필터는 특히 아날로그 신디사이저에서 악기의 음색을 결정짓는 주요한 회로였기 때문에 유명한 신스의 필터들은 아직도 종종 회자되기도 합니다.
또 많은 모듈 제조사들은 클래식한 필터 회로를 그대로 복각하여 출시하기도 하고, 저마다 유니크한 기능을 더한 다양한 VCF들을 출시하고 있으니 종류가 다양할 수 밖에 없습니다.
*당대 유명했던 신디사이저의 필터를 복각한 VCF들. 왼쪽부터 Arp 2600, 부클라 Lowpass-Gate, 무그 ladder filter, 롤랜드 SH-101, 오버하임 SEM 의 필터를 복각했다. 이밖에도 Korg MS20, CEM3320, Serge VCFQ, SSM2044, SSM2040, Steiner, Wasp 등 여러 클래식 신스의 다양한 필터들이 복각되고 있다.
모듈러신스에서 필터는 필수일까?
모듈러신스를 공부하시는 분들을 위한 베이직한 모듈 구성을 추천한다면 VCO(LFO), VCA, VCF, 엔벨롭 등.. 이 있겠지만,
사실 저는 모듈러신스를 처음 구성하시는 분에게 필터모듈은 잘 추천하지 않습니다. 웬만하면 나중에 추가하시기를 권장드려요. (개인적인 의견입니다.)
이전 화에서도 몇 번 언급한 적이 있지만, 사운드 메이킹의 자유도가 상대적으로 떨어지는 기존의 논-모듈러 신디사이저에서는 필터가 악기의 음색을 만드는 데 있어서 중요한 요소인 것은 분명했습니다.
하지만 전자음악에서 '소리'를 만들 때, 필터를 이용한 감산합성 말고도, 다양한 사운드 합성법이 있습니다.
가산합성 (Additive synthesis)
FM/AM 합성
위상 왜곡 합성(Phase Distortion)
웨이브테이블 합성 (Wave sequencing & vector synthesis)
샘플기반 합성 (Sample and Synthesis)
그래뉼러 합성 (Granular synthesis)
피지컬 모델링 합성 (also known as Soft Synthesis, or Virtual Synthesis)
등등...
특히 사운드 메이킹의 자유도가 큰 모듈러신스에서는 위에 언급한 거의 모든 사운드 합성법을 탐구 할 수 있으므로, 톤 메이킹을 하는 방법이 오직 '필터'에만 국한되어 있지는 않습니다.
모듈러신스 시스템을 처음 꾸리시는 분들, 또 신서사이징을 공부하려 하시는 분들은 VCO나 VCA를 활용한 FM과 AM 합성을 먼저 충분히 익히신 후, 이후에 필터 모듈을 추가하셔도 크게 문제는 없습니다. (초기에는 VCO, VCA에 추가로 LFO나 엔벨롭 같은 CV소스 한 두개 정도만 있어도 무궁무진한 사운드를 만들 수 있습니다!)
배음을 추가하거나 새로운 배음을 생성하면서 변화되는 소리를 탐구할 수 있는 다른 합성법에 비해, 감산합성은 필터를 이용해 특정 배음을 걸러내어 출력하기 때문에, 어찌 보면 "익숙하고 파퓰러하게 좋은" 톤을 만들 수 있을지 몰라도, "더 실험적이고 상상력을 벗어나는 새로운" 톤을 만들기에는 오히려 걸림돌이 될 수 있을지 모릅니다.
(물론 개인의 선택이겠습니다. 단지 초심자분들 중에 아무래도 익숙하다는 이유로 '필터'로만 음색을 만드시려고 하시거나, '필터'가 없어서 사운드가 안 만들어지는 건가? 라고 하시는 분들이 생각보다 많기에, 필터모듈이 꼭 필수는 아니라는 말씀을 드리고 싶었습니다.)
어쨌거나 저쨌거나.., 필터, 'VCF'는 모듈러신스에서 빼놓을 수 없는 '베이직' 모듈 중 하나인 것 은 분명합니다.
VCF(Voltage Controlled Filter)
모듈러신스에서 필터를 VCF라고도 합니다. (이제 VC가 "voltage controlled"를 의미한다는 것을 우리는 알고 있습니다.)
그렇다면 구체적으로 필터의 어떤 부분을 전압으로 제어 한다는 의미일까요?
바로, 필터링이 시작되는 지점을 의미하는Cutoff frequency를 전압으로 제어할 수 있는 필터를 VCF라고 할 수 있겠습니다.
(필터모드에 따라, 예를들어 밴드패스/노치 필터의 경우, 필터링이 시작되는 지점을 Center frequency 라고도 할수 있다.)
물론 VCF에는 컷오프 말고도 레조넌스(Q), (모듈디자인에 따라) In/Out level 등 제어 가능한 여러 파라미터들이 있지만 이것들은 전압제어가 가능할 수도있고, 그렇지 않을 수도 있습니다.
다시말해, 컷오프를 제어할 수 있는 입력단자가 반드시 있어야만 VCF로 볼 수 있다는 이야기입니다.
일단 "VCF에는 컷오프 전압제어 입력이 있다"는 것은 확실히 해두기로하고, 맨 처음 VCF에 패칭을할 때 가장 먼저 파악해야 할 것은 무엇일까요?
