일하다가 잘 안 풀려 적어보는 잡생각
![Plamya](/files/member_extra_info/profile_image/874/978/978874.png?t=1718587907)
아... 며칠째 저를 괴롭히는 문제가 있는데, 도무지 어떻게 해야할지 모르겠습니다.
그래서 잡생각 몇가지 적어서 여러분들의 머릿속도 어지럽히려고 해요.
1. 밀폐형 헤드폰이 대체로 개방형보다 성능이 떨어지는 이유는 무엇일까?
간단하게 공기흐름 제어 등의 이유로 드라이버의 진동폭(displacement)이 제한되기 때문이라고 결론내릴 수도 있겠습니다.
그런데, 가청주파수의 진동은 near field pressure wave라고 알려져있고, subsonic region에서의 유동은 저속응답이기 때문에 적절한 vent hole을 이용해 쉽게 제어할 수 있을텐데, 그런 이유에서 고가의 밀폐형 헤드폰들일수록 일반적인 인식과는 달리 누음에는 아랑곳하지 않는 설계를 보이는 게 아닌가... 생각이 듭니다. 반사파로 인한 resonance의 가능성이 있을 수는 있겠지만, 고정밀도의 유동장 해석과 결합한 ffowls-Williams-Hawkins 방법이나, 유동장과 1D Rayleigh-Plecet 방정식을 조합한 소음해석법을 Continuum Mechanics와 결합한 해석법...은 몰?루?
2. 헤드폰의 진동판을 틸트시킨 설계가 가져다주는 이점은 무엇일까? 그리고 한계는 무엇일까?
지향성이 가장 중요한 고려사항이겠죠. 저는 사실 스피커가 그토록 강한 지향성을 가지는 이유를 이해하기가 정말 힘듭니다. pressure wave를 일으키는 pressure라는 것은 기본적으로 scalar variable입니다. 그런데, 저음에서는 지향성을 거의 가지지 않는 반면, 고음으로 갈수록 강한 지향성을 가진다고, diaphragm을 통한 음향기기들이 증명하고 있어요. 그럼 저음은 convective transport에 의존적이고, 고음 쪽으로 갈수록 radiative transport에 가까운 것인가? 혹은 공기라는 것은 dispersive material이라 주파수에 따라 이런 다른 수송 특성을 가질 수 있는 것인가? 그런데 주파수에 따라 celerity가 다르지는 않으니까 공기는 dispersive material은 아니잖아? 아 이게 무슨소리야 정말
아무튼 틸트각이라는 것은 지향성 이외의 효과가 있을 거라는 가정을 했을 때, 반사파라는 또 하나의 후보를 찾아내게 됩니다. 그런데, radiation에 관해 배울 때 거의 첫 시간에 반사율+흡수율+투과율=1이라는 법칙을 접하는데, 과연 사람의 피부는 저 세 값이 모두 같을까요? 그리고 얼굴의 골격 형상에 따라서 반사각이 다를 수도 있고, 피부의 상태에 따라서 흡수율과 반사율이 다를 수도 있을 것이고, 여성들의 경우 화장품에 의해서 그 값이 바뀔 수도 있는 것 아닐까요?혹시나 머리카락이 이어패드 아래에 많다면? 이러한 필라멘트 구조는 훌륭한 소파장치의 역할을 수행하는데, 그럼 잔향이 줄어들 수도 있지 않을까?그리고 인종과 연령, 성별에 따라, 모발의 굵기, 모질(곱슬인가, 직모인가 등)에 상당한 차이가 있는데, 이 때문에 음향 특성은 엄청나게 다양해질 수도 있지 않을까? 제조사들은 이런 점들을 고려하고 만드는 걸까요?
이런 개소리를 끝도 없이 풀어낼 수는 있긴 한데,
지금 시달리고 있는 문제에 새로 시도해볼만한 게 생각나서 여기까지 적어야하겠습니다.
혹시라도 의문을 가지실 분들이 계실 것 같은데, 저 낮술은 하지 않았습니다.
댓글 23
댓글 쓰기![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/874/978/978874.png?t=1718587907)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/876/800/003/3800876.png?t=1718447822)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/874/978/978874.png?t=1718587907)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/592/308/002/2308592.jpg?t=1713244493)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/874/978/978874.png?t=1718587907)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/916/969/001/1969916.jpg?t=1628136674)
반대로 술을 한잔 하신다면 해결이...!?!?!?!?!?!?
