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가시화 정보에 의한 관악기의 발음 메커니즘에 대한 고찰

전문가 제언: ○ 현재까지 관악기의 발음에 대한 해석은 몇 가지 자유도만 가진 집중소자(lumped elements)로 구성된 모델로 해석되어 왔다. 그러나 이런 모델이 악기의 기본적인 특성을 이해하는 데는 성공하였지만, 지금까지 설명할 수 없었던 악기의 발음 현상은 가시화(visualization)와 같은 정교한 측정방법으로 밝혀지고 있다. 악기의 발음 메커니즘을 보다 잘 알기 위하여 더욱 정밀하고 커다란 자유도를 가진 모델의 구축이 필요하다.

○ 발음의 메커니즘은 ① 리드(reed)의 기계적 진동, ②공기의 유체역학, ③악기의 음향공진(acoustic resonance)의 3가지 현상으로 설명될 수 있다. 최근의 연구는 관악기의 전반적인 발음원리의 이해에 엄밀한 유체역학의 이해가 필수이다.

○ 관악기의 발음 시스템은 두 가지 주요 소자로 구성되어 있다. 즉, 음향 발생기(sound generator)와 음향 공명기(sound resonator)로 이 두 소자는 폐회로를 구성하고 상호작용을 한다. 따라서 이 루프의 이득이 정(正)이고 음향손실을 극복할 수 있으면 이 시스템은 자려진동 또는 음을 발생하게 된다.

– 이러한 에너지를 공급하는 진동은 연주자의 취주시스템(respiratory system)의 공기흐름으로 제공된다. 음향발생기는 리드의 기계적 진동 때문에 비선형성이고, 음향공명기는 거의 선형의 거동을 보인다. 그런데 음압이나 화음구조와 같은 발음의 특성을 결정짓는 것은 비선형성이다.

○ 이와 같이 관악기의 발음 현상은 비선형성과 관련하여 복잡하기 때문에 그 구조의 해석이 기존의 모델링 방법으로는 충분치 않다. 그러나 최근 측정기술이나 컴퓨터 시뮬레이션의 발달로 이러한 복잡한 다차원 현상을 자세하게 재구성하여 연구하기가 보다 용이하게 되었다.

○ 따라서 이 글에서 기술한 가시화 정보에 의한 접근방법은 이와 관련된 악기(reed instrument, brass instrument, air-jet driven instrument)의 음향학적 연구에 많은 도움이 될 것으로 사료된다.

저자: Shigeru YOSHIKAWA, Yumiko SAKAMOTO
자료유형: 학술정보