잔향
Reverberation음향학에서 잔향(reverbe라고도 함)은 소리가 생성된 후의 지속성 또는 [1]반향입니다.반향은 소리 또는 신호가 반사되어 수많은 반사가 축적되고 그 소리가 가구, 사람 및 [2]공기를 포함한 공간 내 물체의 표면에 흡수되면서 붕괴될 때 생성됩니다.이는 음원이 정지하지만 반사가 계속되며 진폭이 0에 도달할 때까지 감소하는 경우에 가장 두드러집니다.
잔향은 주파수에 따라 달라집니다.감쇠의 길이 또는 잔향 시간은 의도된 [3]활동에 최적의 성능을 달성하기 위해 특정 잔향 시간을 가져야 하는 공간의 건축 설계에서 특별히 고려됩니다.이전 소리 이후 최소 50~100ms에서 감지되는 뚜렷한 에코와 비교하여 잔향은 약 50ms 미만의 시퀀스로 도달하는 반사의 발생입니다.시간이 경과함에 따라 반사 진폭은 점차 눈에 띄지 않는 수준으로 감소합니다.반사가 존재하는 숲 및 기타 실외 환경에 존재하기 때문에 반사는 실내 공간에 국한되지 않는다.
반향은 소리 반사면이 [4]있는 홀이나 공연 공간에서 사람이 소리내어 노래하거나 말하거나 악기를 연주할 때 자연스럽게 발생한다.잔향은 에코 챔버, 금속을 통한 진동, [5]디지털 처리를 포함한 수단을 통해 리버트를 시뮬레이션하는 리버브 효과를 이용하여 인위적으로 적용한다.
잔향은 공간감을 더함으로써 녹음된 소리의 자연스러움을 더할 수 있지만, 특히 노이즈가 존재할 때 음성 이해도를 떨어뜨릴 수도 있습니다.보청기 사용자를 포함한 청각장애인들은 반향적이고 시끄러운 상황에서 말을 이해하는 데 어려움을 겪는 경우가 많다.잔향은 또한 자동 음성 인식에서 중대한 오류의 원천이다.
디버레이션은 소리 또는 신호의 잔향 수준을 줄이는 과정입니다.
잔향 시간
잔향 시간은 소리의 소스가 멈춘 후 폐쇄된 영역에서 소리가 "사라지는" 데 필요한 시간의 척도입니다.
잔향 시간을 미터로 정확하게 측정할 때는 T(잔향 시간 60dB의 약자)라는60 용어를 사용합니다.T는60 객관적인 잔향 시간 측정을 제공합니다.이는 생성된 테스트 신호가 갑자기 종료된 후 음압 수준이 60dB 감소하는 데 걸리는 시간으로 정의됩니다.
잔향 시간은 광대역 신호(20Hz~20kHz)로 측정되는 경우 단일 값으로 자주 표시됩니다.그러나 주파수에 의존하기 때문에 주파수 대역(1옥타브, 1/3옥타브, 1/6옥타브 등)으로 더 정확하게 설명할 수 있다.주파수에 따라 좁은 대역에서 측정된 잔향 시간은 측정하는 주파수 대역에 따라 달라집니다.정밀도를 위해 잔향 시간 측정에 의해 설명되는 주파수 범위를 아는 것이 중요합니다.
19세기 후반, Wallace Clement Sabine은 반향 시간에 대한 흡수의 영향을 조사하기 위해 하버드 대학에서 실험을 시작했습니다.휴대용 풍향기와 오르간 파이프를 음원, 스톱워치 및 귀로 사용하여, 그는 음원의 중단에서 청각 장애까지의 시간(약 60dB 차이)을 측정했다.그는 잔향 시간이 방 치수에 비례하고 존재하는 흡수량에 반비례한다는 것을 발견했다.
음악이 연주되는 공간의 최적의 반향 시간은 그 공간에서 연주되는 음악의 종류에 따라 달라집니다.연설에 사용되는 방은 일반적으로 음성을 보다 명확하게 이해할 수 있도록 반향 시간을 단축해야 한다.다음 음절을 말할 때 한 음절의 반사음이 계속 들리면 무슨 말을 했는지 이해하기 어려울 [7]수 있습니다."cat", "cab", "cap"은 모두 매우 비슷하게 들릴 수 있습니다.반면 잔향 시간이 너무 짧으면 톤 밸런스와 음량이 저하될 수 있습니다.반향 효과는 종종 스튜디오에서 소리의 깊이를 더하기 위해 사용됩니다.잔향은 소리의 인식된 스펙트럼 구조를 변화시키지만 피치는 변화시키지 않습니다.
방의 잔향 시간에 영향을 미치는 기본 요인에는 방의 구조에 사용되는 재료뿐만 아니라 인클로저의 크기와 모양도 포함됩니다.또한 인클로저 내에 배치된 모든 물체는 사람과 소지품을 포함하여 이 반향 시간에 영향을 미칠 수 있습니다.