오디오 입력과 출력
당연하게도 제일먼저, 필터링 할 대상인 오디오시그널을 입력단자에 넣어줘야겠죠?
VCF의 여러 단자들 중, 먼저 오디오 입력단자를 살펴보겠습니다.
오디오 입력단자
*VCF의 오디오 입력 단자들, INPUT, IN, Audio IN 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (파란색 네모로 표시)
먼저 오디오 INPUT 단자를 파악한 후 여기에 필터링할 오디오신호를 넣어줘야 하겠습니다.
모듈 디자인에 따라 오디오 인풋에 레벨 조정 노브(연두색 동그라미)가 달린 VCF도 있는데요. 이런 노브가 있는 경우 입력되는 오디오신호의 레벨을 조정해 줍니다.
이것은 단순히 입력되는 오디오의 레벨을 줄이거나 키울수도 있지만, 모듈에 따라 다를 수 있습니다.
예를들어 입력신호와 동일한 레벨인 유니티게인(unity gain) 까지만 키울 수 있는 VCF도 있고, 그 이상으로 부스트되면 사운드 클리핑이 생기면서 디스토션 효과를 만드는 VCF도 있습니다.
또 이런 레벨 조정 노브가 아닌, 레벨 조정 입력단자가 있다면 VCA의 기능이 추가되어 있다고 보시면 됩니다. (GAIN 입력단자가 있는 3번 모듈의 경우)
(디테일한 모듈의 스팩이 궁금하다면 역시나 메뉴얼을 보는게 답!)
어떤 오디오신호를 입력?
필터는 특정 주파수 역대의 배음을 걸러내는 기능을 합니다. 베이직한 VCF모듈의 경우, 오실레이터에서 나오는 모든 소리, 샘플링하거나 합성하여 만든 소리 등 가청주파수 역대의 모든 오디오신호의 입력이 가능합니다.
하지만 당연하게도 배음이 없는 '싸인파'에 가까운 파형, 혹은 배음이 약한 오디오신호의 경우 필터링할 배음이 없기 때문에 VCF 거쳐도 소리의 변화를 느끼지 못할 것 입니다.
VCF에 입력되는 오디오가 배음이 풍성할수록 필터링을 통한 사운드의 변화를 잘 느낄 수 있겠죠?
오디오 출력단자
이제 VCF를 거쳐 쉐이핑 된 오디오가 출력되는 단자를 살펴보겠습니다.
*VCF의 오디오 출력 단자들, VCF가 어떤 모드인가에 따라 LP, HP, BP 등의 개별 출력을 제공하기도 한다. 통합된 출력단자는 MIX, MULT, OUT 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (빨간색 네모로 표시)
필터링된 신호가 출력되는 OUTPUT 단자들 입니다.
한 개 이상의 출력단자가 있는 모듈도 꽤 많은데요, 이전 편에서 자세히 알아 보았던 필터의 "모드"에 따라 제공하는 출력이 조금씩 다르기 때문입니다.
가장 기본적인 형태의 VCF는 보통 한 가지 필터모드로 특화 되어있습니다. (단일 Low-pass 혹은 단일 High-pass 등)
이런 모듈들은 보통 "000 Low Pass Filter", "000 LPF", 이런식으로 이름에 아예 필터모드가 표기된 경우가 많은데요, 위 사진에서 맨 오른쪽에 있는 모듈(A-120 VCF1)이 그렇습니다. (로우패스 단일모드의 VCF)
이런 한 가지 모드의 VCF에서는 보통 그에 해당하는 출력단자도 하나인 경우가 많습니다. (하지만 간혹 단일모드 VCF에서 여러 슬로프를 출력하는 모듈도 있습니다.)
그러면 출력단자가 하나면 단일모드의 VCF일까?
오른쪽에서 두 번째 모듈(BLACK POLIVOKS VCF)의 경우 출력단자는 하나이지만 두 가지 모드를 제공하는 VCF입니다.
이 모듈의 경우, 토글스위치(주황색 동그라미)로 LP/BP 중 하나의 모드를 선택할 수 있도록 디자인되어있습니다.
세 번째 모듈의 경우(Ripples) BP와 LP, 두 가지 모드를 제공하는 VCF이지만 출력이 여러개 인데요, LP2, LP4 이런식으로 뒤에 붙은 숫자가 필터의 슬로프 (몇 "폴"인지)를 의미합니다. (LP4>VCA 라고 표시된 출력단자는 "4-pole 슬로프의 로우패스를 거친 사운드가 VCA를 통과한 출력" 이라는 의미입니다.)
첫 번째와 두 번째 모듈처럼, 3개 이상의 모드를 제공하는 VCF를 "멀티모드"필터라고 합니다.
이러한 VCF는 LP, BP, HP 같은 개별 모드를 출력하는 단자가 있거나 추가적으로 모듈의 디자인에 따라 다양하게(노브/버튼/스위치/입력단자 등 으로) 선택 또는 혼합된 모드(혹은 슬로프)가 출력되기도 합니다. (주황색 동그라미로 표시된 부분이 이에 해당)
처음에는 좀 복잡해 보였을지도 모르겠지만, 차근차근 살펴보니 역시나 별 다를게 없는 VCF의 오디오입력/출력단자를 알아봤습니다.
인풋과 아웃풋을 패칭했으니 이제 VCF에서 가장 중요한 부분이라고 할 수 있는 컷오프-프리퀀시를 컨트롤 할 수 있는 노브와 단자를 살펴보겠습니다.
