Research Article

The Journal of the Acoustical Society of Korea. 31 May 2022. 287-301
https://doi.org/10.7776/ASK.2022.41.3.287

ABSTRACT


MAIN

  • I. 서 론

  • II. 실험 방법

  •   2.1 평가대상지 선정

  •   2.2 현장 평가

  •   2.3 실험실평가

  • III. 현장평가와 실험실평가의 주관적 음풍경 평가결과

  •   3.1 소리의 크기와 불쾌감의 상관관계

  •   3.2 신호음의 분포

  • IV. 실험실평가에서 실험방식 차이에 따른 주관적 음풍경 평가결과

  •   4.1 헤드폰과 스피커

  •   4.2 현장경험자와 비경험자

  • V. 결 론

I. 서 론

인간의 주변에서 발생되는 모든 소리를 하나의 풍경으로 인식하는 개념인 음풍경은 국내뿐만 아니라 현재 국제적으로 많은 관심 속에 연구가 진행되고 있는 분야이다. 장소의 음향적 특징을 파악하고 이를 바탕으로 듣기 좋은 소리와 듣기 싫은 소리를 분류할 수 있으며 불쾌감을 야기하는 소음을 마스킹 하는 등 장소의 음향적 인상을 조절할 수 있다는 점에서 많은 연구가 진행되고 있다.

환경 운동가 머레이 셰이퍼는 음풍경을 조사하는 방법으로 사운드워킹을 제안하였는데, 사운드워킹은 관찰자가 미리 정한 경로를 따라 이동하면서 경로 상에 지정된 평가 지점에 머물러 현장의 청각 및 시각적 요소들을 평가하고 기록하는 방법이다.[1] 사운드워킹은 현장평가법으로써 실제 현장의 환경과 소음을 직접 경험하고 객관적 및 주관적인 입장에서 수행하며 현재까지도 음풍경 평가에 가장 많이 사용되고 있다. 예를 들어 광주천변의 보다 나은 음풍경 조성을 위하여 광주천 다리를 중심으로 사운드워킹을 통해 천변의 음풍경을 조사하고,[2] 다양한 경로의 사운드워킹을 통해 도심 공간의 음풍경 인식에 영향을 미치는 주요 영향인자를 규명하고 음풍경 요소를 평가하기도 하였다.[3]

최근 들어 음풍경의 평가법으로써 현장을 직접 방문해 평가하는 현장평가법 외에도 현장에 직접 가지 않고 실험실에서 영상과 음원을 이용해 청각 및 시각 정보를 제공받아 평가하는 실험실평가법을 활용하고 있다. 이때 실험실평가는 실험 진행자가 평가하고자 하는 장소를 방문해 일정 시간동안 녹음 및 녹화함으로써 현장의 모습과 음향을 자료화한다. 이를 통해 현장에 직접 가지 않고도 많은 인원의 평가자에게 현장의 청각 및 시각정보를 제공해 평가 결과를 얻을 수 있다는 장점을 갖고 있다.

국내에서도 실험실평가에 의한 음풍경 관련 연구가 이루어지고 있는데, 제주도 올레길에서 관광객이 느끼는 특징적인 소리를 파악하여 제주도의 음향적 자원을 찾기 위해 현장평가를 통해 관광객과 현지 거주자를 대상으로 음향선호도 조사를 하였으며 이와 더불어 녹화 및 녹음 자료를 이용한 실험실평가가 이루어졌다.[4] 또한 몰입형 가상현실(Immersive Virtual Reality, IRV)에서 시뮬레이션 환경의 음향 및 시각적 자극이 실제 상황과 일치하는지 확인하기 위하여 현장 및 가상현실을 통한 음향 및 시각적 자극에 대한 평가가 이루어졌으며,[5] 현장평가와 실험실평가를 실시하여 비교한 결과 소리와 소음의 구별은 현장의 본질적인 느낌과 분위기로부터 나온다는 결과를 보여주는 연구가 있었다.[6]

이밖에도 실험실평가시 실험조건에 따라 평가 결과 차이를 비교하는 연구도 이루어졌다. 실험실평가에서 경로에서의 경험이 음풍경의 인식에 미치는 영향을 조사하기 위해 사운드워킹의 경로가 포함되지 않은 영상과 경로가 포함된 영상을 제시하여 평가하였을 때 두 제시 방법에 따른 평가결과의 유의한 차이가 나타났고 경로를 걸으며 경험한 인상이 경로가 포함되지 않았을 때보다 시각 및 청각적 경험에 의해 전체적인 음풍경 인식에 더 큰 영향을 미친다는 연구결과가 있었다.[7] 또한 가상현실(Virtual Reality, VR) 기술을 통한 음환경평가시 공간 오디오 재생방법의 품질을 평가하기 위해 헤드폰과 스피커의 다양한 재생방법을 이용하여 실험실평가를 실시하고 비교한 연구가 있었으며,[8] 영국에서 사운드워킹를 통해 현장의 소리를 측정한 후, 영국인과 인도네시아인을 대상으로 음원의 출력레벨에 따른 실험실평가를 실시하여 실제 현장 소리의 크기보다 실험실 재현음 수준이 9.5 dB 낮을 때 현장평가와 유사한 주관적 결과가 도출되었다는 연구도 있었다.[9]

이처럼 현장평가와 실험실평가 사이에서 발생하는 차이뿐만 아니라 실험실평가시 음원의 출력 방법, 출력 레벨, 평가자의 현장 경험 유무 등 세부적인 실험 방법이나 조건에 따라서도 평가 결과가 달라질 수 있다.

따라서 본 연구에서는 음풍경의 평가법으로 사용되고 있는 현장평가와 실험실평가를 실시하여 현장평가와 실험실평가 사이에 발생할 수 있는 주관적 결과를 비교하고, 실험실평가시 음원의 출력방법과 현장경험의 유무에 따른 주관적 결과를 비교하여 실험조건이 달라질 때 발생할 수 있는 차이를 분석하고자 하였다.

