Oscillator

[ 마르지 않는 샘 ]
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영화 주라기 공원에는 정말 멋진 장면이 나옵니다.
거대한 울림을 컵안의 물로 시각화하는 장면이지요.
보이지 않는 소리를 그림과 영상으로 표현하는 것이 중요해진 시대입니다.
먼저 소리가 시각적으로 어떻게 처리되는지 알아보겠습니다.

[ 소리의 3요소 ]

음높이                  (Frequency / Pitch)
음  색   (Brightness / Tone / Timbre)
음의 크기          (Amplitude / Volume)

이 3가지를 그림으로 어떻게 표현하는지 보도록 하죠.





Picture 1. Sine wave. 1Hz






Picture 2. Pitch

우리가 보통 튜닝할때 사용하는 '라', 즉 A4는 440Hz
이 말은 1초에 440번 떠는것을 반복한다는 소리입니다.
한 옥타브 아래인 A3 = 220Hz, 절반이 되구요,
한 옥타브 위인 A5는 두배인 880Hz가 됩니다.
이게 무슨 말일까요?

'많이 안 떨면 낮은음, 무진장 떨어대면 높은 음'이라는 말입니다.





ii. 음색   Brightness / Tone / Timbre



Picture 3. Timbre


음색은 말 그대로 소리의 색, 즉 밝기를 말하는데
이 밝기는 파형이 얼마나 찌그러졌느냐에 따라 변합니다.
부드러운 파형의 사인 웨이브는 소리도 따뜻하고 부드러운 반면에
톱니같은 모양을 그리는 쏘우(Saw)파형의 소리는 차고 날카롭습니다.
많이 찌그러질 수록 밝은 소리가 되며 심하게 찌그러지면 노이즈가 됩니다.
따라서 찌그러진 정도를 살펴보면 소리의 밝기를 예측할 수 있습니다.





iii. 음의 크기 Amplitude / Volume



Picture 5. Volume

소리가 커지면 파형의 크기도 커집니다.


이 세가지 사항을 잘 익히면 어떤 소리나 음악을 에디터로 열었을때
소리를 듣지 않고 파형만 보더라도 대충 소리가 어떨 것인지를 가늠할 수 있습니다.



Picture 4.

피아노, 바이얼린과 스네어 드럼의 파형들.
소리의 색과 압력에 따라 파형의 크기와 거칠은 정도가 변하는 것을 알 수 있습니다.



그런데, 혹시 글자색 때문에 알아첸 분들도 계실 것 같은데,
그렇습니다.

음높이     = OSC
음색       = Filter
음의 크기 = Amp

이렇게 되는 것입니다.
신디사이저의 3가지 주요 파트들은 소리의 3가지 요소들을 담당하고 있습니다.
신디사이저가 얼마나 이론을 기반으로 만들어져 있는지를 알 수 있습니다.




*                *                *                *




2. Oscillator - 오실레이터

이제 신디사이저를 보도록 하죠.
오실레이터는 지속적으로 떨어대는 장치입니다 (소리를 만들어 낸다는 말입니다).



후기 인상파 화가인 세잔은 사물을 네모, 세모 , 동그라미의 기본 도형으로
분석하고 해석하여 그리는 것을 좋아했습니다. 소리에도 이러한 기본적인 형태가 있습니다.

오실레이터는 Sine파형을 기본으로 소리의 기본이 되는 파형들을 만들어 냅니다.
사인 파형(동그라미)에서 시작해 톱니모양의 쏘우(세모), 스퀘어(네모)
그리고 가시달린 노이즈 까지.

기본 파형의 소리들.

1. SINE
부드러운 곡선을 그리는 소리의 기본파형. 티비에서 화면 체크할때 들리는 그 소리.

 2. TRIANGLE
SINE보다 각진 삼각형 모양을 그린다.

3. SAW
생긴 모양이 톱을 닮아 생겨 이름도 톱니라고 불린다.
보통 신디사이저를 초기화 하면 기본 톱니 파형이 나온다.

4. SQUARE
네모난 모양을 가졌으며 단단하고 정직하듯 맑은 소리를 가지고 있다.

5. PULSE
네모를 누른 직사각형 네모난 모양을 가졌으며 좀 더 단단한 소리를 낸다.

6. NOISE
말 그대로 노이즈. 특수효과나 퍼커션 소리에 효과적.

각 파형들의 음색을 비교하면 다음과 같습니다.