CUTOFF FREQUENCY 컨트롤 노브
VCO의 주파수 조정 노브처럼, 컷오프-프리퀀시 조정 노브는 VCF에서도 가장 쉽게 찾을 수 있고 보통 모듈에서 가장 큰 '왕'노브 인 경우가 많습니다.
이 노브를 돌리면, 필터링이 시작되는 지점에 해당하는 프리퀀시가 높아졌다/낮아졌다 하게 됩니다. (이것이 가장 기초적이고 간단한 VCF의 조작이라고 볼 수 있겠습니다.)
*VCF의 컷오프프리퀀시 조정 노브들, CUTOFF, FREQ 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (하늘색 동그라미)
이제 이런 컷오프-프리퀀시 조정 노브를 손으로 돌리는 대신, CV소스를 넣어 컨트롤 할수 있는 입력 단자를 찾아봅니다.
CUTOFF FREQUENCY CV 입력단자
*VCF의 컷오프프리퀀시 제어전압 단자들, CUTOFF, FM, CV 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (하늘색 네모)
사진상 세 번째 모듈(Ripples)처럼 컷오프프리퀀시 컨트롤 노브와 매칭되어있는 단자를 바로 찾을 수 있으면 좋겠지만, 보통은 그렇지 않을 수도 있습니다.
CUTOFF, 혹은 FREQUENCY라는 이름의 단자를 바로 찾을 수 없다면 FM, 혹은 CV 라고 표기되어 있는 단자가 컷오프프리퀀시 CV 입력 단자입니다.
(FM이라고 표기하는 이유는 컷오프주파수를 변조하는 입력 단자이기 때문에 FM(주파수변조)라고 부르는 것이고 - VCO편에서 설명했던 FM입력과 같은 맥락 - CV라고 표기하는 이유는 변조를 하기 위해서는 CV(제어전압)을 입력해야 하기 때문입니다.)
*이처럼 모듈러신스에서 단자와 노브의 표기가 제조사마다 다른 점이 아마 가장 헷갈리는 부분 중 하나일 것이다. 하지만 공통적으로 부르는 몇 가지 안에서 통용된다. 가끔 희한한(?) 명칭으로 표기해 놓는 경우도 있지만(특히 Make Noise나 Mannequins 같은 제조사들) 모듈을 어느 정도 파악한 상태라면 무슨 기능인지 유추해볼 수 있다. 하지만 역시나 메뉴얼을 보는 게 가장 정확하다.
CUTOFF FREQUENCY CV 입력단자의 양 조절 노브
또한 그 입력단자와 매칭되는 노브가 추가로 있는경우, 입력되는 CV의 양을 조절 할 수 있는 노브입니다.
*VCF의 컷오프프리퀀시 제어전압 단자의 CV양을 조절할 수 있는 노브들. 보통 어마운트(amount) 노브라고 부른다. 제조사마다 표기는 다르지만, 단자와 이름이 매칭되어 있다. (하늘색 네모와 연결된 동그라미)
첫 번째 모듈의 CUTOFF CV 입력단자와 매칭되어 있는 작은 노브는 입력되는 CV의 양을 조절할 수 있는 노브입니다.
마찬가지로 두 번째 모듈과 네 번째 모듈의 CUTOFF CV입력단자는 각각 FM, CV라고 표기되어 있었는데요, 마찬가지로 이 단자와 매칭되어 있는 FM, CV노브는 이 단자에 입력되는 CV의 양을 조절할 수 있습니다.
반면 세 번째 모듈의 CUTOFF 조정 노브는 FREQ라고 표기되어 있고 추가로 매칭된 노브가 없습니다. 단지 옆에 FM이라는 단자와 노브가 추가로 있어서 조금 헷갈리기 시작합니다.
다섯 번째 모듈의 경우도 CV1에 추가로 매칭된 노브는 없지만 CV2,3 이라는 단자와 노브가 추가로 있는데요,
이렇듯 VCF모듈에는 FM1,2,3.. 혹은 CV1,2,3,..처럼 컷오프 CV입력이 디자인에 따라 하나 이상인 경우가 많이 있습니다.
*VCF의 컷오프프리퀀시 CV 입력 단자와 노브들. 모듈의 따라 하나 이상인 경우도 많이 있다. 제조사마다 표기는 다르지만, 단자와 이름이 매칭되어 있다. (분홍색 네모, 동그라미)
왜 굳이 하나 이상의 컷오프 프리퀀시 CV 입력과 노브가 필요할까요?
VCF에서 컷오프-프리퀀시 CV 입력 단자가 많아질수록 다양한 변조가 가능하기 때문입니다.
하지만 모듈의 디자인에 따라 CV 입력단자가 허용하는 전압의 레인지가 각기 다른 경우도 있습니다. VCF에 하나 이상의 CV 단자와 노브가 있다면 각각 어떤 레인지를 가지고 기능하는지 구분할 필요가 있습니다. 몇 가지 예를 들어보겠습니다.
표기가 동일한 CV 입력단자와 노브가 하나 이상일 경우(4, 5번 모듈의 예) : 동일한 전압레인지를 허용하는 CV 입력이 여러 개일 수 있다. CV입력으로 들어오는 신호가 모두 컷오프프리퀀시에 반영되므로 다양한 변조가 가능하다.