이를 위해 지역별 특성이 다른 청주시 내 4개 지역을 대상으로 현장평가를 실시하고 현장평가와 함께 녹취된 음향 및 영상 자료를 이용해 실험실평가를 수행하여 주관적 음풍경 평가 결과를 비교하고 특성을 파악하였다. 또한 실험실평가시 음원의 청취 방식에 따라 헤드폰과 스피커 두 가지 경우를 사용하여 발생되는 차이점을 분석하였으며, 실험실평가시 평가자의 현장 경험이 평가 결과에 미치는 영향을 확인하기 위해 현장 경험의 유무에 따라 그룹을 나누어 평가 결과를 분석하였다.

II. 실험 방법

2.1 평가대상지 선정

현장평가를 통한 음풍경 조사 및 측정 전 사전답사를 통하여 사운드워킹 경로 및 측정점을 선정하였다. 평가 대상지 선정 시 각 지역의 성격별로 평가방법에 따라 어떠한 결과 차이를 보이는지 파악하기 위해 성격이 다른 4개 지역을 선정하였으며, 각 지역별로 3개 ~ 4개의 평가점을 지정해 총 13개의 측정점에서 실험이 진행되었다. 선정된 지역은 청주시 내의 상업지구, 역사관광지구, 도심보행지구, 교육지구(대학캠퍼스)로 청주시 내에서 시민의 이용이 높은 지역으로 선정하였다. 선정된 대상 지역의 측정점별 위치 및 특징은 Table 3에 상세히 기술하였다.

2.2 현장 평가

(1) 설문조사

사전답사를 통해 지정된 경로를 따라 현장평가를 실시하였다. 지역별 3곳 ~ 4곳의 측정점에 도착해 약 5 min 동안 현장에 체류하면서 해당 장소의 음향적 요소를 분석하였으며 장소별 소리의 크기와 불쾌감을 조사하고 음향선호도 등을 알아보기 위해 설문조사를 실시하였다. 실험은 2020년 10월 31일부터 11월 9일 사이에 진행되었으며 실험시간은 대상지역의 이용도가 가장 높은 오후 2 h부터 8 h 사이에 수행하였다.

설문조사는 1개 측정점마다 현장 이용자 5인을 대상으로 1인당 1회씩 진행하여 5회의 설문조사가 수행되었으며, 총 13개 지점에서 65회의 설문조사가 수행되었다. 설문조사는 현장에서 들려오는 전반적인 소리의 크기와 불쾌감 정도를 평가하기 위해 5점 척도를 사용하여 평가하였다. 소리의 크기는 매우 작다, 작다, 보통이다, 크다, 매우 크다로 평가할 수 있으며, 소리의 불쾌감의 경우 매우 쾌적하다, 쾌적하다, 보통이다, 불쾌하다, 매우 불쾌하다로 응답할 수 있도록 작성하였다. 또한 사전 답사시 들었던 소리를 기반으로 소리에 대한 예시를 총 35개 제시하고 가장 크게 들리는 소리, 가장 불쾌하게 들리는 소리, 가장 듣기 좋은 소리라는 3가지 항목에 해당되는 소리를 1순위부터 3순위까지 적도록 하였다. 35개의 단어는 6개의 자연음, 14개의 인공음, 15개의 기계음으로 이루어져 있다. Table 1은 설문조사에 사용한 설문지 내용을 보여주며, Table 2Table 1의 2번 문항의 응답을 위해 제공되는 35개 신호음 보기이다.

Table 1.

Questionnaire content.

1. Loudness and unpleasantness of sound
loudness very quiet quiet normal loud very loud
-2 -1 0 1 2
unpleasa-ntness very unpleasant unpleasant normal pleasant very pleasant
-2 -1 0 1 2
2. Investigating the types of figure sounds heard
(1) what is the loudest sound? 1st 2nd 3rd
(2) what is the most unpleasant sound? 1st 2nd 3rd
(3) what is the best sound to hear? 1st 2nd 3rd
Table 2.

Figure sounds captured in four districts of Cheongju.

Classification Figure sound
natural
sound
bird, wind, water, the sound of bugs, deciduous leaves, dog bark
artificial
sound
footsteps, the sound of grass treads, a human voice, a human laugh, a shout, camera shutter sound,
the sound of a phone call, music, the sound of a child crying, a whistle, parking agent sound, human breathing,
playing yut, the sound of wheels rolling on the stone floor
machinery
sound
airplane, car driving noise, car noise, horn sound, motorcycle sound, bicycle sound, kickboard sound,
traffic light warning tone, parking lot exit sound, construction sound, electric sound, breaker sound,
automatic door sound, cell phone ringtone, advertising sound

(2) 녹음 및 촬영

향후 실험실평가를 위한 음향 및 영상정보 구축을 위해 설문조사가 이루어진 각 측정점별 현장에서 발생하는 다양한 소리를 녹음 및 촬영하였다. 녹음은 음에너지의 방향 성분 등 공간의 음향정보를 유지하여 청자가 실제 음장의 소리를 체험할 수 있도록 양이 녹음이 가능한 디지털녹음기(TASCAM-40X)를 사용하여 측정하였다. 음풍경의 측정과 방법을 정의하고 있는 ISO 12913-2에 따르면 마이크로폰의 높이는 지면에서 1.6 m ± 0.1 m 범위의 일반적인 성인의 높이를 나타내야 하며 녹음시간은 청취자가 측정 장소의 음풍경에 대한 대표적인 인상을 얻는데 필요한 모든 소리 정보가 포함되도록 충분히 길어야 하므로 최소 3 min 이상의 녹음을 권장하고 있다.[10] 따라서 녹음장비는 사람이 서 있을 때의 귀의 높이를 대변하여 지면에서 1.5 m 높이에 설치하였고, 모든 장소에서 5 min 동안 녹음이 진행되었다. 또한 실험실평가 시 현장의 시각정보를 제공하기 위해 영상 및 사진촬영을 수행하였다. 영상 및 사진촬영은 디지털카메라(CANNON 600D)를 사용하였으며 녹음과 동시에 5 min 동안 이루어졌다.