Picture 8. Waveforms & Brightness(Timbre)

자신이 만들고자 하는 소리의 성격에 따라 기본파형들을 고르면 되겠죠?
(Brightness에 잔소리를 대입하면 애인이 멀어지는 과정과 비슷하군요;)

이 기본 파형들은 지금 사용하고 있는 신디사이저에서 쉽게 찾아볼 수 있고,
거의 공통적으로 가지고 있는 기능입니다.



Picture 6. OSC section of Minimonsta

미니무그의 오실레이터 부분입니다.
오른쪽 노브를 보면 선택할 수 있는 파형들이 보입니다.
작아서 안보이니 큰 그림을 보겠습니다.



Picture 7. Waveforms of Minimoog

그림을 보시면 왼쪽의 사인파와 비슷한 Triangle에서 시작하여 네모로 변하고
맨 오른쪽에 노이즈에서 끝나는 것을 할 수 있습니다.
무그는 정말 교과서 적이라 차례대로 고르게 만들어 놓았습니다.

그림에 각각의 파형들이 만들 수 있는 악기들의 소리를 같이 적어 놓았는데,
각 파형의 느낌이 어떻구나 하는 쪽으로 받아들이시구요,
꼭 저것을 사용해서 악기의 소리를 만들어야 하는 것은 아닙니다.


여기까지는 아날로그 서브트렉티브 신디서이저 오실레이터에 대한 설명입니다.
신디사이저에 따라서 사용할 수 있는 파형의 종류나 방식이 다 다른데요,
위 그림에 비해 몇개 없는 것도 있고, 버튼을 눌러서 고르게 되어 있기도 합니다.

*부록: 수퍼쏘우 Super Saw

JP-8080의 오실레이터.

수퍼쏘우란, 톱니(Saw)파형을 7~9개를 합친 것으로 롤랜드의 JP8000시리즈에서
처음으로 등장했습니다(Virus Ti 에서는 Hyper Saw라고 합니다).
상당히 거친소리를 내는데, 트랜스나 드럼엔 베이스등에서 사랑받는 파형입니다.
소리가 궁금하시면 다음 포스팅을 참고해 주세요
http://myelectroboy.com/626

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3. Oscillator의 종류

오실레이터는 구현되는 방법에 따라 여러가지가 있고
신디사이저의 종류를 나누는 기준이 되기도 합니다.

i. 아날로그 OSC : VCO/DCO

무그를 포함한 서브트렉티브 신디사이저들은 위에서 말한 기본 파형으로 소리를 만듭니다.
초기의 오실레이터는 전압(V)으로 제어되었기 때문에
 VCO (voltage-controlled oscillator)라고 부릅니다.
이 전압 제어 방식은 피치가 불량하다는 단점을 가지고 있었는데, 이를 개선하기 위해
디지털적으로 제어하는 것을 DCO (digitally controlled oscillator)라고 하며,
디지털이란 말이 들어갔지만 여전히 아날로그 오실레이터 입니다. 말 안듣다가 정신 차린거죠.

두텁고 따뜻한 전자음색이 특징이나,
패치를 만들때 음향 이론 및 전기 전반에 대한 지식이 필요하고
리얼한 악기의 소리를 표현하기가 힘이 듭니다.

지금은 거의 멸종(?)되고 많이 쓰이지 않습니다. 
옛날 - 1970~1980년대 중반 정도 - 에 만들어진 진짜 오실레이터가 들어간 신디사이저들은
컬렉터들 사이에서 빈티지라고 불리우며 수집의 대상이 되고 있습니다.


그러다 매니아들의 갈망으로 인해 얼마전 무그를 비롯한 망했던 회사들이 되살아나
진짜 아날로그 신디를 다시 선보이기 시작했고 부활을 노리고 있는 상황입니다.






ii. Wavetable / PCM(Pulse-code modulation)



서브트렉티브가 기본 3색을 섞어 색을 만든다고 하면,
웨이브테이블은 24컬러 혹은 30컬러 등 색이 미리 만들어진 종합 세트입니다.
 
초기의 아날로스 서브트렉티브 신디사이저 들은
보통의 음악을 하는 뮤지션들이 사용하기엔 단점이 많았는데,
위에서 언급한 대로 피치가 불량하며, 몇몇은 피아노 소리가 나는 줄 알고 구입했다가
리얼 악기의 소리들이 없어 당황하거나 하는 일이 많았습니다.

