▲ 숭실대에 설치된 멜로디 폭포 '물풍금'     ©숭실대

5개의 음을 내는 멜로디 폭포인 '물풍금'이 숭실대에서 선보인다.

숭실대 소리공학연구소 배명진 교수가 오는 5일 오전 11시 숭실대 형남공학관 1층 분수대에서 세계최초 멜로디 폭포인 '물풍금'을 시연한다.

배명진 교수는 폭포수가 주변의 지형지물을 울릴 때 일으키는 공명을 통해 특정음계에 가까운 소리를 내는 것을 이용해 시범적으로 숭실대 캠퍼스에 5개 음계의 멜로디 폭포를 만들었다.

숭실대 캠퍼스에 설치된 5개의 멜로디 폭포를 이용해서 동요 ‘나비야’, ‘뻐꾸기’, ‘비행기’ 등을 연주할 수 있다.

배명진 교수는 "지금은 5개의 폭포수를 사용하여 '도,레,미,파,솔'의 조합을 만들어내고 있지만, 향후 10월 초에 설치될 낙동강의 ‘물풍금’ 폭포는 12개의 음계를 사용해 3옥타를 넘나드는 파이프 오르관의 연주능력을 담당하게 될 것이다"고 전했다.

다음은 멜로디 폭포에 대한 배명진 교수의 일문일답

노래하는 폭포의 원리는?

폭포는 힘차게 내려오는 물줄기가 바닥에 닿으면서/샤~/하는 소리를 내는데, 이런 소리는 모든 소리의 음높이를 포함하기 때문에 백색음(white sound)이라고 한다.

그런데 폭포수의 음높이가 얼핏 비슷한 소리로 들린다고 알고 있으나 폭포수가 주변의 지형지물을 울리기 때문에 공명을 일으켜서 특정음계에 가까운 소리를 낸다. 즉 폭포수는 지형지물에 따라 아주 뚜렷하지는 않지만, 넓은 음폭의 특정 음계를 나타내고 있다.

이러한 각각의 폭포를 한자리에 모아놓고 폭포마다 음계를 부여하면서 소리를 열었다 차단하는 간격을 조절하면 웅장한 화음을 이루는 멜로디 폭포가 되는데, 시범적으로 숭실대 캠퍼스에 5개 음계의 폭포를 만들어 놓았다.

크기나 세기 등이 똑같아 보이는 폭포에서 음계가 서로 다른 이유는 무엇인가?

그것은 폭포 안에 설치된 파이프 공명관의 차이 때문에 서로 다른 음계를 발생하는 것이다. 멜로디 폭포는 크게 세 가지 분분으로 나누어지는데, 수음 판에서 폭포수의 백색 음을 크게 잡아내고, 공명관에서 특정 음계를 걸러내며, 확성 관에서 소리를 크게 증폭해주고 있다.

형적으로는 동일한 모양의 파이프가 연결된 것처럼 보일지라도, 실제로는 그 내부에 음관의 길이가 각각의 음계에 공명이 발생하도록 만들어져 있다. 그것은 피리나 리코더를 연주할 때, 소리 구멍 막아가면서 소리의 전달길이를 바꾸면 음계가 나오는 원리가 된다. 즉 소리의 음계는 파이프 길이에 주로 영향을 주고, 단면은 소리의 크기에 주로 영향을 준다는 과학적 원리가 숨겨져 있다.

진동판과 막대의 역할은 무엇인가?

폭포수가 떨어지는 앞에 소리 진동판을 설치했는데, 그것은 폭포수의 백색음을 크게 모아주고, 여기서 전기를 발생시켜 공명관을 잘 자극할 수 있게 하기 위함이다. 원래는 여기에 수차에 따른 물레방아를 설치하고자 하였으나, 물속에 놓이는 기계 장치의 내구성(견고성) 등의 문제를 해결하기 위해 소리를 전기로 변환하는 압전 센서를 사용하고 있다.

노래하는 폭포로 연주 가능한 곡은 무엇이 있나?

지금은 5개의 폭포수를 사용하여/도, 레, 미, 파, 솔/의 조합을 만들어 내고 있지만, 향후 10월 초에 설치될 낙동강의 물풍금 폭포는 12개의 음계(7음계+5#음계)를 사용하여, 3옥타를 넘나드는 파이프 오르관의 연주능력을 담당하게 된다.

