

위의 플러그인과 같이 아주 세밀한 위상조정도 가능하니 위상이 의심된다면 꼭 사용해 보기를 권유한다. 눈으로 보이는 것도 중요한 부분이기도 하지만 소리의 변화와 차이를 인지하는 부분이 너무나 중요하기 때문에 좋을 소리를 구분할 수 있는 귀를 가지기 위해 좋은 음악들을 많이 듣는 것을 추천한다.