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악기는 어떻게 아름다운 소리를 내는가
구조를 알면 음악이 들린다!
클래식 악기부터 세계의 민속악기, EDM의 시작 신시사이저까지

소리가 나는 것을 모두 악기라 할 수 있을까? 음악을 만드는 컴퓨터나 ASMR에 쓰이는 도구도 악기라 할 수 있을까?《악기 구조 교과서》는 악기란 무엇인가라는 질문부터 시작한다. 악기의 큰 흐름을 한눈에 파악할 수 있게 개론에 체계적인 악기 분류표를 담았다. 각 장에서는 다양한 악기의 발음 원리와 구조를 소개한다. 낯설거나 어려울 수 있는 음향학 내용을 쉽게 이해할 수 있게 생생한 사진과 그림을 덧붙였다. 클래식 악기는 물론 세계의 민속악기, 각 악기의 분류, 관심이 높아지는 전자악기까지 소리와 악기의 메커니즘을 알아본다.

★2018 한국과학창의재단 우수과학도서 선정★

구조를 알면 음악이 들린다
아름다운 소리의 비밀은 악기에 있다

사람들은 클래식 음악을 듣거나 오케스트라 공연을 보며 전율을 느끼고, 소리나 음악이 좋다고 표현한다. 이때 좋다는 의미는 단지 주관적인 표현일 뿐일까? 좋은 소리는 무엇일까? 실제로 사람의 귀는 자연스레 좋은 소리와 나쁜 소리를 구분한다. 그 기준은 바로 여러 음 사이의 주파수 비율이다. 그 비율이 자연음처럼 간단한 정수배(2:3, 3:4, …)일 때 소리가 좋다고 느끼고, 그렇지 않으면 어딘가 소리에 어긋난 부분이 있다고 느낀다. 그렇다면 구조, 형태, 크기가 각양각색인 악기들은 각기 어떤 원리로 좋은 소리를 만드는 것일까?
클라리넷은 리드로 입구를 밀폐한 후 작은 틈새로 숨을 불어 넣어 연주한다. 한쪽만 뚫린 폐관악기로 홀수배의 주파수를 낸다. 따라서 클라리넷에 리드 파이프, 마우스피스, 벨을 달아 정수배 주파수로 바꾼다. 더욱 깔끔하고 조화로운 소리를 낸다. 재즈 하면 빼놓을 수 없는 악기인 트럼펫은 길이가 일정한 관 1개로 모든 음을 낼 수 없기 때문에 밸브 3개가 달려 있다. 3개의 밸브를 조작해 공기의 통로를 늘이고 줄여 옥타브의 모든 반음계를 연주한다. 이외에도 웅장한 소리로 경외감을 불러일으키는 파이프 오르간, 우아한 자태와 아름다운 음색을 갖춘 하프 등 다양한 악기에 숨은 과학 원리를 살펴본다.

공기의 진동 · 막의 장력 · 막대의 탄성
소리 메커니즘으로 살펴본 악기의 과학

악기는 숨을 불어 넣거나 때리고, 튕기는 등 다양한 방법으로 소리를 낸다. 공기의 진동, 막의 장력, 막대의 탄성 등 소리를 내는 과학 원리 자체는 간단하지만 소리가 나기까지의 과정은 그렇지 않다. 과연 악기 안에서는 어떤 일이 일어날까? 제법 원리가 간단한 플루트조차도 숨의 속도, 방향, 입술과 악기의 거리, 틈의 모양 등 구조에 따라 다른 소리가 난다. 관 안으로 들어온 숨은 관 안의 공기와 만나 굉장히 빠른 속도로 움직이며 진동한다. 이때 새로운 숨이 들어와 각기 다른 방향의 힘을 가진 공기가 서로 위아래로 진동하면서 소리를 내는 것이다.
오케스트라에서 강렬한 울림을 주는 팀파니는 막의 장력과 무게, 크기, 두드리는 위치에 따라 음높이가 달라진다. 막의 장력을 조절하는 장치가 달려 있어 페달로 음높이를 바꾸면서 연주한다. 투명하고 섬세한 음색으로 사랑받는 트라이앵글도 어느 위치를 두드리고, 어느 각도로 두드리는지에 따라 다양한 음색을 낸다. 이처럼 악기는 공기의 진동이나 악기가 받는 장력, 복원력, 탄성 등 복잡한 힘이 어우러져 아름다운 소리를 만든다.

