소리의 과학 1 — 피아노 · 4장 종류와 크기 · 직접 들어 보기

종류와 크기에 따라 무엇이 달라질까

작은 피아노와 큰 피아노, 그랜드와 업라이트, 그리고 디지털 피아노. 겉모양이 다른 만큼 소리도 다릅니다. 우리 모델로 계산한 소리로 들어 보세요.

① 작은 피아노의 저음 — 짧은 현

작은 피아노는 몸통이 짧아서 가장 낮은 현도 짧습니다. 짧은 현으로 같은 음을 내려면 구리선을 더 감아 무겁게 합니다. 그런데 현은 짧을수록 잘 휘지 않습니다(심선 굵기와 당기는 힘이 같아도, 길이가 0.58배면 뻣뻣함이 3배). 두 현의 기본음은 똑같이 1초에 32.7번입니다. 그런데 가장 낮은 도는 기본음이 아주 약하게 나서, 귀는 4배~10배 배음으로 음높이를 듣습니다. 짧은 현은 이 배음들이 평균 6 cent쯤 더 높습니다(100 cent = 반음). 그래서 높게 들립니다. 세 번째 버튼은 짧은 현을 그만큼(6.2 cent) 낮춘 소리입니다. 조율사가 귀로 맞추면 이렇게 됩니다. 이제 높이는 비슷하게 들리지만, 배음이 밀린 모양 자체는 남습니다.

두 현을 같은 비율로 그림 · 굵기 = 감은 구리선의 무게(과장)
각 배음의 높이 — 긴 현 기본음의 정수배(2배·3배…)보다 얼마나 높은가 · 설계값으로 계산 · 100 cent = 반음
② 디지털 피아노 — 녹음 하나로 다른 음 만들기

디지털 피아노는 실제 피아노 소리를 녹음해 두었다가 들려줍니다. 녹음을 빠르게 재생하면 음이 올라가니, 녹음 하나로 모든 음을 만들 수 있을까요? 가운데 도 녹음을 두 배 빠르게 재생하면 한 옥타브 위 도가 됩니다. 그런데 해머 소리와 나무 울림까지 같이 올라가서, 실제 위 도보다 가볍고 날카롭게 들립니다. 그래서 좋은 디지털 피아노는 건반마다 따로 녹음합니다.

낮은 소리부터 높은 소리까지 세기의 윤곽(첫 0.5초) · 오른쪽이 높을수록 밝은 소리 · 두 소리는 크기를 맞춤 · 회색 = 다른 소리
배음 1~10배의 세기(계산한 소리에서 잼) · 빠르게 튼 녹음은 3·5·7·10배가 더 크고, 해머 소리(배음 사이의 잡음)도 함께 올라가 밝기가 1318 → 1736 Hz
소리 크기 · 빠르게 튼 녹음은 재생 시간도 절반이라 1.5초에서 끝난다
③ 디지털 피아노 — 세기

세게 친 녹음의 소리만 작게 줄이면 여리게 친 소리가 될까요? 크기는 같게 맞췄습니다. 그래도 줄인 소리는 여전히 밝습니다. 여리게 치면 해머 펠트가 덜 눌려서 높은 소리가 적게 나기 때문입니다(3장 ⑤). 그래서 디지털 피아노는 한 건반을 여러 세기로 녹음해 둡니다.

낮은 소리부터 높은 소리까지 세기의 윤곽(첫 0.5초) · 오른쪽이 높을수록 밝은 소리 · 두 소리는 크기를 맞춤 · 회색 = 다른 소리
소리 크기
④ 그랜드와 업라이트 — 소리가 나가는 방향

그랜드는 향판이 바닥과 나란히 눕고, 열린 뚜껑이 소리를 객석 쪽으로 돌려 보냅니다. 업라이트는 향판이 서 있어서 소리가 주로 뒤쪽 벽으로 나갑니다. 그래서 업라이트는 벽과 조금 띄워 두면 소리가 더 잘 퍼집니다. 그랜드의 해머는 위로 쳐 올렸다가 무게로 내려오고, 같은 음을 빠르게 거듭 칠 수 있는 장치(이중 이탈 장치)가 있습니다. 업라이트의 해머는 앞으로 치고 스프링으로 돌아옵니다.

그림 · 화살표 = 소리가 주로 나가는 쪽
측정값(계산한 소리에서 잼)
항목긴 현 2.0 m짧은 현 1.15 m
뻣뻣함(비조화 계수 B)0.0000680.000206 (3.0배)
16배 배음이 밀린 정도20 cent48 cent
4~10배 배음 높이(긴 현 대비, 소리에서 잼)0+2.5~+12 cent · 낮춘 뒤 −3.5~+6 cent(평균은 맞음)
음량 · 밝기4.8 dB · 222 Hz5.3 dB · 212 Hz (거의 같음)
디지털 피아노 비교밝기(첫 0.5초)해머 소리 비중(첫 30 ms, 4 kHz 위)
실제 위 도 / 가운데 도 녹음을 두 배 빠르게1318 → 1736 Hz0.6% → 1.2%
실제로 여리게 / 세게 친 소리를 줄임(같은 크기)570 → 885 Hz0.05% → 0.45%

청취 확인(2026-10-02): 짧은 현이 조금 높게 들린다. 짧은 현은 소리가 조금 더 빨리 줄어들지만(1초에 약 1 dB) 들려주기에는 의미가 작아 페이지에서 뺐다. 향판 크기 비교는 지금 모델로는 결과가 향판의 몇 안 되는 저음 떨림과 우연히 겹치는지에 크게 흔들려서(큰 향판에서 저음 비중이 오히려 줄어듦) 뺐다. 실제 그랜드 향판 모양과 넓이에 따른 소리 내보내기를 모델에 넣은 뒤 다시 한다.