CV 입력단자가 피치트래킹(V/OCT)이 가능한 경우(2, 3, 5번 모듈의 예) : 레조넌스를 높여 셀프 오실레이션 상태가 되면 피치 CV를 입력해 또 하나의 싸인파 오실레이터 처럼 사용할 수 있다. (2번째 모듈의 경우 노브를 시계방향 끝까지 돌려야 정확한 피치트래킹이 가능하다. 하지만 피치트래킹이 아예 안되는 VCF도 종종 있다. 메뉴얼을 보면 확인 가능)
CV 입력단자와 매칭된 노브가 -,+ 양극에서 모두 양 조절이 가능한 어테뉴버터 인 경우(2, 3, 5번 모듈의 예) : 입력되는 CV 파형을 그 반대로도 적용되도록 조절 가능하므로, 더욱 다양한 변조가 가능하다. (*어테뉴버터(Attenuverter) : Attenuator + Inverter의 합성어, 10화에서 자세히)
이처럼 모듈러신스에서는 VCF의 CV 입력단자에 다양한 파형을 입력하고 컨트롤할 수 있으므로 필터의 기본 기능이라 할 수 있는 톤 쉐이핑 그 이상의 다양한 변조가 가능합니다. 이는 VCO 편에서 이야기했던 FM과 같은 소리합성과 동일한 개념입니다. (필터 컷오프 주파수 변조 = FM)
컷오프프리퀀시 노브와 CV입력 단자가 어떻게 기능하는지 조금 정리가 되셨나요?
잠시후에 영상으로도 한번 확인해 보겠습니다.
RESONANCE 입력 단자와 노브
마지막으로 알아볼 단자는 레조넌스 입력입니다. (레조넌스에 관한 내용은 이전 편에서 언급했으므로, 단자와 노브만 파악해 볼게요.)
VCF에서 보통 레조넌스 컨트롤 노브는 어렵지 않게 찾을 수 있는데요, 모듈의 디자인에 따라 레조넌스 CV 입력단자는 있을 수도, 없을 수도 있습니다.
앞서 이야기했던 것처럼, VCF에서 레조넌스의 전압제어 입력 단자는 컷오프 CV 입력 단자 처럼 필수가 아니기 때문입니다. (기억안나시는 분들은 앞에 단락을 다시 ...)
흔하진 않지만, 심지어 레조넌스 단자는 물론 노브도 없는 VCF도 있는데요, 이런 경우 레조넌스 값이 내부적으로 고정되어 있다고 보면 될 것 같습니다.
*VCF의 레조넌스 노브와 단자. 모듈에 따라 CV 입력단자는 없는 경우도 많이 있다. RESONANCE, Q, RES 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (앞에 색깔을 다써서) 황토색 동그라미와 네모로 표기.
위의 모듈들에서 레조넌스 노브는 쉽게 찾아볼 수 있는데요, 4, 5번 째 모듈의 경우 레조넌스 노브는 있으나 CV 입력단자가 없는 것을 볼 수 있습니다.
필터의 레조넌스 노브를 높이면(또는 제어 전압을 높이면) 컷오프 주파수 부근의 주파수가 증폭되고 낮은 주파수를 감쇠시키는 경향이 있습니다. (일부 필터는 레조넌스를 높일 때 저역 손실을 보상합니다) 이때 주파수가 증폭되는 피크의 폭을 "Q"라고 합니다.
SELF-OSCILLATION
레조넌스를 계속 높이면 소리가 약간 울리기 시작합니다. 더 증폭시키면 필터가 자체 진동(self-oscillate)하기 시작하며 사인파가 출력됩니다.
증폭된 피크가 너무 높고 좁아 입력한 오디오 신호가 거의 출력되지 않고 사인파 소리만 남게 되는 것인데요,
필터가 피치트랙킹을 허용하도록 디자인된 경우 사인파 VCO 로 사용할 수 있습니다. (셀프오실레이션을 허용하지 않는 필터도 있습니다.)
(VCF를 이러한 방식으로 사용할 수는 있지만 VCO를 완벽하게 대체할 수는 없습니다. 과도한 피드백이 일어날 때 회로 내부에 온도변화가 생기게 되지만 VCO와 달리 대부분의 VCF는 이러한 온도변화를 보상하고 더욱 안정적으로 만드는 추가 회로가 없으므로 완벽한 피치트래킹이 어렵습니다.)
지금까지 살펴본 VCF의 출력/입력 단자, 그리고 노브들이 어떻게 기능 하는지 영상을 통해 정리해 보도록 하겠습니다.
이상 오늘은 VCF의 단자와 노브들에 대해서 이야기해봤습니다.
아시다시피 이번 포스팅에서 소개한 필터 외에도, 제조사나 모듈에 따라 여러 기능이 추가되거나 혼합된 다양한 종류의 VCF가 있지만 그 기본 원리와 기능은 같습니다.
필터는 사실 귀로 들으면서 감각적으로 소리를 익히는 게 더 확실하게 와닿을 텐데요, 글로 설명하려니 왠지 더 복잡해지는 것 같기도 합니다.
하지만 확실한 정리가 필요하셨던 분들께 도움이 됐길 바라며….