이밖에도 각 측정점별 신호음의 크기를 파악하고 실험실평가에서 음원 출력 레벨의 설정을 위해 현장의 음압레벨을 측정하였다. 음압레벨의 측정은 정밀소음 측정 장치(NTi-Audio XL2)를 이용하여 사람이 서 있을 때의 귀의 높이를 대변하기 위해 지면에서 1.5 m 높이에 설치한 뒤 녹음 및 녹화와 동시에 5 min 동안 이루어졌다. 측정한 측정점별 음압레벨의 평균값과 최대값은 Table 3에 명시되어 있다.

Table 3.

Location and characteristics of each measurement points.

Point Location Characteristics Leq
(dBA)
Lmax
(dBA)
Picture
Point 1.

commercial
district
P1-1 intersection
in front of
the ward
office
there are many vehicles and people. 64.9 75.5 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-1.jpg
P1-2 intersection in
front of
the school
there are many vehicles and people.
there is also a shopping mall nearby.
67.2 78.6 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-2.jpg
P1-3 in front of
the shopping
center
there are many people's traffic and many
vehicles to enter and leave shopping centers.
the roadway is covered with
stone floors and there are many shops nearby.
63.7 75.8 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-3.jpg
Point 2.

historic
district
P2-1 lawn square the entire square is covered with grass,
and many people stay.
43.2 54.0 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-4.jpg
P2-2 above
Gongnam-mun
the floor is covered with wooden plates and
overlooks the grass square from Gongnam-mun.
there's a lot of hikers.
47.2 64.6 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-5.jpg
P2-3 a bridge
by the lake
there is a bridge next to the lake and there are
many hikers.
the bridge is made of wood.
47.0 65.0 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-6.jpg
P2-4 near by
parking lot
there is a lot of traffic and shops. 57.0 70.2 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-7.jpg
Point 3.

urban
walking
district
P3-1 walking
intersection
there is a lot of traffic and the entire
intersection is surrounded by shops.
71.5 84.8 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-8.jpg
P3-2 walking and
road
intersection
there are many people and cars passing
and many shops.
66.3 74.8 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-9.jpg
P3-3 central park there are many trees and benches.
there is little traffic, but there is a parking
lot nearby.
53.2 70.7 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-10.jpg
Point 4.

university
campus
P4-1 middle gate
entrance
there is a lot of traffic and a parking lot is
located nearby.
55.8 72.5 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-11.jpg
P4-2 library
square
there is very little traffic, and the floor of
the square is covered with grass and
sidewalks.
45.4 55.0 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-12.jpg
P4-3 dormitory
entrance
there is a lot of traffic between vehicles
and people.
there is a building under construction nearby.
62.0 83.9 /media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_T3-13.jpg

2.3 실험실평가

실험실평가는 2020년 11월 16일부터 11월 26일 사이에 걸쳐 21~46세로 구성된 평가자 48인을 대상으로 진행되었으며 음원의 청취 방식에 따른 평가 결과의 차이를 알아보고 현장 경험의 유무가 실험실평가에 영향을 미치는지 알아보기 위해 다양한 조건에서 평가가 실시되었다. Table 4는 실험실평가에 참여한 평가자 수를 보여준다.

Table 4.

Number of the subjects for lab tests.

Reproduction device Field experience Total number of subjects
experienced unexperienced
headphone 5
(male:2, female:3)
15
(male:12, female:3)
20
(male:14, female:6)
loudspeaker - 28
(male:19, female:9)
28
(male:19, female:9)

(1) 음원 청취방식에 따른 평가

국제표준에 따르면 녹취된 음원을 이용해 평가할 때 헤드폰을 이용할 것을 권고하고 있으나 헤드폰을 통한 평가는 헤드폰의 개수에 따라 한 번에 측정 가능한 피실험자수가 제한되기 때문에 한 번에 많은 피실험자를 대상으로 평가하기 위해서 스피커를 통한 음원 재생도 많이 이루어지고 있다.

따라서 본 연구에서는 실험실평가에서 음원의 청취 방식에 따른 평가 결과의 차이를 알아보기 위해 헤드폰을 통한 평가와 스피커를 통한 평가를 실시하였다. 실험실평가는 실제 측정 위치를 방문한 경험이 없는 대상자를 선정하여 15명은 헤드폰을 통해, 28명은 스피커를 통해 출력된 음원을 들으며 설문조사를 실시하였다.

현장에서 녹음해온 음원을 폐쇄형 헤드폰(Senheiser HD 280) 혹은 스피커를 통해 5 min 동안 들려주고 현장에서 사용한 설문지와 동일한 설문지로 소리에 대한 평가를 진행하였다. 헤드폰과 스피커를 통한 음원의 출력 레벨은 현장에서 들려오는 소리의 크기를 대변할 수 있도록 설정하였다. 예를 들어 한 지점에서 동일한 시간 동안의 현장 음압레벨이 75.5 dBA일 경우 헤드폰의 출력레벨이 약 75 ± 1 dBA이 될 수 있도록 설정하였다. 또한 스피커로 음원을 출력하는 경우, 실험실의 중앙 위치에서 약 75 dBA의 크기로 들릴 수 있도록 설정하였다. 스피커는 실험실 전면의 스크린 양 옆에 한 개씩 총 두 개 설치하여 소리의 방향성을 알 수 있도록 양이 재생을 가능케 하였다. 이때 스피커는 실험실의 전면 벽에 설치되어 있기 때문에 위치에 따라 음압레벨의 차이가 발생할 수 있다. 따라서 중앙 자리를 기준으로 모든 자리에서 음압레벨의 차이가 청각적으로 인지할 수 있는 최소변화감지폭(JND)인 3dBA 이상을 넘지 않는 환경에서 실시되었다. 실험실의 전면, 중앙, 후면 좌석에서 측정한 음압레벨의 평균값을 Fig. 1에 나타내었는데 실험실의 중앙에서 75 dBA일 때 중앙을 기준으로 앞, 뒤, 대각선 방향으로 가장 거리가 먼 자리에서 3 dBA을 넘지 않는 것을 확인할 수 있다.

/media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_F1.jpg
Fig. 1.

