Noise의 세계 — White, Pink, Bandlimited
주기적 파형과 다른 비주기적 신호 Noise의 음악적 가치, White/Pink/Bandlimited Noise의 스펙트럼 차이, Max의 noise~/pink~/rand~ 사용법, 그리고 Noise+필터 조합으로 바람·하이햇 같은 사운드를 만드는 기초 기법을 다룹니다.
이 에피소드에서 배우는 것
- 주기적 파형과 비주기적 Noise의 구분
- White/Pink/Bandlimited Noise의 스펙트럼 차이와 청각 인상
- Max의 noise~/pink~/rand~ 사용 구분
- Noise + Filter 조합으로 바람·하이햇 등을 합성하는 기초
사전 지식
- EP15: 기본 파형 톺아보기
Noise란 무엇인가
앞선 에피소드에서 다룬 오실레이터 파형(사인파, 톱니파 등)은 모두 주기적(periodic)이다. 일정한 패턴이 반복되기 때문에 명확한 음높이(pitch)를 인식할 수 있다. 반면 Noise는 비주기적(aperiodic)이다. 패턴이 반복되지 않으므로 특정 음높이를 인식할 수 없으며, “쉬~” 하는 소리로 들린다.
Noise는 무작위(random)한 값의 연속이다. 매 샘플마다 예측 불가능한 값이 출력되며, 이 무작위성이 Noise의 본질이다.
왜 Noise가 음악에서 중요한가
Noise는 단순한 “잡음”이 아니다. 음악과 사운드 디자인에서 핵심적인 역할을 수행한다.
드럼 합성의 필수 재료: 스네어, 하이햇, 심벌, 클랩 등 타악기의 상당 부분은 Noise 성분으로 이루어져 있다. 스네어 드럼의 “짜잔” 하는 스내피(snappy) 사운드, 하이햇의 금속성 질감은 모두 Noise이다. TR-808의 스네어와 하이햇도 Noise를 핵심 재료로 사용한다.
감산합성의 음원: 톱니파가 모든 정수배 배음을 포함하듯, Noise는 모든 주파수의 에너지를 포함한다. 이 풍부한 주파수 성분을 필터로 깎아내면 바람 소리, 파도 소리, 숨결, 마찰음 등 다양한 소리를 만들 수 있다.
텍스처와 공간감: 패드 사운드에 소량의 Noise를 섞으면 아날로그적인 질감과 공기감이 더해진다. 리버브의 꼬리(tail) 부분도 본질적으로 Noise에 가깝다.
특수 효과: 라디오 정전기, 바이닐 크래클, 로켓 엔진 소리 등 수많은 효과음의 기반이 Noise이다.
White Noise
White Noise는 모든 주파수에 걸쳐 균일한 에너지를 가진 Noise이다. 이름의 유래는 빛에서 온다. 모든 파장의 빛이 균일하게 섞이면 흰색이 되듯, 모든 주파수가 균일하면 White Noise이다.
엄밀히 말하면, White Noise는 “모든 주파수 대역에 동일한 파워 스펙트럼 밀도”를 가진다. Hz 단위로 측정했을 때 어떤 주파수 구간을 잡아도 에너지가 동일하다.
그런데 인간의 청각은 주파수를 선형이 아닌 로그(대수) 스케일로 인식한다. 옥타브가 올라갈수록 포함하는 Hz 범위가 두 배씩 넓어지므로, 높은 옥타브에 더 많은 에너지가 분포하게 된다. 그래서 White Noise는 귀에 다소 밝고 날카롭게(hissy) 들린다.
Max에서는 [noise~]가 White Noise를 생성한다. 매 샘플마다 -1과 1 사이의 무작위 값을 출력한다.
Pink Noise
Pink Noise는 옥타브당 에너지가 3dB씩 감소하는 Noise이다. 주파수가 두 배가 될 때마다 에너지가 절반으로 줄어드는 것이다. 이를 수식으로 표현하면 파워 스펙트럼이 1/f에 비례한다(f = 주파수).