이상으로 VCF 1, 2 편을 모두 마칩니다. 다음 편(8화 : 간단한 패치로 첫소리를 내보다!)에서는 지금까지 설명했던 기본 모듈들을 중심으로 몇 가지 간단한 패칭들을 소개해 보도록 하겠습니다.
*'About Modular Synth 7화 : VCF'는 분량상 총 2편으로 준비하였습니다. 이번 포스팅은 VCF의 단자와 노브에 대한 내용입니다!
입력되는 오디오신호에서 특정주파수 대역을 걸러 출력하는 필터는 신다사이저에서 음색의 쉐이핑을 담당하고 있습니다.
VCF 1편에서는 이러한 필터의 기본적인 개념과 용어에 대해 알아봤습니다만.. (지난화가 너무 오래되어.. 다시 한번 읽고 오셔도 좋을 것 같습니다;;)
지난화의 내용을 간단히 키워드로 정리해 보자면,
좀 더 풀어서 정리해 보자면..
기본 개념은 파악했으니 이번시간에는 구체적으로 VCF모듈의 단자와 노브들을 살펴볼텐데요,
그 전에 잠시 필터에 대한 오버뷰로 가볍게 시작해보겠습니다.
신디사이저만큼이나 다양한 필터
모듈러그리드에 Filter를 검색해보시면 오실레이터 만큼이나 정말 다양한 모듈들이 나오는데요,
필터는 특히 아날로그 신디사이저에서 악기의 음색을 결정짓는 주요한 회로였기 때문에 유명한 신스의 필터들은 아직도 종종 회자되기도 합니다.
또 많은 모듈 제조사들은 클래식한 필터 회로를 그대로 복각하여 출시하기도 하고, 저마다 유니크한 기능을 더한 다양한 VCF들을 출시하고 있으니 종류가 다양할 수 밖에 없습니다.
*당대 유명했던 신디사이저의 필터를 복각한 VCF들. 왼쪽부터 Arp 2600, 부클라 Lowpass-Gate, 무그 ladder filter, 롤랜드 SH-101, 오버하임 SEM 의 필터를 복각했다. 이밖에도 Korg MS20, CEM3320, Serge VCFQ, SSM2044, SSM2040, Steiner, Wasp 등 여러 클래식 신스의 다양한 필터들이 복각되고 있다.
모듈러신스에서 필터는 필수일까?
모듈러신스를 공부하시는 분들을 위한 베이직한 모듈 구성을 추천한다면 VCO(LFO), VCA, VCF, 엔벨롭 등.. 이 있겠지만,
사실 저는 모듈러신스를 처음 구성하시는 분에게 필터모듈은 잘 추천하지 않습니다. 웬만하면 나중에 추가하시기를 권장드려요. (개인적인 의견입니다.)
이전 화에서도 몇 번 언급한 적이 있지만, 사운드 메이킹의 자유도가 상대적으로 떨어지는 기존의 논-모듈러 신디사이저에서는 필터가 악기의 음색을 만드는 데 있어서 중요한 요소인 것은 분명했습니다.
하지만 전자음악에서 '소리'를 만들 때, 필터를 이용한 감산합성 말고도, 다양한 사운드 합성법이 있습니다.
등등...
특히 사운드 메이킹의 자유도가 큰 모듈러신스에서는 위에 언급한 거의 모든 사운드 합성법을 탐구 할 수 있으므로, 톤 메이킹을 하는 방법이 오직 '필터'에만 국한되어 있지는 않습니다.
모듈러신스 시스템을 처음 꾸리시는 분들, 또 신서사이징을 공부하려 하시는 분들은 VCO나 VCA를 활용한 FM과 AM 합성을 먼저 충분히 익히신 후, 이후에 필터 모듈을 추가하셔도 크게 문제는 없습니다. (초기에는 VCO, VCA에 추가로 LFO나 엔벨롭 같은 CV소스 한 두개 정도만 있어도 무궁무진한 사운드를 만들 수 있습니다!)
배음을 추가하거나 새로운 배음을 생성하면서 변화되는 소리를 탐구할 수 있는 다른 합성법에 비해, 감산합성은 필터를 이용해 특정 배음을 걸러내어 출력하기 때문에, 어찌 보면 "익숙하고 파퓰러하게 좋은" 톤을 만들 수 있을지 몰라도, "더 실험적이고 상상력을 벗어나는 새로운" 톤을 만들기에는 오히려 걸림돌이 될 수 있을지 모릅니다.
(물론 개인의 선택이겠습니다. 단지 초심자분들 중에 아무래도 익숙하다는 이유로 '필터'로만 음색을 만드시려고 하시거나, '필터'가 없어서 사운드가 안 만들어지는 건가? 라고 하시는 분들이 생각보다 많기에, 필터모듈이 꼭 필수는 아니라는 말씀을 드리고 싶었습니다.)
어쨌거나 저쨌거나.., 필터, 'VCF'는 모듈러신스에서 빼놓을 수 없는 '베이직' 모듈 중 하나인 것 은 분명합니다.
VCF(Voltage Controlled Filter)
모듈러신스에서 필터를 VCF라고도 합니다. (이제 VC가 "voltage controlled"를 의미한다는 것을 우리는 알고 있습니다.)
그렇다면 구체적으로 필터의 어떤 부분을 전압으로 제어 한다는 의미일까요?
바로, 필터링이 시작되는 지점을 의미하는 Cutoff frequency를 전압으로 제어할 수 있는 필터를 VCF라고 할 수 있겠습니다.
