Prediction of the Acoustic Performance of a Music Hall Considering the Radiation Characteristics of Korean Traditional Musical Sources

There have been always some difficulties in target setting and conditioning of acoustic performances of the Korean traditional music hall due mainly to the lack of the information on the sound radiation characteristics of Korean musical sources. In this study, the radiation characteristics of four typical Korean traditional musical sources were investigated in precision and their usage was demonstrated: The selected musical sources were Gayageum (string), Daegeum (woodwind), Jango (drum), and Pansori Chang (vocal performance). Each sound source was located at the center of a semi-anechoic chamber and the directivity was determined by the measured sound pressure levels in every 10° angular position, for both vertical and horizontal directions. The directivity pattern of Gayageum varies from a uniform to a complex pattern having many side lobes with the increase of frequency. The main radiation of Daegeum is toward the upward direction. The directivity pattern of Jango is clearly a side-oriented one and the left direction intensity is sharper than its right side at low frequencies. For the Chang, the directivity pattern change from a uniform pattern to a frontally directed one as the frequency goes high. Measured directional and spectral characteristics of traditional Korean music sources were implemented into the computation of architectural acoustic measures for the Busan National Korean Traditional Music Hall which is under construction. Parameters such as RT, SPL, C80, IE, STI were calculated at two receiver positions by using a ray tracing technique. Significant differences in the acoustic measures at receiver positions were observed between the results in using the omni-directional source and the directional one. It is thought that the suggested source data and design method can be used as a basic reference in the future acoustic design of performance halls for the Korean traditional music.

국악음원의 방사특성을 고려한 국악원의 음향 성능 예측

기존의 국악원 설계에 있어서 국악음원의 음향 방사 특성을 고려하지 않아, 공연장의 음향목표설정 및 음향조정에 어려움이 있었다. 본 연구에서는 대표적인 국악 음원인 가야금 (현악기), 장고 (타악기), 대금 (관악기), 판소리 창 (성악) 등 4종에 대한 음향 방사 특성을 상세히 측정하여, 그 결과의 적용성을 살펴보았다. 음원을 반무향실의 중앙에 위치시키고, 매 10° 간격으로 음압 레벨을 측정함으로써 지향성을 파악하였다. 측정 결과, 가야금의 경우에는 주파수가 증가함에 따라 무지향성으로부터 지엽이 많아지는 형태로 순차적으로 지향성이 변하였다. 대금의 주요 방사방향은 위쪽이었고, 장고는 저주파수에서 왼쪽 지향성이 오른쪽보다 더 크게 나타난다. 창의 경우에는 주파수가 증가함에 따라 뒤쪽으로는 소리가 거의 전파되지 않는 지향성을 나타낸다. 측정된 국악음원의 지향성을 이용하여 건설중인 부산국립 국악원의 음향 인자들을 예측하였다. 대표적인 두 수음점 들에서 잔향시간, 음압 레벨, C80, LF, STI와 같은 주요 건축 음향 인자들이 음선 추적 기법에 의해 계산되었으며, 무지향성 음원과 국악 음원을 사용하였을 때 음향 인자들 사이에 큰 차이를 보였다. 본 연구에서 제시된 데이터와 설계 방법론 등은 향후 국악원의 설계에 있어서 기본적인 자료로 활용될 수 있다고 사료된다.