클래식 악기부터 세계의 민속악기, 전자악기까지
악기의 큰 흐름을 읽는다

《악기 구조 교과서》는 개론에서 악기 분류법을 살펴본 다음, 악기를 소리가 나는 진동체에 따라 기명악기(공기), 현명악기(현), 막명악기(막), 체명악기(악기 자체), 전명악기(전기·전자악기)까지 총 5장으로 나눠 소개한다. 각 장에는 클래식 악기는 물론 고토, 샤미센, 우드 등의 세계 전통악기, 피아노의 친구격인 쳄발로, 덜시머 등 여러 악기의 변천사가 담겨 있다. 이탈리아에서 바이올린 제작 공방을 운영하는 저자가 바이올린과 기타를 만드는 사진을 담아 흥미를 끈다. 100억 원을 호가하는 바이올린을 만든 현악기 제작자 스트라디바리와 작곡가 바흐와 베토벤 이야기도 만나보자.
전자악기에 대한 관심이 높아지는 요즘, 마지막 전명악기 장에서 다양한 전기·전자악기의 발전사와 종류, 컴퓨터 음 합성의 미래까지 내다본다. 권말에는 Q&A를 실어 소리를 이해하는 데 도움을 주고, 악기에 대한 궁금증을 풀어준다. 콘트라베이스, 바이올린, 기타의 유래를 살펴보면서 차이점을 알 수 있고, 88건반이 아닌 97건반 피아노 등 신기한 악기 이야기도 들려준다.
악기는 반려악기라 불리며 1인 1악기 시대의 자녀 교육, 성인의 취미생활, 노년층의 치매 예방까지 전 연령대에게 다양한 이유로 관심이 높아지고 있다. 《악기 구조 교과서》는 소리와 악기에 숨은 과학을 살펴볼 뿐만 아니라 세상에는 어떤 악기가 있는지, 악기는 어떻게 분류되는지, 나에게 맞는 악기는 어떤 것인지 찾는 데 큰 도움이 될 것이다.

시작하는 말
개론
이 책에서 다루는 악기 ┃ 12
악기 분류법 ┃ 14
진동 상태에 따른 분류 ┃ 16
INSIDE 도, 레, 미, 파는 어떻게 정해졌을까? ┃ 18
여러 가지 악기
개성 있는 악기들의 향연 ┃ 20

Chapter 1 기명악기 Aerophones
관악기
금관악기와 목관악기의 구별 ┃ 22
관악기를 더 자세히 분류해보자 ┃ 24
플루트, 리코더가 소리를 내는 구조는? ┃ 26
플루트, 리코더군 악기들 ┃ 28
공명 실험을 해보자! ┃ 30
공기가 진동하는 모습을 상상해보자 ┃ 32
공명 주파수의 계산에 도전해보자! ┃ 34
금관악기는 개관악기이다!? ┃ 36
금관악기를 해부해보자 ┃ 38
플루트, 클라리넷, 오보에의 차이는 무엇인가? ┃ 40
플루트, 클라리넷, 오보에의 초간단 모델 ┃ 42
우산 손잡이 모양의 악기 ┃ 44
더욱 독특한 악기들 ┃ 46
트럼펫 밸브는 왜 세 개인가? ┃ 48
오르간
오르간 파이프 오르간의 내부 ┃ 50
파이프 오르간의 구조 ┃ 52
성악
관악기와 발음 구조가 비슷한 목소리 ┃ 54
목소리의 높이는 어떻게 바꾸는 것인가? ┃ 56
비브라토를 구사하는 방법 ┃ 58
‘우’ 발음은 왜 큰 소리로 외치기 어려운가? ┃ 60
말소리와 노랫소리가 다른 이유 ┃ 62
INSIDE 프리 리드 악기 ┃ 64

