음색은 무엇일까?
음악은 단순히 음의 높낮이와 음량의 조합만으로는 표현되지 않는다. 음악의 깊이와 다양성은 그 뒤에 숨겨진 다양한 음악적 요소들로부터 나온다. 그 중에서도 ‘음색’은 아주 핵심적인 요소이다. 음색은 우리가 같은 음조, 같은 음량의 소리를 들어도 서로 다른 악기나 목소리를 구별하게 해주는 소리의 특성이다. 이는 기타가 피아노와 다르게, 또 트럼펫이 색소폰과 다르게 들리는 이유를 설명해준다.
기음과 배음
그렇다면 음색은 어떻게 형성되는 것일까? 정답은 ‘기음’과 ‘배음’에 있다. 기음, 또는 ‘fundamental’은 소리나 음악에서 가장 기본이 되는, 가장 낮은 주파수를 가진 성분이다. 이 주파수가 바로 음정을 결정한다. 그리고 이 기음 뒤에 정수배를 곱하여 나오는 주파수들을 ‘배음’, 또는 ‘harmonics’라고 한다. 이러한 다양한 배음 구조는 음색을 결정하게 된다.
배음이라는 개념은 간단해 보이지만, 실제로는 각기 다른 악기나 목소리마다 분포나 구성이 조금씩 다르다. 예를 들어, 어떤 악기에서 C4 음의 기음 주파수가 261.63Hz일 때, 그 배음은 2배, 3배, 4배 등의 주파수로 나타난다. 따라서 2배음은 523.25Hz, 3배음은 784.88Hz로 나타난다. 그런데 핵심은, 이러한 배음들이 모든 악기나 목소리에서 동일한 세기로 나타나지 않는다는 것이다. 어떤 배음은 강하게, 어떤 배음은 약하게, 또 어떤 배음은 거의 들리지 않게 나타날 수 있다.
비배음이란?
비배음, 또는 ‘inharmonics’은 소리나 음악에서 발생하는 주파수 성분 중에서 기음의 정수배에 해당하지 않는 성분을 의미한다. 대부분의 악기나 소리는 기음과 그의 정수배인 배음들로 구성되지만, 타악기와 같이 음정이 명확하지 않은 소리는 비배음이 음색을 결정한다.
비배음은 소리의 음색에 특별한 특성을 추가한다. 배음이 음악의 조화와 깊이를 만들어내는 데 중요한 역할을 하는 반면, 비배음은 음악이나 소리에 더 복잡하고 풍부한 뉘앙스를 추가해준다. 비배음이 포함된 소리는 때로는 더욱 풍부하거나, 독특한 음색을 가질 수 있다.
Harmonic, Overtone?
많은 곳에서 상음과 배음의 개념을 혼동해서 쓰곤한다. 상음은 영어로 ‘overtone’, 배음은 ‘harmonic’인데, 이 개념은 아주 단순하다. Overtone는 기음을 제외한 배음들을 의미한다. 즉, 1st overtone은 2nd harmonic에 해당하고, 2nd overtone은 3rd harmonic에 해당하는 것이다. 배음의 정의는 기음의 ‘정수배’를 곱해여 나오는 주파수이기 때문에, 기음도 1배음에 속한다.
엔벨로프에 따른 음색
이러한 배음들의 분포와 세기는 소리의 ‘엔벨로프’에도 영향을 받는다. 엔벨로프는 소리가 어떻게 시작되고, 어떻게 유지되며, 어떻게 끝나는지를 나타내는 ADSR(Attack, Decay, Sustain, Release) 구조를 말한다.
예를 들어, 피아노와 첼로에서 같은 음을 연주했을 때, 우리가 듣는 소리의 차이는 배음들의 분포와 강도, 그리고 각각의 악기에서의 엔벨로프의 차이 때문이다. 피아노는 망치가 현을 치면서 발생하는 소리로, 공격적인 시작(Attack)과 빠른 감쇠(Decay,Release)를 가지며, 반면에 첼로는 활로 현을 떨리게 하여 소리를 만들기 때문에 더 부드러운 시작과 천천히 꺼지는 소리를 가진다.
물리적 특성에 의한 음색
또한, 악기나 목소리의 물리적, 구조적 특성도 음색에 큰 영향을 준다. 당연하다. 어떤 물질로 만들어지거나 어떤 구조를 가지고있냐에 따라 배음구조와 엔벨로프 특성이 완전히 달라지기 때문이다. 예를 들면, 구리로 만들어진 트럼펫은 나무로 만든 클라리넷보다 보통 더 밝고 강렬한 음색을 가진다. 마찬가지로, 사람의 목소리도 각기 다른 목의 구조와 크기, 형태에 따라 다양한 음색을 가진다.