기타의 음량

이 글은 이제까지 제가 쭈욱 말씀드려 왔던 "음정"에 대한 글이 아니라
"음량"이나 "음색"에 관한 것입니다.
너무나 당연한 말이이서 하나 마나한 말이지만
기타의 음량에 대해 혹시나 잘못 알고 계신 분들을 위해 올립니다.

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기타 제작가나 연주가들에게 있어서 가장 큰 관심은 아마도 음량일 것입니다.
음량이 작다는 것이 기타의 가장 큰 약점이기 때문이지요.

음량이 큰 기타와 음량이 작은 기타는 분명히 구분되고
그에 따라 가격차도 매우 크게 나고 있습니다.
기타에 대한 평을 들어 봐도 "음량이 크다 또는 작다"라는 평을 가장 흔하게 듣습니다.

그래서 기타의 음량을 결정하는 요인들에 대해서 살펴 봅니다.  

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음은 눈으로 진동을 보는 것이 아니라,
공기의 진동이 귀의 고막을 때려서 우리의 뇌가 인식하는 것입니다.
따라서 공기 진동의 크기가 기타의 음량을 결정합니다.

그러한 진동의 크기는 결국 에너지의 크기가 되겠지요.
전자장비의 도움을 받지 않는(어쿠스틱) 클래식기타에 진동에너지를 주는 것은 오직 사람의 손가락입니다.
사람 손가락의 탄현에너지가 기타줄의 진동에너지로 전달되는 것입니다.
그 에너지가 100% 모두 공기의 진동에너지로 전환된다면 가장 큰 음량을 얻는 것입니다.

그래서 음량을 결정하는 것은 크게 두가지 요인으로 요약할 수 있습니다.

<첫째> 현에 얼마만큼의 에너지를 담을 수 있는가? 현의 에너지 용량이라 할 수 있지요.

조그만 그릇에는 물을 많이 담을 수 없지요. 욕심 부리다가는 넘치고 맙니다.
마찬가지로 용량이 작은 현에 억지로 에너지를 많이 담으려고 욕심부리면 넘치고 맙니다.
즉, 현의 진폭이 너무 커져서 현이 지판이나 앞판을 때려 완전 엉망이 되는 것이지요.
기타 현은 진동에너지를 담을 수 있는 용량이 정해져 있습니다. 용량이 큰 것도 있고 작은 것도 있고.

당연히 현이 무거울수록 에너지를 많이 담을 수 있습니다.
진동에너지란 결국 위치에너지와 운동에너지의 총합인데, 둘 다 질량에 따라 결정되니까요.
위치에너지 = mgh, 운동에너지 = 1/2mv2.. 둘 다 질량 m에 비례합니다.  
(탄성위치에너지 공식은 다르지만 결국 보통의 위치에너지와 같은 개념입니다)

바로 하이텐션/로우텐션 줄이라고 부르는 것입니다.
하이텐션 줄은 무거운 줄이고, 로우텐션 줄은 가벼운 줄입니다.
재질이 똑같다면 하이텐션 줄은 굵은 줄이고 로우텐션 줄은 가느다란 줄이 됩니다.

<두번째> 현에 주어진 진동에너지를 얼마나 효율적으로 공기의 진동에너지로 바꿔주는가?

현에 주어진 에너지가 100% 공기 진동으로 바뀌지 않는다는 말은 결국 손실부분이 있다는 말입니다.
에너지는 보존됩니다. 악기라 해서, 음악이라 해서 예외가 될 수는 없지요.

현에 주어진 에너지 = 공기 진동으로 전환되는 부분 + 손실되어 사라지는 부분

너무나 간단한 공식이지요?
혹자들은 울림통의 설계에 따라 음이 "증폭"된다는 용어를 사용하는데 엄밀하게 말해서 틀린 말입니다.
에너지는 결코 증폭될 수 없습니다. (전기에너지를 가해서 증폭하는 앰프 이야기가 아니니까요)
기타 앞판이나 울림통은 에너지를 증폭하는 것이 절대 아닙니다.
현의 진동에너지를 공기의 진동에너지로 바꿔주는 효율을 높이거나,
또는 손실되어 사라지는 부분을 최소화하는 역할을 할 뿐입니다.

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첫째의 요인은 기타제작가가 아니라 현을 제작하는 업체에서 연구 개발해야하는 과제가 되겠고,
두번째 요인이 바로 기타제작가들이 심혈을 기울여 노력하는 부분이 되겠습니다.

그러면 진동에너지가 손실되어 사라지는 부분에 대해 알아봅시다.
진동이 소리로 바뀌지 않고 손실된다는 것은 결국 물체 속 분자들 간의 마찰에 의해 발생하는
열로 바뀌어 퍼져버리는 것을 말합니다. 그렇게 퍼져버린 에너지는 우리 귀에 들어오지 않습니다.