Lab test seating SPL (LAeq).

또한 청각적인 소리만 제공할 경우 소리의 전달방향 및 음원의 종류 파악 등과 같이 현장에 대한 재현성이 떨어지는 것을 고려하여 현장에서 촬영한 영상을 동시에 보여줌으로써 시각적 정보를 제공하였다. Fig. 2는 청각 및 시각적 정보를 통해 헤드폰과 스피커를 이용하여 실험실평가를 실시하는 모습을 보여준다.

/media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_F2.jpg
Fig. 2.

Sight of lab tests.

(2) 현장 경험 유무에 따른 평가

실험실평가시 피실험자는 현장을 경험해본 사람과 경험해보지 않은 사람으로 나눌 수 있다. 현장을 경험을 한 경우 실제 현장에서의 시각 및 청각, 촉각 등의 감각에 대한 기억에 의해 실험실 평가 결과에 영향을 미칠 수 있다.

따라서 실험실평가에서 실제 현장을 경험한 사람과 현장을 경험한 적이 없는 사람의 음풍경 평가 결과 차이를 분석하기 위해 피실험자 20명 중 현장을 경험한 사람 5명과 현장을 경험하지 않은 15명으로 나누어 평가를 실시하였다. 국제표준에 따르면 녹취된 음원을 이용해 평가할 때 헤드폰을 이용할 것을 권고하고 있기 때문에 헤드폰을 사용하였으며, 현장 경험의 유무만을 변수로 두고 평가를 실시하였다.

피실험자에게 현장에서 녹음해온 음원을 폐쇄형 헤드폰(Senheiser HD 280)을 통해 5 min 동안 들려주고 현장에서 사용한 설문지와 동일한 설문지로 소리에 대한 평가를 진행하였다. 음원의 출력레벨은 현장에서 들려오는 소리의 크기를 대변할 수 있도록 설정하였다. 예를 들어 한 지점에서 동일한 시간 동안의 현장 음압레벨이 75.5 dBA일 경우 헤드폰의 출력레벨이 약 75 ± 1 dBA이 될 수 있도록 설정하였다.

이때 청각적인 소리만 제공할 경우 소리의 전달방향 및 음원의 종류 파악 등과 같이 현장에 대한 재현성이 떨어지는 것을 고려하여 현장에서 촬영한 영상을 동시에 보여줌으로써 시각적 정보를 제공하였다.

III. 현장평가와 실험실평가의 주관적 음풍경 평가결과

3.1 소리의 크기와 불쾌감의 상관관계

설문조사 시 전반적인 소리의 크기와 불쾌감에 대해 5점 척도로 조사하였다. 시끄러움을 느낄수록 +2점에, 조용하다고 느낄수록 –2에 가깝게 표시하도록 하였으며 불쾌감의 경우도 마찬가지로 현장의 소리가 불쾌할수록 +2, 쾌적할수록 –2에 가깝게 표시하도록 하였다.

소리의 크기와 불쾌감의 상관관계를 측정점별 평균을 통해 Fig. 3에 나타내었다. 실선은 현장 평가, 점선은 실험실평가의 상관관계를 나타내며, R2 값이 0.65 이상일 경우 두 인자 간에 매우 큰 상관관계가 있음을 나타내는데 상관관계 분석 결과 현장평가는 R2 값이 0.86, 실험실평가는 0.95이다. 현장평가와 실험실평가 모두 소리의 세기와 불쾌감 사이에 매우 높은 상관관계가 있으나 실험실평가에서 더 큰 상관관계를 보이는 것을 알 수 있으며 자연음과 인공음, 기계음의 비중에 의해 결정된 불쾌감이 소리의 크기 평가에 영향을 미친 것으로 판단된다.

/media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_F3.jpg
Fig. 3.

Correlation between loudness and unpleasantness.

3.2 신호음의 분포

각 측정점별로 가장 크게 들리는 소리, 가장 불쾌하게 들리는 소리, 가장 좋게 들리는 소리의 1순위에 2점, 2순위에 1.5점, 3순위에 1점을 부여한 뒤 총 점수를 10점 만점으로 환산하여 항목별로 가장 큰 점수를 갖는 소리를 그래프로 나타내었다. 녹색 계열은 자연음, 적색 계열은 인공음, 청색 계열은 교통음을 나타낸다.

현장평가와 실험실평가의 설문조사 결과, 각 장소별로 들리는 신호음의 종류는 대체로 비슷하지만 시각과 같은 청각 외의 요소가 부족한 경우 현장평가와 실험실평가간의 차이가 있었다. Fig. 4를 보면 P2-1에서 교통음 중 비행기라는 소음원을 현장평가에서는 직접 보고 들을 수 있었지만, 실험실평가의 영상에서는 비행기라는 소음원을 볼 수 없었기 때문에 현장평가에서만 비행기 소리를 불쾌하게 들리는 소리로 언급하였다. 이와 더불어 P3-1의 가장 불쾌하게 들리는 소리로 실험실평가에서는 광고소리를 꼽은 반면 현장평가에서는 사람의 고함소리를 가장 불쾌한 소리라고 하였다. P3-1은 현장 특성상 지나다니는 사람이 매우 많았기 때문에 현장평가자의 시야가 위쪽으로 향하기 어려웠다. 광고소리는 상점의 위쪽에 달린 스피커에서 출력되었는데 영상으로는 스피커의 모습을 확인할 수 있었지만, 실제 현장에서는 스피커의 모습을 시각적으로 확인하기 어려웠다. 따라서 현장에서는 광고소리가 시각적으로 확인이 어려워 인지하지 못한 것으로 판단된다.

/media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_F4.jpg
Fig. 4.

(Color available online) Distribution of figure sounds from field test (soundwalking) and lab test.