숭실대 캠퍼스에 설치된 5개의 멜로디 폭포로도 우리가 익히 알고 있는 동요 나비야, 뻐꾸기, 비행기, 나란히 나란히(일부), 바둑이 방울(일부), 구슬비(일부), 개구리(일부), 그집앞(초반) 등을 연주하게 된다.

노래하는 폭포와 가장 유사한 악기는 무엇인가?

일반적으로 파이프 오르간은 7음계마다 3옥타브를 낼 수 있기 때문에 웅장하고 무게 있는 파이프 울림소리를 낸다. 멜로디폭포도 파이프오르관의 음색과 아주 비슷한데, 개별 폭포마다 3개의 관을 울리기 때문에 3옥타브의 모든 음악을 소화할 수 있다.

바이올린, 오르간, 해금 같은 구슬픈 소리를 내는 다른 악기로 변화를 줄 수 없다고 했는데, 그 이유는 무엇인가?

그것은 첼로가 바이올린의 소리를 낼 수 없다는 물리적인 한계와 같다. 폭포는 물이 떨어져야만 하기 때문에 규모가 큰 편입니다. 그 크기가 클수록 공명관은 길어지게 되고 따라서 저음을 발생하는 악기가 된다.

특히 멜로디 폭포는 폭포수의 백색음을 파이프로 공명시켜 아름다운소리를 내기 때문에 굵고 안정된 파이프 오르관과 같은 음이 나오게 된다. 그리고 한번 울리면 파이프 관을 타고 가는 울림 때문에 긴 여운이 느껴져서 아주 한국적이고 깊은 감동을 느낄 수 있다는 특성이 있다.

각각의 폭포마다 다른 소리를 내는 이유는?

폭포소리의 근원은 물이 떨어질 때 나오는 복합적인 백색음이 된다. 백색음에는 다양한 소리가 내포되어 있는데 폭포내의 파이프를 통과시켜 특정음계만 발생시키게 된다. 이때 파이프관의 길이를 변경하면 다른 음계가 만들어진다.

도레미파솔라시도, 각각의 파장은 어떻게 다른가?

7가지 무지개 색깔과 마찬가지로 음계의 구분은 소리의 음높이에 의해 구분된다. 즉, 사람의 목소리에 맞춘 세 번째 옥타브의 음계를 예로 들어 보면, 도음은 131Hz, 레음 147Hz, 미음 165Hz, 파음 175Hz, 솔은 196Hz, 라음 220Hz, 시음 247Hz 등으로 주파수에 따라 음계를 구분하게 된다.

청계천 등에 가서 폭포의 소리를 측정해서 음계로 변환할 때 혹시 현장에서 바로 변환이 가능한가?

그렇다. 폭포수가 백색사운드라고 하는 것은 우리가 빛깔을 이야기할 때 태양광을 백색으로 이야기하는 것과 같으며, 백색광을 프리즘에 통과시키면 7가지 무지개 색으로 분류할 수 있는 것처럼, 백색음의 소리도 7가지 음계로 분류해 낼 수 있다.

현장에서 어떤 폭포수를 수음하면 그 소리의 공명음을 바꾸면 다양한 음계로 즉시 구현해 볼 수 있다.

혹시 학교 내에 있는 인공 폭포 말고, 다양한 폭포 소리를 녹음해서 음계로 변환해 둔 것이 있나? 있다면 어떤 폭포이고 어떤 음계를 낼 수 있나?

우리나라에도 유명한 폭포가 많이 있다. 특히 제주도에는 세계적인 폭포수가 있는데, 정방폭포는/파~/음에 가깝고, 천지연 폭포는/솔~/음과 비슷하다.

또한 세계적으로 유명한 미국의 나이아가라 폭포수는 웅장한 면이 세계의 두 번째인데 폭포의 물줄기가 두 개로 나뉘어져서/도~/와/미~/음을 내고 있다. 세계최대규모로 알려진 이과수 폭포는 넓은 지역에 각각 흐르는 물줄기가 많아서 십 여개의 폭포수가 모여 있기 때문에 폭포수마다 서로 다른 음계를 내고 있다. [민중의소리=최지현기자]

▲ 제주도 정방폭포     ©숭실대