목소리는 어떻게 만들어질까요? - 좋은 목소리, 좋은 발성의 원리 [남스타 보컬 칼럼] (목소리의 원리)

프롤로그

안녕하세요 남스타 보컬 스튜디오 원장 남스타 남재현입니다.

목소리는 “성대가 부딪히면서 소리가 나는 거 아닌가요?”  
많은 분들이 이렇게 묻습니다.  
마치 손바닥을 쳐서 박수가 나듯, 성대가 충돌하면서 소리가 만들어진다고요.
하지만 이건 현대 음성과학에 따르면 조금은 잘못된 설명입니다.

1. 성대의 진동과 공기 흐름

폐에서 올라온 공기는 성문을 통과하며 흐르고,
이 흐름이 성대의 개폐 운동에 따라 변화합니다.

후두 원음은 성도를 지나며, 우리가 인식하는 최종적인 목소리의 형태로 완성됩니다.

그 과정에서 유동 분리와 소용돌이같은 현상이 발생하고, 이로 인해 후두 원음이 생성됩니다.

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2. 목소리 가장 중요한 점은 ‘공기 흐름의 변화’

• 우리가 발성할 때, 폐에서부터 올라온 공기는 성문을 통과하면서 흐름의 변화를 겪습니다.
• 이 과정에서 성대가 접촉하고 진동하며, 성문 개폐 주기가 만들어집니다.
• 성문이 열리면 공기가 빠르게 흐르고, 성문이 닫히면 흐름이 차단되며 속도의 변화, 유동 분리, 소용돌이 등이 생깁니다.

이러한 변화가 나타나며, 후두 원음(glottal source)이 생성됩니다. 그리고 이것이 성도를 지나가며 목소리가 되죠.

이 개념은 Fant의 소스–필터 이론과도 일치합니다. Fant(1960)는 성문을 소리의 소스(source), 성도를 필터(filter)로 보며,
성문에서 만들어진 자극이 성도의 공명 특성에 따라 변형되어 우리가 아는 목소리가 된다고 설명합니다.

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3. 성대 접촉이 중요한 이유 – 하지만 그것이 ‘소리’는 아니다

• 성대가 완전히 닫히지 않으면, 공기는 지속적으로 새며, 불완전한 흐름이 발생합니다.
• 접촉은 단단히 이뤄져야 하고, 동시에 과한 근긴장 없이 편안하게 유지되어야 합니다.

하지만 여기서 핵심은,

“소리는 성대 접촉이 직접 내는 소리가 아니라, 접촉으로 유도된 공기 흐름이 만들어내는 변화에서 비롯된다”는 점입니다.

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4. Van den Berg와 Ingo Titze의 이론 – 그리고 그 한계

1. Van den Berg (1958)

• 제시한 Myoelastic-Aerodynamic Theory(근탄성 공기역학 이론)은
  성대 조직의 탄성과 공기 흐름의 상호작용으로 자기지속진동(self-sustained oscillation)을 설명함.
• 하지만 이 이론은 단순화된 유체 모델을 기반으로 하고 있었음.

2. Ingo Titze (1988)

• 성대 진동을 유지하는 조건으로 수직 위상차(vertical phase difference) 성문 하압(subglottal pressure) 등을 제시함.
• 역시 이론 전개 과정에서 유체 흐름을 이상화함.

“기존의 이론들은 대부분 뉴턴 유체(Newtonian fluid), 비압축성(incompressible), 무회전성(irrotational) 유동을 전제로 하고 있으며, 이러한 이상화된 모델은 실제 성문 내의 소용돌이(vortices), 유동 분리(flow separation), 비선형 유동 현상을 설명하지 못한다.”

특히, 성문 내에서 일어나는 유동은 난류(turbulent flow)나 비정상 유동(unsteady flow) 성격이 강하며,
기존 모델이 이를 반영하지 못하기 때문에 현대 유체역학적 모델이 필요하다는 주장이 나옴.

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5. 마무리

1. 성대 접촉은 진동의 조건일 뿐, 소리 자체는 아님

• 접촉(closure)은 성대 진동(glottal oscillation)을 위한 기계적 조건입니다.
• 하지만 우리가 듣는 소리는 성대 접촉 자체에서 발생하는 ‘충돌음’이 아니라,
  성문을 통과하는 공기 흐름의 주기적 변화에 의해 생깁니다.
• Titze (1988), Story et al., Khosla et al. 연구 등에서도 이 점이 명확히 지적됩니다.

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2. 실제 목소리는 공기 흐름의 변화에서 비롯

• 성문(glottis)에서의 공기 유동 변화, 특히
  1. 유동 분리 (flow separation)
  2. 소용돌이 (vortices)
  3. 흐름 속도 및 압력 변화 등
  4. 후두 원음의 시간 파형은 성문 내 유동 특성에 따라 결정됩니다.”
• 이것이 이후 성도를 지나며 필터링되어 최종 음성으로 출력됩니다.
• 이는 Fant의 소스-필터 이론(source–filter theory) 및
  현대 유동 기반 발성 이론과 일치합니다.

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3. 성문 내부의 유동 구조와 성도 공명의 결과물이 우리가 듣는 ‘목소리’

• 우리가 듣는 음성은 아래 두 단계의 결과물입니다:
  1. 성문에서 생성된 후두 원음:
     → 유동 분리, 와류, 성대 진동 주기 등으로 결정
  2. 성도를 통한 공명 및 필터링:
     → 음색, 포먼트, 공명 특성 등 결정