이러한 특성 때문에 Pink Noise는 인간의 청각에 더 자연스럽고 균형 잡힌 소리로 들린다. 실제로 자연계의 많은 현상(폭포 소리, 심장 박동의 간격, 우주 배경 복사 등)이 1/f 스펙트럼을 따른다.
음향 측정에서 스피커나 공간의 주파수 응답을 테스트할 때 Pink Noise를 사용하는 이유도 여기에 있다. 옥타브 단위로 볼 때 균일한 에너지를 가지므로, 측정 결과가 인간의 청각 특성에 맞게 나온다.
Max에서는 [pink~]가 Pink Noise를 생성한다.
Bandlimited Noise (rand~)
[rand~]는 일반적인 Noise와 다른 독특한 오브젝트이다. 지정한 주파수에 따라 무작위 값을 생성하되, 값과 값 사이를 보간(interpolation)하여 부드럽게 연결한다.
예를 들어 [rand~ 1000]은 초당 1000번 새로운 무작위 값을 생성하고, 그 사이를 부드러운 곡선으로 이어준다. 결과적으로 지정한 주파수 이상의 에너지가 거의 없는 Bandlimited Noise가 된다.
이 특성은 여러 용도로 활용된다.
- 부드러운 랜덤 변조: LFO 대신 사용하여 예측 불가능하면서도 급격하지 않은 변화를 만든다.
- 저주파 Noise:
[rand~ 100]처럼 낮은 주파수를 지정하면 천천히 변하는 랜덤 제어 신호로 쓸 수 있다. - 음색이 다른 Noise:
[noise~]보다 고주파 성분이 적으므로 더 부드럽고 어두운 Noise 소리가 난다.
Noise 오브젝트 비교
| 특성 | noise~ | pink~ | rand~ |
|---|---|---|---|
| 스펙트럼 | 평탄 (White) | 1/f 감소 (Pink) | 대역 제한 |
| 소리 인상 | 밝고 날카로움 | 자연스러움 | 부드러움 |
| 주파수 인자 | 없음 | 없음 | 있음 (대역 상한) |
| 주 용도 | 합성 음원, 드럼 | 측정, 자연음 | 변조, 제어 신호 |
Noise + Filter: 소리를 조각하기
Noise가 진정한 위력을 발휘하는 것은 필터와 결합할 때이다. Noise는 모든 주파수의 에너지를 포함하고 있으므로, 필터로 원하는 대역만 남기면 다양한 소리를 만들 수 있다.
바람 소리: [noise~] → [lores~] (Low-pass Filter). Cutoff를 낮추면 부드러운 바람, 높이면 거센 바람이 된다. Cutoff를 LFO로 천천히 움직이면 바람이 세졌다 약해졌다 하는 효과를 낼 수 있다.
하이햇 기초: [noise~] → [reson~] (Band-pass Filter). 중심 주파수를 높은 대역(예: 8000~12000Hz)으로 설정하면 금속성 하이햇의 기초 소리가 만들어진다. 여기에 짧은 Envelope을 적용하면 하이햇이 완성된다.
유색 Noise 만들기: White Noise에 다양한 필터를 적용하면 원하는 스펙트럼 특성을 가진 커스텀 Noise를 만들 수 있다. 이것은 사운드 디자인에서 매우 자주 쓰이는 기법이다.
핵심 오브젝트 정리
| 오브젝트 | 역할 | 특성 | 비고 |
|---|---|---|---|
[noise~] | White Noise 생성 | 모든 주파수 균일 에너지 | 매 샘플 무작위 값 |
[pink~] | Pink Noise 생성 | 옥타브당 -3dB | 자연스러운 소리 |
[rand~] | Bandlimited Noise | 인자로 대역 상한 지정 | 보간된 부드러운 Noise |
[lores~] | Lowpass Filter + Resonance | Noise 음색 가공 | EP18에서 상세 다룸 |
[reson~] | Bandpass Filter | 특정 대역 추출 | EP18에서 상세 다룸 |
직접 해보기
[noise~],[pink~],[rand~ 5000]을 각각[gain~]→[ezdac~]로 연결하여 소리를 비교하자. 어떤 것이 가장 밝게 들리는지, 어떤 것이 가장 부드러운지 메모하자.[noise~]→[lores~ 500 0.7]→[gain~]→[ezdac~]를 만들고, lores~의 cutoff 주파수(첫 번째 인자)를 100에서 5000까지 바꿔보자. 바람 소리처럼 들리는 구간을 찾아보자.[rand~]의 주파수 인자를 100, 1000, 10000으로 바꿔가며 소리의 변화를 확인하자.[scope~]로 파형도 함께 관찰하면 보간의 효과를 시각적으로 확인할 수 있다.