Fig. 5는 지역별로 들리는 신호음을 자연음, 인공음, 기계음이라는 세가지 유형으로 분류한 후 같은 유형끼리 합산하였을 때 각 지역별로 응답률이 가장 높은 것을 나타내고 있다. 이때 현장평가와 실험실평가의 평가자 수가 다르기 때문에 각 그룹의 응답 결과를 10점 만점으로 환산하여 비교하였다. Fig. 5를 보면 지역별로 가장 크게 들리는 소리, 가장 불쾌하게 들리는 소리, 가장 듣기 좋은 소리의 유형이 비슷함을 알 수 있다. 그러나 기계음의 대부분이 실험실평가보다 현장평가에서 응답률이 더 큼을 볼 수 있는데, 이를 통해 기계음은 실험실에서 간접적으로 듣는 것 보다 현장에서 직접 듣는 것이 더 크고 불쾌하게 느껴지는 것을 알 수 있다. 또한 P2와 P4에서 가장 듣기 좋은 소리인 자연음을 비교한 결과 현장 평가에서 더 높은 점수를 차지하고 있다. 청각과 시각의 정보만으로는 현장을 정확히 파악할 수 없는데 현장에서는 자연을 청각 및 시각뿐만 아니라 촉각 및 후각적 정보 또한 얻을 수 있기 때문에 청각과 시각만으로 평가하는 실험실과 응답률에 차이를 보인 것으로 판단된다.

/media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_F5.jpg
Fig. 5.

(Color available online) Comparison of the most anawered figure sounds at each districts (F: field test, L: lab. test).

이러한 측정점별 자연음, 인공음, 기계음의 평균 차이를 통계적으로 검증하기 위하여 SPSS 26.0 분석프로그램을 통해 t-test 분석을 실시하였다. 분석 결과 p값이 0.05 이하일 때 두 집단간의 평균 차이가 유의미하다는 것을 의미한다. Table 5를 보면 모든 측정점에서 자연음 4개, 인공음 5개, 기계음 7개의 유의미한 차이가 나타났다. 특히 가장 크게 들리는 소리에서 주로 인공음과 기계음이 현장평가와 실험실평가 간 유의미한 차이가 발생하였다. P1-3, P2-3, P3-1, P4-1에서 인공음에 대한 유의미한 차이가 나타나는데 4개의 측정점 모두 주로 사람이 많이 다니는 곳으로 인공음이 비교적 많이 발생되는 지역이라는 공통점이 있다. 반면 가장 불쾌하게 들리는 소리로 인공음에 대한 유의미한 차이가 없었으나 자연음과 기계음에서 차이를 보이고 있다. 또한 앞서 Fig. 5에서 P2와 P4의 가장 듣기 좋은 소리 중 자연음의 응답률에 차이가 있었으나, 통계적으로는 P2-3 외에 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 그러나 P2와 P4의 p값이 대체로 0.1을 조금 넘는 수준으로 1에 크게 미치지 않기 때문에 Fig. 5에서 응답률에 차이가 보인 것으로 판단된다.

Table 5.

Results of T-test analysis between field test and lab test.

loud sounds unpleasant sounds preferred sounds
natural
sound
artificial
sound
machinery
sound
natural
sound
artificial
sound
machinery
sound
natural
sound
artificial
sound
machinery
sound
P1-1 t 0.650 -0.509 -0.567 1.000 0.313 -0.370 -0.372 0.567 -0.071
p .548 .617 .600 .374 .758 .716 .714 .578 .944
P1-2 t 1.000 -1.404 0.188 0.000 -0.384 0.882 0.331 0.723 -2.543
p .374 .177 .860 1.000 .705 .389 .745 .479 .023*
P1-3 t 0.000 -3.946 3.946 0.000 -0.684 2.319 1.651 0.046 -2.103
p 1.000 .001** .001** 1.000 .503 .033* .116 .964 .054
P2-1 t -0.344 0.389 0.822 -0.822 -0.381 1.048 -1.658 3.544 0.000
p .735 .702 .455 .422 .719 .346 .115 .002** 1.000
P2-2 t -0.288 -0.674 1.000 -0.764 -2.027 0.728 1.591 -0.223 -0.567
p .822 .509 .374 .454 .058 .503 .129 .826 .578
P2-3 t 0.293 -3.250 1.903 -4.546 0.274 2.090 2.307 -0.578 -0.908
p .733 .004** .127 .000*** .787 .051 .033* .570 .376
P2-4 t -0.577 -0.668 0.932 1.000 0.113 -0.322 0.877 -0.253 -0.567
p .571 .512 .364 .374 .911 .751 .392 .803 .578
P3-1 t 0.000 3.445 -2.951 0.000 1.648 -1.301 1.451 0.000 -0.783
p 1.000 .003** .009** 1.000 .117 .210 .220 1.000 .444
P3-2 t 0.000 1.363 -1.252 1.000 0.180 -0.616 0.000 0.560 -0.567
p 1.000 .190 .227 .374 .859 .567 1.000 .582 .578
P3-3 t -1.224 1.191 0.577 0.000 -0.740 -0.108 -1.088 1.005 1.000
p .237 .249 .571 1.000 .469 .915 .291 .364 .374
P4-1 t 0.542 -2.896 2.021 -2.277 0.651 3.341 1.612 -1.788 1.000
p .595 .010* .133 .048* .524 .004** .125 .092 0.391
P4-2 t -0.591 1.729 -0.712 -0.498 1.061 0.962 -0.470 1.627 0.000
p .563 .102 .486 .625 .303 .350 .644 .122 1.000
P4-3 t -2.581 -1.848 4.546 -0.506 -0.506 4.183 1.564 -0.165 1.000
p .019* .086 .000*** .620 .620 .001** .140 .871 0.391

*p<0.05, **p<0.01

IV. 실험실평가에서 실험방식 차이에 따른 주관적 음풍경 평가결과

실험실평가는 총 48명을 대상으로 실시되었으며, 15명을 대상으로 헤드폰을 사용한 실험과 28명을 대상으로 스피커를 사용한 실험으로 나누어 진행하였다. 또한 현장 경험에 따른 평가 차이를 확인하기 위해 현장 경험자 5명과 현장 비경험자 15명으로 나누어 헤드폰을 이용하여 현장평가를 실시하였다.