측정.
지금까지 잔향 시간은 레벨 레코더(움직이는 용지의 리본에 시간 대비 노이즈 레벨을 그래프로 표시하는 그리기 장치)를 통해서만 측정할 수 있었습니다.큰 소음이 발생하며, 소리가 사라지면 레벨 레코더의 트레이스에 뚜렷한 경사가 표시됩니다.이 기울기를 분석하면 측정된 잔향 시간이 드러납니다.일부 최신 디지털 사운드 레벨 미터는 [8]이 분석을 자동으로 수행할 수 있습니다.
잔향 시간을 측정하는 방법은 여러 가지가 있습니다.임펄스는 충분히 큰 노이즈(컷오프 포인트가 정의되어 있어야 함)를 생성하여 측정할 수 있습니다.빈 권총 사격이나 풍선 폭발과 같은 충격 소음원을 사용하여 실내의 충격 응답을 측정할 수 있다.
또, 확성기를 개입시켜 핑크 노이즈나 화이트 노이즈등의 랜덤 노이즈 신호를 생성해 오프해도 좋다.이를 인터럽트 방식이라고 하며, 측정 결과를 인터럽트 응답이라고 합니다.
또한 2포트 측정 시스템을 사용하여 공간에 도입된 노이즈를 측정하여 그 공간에서 후속적으로 측정되는 것과 비교할 수 있다.확성기를 통해 방으로 재생되는 소리를 생각해 보십시오.방의 소리를 녹음해, 확성기에 송신한 것과 비교할 수 있다.두 신호는 수학적으로 비교할 수 있습니다.이 2포트 측정 시스템은 푸리에 변환을 사용하여 룸의 임펄스 응답을 수학적으로 도출합니다.임펄스 응답으로부터 잔향 시간을 산출할 수 있다.2포트 시스템을 사용하면 큰 임펄스 이외의 신호로 잔향 시간을 측정할 수 있습니다.음악이나 다른 소리의 녹음을 사용할 수 있습니다.이를 통해 청중이 참석한 후 실내에서 측정을 수행할 수 있습니다.
일부 제한에 따라 핸드클립과 같은 간단한 음원도 잔향 측정에 사용할 수 있습니다.
잔향 시간은 일반적으로 붕괴 시간으로 표시되며 초 단위로 측정됩니다.측정에 사용된 주파수 대역에 대한 문구가 있을 수도 있고 없을 수도 있습니다.감쇠 시간은 신호가 원래 소리보다 60dB 감소하는 데 걸리는 시간입니다.특히 낮은 주파수에서 60dB의 붕괴를 측정하기에 충분한 소리를 실내에 주입하는 것은 종종 어렵습니다.붕괴가 선형일 경우 20dB의 방울을 측정하여 3을 곱하거나 30dB의 방울을 곱한 후 2를 곱하면 충분하다.이른바 T20 및 T30 측정 방법입니다.
RT60 잔향 시간 측정은 ASTM E2235 표준뿐만 아니라 성능 공간에 대한 ISO 3382-1 표준, 일반 룸에 대한 ISO 3382-2 표준, 개방 평면 사무실에 대한 ISO 3382-3에 정의되어 있습니다.
잔향 시간의 개념은 암묵적으로 소리의 붕괴율이 기하급수적이기 때문에 소리의 수준이 초당 매우 많은 dB의 속도로 정기적으로 감소한다고 가정한다.반사, 분산 및 흡수 표면의 배치에 따라 실제 방에서는 그렇지 않은 경우가 많습니다.또한, 들뜬 소리의 위상 차이가 현저하게 다른 음파에 축적되기 때문에 연속적인 소리 수준의 측정은 종종 매우 다른 결과를 낳는다.1965년 맨프레드 R. 슈뢰더는 "새로운 잔향시간 측정법"을 미국 음향학회 저널에 발표했다.그는 소리의 힘이 아니라 에너지를 통합함으로써 측정하자고 제안했다.이를 통해 붕괴 속도의 변화를 보여주고 음향학자들이 많은 측정치를 평균화할 필요가 없도록 할 수 있었다.
사빈 방정식
사빈의 반향 방정식은 1890년대 후반에 경험적인 방식으로 개발되었다.그는 방의 T60, 부피 및 총 흡수율(사빈 단위) 사이의 관계를 설정했습니다.이는 다음 방정식으로 나타납니다.
- 60 ln 1 a0. s - V { } ={ \ 10^ { { } } { \ {} { } } \ 약0 {
여기서20 c는 실내 음속(20°C에서), V는 실내의 부피3, S는 실내의 총 표면적(m2), a는 실내 표면의 평균 흡수 계수, 제품 Sa는 사빈 단위의 총 흡수량이다.
