(1) Sound

The nature of sound

• 소리는 공기와 같은 매질을 통한 진동을 통한 에너지 변환
  Conversion of energy into vibrations in the air(or some other elastic medium)
• 각기 다른 주파수(frequency)를 가지고 복잡한 형식으로 떨림
• 사람은 20Hz ~ 20kHz정도 들을 수 있으며 나이가 들수록 높은 주파수가 안들림
• 매질에 따른 속도
  - air (섭씨 20도) : ~1,230km/h
  • Fresh water(섭씨 20도) : ~5,335km/h
  • Steel : ~ 21,460km/h

Waveforms

waveform이란 시간에 따른 소리의 변화를 의미한다. 파형이라고 하는데 시간에 대한 진폭의 도표를 뜻한다. 소리의 변화의 특성을 보여주는 그래프를 제공해준다.

Measure of Sound

데시벨이란?
소리의 크기나 강렬함의 정도로 다음의 식으로 구할 수 있다.

$L_{dB}=10log_{10}({P_1 \over P_0})$

여기서 $P_1$은 측정한 소리의 크기
$P_0$는 경험적으로 정한 기준이다.

왜 $log$함수를 사용했지?
$log$함수의 모양을 생각하면

로그함수의 기울기를 보면 값이 작을수록 가파르고, 값이 클수록 완만한 것을 볼 수 있다.
이는 값이 작을수록 민감하게 받아들이고, 값이 클수록 둔하게 받아들이는 인체적 특징때문에 사용한다.

위 그래프처럼 frequency마다 잘 들리는 power의 크기가 다르다.

소리는 시각과 다르게 시간에 의존적이다. 만약 시간이 멈춰도 시각적 정보는 그 자체로 의미를 가지는 반면 소리는 시간이 흘러야 그에 따른 상황의 변화가 있어야 정보를 얻을 수 있다.

다음 시간에는 sampling부터 이어 공부를 해볼 예정이다.