각 측정점별로 가장 크게 들리는 소리, 가장 불쾌하게 들리는 소리, 가장 좋게 들리는 소리의 1순위에 2점, 2순위에 1.5점, 3순위에 1점을 부여한 뒤 총 점수를 10점 만점으로 환산하여 항목별로 가장 큰 점수를 갖는 소리를 그래프로 나타내었다. 녹색 계열은 자연음, 적색 계열은 인공음, 청색 계열은 기계음을 나타낸다. 또한 평가자들이 측정점별로 부여한 신호음의 점수를 자연음, 인공음, 기계음에 따라 나타난 평균 차이를 통계적으로 검증하기 위하여 SPSS 26.0 분석프로그램을 통해 t-test 분석을 실시하였다. 분석 결과 p값이 0.05 이하일 때 두 집단간의 평균 차이가 유의미하다는 것을 의미한다.

4.1 헤드폰과 스피커

실험실평가자 15명은 헤드폰, 28명은 스피커를 통해 측정점별로 5분간 녹음한 음원을 들으며 설문조사를 진행하였다. 동시에 시각적 정보를 제공하기 위해 현장에서 촬영한 영상을 보여주었다.

Fig. 6을 보면 헤드폰을 사용한 그룹은 P2-1, P2-2, P2-3에서 새소리, 사람의 말소리, 발자국 소리를 가장 크게 들리는 소리로 꼽은 반면 스피커를 사용한 그룹은 3개 지점 모두 바람소리를 가장 크게 들리는 소리라고 하였다. 헤드폰은 직접음이 바로 귀에 전달되는 반면 스피커는 소리가 공간을 통해 이동 및 반사되면서 청취자의 귀에 전달되는 특성을 갖고 있다. 한편 음에너지는 음원으로부터 거리가 멀어짐에 따라 감쇠가 일어나는데 그 특성상 고주파수대역이 저주파수대역에 보다 큰 감쇠가 일어난다. 이러한 관점에서 사람의 말소리, 새소리 등은 고주파수대역에서 상대적으로 높은 에너지를 가진다. 그렇기 때문에 스피커에서 발생하는 새소리, 사람의 말소리 등의 고주파 음이 거리가 멀어질수록 크게 감쇠되고 고주파수대역과 저주파수대역 등의 온갖 소리를 담은 바람의 저주파수대역 음역대의 소리가 비교적 적게 감쇠되어 바람소리가 가장 크게 들린 것으로 판단된다. 반면에 직접음이 귀에 도달하는 헤드폰 그룹은 소리의 감쇠가 거의 없어 새소리, 사람의 말소리 등의 고주파수대역의 소리가 비교적 크게 들린 것으로 판단된다.

/media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_F6.jpg
Fig. 6.

(Color available online) Distribution of figure sounds from each group using headphones and loudspeakers respectively.

또한 대체로 헤드폰보다 스피커로 들었을 때 가장 큰 소리, 불쾌한 소리로 교통음에 대한 응답률이 더 큰 것을 볼 수 있다. 교통음은 저주파수대역과 중간주파수대역의 소리에 해당된다. 따라서 스피커를 통해 출력된 고주파수대역의 소음이 저주파수대역의 소음보다 비교적 크게 감쇠되어 교통음이 다른 소음 보다 비교적 크게 들린 것으로 판단된다.

가장 불쾌하게 들리는 소리로 헤드폰 그룹은 P3-1, P3-3에서 광고소리, 사람의 고함소리라고 응답한 반면 스피커그룹은 오토바이 소리의 응답이 가장 높았다. 헤드폰을 이용했을 때는 소리의 감쇠가 없었으나 스피커를 사용했을 때 거리가 멀어질수록 고주파수 대역의 소리가 저주파수 대역의 소리보다 비교적 높게 감쇠되는 것과 관련된 것으로 보인다.

또한 듣기 좋은 소리에 스피커를 사용한 그룹은 자연음의 비중이 많은 반면 헤드폰을 사용한 그룹은 인공음의 비중이 많다. 또한 가장 불쾌하게 들리는 소리에 스피커를 사용한 그룹은 기계음의 비중이 많은 반면 헤드폰을 사용한 그룹은 기계음뿐만 아니라 인공음도 있는 것을 볼 수 있다.

t-test 분석결과, Table 6을 보면 모든 측정점에서 자연음 7개, 인공음 6개, 기계음 7개의 유의미한 차이가 나타났다. 특히 가장 크게 들리는 소리로 자연음 5개, 인공음 5개, 기계음 5개의 유의미한 차이를 보인다. 특히 P2-1, P2-2, P2-3에서 두 집단간 자연음과 인공음에 대한 차이가 나타난다는 것을 볼 수 있는데, 이는 Fig. 6에서 확인할 수 있었듯이 직접음이 귀에 도달하는 헤드폰은 주파수대역별 소리의 감쇠가 거의 없이 새소리, 사람의 말소리, 바람소리 등 모두 비교적 크게 들린 반면 스피커는 새소리, 사람의 말소리 등의 고주파수 음역대의 소리가 거리가 멀어질수록 크게 감쇠되고 바람의 저주파수 음역대의 소리가 비교적 적게 감쇠되어 두 집단 간 자연음과 인공음에 대한 응답에 차이가 나타난 것으로 판단된다. 반면 가장 듣기 좋은 소리는 자연음, 인공음, 기계음 모두 두 집단 간에 유의미한 차이가 나타나지 않았다.

Table 6.