사빈 단위의 총 흡수량(따라서 잔향 시간)은 일반적으로 주파수(공간의 음향 특성에 의해 정의됨)에 따라 변화한다.이 방정식은 실내 형태나 공기 중의 소리(큰 공간에서 중요)로 인한 손실은 고려하지 않습니다.대부분의 방에서는 저주파수 범위에서 음의 에너지를 덜 흡수하기 때문에 저주파수에서는 더 긴 리버스 타임이 발생합니다.
Sabine은 반향 시간은 홀 안에서 이용 가능한 다양한 표면에서 나오는 소리의 반사율에 달려있다고 결론지었다.반사가 일관성이 있으면 홀의 반향 시간이 길어지고 소리가 사라지기까지 시간이 더 걸립니다.
잔향 시간60 RT와 실내 체적 V는 임계 거리c d(조건 방정식)에 큰 영향을 미친다.
여기서 임계 d 는 미터, 볼륨(\ V는 mµ, 잔향 시간60 RT는 초 단위로 측정됩니다.
아이링 방정식
에링의 잔향 시간 방정식은 Carl F에 의해 제안되었다. 1930년 [10]벨 연구소의 아이링.이 방정식은 Eyring이 "죽은" 방으로 식별한 비교적 많은 양의 흡음을 가진 작은 방에서의 잔향 시간을 더 잘 추정하는 것을 목표로 한다.이러한 방은 더 크고 음향적으로 라이브 룸보다 반향 시간이 더 짧은 경향이 있습니다.Eyring의 방정식은 Sabine의 방정식과 형태가 비슷하지만 흡수 항을 로그 스케일링하기 위한 수정 사항을 포함합니다.방정식 내의 단위 및 변수는 Sabine 방정식에 정의된 단위 및 변수와 동일합니다.Eyring 잔향 시간은 다음 방정식으로 표시됩니다.
- 60 - ( - ) { } \ - 0. \ {{ V} { \ ( 1 - a )}
Eyring의 방정식은 Sabine의 경험적 접근과 반대로 음반사의 이미지 소스 모델을 사용하여 첫 번째 원리에서 개발되었습니다.사빈의 실험 결과는 사빈의 작업 형태인 매우 라이브 룸에서 두 공식이 동일하기 때문에 에링의 방정식과 일반적으로 일치합니다.그러나 Eyring의 방정식은 흡수가 많은 작은 방일수록 더 유효하다.그 결과, Eyring 방정식은 녹음 스튜디오 제어실이나 흡음량이 많은 다른 중요한 청취 환경에서의 잔향 시간을 추정하기 위해 종종 구현된다.사빈 방정식은 흡수량이 많은 작은 방의 잔향 시간을 지나치게 예측하는 경향이 있습니다.이러한 이유로 가정용 녹음 스튜디오와 같은 소규모 녹음 스튜디오 환경에 사용할 수 있는 잔향 시간 계산기는 종종 Eyring의 방정식을 사용합니다.
흡수 계수
물질의 흡수 계수는 0과 1 사이의 수치로, 실내로 반사되는 비율에 비해 표면에 흡수되는 소리의 비율을 나타냅니다.완전히 열린 큰 창문은 반사되지 않습니다. 창문에 도달하는 어떤 소리도 그대로 전달되고 소리가 반사되지 않기 때문입니다.이것은 흡수 계수가 1이 될 것이다.반대로 두껍고 매끄럽게 도장된 콘크리트 천장은 거울과 흡음력이 동일하며 흡음 계수가 0에 매우 가깝다.
음악에서
대서양은 반향을 10세기 초 [5]플레인송의 음악에 사용된 "분명히 음악에서 가장 오래되고 보편적인 효과음"으로 묘사했다.바흐를 포함한 작곡가들은 특정 건물의 음향을 이용하기 위해 음악을 작곡했다.그레고리오 성가는 대성당의 긴 반향 시간에 반응하여 발전했을 수 있으며, 무질서하게 [5]섞이기 전에 부를 수 있는 음의 수를 제한한다.
인공 반향은 리버브 효과를 이용하여 소리에 적용한다.이것들은 에코 챔버, 금속을 통해 전달되는 진동, 디지털 [5]처리를 포함한 수단을 통해 리버브를 시뮬레이션합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Valente, Michael; Holly Hosford-Dunn; Ross J. Roeser (2008). Audiology. Thieme. pp. 425–426. ISBN 978-1-58890-520-8.
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- ^ Roth, Leland M. (2007). Understanding Architecture. Westview Press. pp. 104–105. ISBN 978-0-8133-9045-1.
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- ^ a b c d Weir, William (2012-06-21). "How humans conquered echo". The Atlantic. Retrieved 2021-08-08.
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