콘서트홀의 좌석에 따른 실내음향성능평가 = Evaluation of the room acoustical characteristics at each seat in a concert hall

국문 초록 (Abstract)

생활수준의 향상에 따라 콘서트홀에서 청취자들의 음향에 대한 질적 요구가 높아지고 있다. 이러한 양상에 따라 음향 설계시 기하학적 형상이나 규모에 따른 최적 음 환경을 위해 ‘잔향시간’을 비롯한 다양한 음향 지표가 기준치로 사용되어왔다. 그러나 이와 같은 지표들의 적용도 중요하지만, 이들 중 실제 공연 시 청취자들의 음향성능 평가에 영향을 미치는 요소들을 추출하여 그 지표들을 설계에 적용할 필요가 있다.
본 연구에서는 콘서트홀의 음향성능 평가방법의 일환으로 먼저 길이 청감에 의한 음향성능 평가 가능성을 검증하였다. 또한 실제 공연장에서의 청취자들의 주관적 평가인 설문조사 분석결과와 녹음원에 대해 실험실 내에서 실시한 선호도조사, 물리적 지표인 실내음향지표와 ACF/IACF 지표와의 상관관계분석 등을 통하여 관계성을 도출하였다. 이를 통하여 영향 요인들을 파악하여 음향 설계에 효율적으로 적용할 수 있는 지표를 추출하고자 하였다.

본 논문은 제 1 장의 서론, 제 2 장에서 제 5 장까지의 본론, 제 6 장의 결론으로 구성되어 있으며, 각 장의 개요는 다음과 같다.

제 1 장에서는 연구의 배경과 목적, 기존의 연구 및 본 연구의 범위와 연구방법에 대하여 기술하였다.

제 2 장에서는 본 연구의 이론적 배경으로서 주관적인 평가와의 관계분석을 위하여 선정된 물리적인 지표들, 즉 측정된 실내 음향파라메타와 ACF/IACF 요소에 대한 기존의 외국 연구결과와 청감실험방법론에 대하여 기술하였다.

제 3 장에서는 대상 콘서트홀에 대한 개요 및 음향성능측정 항목과 측정방법, ACF/IACF 요소분석 방법 등에 대하여 기술하였다.

제 4 장에서는 해당콘서트 홀의 음향특성에 대한 주관적 평가를 위하여 개요 및 방법으로 실시한 청감실험 즉, 길이청감실험, 실제 공연시 참여하여 진행한 설문조사, 실험실내에서의 음향선호도 조사 등에 대한 개요와 실험방법에 대하여 기술하였다.

제 5 장에서는 길이청감실험에 의한 비교음원에 대한 길이청감정답률, 설문조사를 통해 실시한 대상 홀의 음향에 대한 전체적 인상, 음향선호도조사를 통해 평가된 각 좌석별 선호도 점수와 측정된 실내음향파라메타와 ACF/IACF 지표와의 상관관계를 분석하여 주관적인 평가에 영향력이 큰 지표를 추출하였다.

제 6 장에서는 이와 같은 주관적 반응에 대한 객관적 평가 지표와의 관계를 결론지었다.

본 연구에서 도출된 결론을 요약하면 다음과 같다.

1) 길이청감정답률과 설문 조사 그리고, 실내음향 파라메타와의 상관관계분석결과 RT (Reverberation Time)와 ITDG (Initial-Time-Delay Gap)가 높은 음의 상관관계를 나타내고 있어 잔향시간이나 직접음과 반사음의 경로차가 상대적으로 길어지는 좌석일수록 음의 길이에 대한 판단율이 저하하는 것으로 나타났다.
2) 음향 특성이 서로 다른 좌석에서의 설문조사결과, ‘전체적 인상(Overall Impression)’은 ‘잔향감(Reverberance)', '둘러싸인 느낌(Envelopment)', '친밀감(Intimacy)'등 세 가지 건축음향요소와 높은 상관관계를 가지고 있어 좌석별 음향 성능 평가에 가장 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 이 세 가지 항목 중 ’둘러싸인 느낌(Env)‘은 전체적인 인상에 가장 영향을 크게 주는 요소인 것으로 밝혀졌다.

