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Soundscape categories shape recreational responses across independently characterized bamboo forest settings: a two-phase audio– visual experiment

이 2단계 시청각 실험은 음향 조건이 대나무 숲에서의 휴양 반응을 유의미하게 형성한다는 것을 보여주는데, 자연의 소리는 가장 높은 주관적 이완과 즐거움을 유발하는 반면 교통 소음은 가장 강력한 부정적 효과를 일으키지만, 이러한 주관적 선호도는 EEG 측정치와 낮은 상관관계를 보이며 주로 인지된 즐거움과 불쾌감에 의해 매개된다.

원저자: Hao Li, Yi Peng, Zongsheng Li, Xinyu Du, Chenmingyang Jiang, Qibing Chen, Bingyang Lv, Cong Ma

게시일 2026-08-14

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CC BY 4.0

원저자: Hao Li, Yi Peng, Zongsheng Li, Xinyu Du, Chenmingyang Jiang, Qibing Chen, Bingyang Lv, Cong Ma

원본 논문은 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. ✨ 이것은 아래 논문에 대한 AI 생성 설명입니다. 저자가 작성하거나 승인한 것이 아닙니다. 기술적 정확성을 위해서는 원본 논문을 참조하세요. 전체 면책 조항 읽기

당신이 아름다운 숲속을 걷고 있다고 상상해 보세요. 당신의 눈은 우뚝 솟은 나무들과 나뭇잎 사이로 비치는 햇살을 보고 있지만, 당신의 귀 또한 매우 바쁘게 움직이고 있습니다. 과학은 우리의 뇌가 단순히 보는 것만을 처리하는 것이 아니라, 시각과 청각을 하나의 커다란 경험으로 결합한다는 사실을 알려줍니다. 이 연구 분야를 사운드스케이프(soundscape) 연구라고 부릅니다. 이것은 단순히 소리가 얼마나 큰지(데시벨)에 관한 것이 아니라, 그 소리가 우리에게 어떤 의미를 갖느냐에 관한 것입니다. 그것이 평화롭게 느껴지는 새의 지저귐인가요? 사회적인 느낌을 주는 대화의 웅성거림인가요? 아니면 침입적으로 느껴지는 자동차의 굉음인가요? 연구자들이 이 분야에 관심을 갖는 이유는 이제 숲이 단지 목재를 위한 공간이 아니기 때문입니다. 숲은 사람들이 휴식하고, 즐기고, 재충전하는 장소입니다. 만약 숲이 보기에는 완벽하지만 소리는 고속도로 같다면, 그곳이 여전히 당신을 차분하게 만드는 데 도움을 줄 수 있을까요? 이것이 바로 이 연구가 다루는 핵심 질문입니다.

이를 알아내기 위해, 사천 농업대학교(Sichuan Agricultural University)의 연구팀은 고도의 기술을 활용한 "소리와 장면 매칭하기" 게임을 하기로 했습니다. 그들은 소음의 유형이 대나무 숲의 풍경이 얼마나 아름다운지와 상관없이, 사람들이 느끼는 즐거움을 어떻게 변화시키는지 알고 싶었습니다. 그들은 영리한 2단계 실험을 설계했습니다. 먼저, 연구진은 50곳의 서로 다른 대나무 명소를 촬영한 뒤, 사람들이 각 장소가 얼마나 "회복적"이거나 편안해 보이는지 평가하게 했습니다. 이를 통해 각 장소의 시각적 품질에 대한 확실한 기준점을 마련했습니다. 그다음 단계로, 연구진은 113명의 자원봉사자를 실험실로 불러 헤드폰을 씌운 뒤, 앞서 찍은 대나무 영상들을 보여주었습니다. 하지만 여기서 반전이 있었습니다. 영상의 원래 소리는 제거되었고, 대신 세 가지 유형의 오디오 중 하나가 재생되었습니다. 소리의 종류는 다음과 같았습니다: 자연의 소리(새 소리, 바람 소리, 나뭇잎 흔들리는 소리), 인간 활동의 소음(사람들의 대화, 발걸음 소리, 노는 소리), 그리고 교통 소음(자동차, 경적, 기차 소리)입니다.

자원봉사자들이 영상을 보는 동안, 연구진은 단순히 그들이 어떻게 느끼는지 묻는 것에 그치지 않았습니다. 그들은 또한 피험자들을 EEG(뇌파) 측정기에 연결했습니다. 이 장치는 뇌파, 특히 "베타"파(활발한 사고나 경계 상태와 관련된 파형)와 "알파"파(휴식과 관련된 파형)의 비율을 측정합니다. 목표는 뇌의 전기 신호가 사람들이 말하는 느낌과 일치하는지 확인하는 것이었습니다.

결과는 명확하고 놀라울 정도로 일관적이었습니다. 사람들이 느낀 '감정'(편안함, 즐거움, 선호도)에 관해서는 예상했던 순서와 정확히 일치했습니다: 자연의 소리가 가장 좋았고, 인간의 소리는 중간이었으며, 교통 소음이 최악이었습니다. 구체적으로, 자연의 소리와 비교했을 때 인간 활동의 소리는 0~100 척도에서 편안함을 약 17.5점, 즐거움을 18점 감소시켰습니다. 교통 소음은 정말 분위기를 깨는 주범이었는데, 편안함과 즐거움을 각각 41점 이상, 선호도를 거의 47점 가까이 떨어뜨렸습니다.