웨이브테이블은 오실레이터가 만들어내는 파형을 디지털 샘플로 대치합니다.
(서브트랙티브 신디사이저의 사생아, 서자, 또는 사파 같은 존재입니다)
파형을 직접 만들어 내기 위해 오실레이터를 혹사시키지 않고, 미리 만들어진 라이브러리에서
알맞은 파형을 바로바로 뽑아 사용합니다 (이것은 디지털의 장점이지요).
기본 파형 이외에 리얼 악기들의 여러가지 파형들이 추가되어 보다 다양한 표현이 가능하고,
특히 퍼커션의 표현에 장점이 있어서 드럼 머신에 많이 쓰입니다.
라이브러리의 크기만큼 프리셋의 수가 상당히 많아지게 되며
미디를 하는 뮤지션들 사이에서 사랑을 받았고,
무엇보다도 아날로그 오실레이터 보다 싸다는 점이 어필하여 상당히 많이 보급되어서
한때는 '사운드 모듈/신디사이저 = 웨이브테이블 기반의 신디사이저'를 의미하기도 했습니다.

M1, 트리니티, 트라이톤, K2000, 모티프, 팬텀, JV, XV, Proteus, Ensoniq ZR, PPG...etc
그리운 한시대를 풍미했던 걸작 신디들의 이름들이지요.



Picture 9. Korg Trinity. 개인적으로 가장 사랑했던 신디.




Picture 10. NI Massive.
선택할 수 있는 파형이 상당히 많다.
매시브는 Wavetable이지만 아날로그 신디사이저의 소리를 표현하기 위해
만들어졌기 때문에 리얼 악기의 소리는 없다. 



Picture11. 웨이브파일로 존재하는 Rapture의 기본 파형들.
사용자가 직접 만들어 추가하는 것도 가능하다.



Picture12. Korg M1. 4메가의 PCM 데이타를 가지고 있다.
이것으로 음악을 시작하는 사람이 정말 많았다.



웨이브테이블은 디지털 특유의 차가운 느낌이 있고 편집의 자유도가 떨어지기 때문에
전자음을 좋아하는 유저 사이에서 의견의 충돌이 많습니다.



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iii. FM (Frequency Modulation)

FM을 쉽게 말하기가 좀 어려운데, 한 주파수(Frequency)가
다른 주파수를 참견해서 물들여 버립니다.
이게 말은 쉬운데, 구체적인 예를 들자면... 흠.

A군은 문제아. 얘가 모범생 B군을 무지하게 놀려댄다.
'그만 하지?' B군은 참았다. 하지만 계속해서 놀려대며 야리는 A.
이성으로 참고 있으나 굳게 다문 입술의 끝은 파르르 떨리고 있다.
사실 그는 전 학교에서 짱이었으나 어머니의 권유로 마음을 잡고 모범생이 되었던 것이다.
하도 요란하게 놀려대느라 온 교실의 학생들이 보고 있어도 참았다.
하지만 어머니 이야기가 나오자 참다 못한 B군의 격투본능은 폭발해 버리고 마는데...
그가 정신을 차리고 보니 교실은 쑥대박이 되어 있었다.

-라는 식입니다;

Picture 13. EFM1. 서로가 대치하는 듯한 디자인이 인상적.
왼쪽의 모듈레이터가 살근~살근~ 약올리면,
오른쪽의 캐리어가 열받아서 소리지르며 폭주하게 된다.




Picture 14. NI FM8. 패싸움이 일어나는 광경(?!).




Picture 15. DiscoDSP Discovery의 오실레이터 부분.
Discovery의 FM이란 녀석은 폭탄, 또는 난봉꾼 같은 존재로
OSC2군을 도발하여 온화하던 OSC1군의 소리를 타락시킨다.


FM방식은 특유의 밝고 날카로운 금속성 소리가 특징으로 (싸워서 그러냐;),
전체적인 사운드를 다듬어 나갈땐 마치 소리를 반죽하는 느낌이 납니다.
한때 FM방식의 신디사이저가 반짝 인기를 끌어 아날로그 신디사이저가 몰락하는데
단단히 한몫 했습니다만, 요즘은 거의 멸종 되었고
요즘 나오는 신디사이저들의 한 부분의 기능으로 통합되거나
소프트웨어로 에뮬레이트 되어 맥을 이어가고 있는 실정입니다.








iv. 사이보그 (Virtual Analog/Software)

Picture 14. Roland JP-8080(1998) 주피터의 사이보그.

사이보그는 컨셉상 붙인 제목이고, 초창기 아날로그 신디사이저 들을 디지털 기술로
재현한 것입니다. 형태만 다를 뿐 오실레이터도 똑같이 작동하도록 재현이 되어있지요.
흔히 에뮬레이션이라고 하는데 즉, 아날로그의 흉내를 내는 기기라고 할 수 있습니다.
하드웨어 형태로 존재하기도 하고 소프트웨어로 제작되기도 합니다.