(필터모드에 따라, 예를들어 밴드패스/노치 필터의 경우, 필터링이 시작되는 지점을 Center frequency 라고도 할수 있다.)
물론 VCF에는 컷오프 말고도 레조넌스(Q), (모듈디자인에 따라) In/Out level 등 제어 가능한 여러 파라미터들이 있지만 이것들은 전압제어가 가능할 수도있고, 그렇지 않을 수도 있습니다.
다시말해, 컷오프를 제어할 수 있는 입력단자가 반드시 있어야만 VCF로 볼 수 있다는 이야기입니다.
일단 "VCF에는 컷오프 전압제어 입력이 있다"는 것은 확실히 해두기로하고, 맨 처음 VCF에 패칭을할 때 가장 먼저 파악해야 할 것은 무엇일까요?
오디오 입력과 출력
당연하게도 제일먼저, 필터링 할 대상인 오디오시그널을 입력단자에 넣어줘야겠죠?
VCF의 여러 단자들 중, 먼저 오디오 입력단자를 살펴보겠습니다.
오디오 입력단자
*VCF의 오디오 입력 단자들, INPUT, IN, Audio IN 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (파란색 네모로 표시)
먼저 오디오 INPUT 단자를 파악한 후 여기에 필터링할 오디오신호를 넣어줘야 하겠습니다.
모듈 디자인에 따라 오디오 인풋에 레벨 조정 노브(연두색 동그라미)가 달린 VCF도 있는데요. 이런 노브가 있는 경우 입력되는 오디오신호의 레벨을 조정해 줍니다.
이것은 단순히 입력되는 오디오의 레벨을 줄이거나 키울수도 있지만, 모듈에 따라 다를 수 있습니다.
예를들어 입력신호와 동일한 레벨인 유니티게인(unity gain) 까지만 키울 수 있는 VCF도 있고, 그 이상으로 부스트되면 사운드 클리핑이 생기면서 디스토션 효과를 만드는 VCF도 있습니다.
또 이런 레벨 조정 노브가 아닌, 레벨 조정 입력단자가 있다면 VCA의 기능이 추가되어 있다고 보시면 됩니다. (GAIN 입력단자가 있는 3번 모듈의 경우)
(디테일한 모듈의 스팩이 궁금하다면 역시나 메뉴얼을 보는게 답!)
어떤 오디오신호를 입력?
필터는 특정 주파수 역대의 배음을 걸러내는 기능을 합니다. 베이직한 VCF모듈의 경우, 오실레이터에서 나오는 모든 소리, 샘플링하거나 합성하여 만든 소리 등 가청주파수 역대의 모든 오디오신호의 입력이 가능합니다.
하지만 당연하게도 배음이 없는 '싸인파'에 가까운 파형, 혹은 배음이 약한 오디오신호의 경우 필터링할 배음이 없기 때문에 VCF 거쳐도 소리의 변화를 느끼지 못할 것 입니다.
VCF에 입력되는 오디오가 배음이 풍성할수록 필터링을 통한 사운드의 변화를 잘 느낄 수 있겠죠?
오디오 출력단자
이제 VCF를 거쳐 쉐이핑 된 오디오가 출력되는 단자를 살펴보겠습니다.
*VCF의 오디오 출력 단자들, VCF가 어떤 모드인가에 따라 LP, HP, BP 등의 개별 출력을 제공하기도 한다. 통합된 출력단자는 MIX, MULT, OUT 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (빨간색 네모로 표시)
필터링된 신호가 출력되는 OUTPUT 단자들 입니다.
한 개 이상의 출력단자가 있는 모듈도 꽤 많은데요, 이전 편에서 자세히 알아 보았던 필터의 "모드"에 따라 제공하는 출력이 조금씩 다르기 때문입니다.
가장 기본적인 형태의 VCF는 보통 한 가지 필터모드로 특화 되어있습니다. (단일 Low-pass 혹은 단일 High-pass 등)
이런 모듈들은 보통 "000 Low Pass Filter", "000 LPF", 이런식으로 이름에 아예 필터모드가 표기된 경우가 많은데요, 위 사진에서 맨 오른쪽에 있는 모듈(A-120 VCF1)이 그렇습니다. (로우패스 단일모드의 VCF)
이런 한 가지 모드의 VCF에서는 보통 그에 해당하는 출력단자도 하나인 경우가 많습니다. (하지만 간혹 단일모드 VCF에서 여러 슬로프를 출력하는 모듈도 있습니다.)
그러면 출력단자가 하나면 단일모드의 VCF일까?
오른쪽에서 두 번째 모듈(BLACK POLIVOKS VCF)의 경우 출력단자는 하나이지만 두 가지 모드를 제공하는 VCF입니다.
이 모듈의 경우, 토글스위치(주황색 동그라미)로 LP/BP 중 하나의 모드를 선택할 수 있도록 디자인되어있습니다.
세 번째 모듈의 경우(Ripples) BP와 LP, 두 가지 모드를 제공하는 VCF이지만 출력이 여러개 인데요, LP2, LP4 이런식으로 뒤에 붙은 숫자가 필터의 슬로프 (몇 "폴"인지)를 의미합니다. (LP4>VCA 라고 표시된 출력단자는 "4-pole 슬로프의 로우패스를 거친 사운드가 VCA를 통과한 출력" 이라는 의미입니다.)
