#Q값과 레조넌스(공명) 완전 이해

Q값은 레조넌스의 "강도"와 "집중도"를 동시에 조절하는 매개변수입니다.

#기본 관계

#Q값 = 공명의 품질

• Q = Quality Factor (품질 계수)
• 높은 Q = 고품질 공명 = 강하고 선명한 울림
• 낮은 Q = 저품질 공명 = 약하고 퍼진 울림

#물리적 해석

#와인잔 비유 🍷

#낮은 Q - 플라스틱 컵

특징: 둔감한 반응
소리: 어떤 주파수로 불어도 약간만 울림
공명: 넓은 주파수 범위에서 조금씩 반응

#높은 Q - 얇은 크리스털 잔

특징: 예민한 반응
소리: 정확한 주파수에서만 강하게 울림
공명: 좁은 주파수 범위에서 격렬하게 반응

#주파수 응답에서 Q값의 역할

#시각적 이해

Q = 0.5 (둔감한 공명):
      ╱￣￣￣￣￣╲      ← 넓고 완만한 피크
     ╱           ╲
    ╱             ╲

Q = 2 (보통 공명):
       ╱￣╲           ← 적당한 피크
      ╱   ╲
     ╱     ╲

Q = 10 (예민한 공명):
        ╱╲            ← 날카롭고 높은 피크
       ╱  ╲
      ╱    ╲

Q = 20+ (위험한 공명):
        ╱▲╲           ← 매우 날카로운 피크 (발진 위험)
       ╱ ∥ ╲

#수학적 관계

Q값이 높을수록:
- 공명 피크가 더 높아짐 (진폭 증가)
- 공명 대역이 더 좁아짐 (선택성 증가)
- 공명 지속시간이 길어짐 (감쇠 감소)

#실제 오디오에서의 Q값 효과

#로우패스 필터 예제

const filter = audioContext.createBiquadFilter()
filter.type = 'lowpass'
filter.frequency.value = 1000 // 1000Hz에서 공명 발생

// Q값별 효과 비교
filter.Q.value = 0.7 // Butterworth 응답 (자연스러운 롤오프)
// 결과: 1000Hz 근처가 부드럽게 감소, 공명 없음

filter.Q.value = 2 // 약간의 공명
// 결과: 1000Hz 근처가 조금 강조되면서 감소

filter.Q.value = 8 // 강한 공명
// 결과: 1000Hz가 크게 부스트되고 나서 급격히 감소

filter.Q.value = 20 // 매우 강한 공명 (위험)
// 결과: 1000Hz에서 매우 강한 울림, 발진 가능성

#밴드패스 필터에서의 Q값

filter.type = 'bandpass'
filter.frequency.value = 2000 // 중심 주파수
filter.Q.value = 1 // 넓은 대역 통과 (2000Hz ± 1000Hz)
filter.Q.value = 10 // 좁은 대역 통과 (2000Hz ± 200Hz)
filter.Q.value = 50 // 매우 좁은 대역 (2000Hz ± 40Hz)

#Q값과 공명의 실용적 의미

#1. 시간 응답 특성

#낮은 Q (빠른 응답)

입력: ●────────
응답: ∩________   ← 빨리 시작되고 빨리 끝남

#높은 Q (느린 응답)

입력: ●────────
응답: ___∩∩∩∩∩_  ← 천천히 시작되고 오래 지속

#2. 음향적 특성

Q값	공명 특성	음향 효과	용도
0.3-0.7	공명 거의 없음	자연스러운 필터링	일반적인 톤 조절
1-2	약한 공명	약간의 색채감	음악적 EQ
3-8	중간 공명	뚜렷한 캐릭터	특수 효과
10-20	강한 공명	인공적 울림	신디사이저 필터
20+	위험한 공명	발진 가능성	발진기로 활용

#3. 에너지 집중도

#낮은 Q - 에너지 분산

주파수: 500  1000  2000  4000 Hz
에너지:  ■    ■■   ■■   ■     ← 고르게 분포

#높은 Q - 에너지 집중

주파수: 500  1000  2000  4000 Hz
에너지:  ▪   ████   ▪    ▪     ← 1000Hz에 집중

#창의적 활용법

#1. 다이나믹 Q값 조절

// 시간에 따라 Q값을 변화시켜 표현력 증가
filter.Q.setValueAtTime(0.5, audioContext.currentTime)
filter.Q.exponentialRampToValueAtTime(10, audioContext.currentTime + 2)
filter.Q.exponentialRampToValueAtTime(0.5, audioContext.currentTime + 4)
// 결과: 처음엔 자연스럽다가 점점 인공적으로 변함

#2. 주파수와 Q값 연동

// 주파수가 높아질수록 Q값도 높여서 더 날카로운 효과
const baseFreq = 500
const sweepFreq = baseFreq * 4 // 2000Hz까지 스위프
const baseQ = 1
const maxQ = 15

filter.frequency.exponentialRampToValueAtTime(sweepFreq, audioContext.currentTime + 3)
filter.Q.linearRampToValueAtTime(maxQ, audioContext.currentTime + 3)
// 결과: 주파수 상승과 함께 점점 더 날카로워짐

#핵심 이해

Q값은 공명 현상을 수치화한 것

• 물리적 의미: 시스템이 얼마나 "예민하게" 특정 주파수에 반응하는가
• 오디오 의미: 특정 주파수를 얼마나 "강하고 선명하게" 강조할 것인가
• 창작적 의미: 자연스러움(낮은 Q)과 인공성(높은 Q) 사이의 균형점

결론: Q값을 조절한다는 것은 시스템의 "공명 성격"을 디자인하는 것입니다.