Chapter 2 현명악기 Chordphones
찰현악기
바이올린의 친구들 ┃ 66
바이올린의 발음 구조 ┃ 68
바이올린의 재료 ┃ 70
바이올린의 부품 ┃ 72
바이올린 만들기Ⅰ ┃ 74
바이올린 만들기Ⅱ ┃ 76
바니시의 역할은 악기 보호와 음향 효과 ┃ 78
바이올린 진화의 역사 ┃ 80
현의 역사 ┃ 82
f자 구멍 이야기 ┃ 84
활 이야기 ┃ 86
바이올린은 오래될수록 좋다? ┃ 88
바이올린 제작 콩쿠르와 그 의의 ┃ 90
INSIDE 여러 가지 바이올린 주법 ┃ 92
바이올린 수리에 관해 ┃ 94
‘소리가 좋은 바이올린’을 만들기 위해 ┃ 95
발현악기
발현악기와 그 주법 ┃ 96
발현악기의 역사와 그 친구들 ┃ 98
발현악기가 들려주는 다채로운 음색의 비밀 ┃ 100
기타의 구조와 각 파트의 역할 ┃ 102
발현 직후의 소리가 발현악기의 생명 ┃ 104
기타는 애호가도 많고 종류도 많은 악기 ┃ 106
어쿠스틱 기타 만들기 ┃ 108
몸통을 작게 해서 높은 음역을 소화하는 만돌린 ┃ 110
하프는 오케스트라에 사용되는 유일한 발현악기 ┃ 112
일본의 전통악기 ┃ 114
타현악기
피아노와 그 친구들 ┃ 116
피아노의 발명 ┃ 118
피아노의 탄생과 피아노곡 ┃ 120
피아노의 변천 과정과 작곡가 ┃ 122
피아노의 구조 ┃ 124
피아노 액션의 구조 ┃ 126
피아노 액션의 움직임 ┃ 128
피아노 관리법 ┃ 130
INSIDE 연주하기 쉬운 최신식 기타 ‘이치고 이치에’ ┃ 132

Chapter 3 막명악기 Membranophones
종류
여러 가지 막명악기 ┃ 134
진동
막이 진동하는 원리 ┃ 136
높이와 지속
막명악기의 음고 ┃ 138
막명악기의 튜닝 ┃ 140
막의 진동을 지속시키는 마찰 드럼 ┃ 142
팀파니가 갖고 있는 명료한 피치감의 비밀 ┃ 144
INSIDE 분류하기 애매한 악기들 ┃ 146

Chapter 4 체명악기 Idiophones
종류
체명악기의 여러 가지 주법 ┃ 148
진동
곧은 막대의 진동 ┃ 150
굽은 막대의 진동 ┃ 152
심오한 트라이앵글의 연주법 ┃ 154
판의 진동 방식 ┃ 156
높이와 지속
판을 구부려 음을 바꾸는 악기 ┃ 158
INSIDE 건반형 체명악기에 대해 ┃ 160

Chapter 5 전명악기 Electrophones
전기·전자악기
전자악기의 새 시대를 이끈 텔하모늄 ┃ 162
전자악기의 새 시대를 연 테레민과 트라우토니움 ┃ 164
연주가 다소 쉬워진 전자악기 옹드 마르트노 ┃ 166
파이프 오르간 대신 사용된 하몬드 오르간 ┃ 168
초기의 신시사이저 ┃ 170
멜로트론과 이후 등장한 샘플러 ┃ 172
미니무그와 그 이후의 신시사이저 ┃ 174
일렉트릭 기타와 기타 앰프 ┃ 176
전자악기의 대향연 프로그레시브 록 ┃ 178
음 합성
컴퓨터로 하는 음 합성 ┃ 180
음 합성의 역사 ┃ 182
신시사이저의 변천사 ┃ 184
음악 제작 툴로서의 컴퓨터 ┃ 186
음 합성 엔진의 세대교체 ┃ 188
조작 직후 소리가 나는가? ┃ 190
컴퓨터 음악 소프트웨어 Music 시리즈 ┃ 192
Max로 하는 음악 연주 ┃ 194
보컬 합성 소프트웨어 ┃ 196
컴퓨터 음 합성의 유저 인터페이스 ┃ 198
컴퓨터 음악의 현상과 미래 ┃ 200
INSIDE 악기로서의 건물 ┃ 202

Q & A
Q1 음고와 음색은 어떻게 정해지는가? ┃ 204
Q2 조율과 조현의 차이는 무엇인가? ┃ 206
Q3 콘트라베이스는 바이올린족이 아니다? ┃ 208
Q4 옛날 활은 산처럼 휘어 있었다는 것이 사실인가? ┃ 210
Q5 저음 쪽 건반이 확장된 피아노가 있다? ┃ 212
Q6 하모니카로 솔, 시, 레 화음을 연주할 수 있는가? ┃ 214
용어 해설 ┃ 216
참고 문헌 ┃ 224
추천 도서 ┃ 224
찾아보기 ┃ 225