우선 기타 줄 자체의 발열로 에너지가 손실됩니다.
발열이라고 해서 손대면 뜨거운 그런 정도는 아닙니다. ^^
그리고 나무판들도 진동하면서 발열을 일으키겠지요?
그리고 사람이 기타를 안고 치니까 사람 몸 속에서도 손실되고, 결국 방바닥을 거쳐 지구로도 전달될 겁니다.
청각장애인이 연주회장에서 의자 팔걸이나 바닥의 진동으로 음악을 조금이나마 느낀다는 사실 모르시는 분 안 계실겁니다.

기타의 앞판은 하현주와 브릿지를 통해 현의 진동에너지를 받아들입니다.
그리곤 현의 진동수와 똑같은 진동수로 강제진동을 하게 됩니다.
그러면 넓은 앞판을 통해 보다 효율적으로 진동에너지를 공기의 진동으로 전환시켜 줍니다.
즉 에너지가 다른 곳으로 전부 새버리기 전에 효율적으로 소리에너지로 바꾼다는 말입니다.
앞판이나 울림통없는 막대기타는 줄만 진동하면서 열심히 공기진동을 만들지만
효율이 떨어져 미처 공기진동으로 전환시키지 못한 채 아까운 에너지를 다 흘려버리고 맙니다.
그래서 음량이 형편없이 작은 것이지요.

그리고 앞판에서 공기진동으로 전달되는 방향은 앞판의 앞쪽과 뒷쪽 모두일 겁니다.
앞쪽으로 전달되는 것은 청중의 귀로 들어가므로 좋은데,
뒷쪽으로 즉 기타를 안고 있는 연주자의 몸쪽으로 향하는 공기진동은 참 아깝습니다.  
그 진동이 연주자 몸속으로 흡수되기 전에 반사시켜주면 좋을 겁니다.
그래서 뒷판이 존재하고 결국 울림통 공간이 마련되는 것이지요.

결국 기타제작가들이 궁리에 궁리를 하는 부분은 다음과 같이 됩니다.

1. 현의 진동을 어떻에 효율적으로 앞판으로 전달하는가?
가장 중요한 부분이 하현주와 브릿지 설계겠지요.
하현주의 재질, 소뼈냐, 맘모스뼈냐, 황동이냐, 그리고 두께 등의 형상,
그리고 하현주에서 줄매는 곳으로 떨어지는 각도 역시 하현주를 눌러주는 힘을 결정하므로 중요합니다.
또한 상현주와 넥을 통해서도 진동이 전해지므로 그것들의 설계도 중요하겠지요.

2. 에너지를 전달받은 앞판이 얼마나 효율적으로 진동하는가, 또는 공기진동으로 바꾸어 주는가?
앞판이 너무 두꺼우면 공기진동으로 바꾸는 것보다는 자신의 내부 발열로 손실되는 부분만 커져 버리겠지요?
그렇게 손실을 줄이기 위해서 어떤 목재를, 어떻게 건조된 목재를 써야 하는가.
그리고 보강목의 설계 등등...

3. 옆판, 뒷판 및 울림통의 설계
옆판이나 뒷판이 공기진동을 얼마나 어떻게 반사해야 하는가? 등등...


그런데 문제는...
위의 사항들은 "음량"만이 아니라 "음색"과도 매우 밀접하게 연결되어 있다는 사실입니다.
무조건 음량만 크다고 좋은 기타가 되는 것은 아니기에 "명기"를 만드는 것이 그리도 어렵겠지요.

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음량, 음색 이외에도
6줄 음들의 발란스. 즉 어떤 줄만 소리가 유난히 크다던가 작다던가.
울프톤 문제,
현고 등과 같은 연주 편의성,
그리고 내구성 등등.. 제작가가 신경쓰는 부분은 매우 많습니다.

음정은요? 음정은 악기의 기본입니다.
아무리 소리가 좋아도 정확한 음정이 안 나오면 그건 악기가 아니라 장남감이지요.
그래서 제작가들은 현장에 따른 프렛위치를 정밀하게 계산하고 시공하며,
하현주의 위치를 현마다 조금씩 다르게 하는 등의 노력을 하는 것입니다.
(현의 굵기에 따른 말단효과 때문입니다)

기타 줄 걸었더니 넥이 휘청휘청 휘고, 앞판이 몇 센티나 부풀어 오르고,
계산도 안 하고 그저 대충대충 프렛을 박았다면 음정이랄 것도 없이 엉망입니다. 그게 악기입니까?
요즘 장남감 기타도 그리 만들지는 않습니다.