3) 객관적 지표와 전체적인 인상과의 관계에서는 ITDG가 높은 상관관계를 나타내고 있어 직접음과 반사음의 경로차가 30ms이내에서 길어질수록 양호한 음향성능을 보유하고 있는 것으로 평가되었다.

4) ACF/IACF 지표들과 전체적인 인상과의 상관관계 분석에서 실제 홀의 음압 레벨일 경우 SPL과 φ1이 높은 상관관계를 나타내며, 동일한 음압 레벨일 경우 τIACC가 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다.

5) 선호도 조사 결과 좌석선호도와 측정된 실내음향 파라메타와의 관계는 C80 (Clarity), D50 (Definition), Ts (Center Time), RT (Reverberation Time)의 순서대로 상관계수가 높았으며, ACF/IACF 지표 중에서는 τIACC가 음향선호도와 상관관계가 높은 것으로 나타났다. 다중회귀분석결과에서도 독립변수로 설정된 C80과 τIACC의 설명력이 높은 것으로 분석되어 큰 요소로 밝혀졌다.

이와 같은 실험 결과에 따라 피험자들의 각 좌석 평가 시 상관관계가 높은 지표들, 즉, ITDG (Initial-Time-Delay Gap), SPL(Sound Pressure Level), τIACC, C80 (Clarity), RT (Reverberation Time), IACC (Interaural Cross-Correlation) 등이 주관적 평가에 영향을 미치는 지표임을 확인하였고 이 지표들 중 SPL과 IACC는 음향 설계시 가장 유용한 지표가 된다는 사실이 밝혀졌다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1. 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2. 기존의 연구 2
• 1.3. 연구의 범위 및 방법 4
• 제 2 장 이론 고찰 7
• 2.1. 실내음향평가지표 7
• 2.1.1. 잔향시간 7
• 2.1.2. 초기감쇠시간 8
• 2.1.3. 음의중심 9
• 2.1.4. 명료도 10
• 2.1.5. 요해도 10
• 2.1.6. 음성전달지수 11
• 2.1.7. 1차 반사음의 경로차 11
• 2.1.8. 측면 반사음의 비율 12
• 2.1.9. 저음의 비율 13
• 2.2. ACF/IACF 요소 13
• 2.2.1. ACF/IACF 모델의 개요 14
• 2.2.2. 청감요소의 정의 15
• 2.2.3. 음장요소의 정의 16
• 2.3. 청감실험 21
• 제 3 장 측정개요 및 방법 22
• 3.1. 측정 개요 22
• 3.1.1. 대상콘서트홀의 개요 22
• 3.2. 측정조건 및 방법 25
• 3.2.1. 측정항목 및 방법 25
• 3.2.2. 8개 수음점의 음향특성 29
• 3.2.3. ACF/IACF 요소 분석 31
• 제 4 장 주관적 평가 개요 및 방법 32
• 4.1. 길이청감실험 32
• 4.1.1. 음원의 녹음 32
• 4.1.2. 실험대상 32
• 4.1.3. 실험조건 33
• 4.1.4. 대응실험방법 35
• 4.2. 설문조사 36
• 4.2.1. 음원과 청감실험대상 36
• 4.2.2. 설문조사시 환경 36
• 4.2.3. 설문조사방법 37
• 4.3. 선호도조사 39
• 4.3.1. 음원과 청감실험대상 39
• 4.3.2. 선호도 실험방법 39
• 제 5 장 결과분석 및 고찰 40
• 5.1. 길이청감실험 40
• 5.1.1. 좌석별 정답률 결과 40
• 5.1.2. 물리적 지표와의 상관관계 40
• 5.2. 설문조사 42
• 5..2.1. 설문조사항목 내 상관관계 42
• 5.2.2. 설문항목과 음향지표와의 상관관계 45
• 5.3. ACF/IACF 요소와의 분석 47
• 5.3.1. ACF/IACF요소분석 (기존 홀 자체의 음압) 47
• 5.3.2. ACF/IACF 요소분석 (동일음압) 50
• 5.4. 선호도 결과 및 분석 52
• 5.4.1. 선호도 분석방법 52
• 5.4.2. 물리적 지표와의 상관관계 53
• 5.4.3. 물리적 지표와의 다중회귀분석 56
• 제 6 장 결 론 61