입체음향(3D sound), 하스효과(Hass effect)

입체 음향이란 음원이 존재하는 공간에 직접 위치하지 않은 청취자가 재생 된 음향을 들었을 때 음향으로부터 공간적 단서(방향감, 거리감 및 공간감) 를 지각할 수 있는 음향을 의미한다. 
 
1) 소리의 전달 경로 
 
소리는 사람의 외부에서의 전달경로와 내부에서의 전달 경로로 나뉜다. 
 
- 공간 전달계(외부) :  실내의 벽이나 천장 등에 의한 반사, 회절, 산란 등의 현상 - 머리 전달계(내부) :  인간의 머리와 귓바퀴에 의한 반사, 회절, 공진 등의 현상 
 
사람이 음원에 대한 공간적 단서를 지각할 수 있는 것은 머리 전달계의 고 유한 특성에 의해 두 귀에 들어오는 두 신호간의 차이(공간 전달계로 인해 발생된) 때문이다. 
 

2) 공간적 단서 
 
사람이 공간적 단서를 인지할 수 있는 요인은 다음과 같다. 
 
- 두 귀에 도달하는 소리의 시간차 (Time Difference) 사람이 음원의 위치에 대한 방향성을 인지할 수 있는 이유는 두 귀에 들어 오는 소리에 시간차가 있기 때문이다. 즉, 가까운 방향 쪽에 있는 귀가 먼저 그 소리를 들을 것이다. 따라서 음원의 방향을 알 수 있다. (Haas Effect) 
 
- 두 귀에 도달하는 소리의 세기차 (Intensity Difference) 사람이 음원의 위치를 느낄 수 있는 또 하나의 단서는 소리 크기에 기인한 다. 즉, 가까운 곳에서 들리는 음의 크기가 더 클 것이다. 또한, 두 귀에 들 리는 소리의 크기차로 위치감과 거리감을 느낄 수 있게 된다. 
 
 

 

3)하스효과(Hass effect)

 

일반적으로, 동일한 음이 짧은 시간 간격을 두고 서로 다른 방향에서 귀에 들어올 경우, 늦게 들어온 신호는 귀에 먼저 도착한 음에 의해 마스크된다. 따라서 음원의 방향은 귀에 먼저 도착한 음원의 방향에서 들리게 된다. 이 현상은 “precedence effect,” “ Haas effect,” “제 1 파면의 법칙,” 등으로 불 리는데 우리말로는 선착효과라 한다.    Haas 는, 수평면내에서 서로 다른 방향에서 시간지연을 가지고 동일한 음을 방사하는 두개의 음원이 존재할 때, 즉, 그림 1 에서와 같이 배치된 두 개의 스피커 a 와 b 에 동일한 신호를 지연 시간차를 두고 입력시킨 후, 두 스피커로부터 동일한 거리만큼 떨어진 곳에서 청취할 때 청취자의 방향 정 위에 미치는 영향을 조사하였다. 먼저 시간 지연이 없고 두개의 스피커로부터 같은 볼륨으로 동상인 신 호가 나올 때 음원의 방향은 두 스피커의 한 가운데에 존재하고, b 쪽의 볼 륨이 a 쪽보다 큰 경우에는 b 쪽에서 음이 들린다. 

 

그러나 두 스피커의 볼륨이 같고, b 쪽이 a 쪽 보다 시간적으로 지연되어 출 력되는 경우에는 음은 a 쪽에서만 들린다. 이 경우에도 음이 두 스피커의 중앙에서 들리도록 하기 의해서는 지연되어 출력되는 b 쪽의 볼륨을 a 쪽보다 크게 하면 된다.   

 

 

이 현상은 홀과 같은 장내 확성 (PA : Public address, SR : Sound reinforcement) 장치를 효과적으로 사용하기 의해서 널리 이용되고 있다. 예 를 들면 가수의 목소리를 PA 시스템으로 보강하는 경우, 가수의 방향이 아 니라 스피커의 방향으로 소리가 들리기 쉬우나, PA 시스템에 적당한 시간 지 연을 주면 음량을 보강하면서도 가수쪽으로 음의 방향을 정위 시키는 것이 가능하다.