파형의 시간적 변화 Envelope

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소리의 시간적 특성에 따른 변화를 설명하는 개념인 엔벨로프(Envelope)에 대해 정리해 보겠습니다.

엔벨로프가 중요한 것은 소리의 흐름을 시간에 따라 나누어 설명하는 개념으로 소리의 특성을 분석하고 설명하는 데 사용됩니다. 특히 신시사이저에서 원하는 소리를 제작할 때, 이 원리를 알고 있어야 합니다.   

 

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Envelope 

 

소리의 엔벨로프(envelope)는 소리의 시간적 특성을 설명하는 개념입니다. 일반적으로 소리는 시작하는 초기에는 급격하게 증가하고, 그 후 점차 줄어들다 소리가 사라집니다. 이러한 소리의 시간적 특성을 설명하기 위해 엔벨로프라는 개념이 사용됩니다. 엔벨로프는 일반적으로 소리가 시작되는 순간부터 종료될 때까지의 소리의 크기와 변화를 설명하는 그래프입니다. 일반적으로 소리의 시작 부분에서는 크기가 급격하게 증가하고, 일정 기간 동안 일정한 크기를 유지한 뒤, 종료 부분에서는 다시 급격하게 감소하다 소멸합니다. 예를 들어, 음악에서는 서스테인(sustain)이라는 단어가 사용되어 연주하는 동안 소리의 크기와 변화를 설명하는 데 사용됩니다.

 

이것은 총 ADSR이라고 불리는 4가지 파라메터로 설명됩니다. 

 

Attack

어택 단계는 소리 시작의 단계로, 음이 발생되기 시작한 후, 소리 크기가 커져 최고 음량에 도달할 때까지의 단계입니다. 어택까지 걸리는 시간을 어택 타임(attack time)이라고 합니다. 어택 타임이 0이라면 소리가 점점 커지는 단계 없이, 처음부터 최고 음량의 소리가 납니다. 어택타임이 50ms(0.05초)라면 작은 소리로 시작해, 0.05초 동안 커져서 최고점에 도달하게 됩니다.

 

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Decay

 

소리가 어택에 도달한 후, 서스테인 레벨까지 떨어지는 단계를 말합니다. 서스테인까지 도착하는데 걸리는 시간을 디케이 타임(decay time)이라고 합니다. 예를 들어 피아노는 건반을 누르고 있는 동안을 생각해 보면, 소리가 천천히 점점 작아지기 때문에 ADSR로 나타내면 디케이가 긴 것으로 볼 수 있습니다. 반면 종의 경우 부딪히는 순간, 어택에서 빠르게 음량이 작아지기 때문에 디케이가 짧다고 할 수 있습니다.

 

 

Sustain

신호가 계속 지속되는 동안 소리의 크기가 일정하게 유지되는 단계 서스테인 레벨(sustain level)이라고 합니다. 유일하게 소리의 크기로 조절되며, (피아노의 경우) 건반을 떼기 전까지 계속 유지되다가 건반을 떼는 순간 릴리즈 단계로 넘어갑니다. 만약 서스테인 레벨이 높다면 어택에서 비슷한 크기의 음량을 계속 유지하게 되며, 반대로 서스테인 레벨이 낮다면 어택에 비해 낮은 음량을 유지하게 됩니다. 서스테인을 아예 0으로 놓는다면 건반을 계속 누르고 있더라도 디케이 동안만 소리가 나고 조용해집니다.  ADSR 엔벨로프의 모양을 시간에 따라 그리면 서스테인 단계도 그려져야 하지만, 실제 신시사이저 등에서 ADSR의 설정값을 보여주고자 하는 경우에는 서스테인 단계를 생략하기도 합니다. 어택-디케이-릴리즈 단계만 그려져 있어도 디케이에서 릴리즈로 넘어가는 점의 레벨이 서스테인 레벨인 것을 쉽게 알 수 있기 때문입니다.

 

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Release

 

신호가 끊어진 후, 또는 음을 멈추라는 신호가 입력된 후, 소리 크기가 점점 줄어들어 조용해질 때 까지의 단계를 말합니다. 그 시간을 릴리즈 타임(release time)이라 부릅니다. 피아노를 예로 들면, 건반에서 손을 뗀 후, 댐퍼가 줄을 멈춰 소리가 사라질 때까지 걸리는 시간을 말합니다. 서스테인 이후에 오는 단계이지만, 음을 그만 내야 할 때가 되면 어느 상태이던지 바로 릴리즈 단계로 돌입해 소리가 줄어들게 됩니다.