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/874/978/978874.png?t=1718587907)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/720/972/003/3972720.png?t=1718368843)
선형왜곡이 듣는사람 마음에 안들 뿐 이지 기계적인 성능이 떨어진다는 것 자체가 동의하기 어렵네요.
말씀하신대로 벤트 좀만 뚫려있어도 변위 많이쓰는 공진주파수 근처랑 그 아랫대역에서 에서 별 차이 없습니다. 그 위는 애초에 변위 많이 안쓰니... 뭐 상대적인거고 따져봐야 하지만...
그냥 유닛 ts파라미터로 원하는 크기응답/적정qtc나오게 용적확보하는 것 도 헤드폰 수준에서 충분히 가능할 것 같고
반사파는 그래서 후면 흡음 잔뜩 때려버린게 댄클락이죠. 근데 애초에 반사파 자체는 비선형은 아니니까...(비선형왜곡을 증폭 할 순 있긴한데 다른 쪽 이야기고...) 그냥 사람이 듣기에 마음에 안들 뿐 이죠.
사실 이런저런 요소랑 같이해서 따져보면 변위의 제한이 나쁘다...는거 부터 그런지 아닌지 애매합니다. 차라리 제한되는게 좋을 수 도 있고... 비선형이랑 선형이랑 따로보는게 맞는지도 애매하죠 후면용적 바뀌면 크기응답 달라지고 변위따라 압축 발생할거고 으어어
2-지향성
스피커에서 대역따라 지향성 다른건 진동판 특성도 있고 이건 배제한다치면 도파관을 포함한 스피커 인클로저 전체의 음향시스템이 파장길이에 따라 다르게 작용해서 그런거고 저음도 커다란 도파관(혼이라고 해야하나...) 쓰면 됩니다.
한마디로 파장 길이에 따라 그냥 다를 뿐 이지 저음도 고음도 모이고 퍼지고 다 가능이요.(진동판이 그게 된다는건 아니고요. 분할진동, 비밍, 머 그런거 대충 찾아보시면..)
2
그냥 소리 들어오는 방향에 따라 신체와의 상호작용이 다르죠 맨날 HRTF이야기하는게 이거에요 거기서 귓바퀴~외이도 관련한 부분이 제일 크고... 애초에 지향성 따지는거랑 별개의 문제인게 예를 들면 무지향성 스피커를 등 뒤에 두면 뒤에서 소리가 들리지 전방향에서 소리가 들리는게 아니잖아요(반사음 없을 때)
반사음 왜 안따지냐고 하실 수 도 있는데 HRTF가 유의미하게 적용되는건 전대역이 아니라 대충 일정 주파수 이상이고 그 주파수들에서 직접음과 반사음의 비를 따지고 이걸 인지음향이랑 엮어서 어케어케하면? 아몰라요 전 헤드폰가지고 뭐 생각 안하기로 했습니다
안그래도 구동부만 생각해도 머리 터지는데...
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/720/972/003/3972720.png?t=1718368843)
전 나이가 어려서 가방끈이 많이 짧은지라 대충 알고 엮고 어케어케하면 될거 같은데? 하다가 던지고 그러고만 있네요.
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/874/978/978874.png?t=1718587907)
아무튼 머릿속을 어지럽게 만든다는 제 계략은 성공적인 것 같네요. 후후
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/415/963/003/3963415.jpg?t=1723023523)
밀폐형에 대한 제 생각은 다음과 같습니다. 일단 드라이버 진동판 압뒤로 양압과 음압이 생기는게 커서 드라이버의 반응성이 떨어져서 그런 거 아닐까요 ㅎㅎ
또 말씀하신 반사파에 의한 공진도 큰 역할을 할 것 같아요. 이걸 해결한게 DCA가 메타물질을 사용하여 흡음을 엄청 해놓은 스텔스라고 생각합니다. 하이엔드 밀폐형 헤드폰들은 이 고민을 많이 하는게 보입니다. 이외에도 HD820의 경우 드라이버 입장에서 보면 겉면의 유리 부분이 볼록거울과 같은 역할을 하여 드라이버 주변에 위치한 흡음물질로 반사되는 것으로 알고 있습니다. '
여담이지만 저는 이상하게 오픈형 헤드폰이 되게 어색하게 들려요. LCD4z같이 저음 잘 나오는 오픈형 헤드폰은 여보컬 들어도 뭔가 저역이 웅웅거리는 느낌이 나고 소리가 멀게 느껴지더라구요. 그래서 LCD2CB를 씁니다 ㅋㅋ
그리고 진동판에 틸트를 주는 것은... 마치 스피커에 토인각을 주는 것과 같은 원리 아닐까 추측해봅니다...
