소리는 현의 진동에 의해 나온다. 주파수 생성기로 들은 A음은 같은 음(pitch)이라도 바이올린 소리나 첼로 소리가 완전 다르다.
이를 음색(timbre)이라고 한다. 그렇지만 톤(tone)이라는 말이 우리에겐 더 익숙하다.
음색은 여러 주파수가 혼합되서 만들어지는 것으로 어떤 것이 영향을 끼치나를 생각하려 한다.
배음(Overtone)
현의 진동 주파수는 현의 길이에 의해 정해진다. 손가락으로 눌러 진동의 끝을 바꿔가며 음을 만들어내는 것이 바이올린이다.
오픈스트링 때 정확하게 가운데를 튕기면 위의 주파수 생성기에서 만들어진 기본주파수도 생기지만 실제론 이것외에도 기본주파수의 여러 배수의 주파수도 만들어지는데 이를 배음(Overtone)이라고도 한다.
혹시나 물리에서 하모닉스(harmonics)란걸 배웠다면 같은 것을 다르게 접근한 것이다.
주파수특성(Frequency Spectrum)
소리는 주파수들과 각 주파수의 진폭에 의해 결정되며 주파수특성(Spectrum)으로 소리의 성향을 알 수 있다.
아래는 관악기인 플룻의 주파수특성이다. 가장 높은 것이 기본주파수이고 일정간격마다 배음의 주파수성분도 보인다. 진폭(Amplitude)이 점점 주는 것을 볼 수 있다. 이런 특성을 가지면 깨끗한 소리가 난다.
반면 현악기인 바이올린은 같은 음이라도 복잡한 주파수특성을 보인다.
플룻과 비교해 두가지 차이를 찾을 수 있는데, 우선 플룻은 기본주파수와 오버톤의 진폭이 일정비율로 빠르게 감소하는데 비해 바이올린은 감소도 늦고 불규칙하다. 두번째는 오버톤이 아닌데도 주파수성분이 자주 보인다. 이럴 경우 같은 음이라도 깨끗하지 않고 복잡해진다.
복잡한 소리의 이유
이렇게 복잡한 배음이 만들어지는 이유로 첫번째는 현을 진동시키는 위치가 가운데가 아니고 브릿지 부근이다.
아래 유튜브를 보면 설명이 나오는데 위치에 따라 어떤 배음이 줄어들고 늘어나는지가 달라진다. 그래서 활 귿는 위치에 따라 음색이 달라진다.
두번째는 바이올린은 활과 현의 마찰력으로 현을 옆으로 귿는다. 현을 튕길 때는 정현파 형태의 음이 만들어지는데 활로 그을 때는 톱니파 형태로 음이 만들어진다. 톱니 형태는 보다 복잡한 형태이고 많은 배음을 포함하고 있다.
그래서 현악기라도 바이올린은 기타보다 복잡한 소리를 낸다. 아래 사진을 보면 현이 지저분하게 진동하는걸 볼 수 있다.
 |
 |
세번째는 현의 진동은 현의 구조와 재질에 영향을 받는다. 철선이나 도금선이냐에 따라 주파수 특성이 다를 것이고, 합성현을 철사로 감은 감은선은 복잡한 소리를 내준다.
네번째는 현의 진동이 악기몸통으로 전달되는 메카니즘에서 생긴다.
현이 브릿지를 흔들어서 그 진동이 사운드포스트를 통하여 울림통을 흔드는 것이 기계적인 과정이다. 이런 진동은 전달과정에서 진동의 변화가 생기게 된다. 그래서 브릿지의 모양과 재질에 영향을 받게 된다.
다섯번째로 전달된 진동이 울림통으로 소리라 변환되는 과정이다.
사운드포스트로 전달된 진동은 울림통을 진동시키고 이런 진동은 내부의 공기를 진동시켜 소리로 만든다. 이런 소리는 내부의 공간에서 울림을 통해 증폭된 후 f홀을 통해 빠져나간다. 가운데 둥그런 기타의 구멍과 달리 작은 f홀은 소리를 내부에서 더 증폭된 후 나가게 하여 기타보다 복잡한 소리를 만드는 또 다른 원인이다.
이런 복잡한 구조 때문에 주파수가 변형도 되며 그래서 오버톤 아닌 부분에서도 많이 주파수가 보인다. 그리고 음(pitch)에 따라 주파수 특성도 다르다.
여섯번째는 나무재질과 바니쉬이다. 두께나 밀도등에 따라 악기의 고유진동이 달라지고 이는 미묘한 소리의 차이를 만든다. 예를 들어 어떤 악기는 3배음를 키우고, 어떤 악기는 4배음을 키울 수 있다.
같은 현을 쓰더라도 악기에 따라 음이 달라지는 것이고, 반대로 바이올린에 따라 어울리는 현이 있게 된다.
활도 차이를 만들 수 있다. 현과의 접촉이 균일하냐에 따라 소리가 달라질텐데 실력이 먼저지만 좋은 활일수록 이를 쉽게 한다. 활대의 울림도 현의 울림에 영향을 끼친다.
무엇보다 실력일 것이다. 음은 왼손 누르데에 따라 바뀔텐데 얼만큼 정확히 잡냐에 따라 진동이 새는 것이 달라질 것이다. 원하는 만큼 줄을 밀착하는 활 테크닉은 말할 것도 없다.
현악기의 근본적인 문제는 좋은 악기란게 고른 주파수 특성을 보여주는게 아니라는 점이다. 균일한 소리를 내도록 간단한 구조의 현과 정확히 대칭인 현악기를 만들었으면 깨끗한 소리를 얻을 수도 있다. 그런데 사람들은 이런건 싫어하고, 복잡한 소리를 가진 악기를 자신만의 소리를 가졌다 한다. 감성적인 면, 비정형성을 가지고 있어 클래식 악기가 어려운 부분이다.
주파수특성과 음색
바이올린 현 선택의 차트를 보면 소리의 특징으로 X/Y 좌표를 만들었다.
우선 따뜻한 소리를 가지는지 화려한 소리를 가지는가인데 높은 주파수 성분이 많을 수록 화려한 소리가 난다. 그게 과하면 날카롭게 느낀다. 낮은 주파수 성분이 강하다면 묵직하고 따뜻하게 느껴진다.
그리고 배음들의 주파수 피크들이 좁다면 깨끗하게 들리고, 넓게 퍼져있다면 복잡하게 들리게 된다.
현 두께, 장력과 주파수 관계
바이올린을 보면 네현들은 같은 진동폭을 가지고 있다. 그런데도 소리가 다르게 난다. 그것은 현의 두께에 따라 진동주파수가 달라서 음이 다르게 나는 것이다.
또한 같은 줄도 페그를 돌림으로 장력이 바뀌면 소리가 바뀐다. 이는 장력 또한 진동주파수에 영향을 주기 때문이다.
재질에 따라서 진동주파수가 달라지는데, 예로 첼로에서 스피리코어 텅스텐 G선은 알루미늄인 일반 스피리코어 G선보다 무겁기 때문에 얇은 두께로도 같은 음을 낼 수 있다. (바이올린 현의 굵기와 장력의 관계 참고)
참고
'바이올린' 카테고리의 다른 글
| 바이올린 연주 후에 손가락이 까매지는 이유 (1) | 2023.11.27 |
|---|---|
| 바이올린과 습도의 관계 (0) | 2023.07.31 |
| 간추린 바이올린 제작 역사 (0) | 2023.05.16 |