Results of T-test analysis between headphones and loudspeakers.

loud sounds unpleasant sounds preferred sounds
natural
sound
artificial
sound
machinery
sound
natural
sound
artificial
sound
machinery
sound
natural
sound
artificial
sound
machinery
sound
P1-1 t -0.071 0.623 -0.154 -0.728 0.043 -1.252 0.145 1.550 1.146
p .944 .537 .878 .471 .966 .218 .885 .129 .258
P1-2 t -0.728 2.568 -3.171 0.000 0.861 -0.190 0.843 0.812 1.070
p .471 .014** .003*** 1.000 .394 .850 .404 .421 .291
P1-3 t 0.000 1.216 -1.142 0.000 -0.176 -0.480 0.827 -0.371 0.807
p 1.000 .231 .260 1.000 .861 .634 .413 .713 .425
P2-1 t -3.986 4.398 -1.127 -2.246 2.544 -0.611 -1.401 2.077 -0.728
p .001** .000*** .266 .030* .015* .545 .169 .052 .471
P2-2 t -3.733 3.744 -0.728 0.965 -0.479 -0.768 -1.928 1.458 1.000
p .001** .001** .471 .340 .635 .447 .070 .159 .334
P2-3 t -2.336 2.651 0.071 1.342 -1.540 2.564 -0.391 1.402 0.957
p .030* .011* .944 .187 .131 .021* .698 .168 .351
P2-4 t -0.089 0.161 0.082 0.000 -0.877 0.824 -1.052 1.604 -1.257
p .930 .873 .935 1.000 .386 .419 .299 .124 .216
P3-1 t -0.728 1.769 -2.349 0.000 1.318 -2.456 -0.728 -0.630 -0.832
p .471 .084 .024* 1.000 .195 .018 .471 .532 .410
P3-2 t 0.000 1.563 -1.605 0.000 0.914 -1.671 -1.730 -0.776 -0.768
p 1.000 .126 .116 1.000 .366 .102 .095 .442 .447
P3-3 t 1.579 -0.197 -2.626 -0.728 -1.404 1.164 -1.388 0.764 0.000
p .122 .845 .012* .471 .168 .258 .173 .449 1.000
P4-1 t 3.912 -1.207 -2.687 4.173 -1.180 -3.343 -0.769 0.494 -1.800
p .000*** .234 .011* .001** .246 .002** .446 .624 .083
P4-2 t -4.347 2.873 1.764 -0.458 -0.719 1.947 0.218 1.476 -1.411
p .000*** .006** .085 .650 .476 .058 .828 .148 .170
P4-3 t 1.149 0.989 -2.031 1.000 0.735 -0.597 -0.624 -0.220 0.000
p .257 .336 .049* .334 .467 .554 .536 .827 1.000

*p<0.05, **p<0.01

4.2 현장경험자와 비경험자

현장을 경험한 적이 있는 현장경험자 5명과 현장 비경험자 15명을 대상으로 실험실에서 헤드폰을 통해 출력되는 측정점별 녹음 음원을 듣고 동시에 영상을 보며 설문조사를 실시하였다.

Fig. 7을 보면 두 그룹의 가장 크게 들리는 소리, 가장 불쾌하게 들리는 소리, 가장 좋게 들리는 소리의 종류는 대체로 유사하다. 그러나 현장 경험자는 P2-1과 P2-2에서 가장 불쾌하게 들리는 소리를 비행기소리와 개 짖는 소리라고 언급한 반면, 현장 비경험자는 사람의 말소리와 고함소리를 가장 불쾌하게 들리는 소리라고 하였다. 당시 현장에서는 비행기와 개의 모습을 시각적으로 보고 들을 수 있었지만 실험실평가용 영상에는 비행기와 개의 음성만 들릴 뿐 모습이 보이지 않았다. 따라서 현장 경험이 있는 사람은 영상에 모습이 나오지 않은 비행기와 개라는 신호음을 파악할 수 있었지만 비경험자는 그 소리의 원인을 인지하지 못했기 때문에 영상에 주로 나타나는 사람의 모습만 보고 사람의 소리를 불쾌한 소리라고 꼽은 것으로 판단된다.

/media/sites/ask/2022-041-03/N0660410304/images/ASK_41_03_04_F7.jpg
Fig. 7.

(Color available online) Distribution of figure sounds from both groups who have field experience or not.

반면 사람이 많은 지역인 P3-1에서 현장 비경험자는 불쾌한 소리를 광고소리라고 한 반면 현장 경험자는 오토바이 소리를 꼽았다. 현장 특성상 사람이 매우 많아 영상에는 사람들이 걸어가는 모습과 상점의 모습이 대부분인 반면 실제 현장에서는 근처 오토바이가 지나가는 모습과 함께 소리를 들을 수 있었다. 청각적 정보뿐만 아니라 시각적 정보까지 함께 제공될 때 소음원을 쉽게 인지 할 수 있는데, 현장을 경험한 사람은 이미 현장에서 소음원의 모습을 보고 인지하였기 때문에 소리를 더 잘 파악할 수 있었다고 판단된다.

t-test 분석결과, Table 7을 보면 모든 측정점에서 자연음 4개, 인공음 5개, 기계음 5개의 유의미한 차이가 나타났다. Fig. 7에서 가장 크게 들리는 소리의 종류가 대체로 유사하였는데, 통계적으로도 가장 크게 들리는 소리에서 집단간 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 또한 가장 불쾌하게 들리는 소리로 자연음은 두 집단간 차이가 발생하지 않는 측정점이 7개가 존재한다(p = 1). 차이가 발생하지 않는 지역은 자연음의 발생이 비교적 적은 상업지역과 도심지역으로 두 집단 모두 자연음에 대한 불쾌감을 0으로 표현했기 때문이다. 반면 기계음은 가장 듣기 좋은 소리에서 두 집단간 차이가 발생하지 않는 측정점이 5개 존재한다. 이는 현장 경험자와 비경험자 모두 5개의 지역에서 기계음에 대한 선호도를 0으로 표현했기 때문이다.

Table 7.