웨이브테이블이 퍼지고 아날로그 신디들의 존재가 사라져가는 것을 보고
몇몇 뮤지션들은 아쉬웠습니다. 디지털의 가벼움에 식상한 그들은
'그래도 그땐 전자음이 정말 따뜻하고 진짜였는데' 하면서 그리워했고,
퇴물이 되어버린 옛날 악기를 찾아내어 수집하곤 했습니다.
이 그리움이 오늘날 과거의 옛날 아날로그 신디사이저들을
디지털로 재현하는 시도로 이어지게 됩니다.

이렇게 만들어진 신디사이저를 버추얼 아날로그 (Virtual Analog - V.A)라고 부릅니다.




Picture 15. 오리지널 Roland Jupiter8(1981)
그리고 그의 DNA를 복제한 소프트웨어 클론 Arturia Jupiter 8V(2007).


초기의 V.A 신디사이저를 접한 일부 매니아들은 실망할 수 밖에 없었습니다.
두텁고 따뜻한 전자음을 기대했건만 V.A의 소리는 정말 차가운 디지털이었기 때문입니다.
소프트웨어도 마찬가지였습니다. 하드웨어 V.A에 비해서도 맛이 없고 한없이 가볍다고 느낌...




Picture 15. Access Virus Ti series. 현존하는 최고의 V.A 신디사이저중 하나.
아날로그, FM, PCM 각각의 장점들을 수용한 하이브리드한 형태를 취하고 있다.



하지만 시간이 흐르고 V.A의 기술도 많이 발전해서 독자적인 영역을 구축해 나가고 있습니다.
V.A나 소프트웨어는 모두 디지탈 이지만, 그것이 소리를 구현하려는 방식을 기반으로
서브트렉티브인지 웨이브테이블인지, 기타등등인지를 구분합니다.




이밖에도 Additive, Granular synthesis 등의 끝내주는 방식들이 있는데,
지금은 때가 아닙니다. 니중에 차차 포스팅 하도록 하겠습니다.



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과거 신디사이저 유저들의 세계에서는
서브트렉티브 (아날로그) VS 웨이브테이블(디지털)
의 대결구도로 많이 갈리었습니다.
아날로그라 함은 진짜아날로그 서브트렉티브 신디사이저들=빈티지를 뜻하는 것이었죠.

하지만 요즘은 그 의미가 많이 달라졌습니다.
V.A와 소프트웨어의 범람으로 인해 요즘의 '아날로그 신디사이저'란 말은
형태나 육체를 말하지 않고 개념적인 것이 되어버려서,
오늘날의 서브트렉티브는 하면 과거 빈티지와 더불어 그 시절의 방식을 '흉내내는'
모든 종류의 신디를 말하게 되었습니다.

오늘날 신디사이저를 구분하는 척도는 다음과 같을 것입니다.

전자음을 주력으로 내는 신디 VS 리얼 악기 음을 잘 내는 신디

의 형태가 되어버린 것입니다.
예를들어 Massive나 Vanguard등은 아날로그 신디사이저의 강력함을 표방하고는 있으나
웨이브테이블을 사용하는 아이러니를 가지고 있습니다.
에뮬레이션의 세계에서는 과거의 아날로그함을 표현하기 위해 그것의 샘플을
사용하는 것이 가장 효과가 좋기 때문인 것이죠.
이제는 형식에 상관없이 지향하는 목적에 의해 여러가지 방식들이 합쳐져서
아날로그와 FM, 웨이브테이블의 장점을 하나로 합친
하이브리드한 형태로 변해가는 추세입니다.

'어느 신디사이저가 좋다'라는 개념은 대단이 주관적이고
자신의 환경이나 추구하는 장르에 따라 변하기 때문에 서열을 정하기 힘든 일입니다.
완전 캐발리던 푸루튀룹스가 덥스탭 용자인 SKREAM 때문에 재조명되는 세상이니까요;
(친구가 FL쓴다고 해서 비웃다가 Skream이 쓴다니까 다들 얼굴이 굳어버렸던...)

따라서 오늘날 신디사이저를 고를때면
'어느 신디가 소리가 좋아요?'라고 하지 말고
 '힙합엔/트랜스엔 뭐가 좋아요?' 식으로 물어보는 것이 좋습니다.



이상 오실레이터와 신디사이저 종류를 알아봤는데요,
자신의 악기가 어떤 방식으로 돌아가는지 알아두면 좋을 것입니다

* 출처 : 전자소년님의 블로그 http://myelectroboy.com/655