다음 에피소드 예고
다음 에피소드에서는 Envelope을 다룬다. 소리에 시간적 형태를 부여하는 ADSR의 원리와 Max에서의 구현 방법을 알아본다.
자주 묻는 질문
White Noise와 Pink Noise는 어떻게 다른가요?
White Noise는 Hz 단위로 측정했을 때 모든 주파수 구간에 동일한 에너지를 가집니다(평탄한 파워 스펙트럼). 그런데 인간 청각은 주파수를 로그 스케일로 인식하므로 옥타브가 올라갈수록 두 배 넓은 Hz 범위가 한 옥타브에 압축되어 더 많은 에너지가 분포한 것처럼 들립니다. 그래서 White Noise는 다소 밝고 날카롭게(hissy) 들립니다. Pink Noise는 옥타브당 에너지가 3dB씩 감소(파워가 1/f에 비례)하도록 설계되어, 인간 청각에는 모든 옥타브가 동일한 음량으로 균형 잡힌 자연스러운 소리로 들립니다. 폭포·심장 박동·우주 배경 복사 등 자연계의 많은 현상이 1/f 스펙트럼을 따릅니다.
rand~는 일반 noise~와 무엇이 다른가요?
rand~는 지정한 주파수에 따라 무작위 값을 생성하되 값과 값 사이를 보간(interpolation)으로 부드럽게 연결합니다. 예를 들어 [rand~ 1000]은 초당 1000번 새로운 무작위 값을 만들고 그 사이를 부드러운 곡선으로 잇기 때문에, 지정한 주파수 이상의 에너지가 거의 없는 Bandlimited Noise가 됩니다. 이 특성 덕분에 LFO 대신 사용해 예측 불가능하면서도 급격하지 않은 변조를 만들거나, 낮은 주파수(예: rand~ 100)로 천천히 변하는 랜덤 제어 신호로 쓸 수 있습니다. 음색 자체도 noise~보다 고주파 성분이 적어 부드럽고 어둡습니다.
Noise는 음악에서 어떻게 활용되나요?
1) 드럼 합성의 필수 재료 — 스네어의 스내피, 하이햇·심벌의 금속성 질감, 클랩의 손뼉 텍스처는 모두 필터링된 Noise입니다. TR-808의 스네어/하이햇 회로도 Noise가 핵심입니다. 2) 감산합성 음원 — 모든 주파수 에너지를 포함한 Noise를 필터로 깎아 바람·파도·숨결 같은 환경음을 만듭니다. 3) 텍스처와 공기감 — 패드 사운드에 소량의 Noise를 섞으면 아날로그적 질감이 더해지고, 리버브 꼬리도 본질적으로 Noise에 가깝습니다. 4) 특수 효과 — 라디오 정전기, 바이닐 크래클, 로켓 엔진 등 수많은 효과음의 기반이 Noise입니다.
바람 소리나 하이햇은 어떻게 만드나요?
Noise + Filter 조합입니다. 바람: [noise~] → [lores~] (Lowpass)에서 Cutoff를 낮추면 부드러운 바람, 높이면 거센 바람. Cutoff를 LFO로 천천히 움직이면 바람이 세졌다 약해졌다 하는 효과가 만들어집니다. 하이햇 기초: [noise~] → [reson~] (Bandpass)의 중심 주파수를 8000~12000Hz로 설정하면 금속성 하이햇의 기초 톤이 나옵니다. 여기에 짧은 Envelope(Decay 30~80ms)을 [*~]로 곱하면 Closed Hi-hat이, Decay를 300~800ms로 늘리면 Open Hi-hat이 됩니다.
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공식 문서 참조
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