작곡/사운드와 관련된 리뷰/강좌/팁/인터뷰 등을 올릴 수 있는 게시판입니다

이번에는 톤을 조절하는 데 있어서 주로 사용되는 Peaking Filter와 Shelving Filter의 설정값에 대해 알아보려고 합니다

 

Peaking Filter의 경우엔 Frequency 값이나 Gain값은 설정한 그대로 작동하기 때문에 어렵지 않고

흔히 적용되는 대역폭, 넓이(Bandwidth)를 조절하는 용도로 사용되는 Q-Factor값 부분을 조금 더 알아본다고 생각하시면 될 것 같습니다

 

Shelving Filter의 경우엔 Frequency기준이 최종 Gain도달 지점은 아닌데

Corner frequency를 쓸 때도 있고 Center frequency를 쓸 때도 있어서 이 부분을 소개하고자 합니다

 

* 필터 알고리즘에 따라 기준, 설정값의 효과, 작용방향이 다를 수 있습니다

 

 

1. Peaking(Bell) Filter

1_peak_gain.jpg

- Peaking Filter 그래프, Frequency 1kHz, Gain값의 변화[+6dB, +3dB, -3dB, -6dB], Q = 1.0 -  

 

어떤 주파수를 중심(Center Frequency)으로 부스트(Peak) 또는 컷(dip, Notch)해주는 필터입니다

커브 모양이 종과 닮았다고 하여 Bell Filter로도 불리고, 'Peak/Notch Filter'라고도 불립니다

(해당 주파수의 신호를 완전히 제거하도록 작동하는 'Notch Filter'와는 다릅니다)

 

기본적으로는 Frequency값으로 중심 주파수를 정하고, Gain값으로 부스트/컷 되는 양을 정하면

그대로 Frequency값으로 정한 주파수가 Gain값만큼 부스트/컷 됩니다

 

 

2. Peaking Filter의 Q-Factor

Peaking Filter의 Q-Factor 값을 쉽게는 필터가 적용되는 대역폭, Bandwidth를 조절 할 수 있다고 설명 할 수 있습니다

Bandwidth = Gain이 절반으로 적용되는 두지점의 주파수 차이[abs(F1-F2)]

Q = 중심주파수[F0] / Bandwidth[abs(F1-F2)]

 

2_peak_q.jpg

- Peaking Filter 그래프, Frequency 1kHz, +6dB Gain, Q값의 변화 [1.0, 2.0] -

 

 

Bandwidth는 Gain이 절반으로 적용되는 두 지점을 기준으로 계산하며

옥타브에 비교해서는 Bandwidth in Octaves(N) 값으로 표현합니다

(Band-pass Filter에서는 -3dB, Peaking Filter에서는 Gain이 절반으로 적용되는 지점이라고 보면됩니다)

 

Q값은 중심수파수와 Gain이 절반인 두 지점의 주파수 차이의 비율로 계산하고

아래와 같은 관계가 성립되게 됩니다

  • Q-Factor값이 높아지면 Bandwidth가 좁아진다
  • Q-Factor값이 낮아지면 Bandwidth가 넓어진다

 

* 필터 알고리즘에 따라 다를 수 있습니다

  위 내용은 Bandwidth가 고정되는 Constant-Q 방식에 해당하며

  Gain에 따라 Bandwidth의 변동이 있는 Proportional-Q(Variable-Q) 방식과는 다릅니다

 

2_peak_cp_q.jpg

 

- Constant-Q와 Proportional-Q의 Gain에 의한 반응차이 -

 

 

3. 서로 기준이 다른 Shelving Filter

LPF(Low Pass Filter), HPF와 같은 Filter는 저음/고음, 특정 주파수대역 외의 신호를 제거하는 것에 유용하다면

Shelving Filter는 저음/고음을 일정 레벨 부스트하거나 컷하는 용도로 활용하기 적합한 Filter입니다

 

Frequency값으로 기준 주파수를 조절, Gain값으로 컷/부스트 되는 레벨 조절, Q-Factor값으로 기울기를 조절할 수 있습니다

 

3_low_shelf.jpg

- 기준이 다른 Low Shelving Filter들의 예, 2kHz, +6dB -

 

3_high_shelf.jpg

- 기준이 다른 High Shelving Filter들의 예, 2kHz, +6dB -

 

 

필터/알고리즘마다 Shelving Filter의 Frequency 기준점은 다양한 차이가 있습니다

(A/B/C는 세가지 다른 개발사의 플러그인의 Shelving Filter를 분석한 것입니다)

  • A : Low Shelving Filter는 저음에 가까운 Corner Frequency, High Shelving Filter는 고음에 가까운 Corner Frequency
  • B : 모두 다 저음에 가까운 Corner Frequency를 기준
  • C : Center Frequency를 기준 (Gain도 Center Frequency기준, 타 제품에 비해 Gain이 2배로 적용됨)

A는 지정한 Frequency가 Gain이 적용되는 지점에 근접하게 되고

C는 Low/High Shelving Filter를 같은 주파수로 설정했을 때 평탄하게 적용될 수 있습니다

A와 B의 Low Shelving Filter는 유사한 커브를 그리지만 Corner Frequency 기준 차이가 있어보입니다


이렇게 기준이 다른 필터를 사용할 때.. 단순히 값만 보고 작업하면 완전히 다른 결과물을 가져올 위험성을 가지고 있고

또, 기준점이 달라서 생기는 차이를 제품의 퀄리티 차이, 효과라고 오인 할 수도 있습니다

 

때문에 실제 제품 매뉴얼이나 UI 그래픽 또는 아날라이저를 통해 어떻게 작동하는지를 확인하면서

귀를 함께 의존하며 사운드를 파악하는 것이 중요합니다

 

 

참고

 

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