첫 번째와 두 번째 모듈처럼, 3개 이상의 모드를 제공하는 VCF를 "멀티모드"필터라고 합니다.
이러한 VCF는 LP, BP, HP 같은 개별 모드를 출력하는 단자가 있거나 추가적으로 모듈의 디자인에 따라 다양하게(노브/버튼/스위치/입력단자 등 으로) 선택 또는 혼합된 모드(혹은 슬로프)가 출력되기도 합니다. (주황색 동그라미로 표시된 부분이 이에 해당)
처음에는 좀 복잡해 보였을지도 모르겠지만, 차근차근 살펴보니 역시나 별 다를게 없는 VCF의 오디오입력/출력단자를 알아봤습니다.
이전편에서 언급했던 모드나 슬로프가 VCF에서 어떤식으로 디자인되어 있는지 슬슬 매칭이 되시나요?
인풋과 아웃풋을 패칭했으니 이제 VCF에서 가장 중요한 부분이라고 할 수 있는 컷오프-프리퀀시를 컨트롤 할 수 있는 노브와 단자를 살펴보겠습니다.
CUTOFF FREQUENCY 컨트롤 노브
VCO의 주파수 조정 노브처럼, 컷오프-프리퀀시 조정 노브는 VCF에서도 가장 쉽게 찾을 수 있고 보통 모듈에서 가장 큰 '왕'노브 인 경우가 많습니다.
이 노브를 돌리면, 필터링이 시작되는 지점에 해당하는 프리퀀시가 높아졌다/낮아졌다 하게 됩니다. (이것이 가장 기초적이고 간단한 VCF의 조작이라고 볼 수 있겠습니다.)
*VCF의 컷오프프리퀀시 조정 노브들, CUTOFF, FREQ 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (하늘색 동그라미)
이제 이런 컷오프-프리퀀시 조정 노브를 손으로 돌리는 대신, CV소스를 넣어 컨트롤 할수 있는 입력 단자를 찾아봅니다.
CUTOFF FREQUENCY CV 입력단자
*VCF의 컷오프프리퀀시 제어전압 단자들, CUTOFF, FM, CV 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (하늘색 네모)
사진상 세 번째 모듈(Ripples)처럼 컷오프프리퀀시 컨트롤 노브와 매칭되어있는 단자를 바로 찾을 수 있으면 좋겠지만, 보통은 그렇지 않을 수도 있습니다.
CUTOFF, 혹은 FREQUENCY라는 이름의 단자를 바로 찾을 수 없다면 FM, 혹은 CV 라고 표기되어 있는 단자가 컷오프프리퀀시 CV 입력 단자입니다.
(FM이라고 표기하는 이유는 컷오프주파수를 변조하는 입력 단자이기 때문에 FM(주파수변조)라고 부르는 것이고 - VCO편에서 설명했던 FM입력과 같은 맥락 - CV라고 표기하는 이유는 변조를 하기 위해서는 CV(제어전압)을 입력해야 하기 때문입니다.)
*이처럼 모듈러신스에서 단자와 노브의 표기가 제조사마다 다른 점이 아마 가장 헷갈리는 부분 중 하나일 것이다. 하지만 공통적으로 부르는 몇 가지 안에서 통용된다. 가끔 희한한(?) 명칭으로 표기해 놓는 경우도 있지만(특히 Make Noise나 Mannequins 같은 제조사들) 모듈을 어느 정도 파악한 상태라면 무슨 기능인지 유추해볼 수 있다. 하지만 역시나 메뉴얼을 보는 게 가장 정확하다.
CUTOFF FREQUENCY CV 입력단자의 양 조절 노브
또한 그 입력단자와 매칭되는 노브가 추가로 있는경우, 입력되는 CV의 양을 조절 할 수 있는 노브입니다.
*VCF의 컷오프프리퀀시 제어전압 단자의 CV양을 조절할 수 있는 노브들. 보통 어마운트(amount) 노브라고 부른다. 제조사마다 표기는 다르지만, 단자와 이름이 매칭되어 있다. (하늘색 네모와 연결된 동그라미)
첫 번째 모듈의 CUTOFF CV 입력단자와 매칭되어 있는 작은 노브는 입력되는 CV의 양을 조절할 수 있는 노브입니다.
마찬가지로 두 번째 모듈과 네 번째 모듈의 CUTOFF CV입력단자는 각각 FM, CV라고 표기되어 있었는데요, 마찬가지로 이 단자와 매칭되어 있는 FM, CV노브는 이 단자에 입력되는 CV의 양을 조절할 수 있습니다.
반면 세 번째 모듈의 CUTOFF 조정 노브는 FREQ라고 표기되어 있고 추가로 매칭된 노브가 없습니다. 단지 옆에 FM이라는 단자와 노브가 추가로 있어서 조금 헷갈리기 시작합니다.
다섯 번째 모듈의 경우도 CV1에 추가로 매칭된 노브는 없지만 CV2,3 이라는 단자와 노브가 추가로 있는데요,
이렇듯 VCF모듈에는 FM1,2,3.. 혹은 CV1,2,3,..처럼 컷오프 CV입력이 디자인에 따라 하나 이상인 경우가 많이 있습니다.