Results of T-test analysis between field experience and non-field experience.

loud sounds unpleasant sounds preferred sounds
natural
sound
artificial
sound
machinery
sound
natural
sound
artificial
sound
machinery
sound
natural
sound
artificial
sound
machinery
sound
P1-1 t -0.832 1.781 -1.077 0.000 0.593 0.580 -0.488 0.149 -2.477
p .416 .092 .336 1.000 .560 .569 .632 .883 .027*
P1-2 t 0.000 -0.442 0.986 0.000 -0.384 0.882 -3.915 2.243 -0.577
p 1.000 .664 .337 1.000 .705 .389 .002** .038* .571
P1-3 t 0.000 0.428 -0.428 0.000 -0.684 2.319 -1.653 1.503 -2.103
p 1.000 .674 .674 1.000 .503 .033* .121 .150 .054
P2-1 t -0.565 -0.174 1.436 1.719 -2.185 0.913 0.544 1.233 0.000
p .579 .864 .221 .153 .042* .373 .593 .234 1.000
P2-2 t 0.136 0.152 0.000 1.526 -1.339 -0.567 0.484 2.285 -0.567
p .893 .881 1.000 .144 .197 .578 .634 .040* .578
P2-3 t 0.368 -0.249 0.344 -2.971 -0.591 2.281 0.430 0.859 -0.908
p .717 .806 .735 .009** .562 .035* .673 .402 .376
P2-4 t 1.408 -0.724 -1.586 0.000 -0.593 0.256 -0.817 1.978 -0.567
p .176 .479 .135 1.000 .561 .801 .425 .063 .578
P3-1 t 0.000 -0.080 0.555 0.000 0.129 0.577 0.000 0.897 -0.783
p 1.000 .937 .586 1.000 .899 .571 1.000 .382 .444
P3-2 t 0.000 0.273 -0.138 0.000 -3.747 3.309 0.000 0.999 -0.567
p 1.000 .788 .892 1.000 .002** .005** 1.000 .331 .578
P3-3 t -1.080 1.467 -0.189 0.000 0.926 -0.105 -0.900 0.264 0.000
p .295 .160 .853 1.000 .367 .917 .380 .795 1.000
P4-1 t 2.478 -1.320 -1.496 -0.070 -0.567 -0.211 1.852 -0.999 0.000
p .023* .203 .206 .945 .578 .835 .080 .331 1.000
P4-2 t 2.566 -0.736 -1.290 -0.493 -1.835 -0.044 -0.933 2.175 0.000
p .019* .471 .214 .628 .088 .965 .363 .043* 1.000
P4-3 t 0.898 -0.396 -0.464 -0.567 -0.567 4.183 0.865 0.000 0.000
p .381 .696 .648 .578 .578 .001** .399 1.000 1.000

*p<0.05, **p<0.01

실험실평가에서 현장경험자와 비경험자 집단 간 크기, 불쾌, 선호에 따라 평가되는 소리의 종류에는 차이가 발생했으나 그 소리의 유형이 같은 경우가 비교적 많았기 때문에 통계적으로 집단간의 유의미한 차이가 많이 나타나지 않았다.

V. 결 론

본 연구에서는 청주시 도심 내 시민의 이용도가 높은 4개 장소를 대상으로 음풍경 평가를 실시하였다. 이때 실험방식에 따른 음풍경 평가결과를 비교하기 위하여 현장평가와 실험실평가를 모두 수행해 그 결과를 비교 분석 하였다. 실험실평가에서는 크게 헤드폰을 이용한 평가와 스피커를 이용한 평가로 나누어 실시하였고 헤드폰 평가자들 중에서도 현장 경험자와 비경험자로 구분해 평가 결과를 비교 분석했다.

1) 현장평가에서는 신호음의 발생 위치를 시각적으로 관찰해 그 종류를 파악할 수 있었다. 그러나 실험실평가에서 시각정보가 부족해 신호음의 종류를 파악하지 못하는 경우가 있었다.

2) 현장평가와 달리 실험실평가에서는 청각, 시각을 제외한 촉각 등의 다른 감각에 대한 정보가 부족할 때 신호음의 인식에서 현장평가와 차이가 있었다.

3) 실험실평가에서 헤드폰을 사용한 그룹과 스피커를 사용한 그룹은 같은 장소에서 가장 크게 들리는 소리의 종류를 다르게 인지한 경우가 있었다. 이는 신호음이 직접음의 형태로 귀에 도달하는 헤드폰과 달리 스피커는 공간의 음향성능에 따라 왜곡이 발생했기 때문으로 판단된다.

4) 실험실평가용 영상에서 소음원이 시각적으로 보이지 않는 경우, 현장경험자는 그 신호음의 종류를 경험과 기억을 바탕으로 파악할 수 있지만 비경험자는 판단에 어려움이 있는 것으로 나타났다.

본 연구는 음풍경의 현장평가와 실험실평가의 차이를 분석하고, 실험실평가에서는 음원 출력의 경로, 평가자의 현장 경험 유무와 같은 실험방식에 따른 차이를 분석하였다. 결론적으로 실험실평가시 시각, 청각 등의 정보가 비교적 부족할 때 현장평가와 실험실평가 간에 차이가 나타났다. 또한 실험실평가를 실시할 때 스피커보다는 헤드폰을 사용하는 것이 공간의 음향성능에 영향을 받지 않고 신호음을 더 정확히 파악할 수 있어 바람직하며, 실험실평가시에는 신호음에 대한 시각적 정보의 제공이 충분히 이루어진 상태에서 실시해야 한다.

그러나 본 연구는 현장평가 인원이 측정점별 5인, 실험실평가 현장 경험자 그룹이 5인으로 구성되어 표본이 적어 결과를 일반화하기 어렵다. 따라서 향후 연구에서 많은 수의 평가자를 대상으로 현장평가와 실험실평가를 실시하여 현장평가와 다양한 조건의 실험실평가의 결과를 분석한다면 현장평가와 실험실평가 사이에서 나타나는 차이점을 최소화하고 실험실평가시 가장 적합한 실험 조건을 이용할 수 있다. 이는 현장을 가야 하는 번거로움 없이 많은 평가자들을 대상으로 이루어지는 실험실평가를 통해 많은 음풍경 평가가 이루어질 수 있다.

결론적으로 음풍경 평가를 통해 많은 사람들로 하여금 해당 지역의 불쾌감 및 불편함을 유발하는 소음의 종류를 도출할 수 있고, 불쾌한 요소를 줄이고 선호하는 요소를 증가시키거나 불쾌감을 유발하는 소음을 마스킹하는 방법 등 도시의 바람직한 음풍경을 계획 및 설계할 수 있을 것이다.

Acknowledgements

이 성과는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(NRF- 2020R1A2C2009963).

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