이미 다 알고 계신 내용일텐데 그냥 써보았습니다 ㅎㅎ
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/415/963/003/3963415.jpg?t=1723023523)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/874/978/978874.png?t=1718587907)
Physics에서 말하는 "간결할수록 아름답다"는 원리가 Engineering/Mechanics에서는 통하지 않는 경우가 많다 보니 뭔가 합의된 원칙을 기반으로 이해하려고 해도 계속 응? 하는 일이 많더군요
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/282/151/002/2151282.jpg?t=1653274856)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/874/978/978874.png?t=1718587907)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/625/824/002/2824625.jpg?t=1678980172)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/874/978/978874.png?t=1718587907)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/550/012/001/1012550.jpg?t=1573241063)
저는 오로지 노화로 인한 청력 손실 걱정만 하고 있는...
공간감 늘리는거는 외부공기에 얼마나 잘 열려있는지가 체감적인 차이를 주는거 같기도해서요.
스피커소리를 들을때 7-80%가 반사음이고 직접음은 굉장히 적다고 하더라구요.
생물의 진화는 반사음을 들으면서 방향추정을 잘 하도록 되어왔을꺼구요.
현존 가장 좋은 솔루션이라는 애플공간음향도 실제 스피커보단 많이 못한 느낌을 주기도하고요 ㅋㅋ
이헤폰에서 얼른 극장이 구현되었으면 하는데... 죽기전에 가능할지는 ㄷㄷㄷ
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/458/163/163458.jpg?t=1675397539)
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/843/155/002/2155843.jpg?t=1639533885)
틸팅은 효율면에서 효과가 있지 않을까요? 사람의 귓바퀴는 앞뒤로 구분하자면 분명 전방을 향하고 있고 제 귀만해도 각도를 조금만 앞으로 꺽으면 꽤 다르게 들리거든요.
![profile image](/files/member_extra_info/profile_image/065/354/354065.jpg?t=1542204798)
1. 밀폐형이 성능이 떨어진 다는건 다소 동의하기 어렵습니다.
밀폐형은 보다 정밀함에서 우위가 있고, 개방형은 개방감에서 우위가 있다고 생각합니다.
저는 헤드폰이 공간반사음 부분을 제외하고서는 스피커의 원리와 크게 다르지 않다고 보고 있거든요.
L과 R의 공간을 공유하는 스피커처럼
L의 소리가 반사되어 R에서 들린다거나 하는 부분은
물리적으로 L과 R의 공간 자체가 완전히 분리된 헤드폰에서는 있을 수가 없지만
기본적으로 밀폐형 헤드폰에서 이어컵 전체의 내부용적 공기량과 이어컵의 벽면이 있다는 것은
포트없는 밀폐형 스피커의 특성하고 거의 같다고 봅니다.
여기에 벤트홀이 추가되면
스피커의 포트홀과 같이 공기흐름을 더욱 원만하게 해주는 효과를 주지만
포트홀에 드나드는 공기는 그 자체로 소리로 반사되어 귀로 들어올 수 있는 반면
헤드폰의 벤트홀은 귀로는 들어오지 못한다는 차이가 있겠죠.
그리고
윗분께서 댄클락을 말씀하시긴 했는데
댄클락까지 안가더라도
오테의 10만원대 헤드폰인 ATH-M50의 경우
모니터링용 헤드폰으로써 흡음재와 틸팅 모두 적용된 물건입니다.
2. 틸팅은 저는 "착용편차를 줄이기 위한" 구조로 봅니다.
평행일 때는 귀와 드라이버의 상관 위치가 매우 중요하지만
틸트된 드라이버는 기본적으로 드라이버가 귀보다 약간 앞을 상정하고 있고
뒤로 당기던 앞으로 당기던 귀 뒤로 드라이버가 넘어가는,
즉 왜곡된 소리가 들어올 가능성이 적거든요.