사람의 귀가 두 개이기 때문에 나타나는 효과

 

사람의 귀는 양쪽으로 두 개야!

소리(sound)에 대한 귀의 특별한 반응

사람의 귀는 양쪽에 둘!!

 

소리라는 것이 자연현상 생활 속의 물리적인 현상이기 때문에 자연법칙 속에서 해석될 수 있습니다. 그리고 소리가 발음체에서 발생하여 파동의 형태로 공기 거쳐 사람에게 전달됩니다. 사람의 몸에서는 오로지 귀로만 소리의 파동을 감지하여 최종적으로 뇌가 인식합니다. 자기 자신이 내는 소리는 뼈로 전달되어 예외적으로 고막을 거치지 않고 전달됩니다. 사람의 귀가 얼굴의 양옆으로 두 개 달려있기 때문에 나타나는 현상이 있습니다. 그리고 사람이 인지하는 소리이기 때문에 외부에서 들리는 소리를 착각 혹은 왜곡하여 듣는 경우도 있습니다. 어떤 경우들이 있는지 알아보겠습니다.

 

 

 

사람의 귀는 둘

사람의 귀는 얼굴 양쪽 옆 끝에 달려 있습니다. 그것을 거리로 따지면 얼마나 될까요? 채 30cm가 안 될 것 같은데요. 별 것이 아닌 것이 아닙니다. 귀가 향하는 방향, 떨어진 거리 때문에 사람은 소리가 들려오는 방향을 감지합니다. 이것은 양이 효과(binaural effect)라고 합니다.

 

오케스트라의 수많은 악기가 무대 위에서 연주될 때 관객은 풍성하면서도 전방에서 꽉 찬 느낌으로 다가오는 스테레오 사운드에 압도 됩니다.. 우측 끝에서부터 좌측 끝까지 맨 앞에 있는 현악기부터 무대 뒤편의 악기까지 꽉 찬 악기들의 사운드를 인식할 수 있는 것은 우리가 가진 두 개의 귀, 그리고 두 개의 귀 사이의 거리 때문입니다.

 

한 가지 알아야 할 사항이 있습니다. 주파수에 따라 소리가 두 귀에 전달되는 양상이 다릅니다. 머리의 직경보다 파장이 클 경우, 작을 경우가 다릅니다. 파장이 머리의 직경보다 큰 소리의 경우 즉 상대적 저음일 경우 회절 현상이 나타납니다. 들려오는 귀 반대쪽 귀에도 소리가 전달된다는 의미입니다. 그러면 파장이 머리의 직경보다 작으면 어떻게 될까요? 회절 현상이 일어나지 않습니다. 즉 전달되지 않는다는 것입니다. 이것을 “음의 그림자”라고 표현하기도 합니다.

 

 

 

 

 

파장이 길어서 회절 현상이 일어나는 소리의 방향은 어떻게 인식될까요? 소리의 방향에 가까운 귀에 파동이 전달되는 시간이 반대의 귀보다 빠릅니다. 이러한 도달 시간의 차이로 소리가 들려오는 방향을 인식합니다. 그러면 파장이 짧아 회절이 일어나지 않는 소리는 어떨까요? 앞에 언급한 소리의 그림자 현상 때문에 양쪽 귀에 전달되는 음압 즉 소리의 크기가 차이 납니다.. 소리의 크기로써 그 발음체의 방향을 인식하는 것입니다.

 

 

음향 장비 중 매우 중요한 역할을 하는 스피커는 이러한 양이 효과를 반영하여 설계합니다. 스피커는 청자와 일정 거리를 두고 일정한 간격으로 설치됩니다. 그렇기 때문에 자연스러운 양이 효과를 사운드로 구현하기에 큰 어려움이 없습니다. 그런데 헤드폰의 경우는 어떨까요? 양쪽 귀에 부착되어 자연스러운 양이 효과를 구현하기에 여러 가지 제약이 있습니다. 머리전달함수(Head Related Transfer Function, HRTF)라는 개념이 있습니다. 발음체에서 발생한 소리가 직접 전달음, 초기 반사음, 잔향 등의 형태로 귀에 전달됩니다. 그리고 머리, 코, 외이, 가슴 등 다양한 부위로 파동이 전달되어 뇌에 인식됩니다. 이때 소리가 전달되는 시간, 강도등을 마이크를 장착한 더미 헤드(인형( 형태)로 실제 측정하여 3차원 함수로 정리한 것이 머리전달함수입니다. 국가마다 표준 머리전달함수가 다릅니다. 이것은 헤드폰 등에 3D입체음을 구현할 때 응용됩니다.