씸플한 마이크 부스터에 대한 의견을 수렴하는 중에 어떤분께서 리버브나 에코 효과의 기능을 마이크 부스터에 내장 했으면 어떨까 하고 이메일을 통해 말씀 하셨습니다. 일반적으로 방송을 하는 분들이 사용하는 이펙트는 에코보다는 리버브 효과를 사용합니다. 일단 리버브가 뭘까에 대해서 살펴 보기로 하겠습니다. 리버브의 정식 명칭은 Reverberation 입니다. 여러 음향효과 즉 이펙터의 한 종류이고 이펙터에는 소리의 양에 관계된 Compressor, Expander, Limiter 와 시간차를 이용하는 Reverb, Delay등이 있고 또한 음색을 변화시키는 Equalizer, Exciter, De-esser등이 있습니다. 리버브 효과를 쉽게 설명하자면 우리가 귀로 듣는 소리는 음원에서 직접 들어오는 음과 주변의 벽이나 사물에 반사되어 간접적으로 들어오는 음이 합성되어 들리게 됨니다. 그런데 반사음은 여러 방향을 통해서 들려오기 때문에 가장 가까운 경로를 그러니까 직선거리를 통해서 들리는 소리가 제일 먼저 귀에 들리고 그 다음부터는 벽이나 사물을 부딪치고 돌아 오는 소리들이 들리게 됨니다. 그래서 실제로 소리가 출발한 곳에서는 소리가 없어졌지만 잠시 동안은 여기 저기 반사를 통해서 돌아오는 소리가 남아 있게 됨니다. 이러한 잔향이 적당히 있게 되면 음악에 연속성과 하모니의 어울림 그리고 박력감을 실어주게 됨니다. 리버브는 입력 신호가 큰 Hall 이나 Room 같은 곳에서 처럼 입력신호에 공간성과 앰비언스를 느낄 수 있는 많은 반사음과 잔향을 더해주는 것으로 가장 많이 쓰이는 이펙터 중 하나입니다. 이제 리버브 효과를 알았으니 어떻게 하면 우리가 그런 이펙터를 만들까요.... 오래전에는 리버브 효과를 내기 위해서 철판과 스프링등을 사용 했습니다. 작은 스피커에 스프링의 한쪽끝을 붙이고 반대쪽은 마이크에 붙였다고 가정 합시다. 그럼 소리가 스프링을 통해서 전달되기 때문에.... 상상 하시면 아하~ 하실것 입니다. 하지만 최근에는 DSP 즉 디지털 시그널 프로세서 라는 반도체를 이용하여 다양한 이펙터를 만듭니다. 일종의 신호를 처리하는 작은 칩이 있어서 스프링이 진동하는 그런 상태를 계산해서 수치적으로 만들어 내고 그러한 수치를 들어온 신호에 대입하여 출력하는것 입니다. 그런데 왜 DSP 라는 칩을 사용해야 하느냐면 DSP는 곱셈이나 나눗셈을 아주 획기적으로 잘하도록 설계된 부품 입니다. 우리가 사용하는 펜티엄이니... 뭐 하는 그런 CPU는 덧셈과 뺄샘을 잘하는 CPU 입니다. 그런데 왜 곱셈과 나눗셈이 필요하느냐면.... 리버브 효과에 대한 공식을 얻으려면 일단 어떤 짧은소리 예로 탁~!! 소리를 벽에 던집니다. 그럼 그소리가 돌아 오겠죠... 그런데 돌아오는 소리는 시간이 지나면서 점점 작아지다가 없어질 것입니다. 그리고 점점 시간이 지난 소리들이 돌아오는데... 각각 시간 단위마다 입력의 크기에 각 포인트에서의 소리가 돌아온 응답을 곱한 후 겹치게 계속 더해주면 되는데 방법은 간단하지만 그 계산량이 엄청나게 됩니다. 44.1Khz의 샘플링 주파수를 가진 1분 분량의 음악에 3초 가량의 이펙트를 첨가 하려면 자그마치 350조 번의 계산을 해야 합니다. 시간 영역에서의 시스템에서 두 신호간의 곱하기는 Convolution 으로 나타낼 수가 있는데 이를 주파수 영역에서 표현하면 곱하기로 변환이 될 수가 있습니다. 따라서 계산량을 엄청 줄일 수 있게 되죠.... 이쯤하고 우리는 아주 쉬운 방법으로 돌아가 보겠습니다. 그런 계산 하지말고.... 캐스트킷은 아마추어 동호회 아니겠습니까... 실제적인 Digital Reverb는 IIR 이라고 하는 방법을 이용하는 것으로 다수의 Delay 소자와 Feedback을 이용하는 것인데 그러한 방법을 살펴 보겠습니다.위의 그림을 보시면 원래 신호가 들어오면 시간을 지연 시킵니다. 소리가 출력으로 늦게 나오도록 하고 지연이 되어서 나온 소리를 일정량으로 증폭을 합니다. 그리고 그 소리를 다시 원래의 신호가 들어 오는곳으로 보내서 합산을 합니다. 그럼 순환 루프가 형성되겠죠 윈리는 위와 같이 하는 것입니다. 위의 방법을 Comb Filter를 이용한 방법이라고 하는데 다른 delay 길이를 가진 Delay 소자를 사용하여 그 결과를 더해주는 방법입니다. 다른 특성의 Delay 소자들에 의해 에코의 밀도가 높아지게 되고 리버브와 비슷하게 되는것입니다. 하지만 이 방법은 많은 수의 Delay 소자가 필요하게 되고 Ringing이나 불안정을 가져 올 수도 있습니다. 또한 Comb Filer는 Frequency Cancellation의 특징을 가지고 있습니다. 그래서 출현한 새로운 방법이 있는데 아래의 그림을 보시면
위의 방법은 All-Pass Filter 를 이용한 방법인데 이것은 Comb가 입력을 Delay시켜 뒤쪽으로 넣어주었지만 여기에 추가적으로 신호를 뒤집은 후 앞쪽에 넣어 주는 것입니다 이 필터는 부드러운 주파수 특성을 가지고 있으며 주파수 의존적 delay 특성과 입력 신호의 하모닉 성분을 흐리게 하는 특성을 가지고 있습니다. Comb 필터와 All-pass 필터 그리고 몇몇 소자와의 결합에 의해 실제 리버브 효과를 흉내낼 수가 있게 됩니다. 이제 리버브에 대한 설명을 마칩니다. 일단 캐스트킷에서는 처음부터 욕심을 부려서 중간에 포기 하시는 회원분들이 없도록 쉬운 기능부터 천천히 만들어 나가고 계속해서 업그레이드를 통해서 위와 같은 기능들을 구현해 보도록 하겠습니다. 끝까지 읽어 주셔서 감사 합니다.