*VCF의 컷오프프리퀀시 CV 입력 단자와 노브들. 모듈의 따라 하나 이상인 경우도 많이 있다. 제조사마다 표기는 다르지만, 단자와 이름이 매칭되어 있다. (분홍색 네모, 동그라미)
왜 굳이 하나 이상의 컷오프 프리퀀시 CV 입력과 노브가 필요할까요?
VCF에서 컷오프-프리퀀시 CV 입력 단자가 많아질수록 다양한 변조가 가능하기 때문입니다.
하지만 모듈의 디자인에 따라 CV 입력단자가 허용하는 전압의 레인지가 각기 다른 경우도 있습니다. VCF에 하나 이상의 CV 단자와 노브가 있다면 각각 어떤 레인지를 가지고 기능하는지 구분할 필요가 있습니다. 몇 가지 예를 들어보겠습니다.
이처럼 모듈러신스에서는 VCF의 CV 입력단자에 다양한 파형을 입력하고 컨트롤할 수 있으므로 필터의 기본 기능이라 할 수 있는 톤 쉐이핑 그 이상의 다양한 변조가 가능합니다. 이는 VCO 편에서 이야기했던 FM과 같은 소리합성과 동일한 개념입니다. (필터 컷오프 주파수 변조 = FM)
컷오프프리퀀시 노브와 CV입력 단자가 어떻게 기능하는지 조금 정리가 되셨나요?
잠시후에 영상으로도 한번 확인해 보겠습니다.
RESONANCE 입력 단자와 노브
마지막으로 알아볼 단자는 레조넌스 입력입니다. (레조넌스에 관한 내용은 이전 편에서 언급했으므로, 단자와 노브만 파악해 볼게요.)
VCF에서 보통 레조넌스 컨트롤 노브는 어렵지 않게 찾을 수 있는데요, 모듈의 디자인에 따라 레조넌스 CV 입력단자는 있을 수도, 없을 수도 있습니다.
앞서 이야기했던 것처럼, VCF에서 레조넌스의 전압제어 입력 단자는 컷오프 CV 입력 단자 처럼 필수가 아니기 때문입니다. (기억안나시는 분들은 앞에 단락을 다시 ...)
흔하진 않지만, 심지어 레조넌스 단자는 물론 노브도 없는 VCF도 있는데요, 이런 경우 레조넌스 값이 내부적으로 고정되어 있다고 보면 될 것 같습니다.
*VCF의 레조넌스 노브와 단자. 모듈에 따라 CV 입력단자는 없는 경우도 많이 있다. RESONANCE, Q, RES 등 제조사마다 표기는 다르지만, 기능은 같다. (앞에 색깔을 다써서) 황토색 동그라미와 네모로 표기.
위의 모듈들에서 레조넌스 노브는 쉽게 찾아볼 수 있는데요, 4, 5번 째 모듈의 경우 레조넌스 노브는 있으나 CV 입력단자가 없는 것을 볼 수 있습니다.
필터의 레조넌스 노브를 높이면(또는 제어 전압을 높이면) 컷오프 주파수 부근의 주파수가 증폭되고 낮은 주파수를 감쇠시키는 경향이 있습니다. (일부 필터는 레조넌스를 높일 때 저역 손실을 보상합니다) 이때 주파수가 증폭되는 피크의 폭을 "Q"라고 합니다.
SELF-OSCILLATION
레조넌스를 계속 높이면 소리가 약간 울리기 시작합니다. 더 증폭시키면 필터가 자체 진동(self-oscillate)하기 시작하며 사인파가 출력됩니다.
증폭된 피크가 너무 높고 좁아 입력한 오디오 신호가 거의 출력되지 않고 사인파 소리만 남게 되는 것인데요,
필터가 피치트랙킹을 허용하도록 디자인된 경우 사인파 VCO 로 사용할 수 있습니다. (셀프오실레이션을 허용하지 않는 필터도 있습니다.)
(VCF를 이러한 방식으로 사용할 수는 있지만 VCO를 완벽하게 대체할 수는 없습니다. 과도한 피드백이 일어날 때 회로 내부에 온도변화가 생기게 되지만 VCO와 달리 대부분의 VCF는 이러한 온도변화를 보상하고 더욱 안정적으로 만드는 추가 회로가 없으므로 완벽한 피치트래킹이 어렵습니다.)
지금까지 살펴본 VCF의 출력/입력 단자, 그리고 노브들이 어떻게 기능 하는지 영상을 통해 정리해 보도록 하겠습니다.
이상 오늘은 VCF의 단자와 노브들에 대해서 이야기해봤습니다.
아시다시피 이번 포스팅에서 소개한 필터 외에도, 제조사나 모듈에 따라 여러 기능이 추가되거나 혼합된 다양한 종류의 VCF가 있지만 그 기본 원리와 기능은 같습니다.
필터는 사실 귀로 들으면서 감각적으로 소리를 익히는 게 더 확실하게 와닿을 텐데요, 글로 설명하려니 왠지 더 복잡해지는 것 같기도 합니다.
하지만 확실한 정리가 필요하셨던 분들께 도움이 됐길 바라며….
이상으로 VCF 1, 2 편을 모두 마칩니다. 다음 편(8화 : 간단한 패치로 첫소리를 내보다!) 에서는 지금까지 설명했던 기본 모듈들을 중심으로 몇 가지 간단한 패칭들을 소개해 보도록 하겠습니다.