하지만 뇌파는 조금 다른 이야기를 들려주었습니다. EEG 데이터는 역순의 패턴을 보여주었습니다: 뇌는 교통 소음을 들을 때 가장 활발했고(높은 베타/알파 비율), 그다음은 인간의 소리였으며, 자연의 소리를 들을 때 가장 덜 활발했습니다. 이는 교통 소음이 우리를 불쾌하게 만들 뿐만 아니라, 뇌를 높은 경계 상태나 스트레스 상태로 유지시키는 반면, 자연의 소리는 뇌가 진정으로 "전원을 끄고" 쉴 수 있게 해준다는 것을 시사합니다.

여기서 가장 흥미로운 부분은 이것입니다: 연구진은 정말 아름다운 경치가 나쁜 소리를 "고칠" 수 있는지 테스트했습니다. 그들은 설령 대나무 숲이 눈부시게 아름답더라도, 교통 소음의 부정적인 효과를 상쇄할 수 없다는 것을 발견했습니다. 교통 소음으로 인한 나쁜 감정은 대나무 숲이 아무리 예뻐도 지속되었습니다. 이는 숲 관리자가 단순히 예쁜 나무를 심어 도로의 소음을 가릴 수는 없으며, 소음 그 자체를 해결해야 한다는 것을 의미합니다.

연구진은 또한 연령이나 실험 전의 불안감이 결과에 영향을 미쳤는지도 조사했습니다. 그들은 노년층이나 청년층이 다르게 반응했다는 강력한 증거를 찾지 못했으며, 기존의 불안 수준 역시 결과에 변화를 주지 않았습니다. 교통 소음의 나쁜 효과와 자연의 좋은 효과는 모두에게 거의 동일하게 나타났습니다.

마지막 반전은, 뇌파와 사람들의 느낌이 매 순간 완벽하게 일치하지는 않았다는 점입니다. 어떤 사람의 뇌가 약간 더 활발하다고 해서 그것이 반드시 그 사람이 덜 편안하다고 말하는 것을 의미하지는 않았습니다. 이는 뇌 스캔이 일반적인 경향을 파악하는 데는 유용하지만, 개인이 특정 순간을 얼마나 즐기고 있는지에 대한 완벽한 "거짓말 탐지기"는 아님을 시사합니다.

요약하자면, 이 논문은 대나무 숲이 진정한 휴양지가 되기 위해서는 조용해야 한다고 제언합니다. 아름다운 경치만으로는 충분하지 않습니다. 아름다운 풍경이 소란스러운 경험을 구원할 수는 없습니다. 자연의 소리는 휴식을 위한 황금 표준이며, 인간의 소리는 수용 가능한 중간 단계이지만, 교통 소음은 잎사귀가 아무리 푸르러도 즐거움을 방해하는 주요 장벽입니다.

기술 요약: 대나무 숲의 독립적으로 특성화된 환경 내에서 사운드스케이프 범주가 레크리에이션 반응을 형성하는 방식

문제 제statement
숲이 레크리에이션 및 심리적 웰빙과 같은 문화적 생태계 서비스 관리를 위해 점점 더 중요해지고 있음에도 불구하고, 숲 경험에 대한 평가는 종종 음향 조건보다 가시적인 임분(stand) 특성을 우선시한다. 기존 연구는 시각적 맥락을 충분히 규명하지 않은 채 시각적 자극(사진 또는 영상)에 의존하거나, 시각과 청각을 동시에 평가할 때 두 요소의 기여도를 분리하지 못하는 경우가 많다. 현장 연구는 식생 구조, 교통 노출, 소리 원천의 구성이 동시에 변하는 혼란 변수 문제로 어려움을 겪는다. 결과적으로, 구조적으로 이질적이면서도 일관된 식생 정체성을 제공하는 대나무 숲 환경 내에서, 음향 조건이 시각적 임분 구조와 독립적으로 지속되는 레크리에이션 품질의 별도 구성 요소인지 결정할 필요가 있다.

연구 방법론
본 연구는 시각적 맥락 특성화와 시청각적 결과 측정을 분리하기 위해 독립적인 참가자 표본을 이용한 엄격한 2단계 실험 설계를 채택하였다.

1단계 (시각적 특성화): 연구진은 5가지 대나무 공간 유형(생태 보전, 생산-경제, 보호-녹지대, 경관-레크리에이션, 하층-복합)에 걸친 10개의 뚜렷한 시각적 블록으로부터 50개의 매칭된 사진-플롯 단위를 수집하였다. 참가자들은 사진에 대한 휴식, 즐거움, 선호도를 평가하였다. 현장 측정을 통해 구조적 지표를 제공하였으며, 이러한 독립적인 조사 결과를 바탕으로 세 가지 블록 수준 시각 기술자(VisualBase(평균 휴식도), 수직 층위 구조(VS), 지표 피복도(GC))를 도출하였다.
2단계 (시청각 실험): 별도의 성인 113명이 실험실 기반의 불완전 반복 측정 실험에 참여하였다. 이들은 18개의 특정 사운드트랙과 결합된 50초 길이의 비디오 클립(1단계 위치에서 추출됨)에 노출되었다. 사운드트랙은 자연음(NAT), 인간 활동음(HUM), 교통 소음(TRA)의 세 가지 범주로 분류되었으며, 각 범주당 6개의 서로 다른 사운드트랙이 할당되었다.
절차: 각 참가자는 6회의 시행을 완료하였으며, 각 사운드스케이프 범주에서 두 번의 노출을 경험하였다. 결과 지표로는 시각 아날로그 척도(VAS, 0–100)를 이용한 주관적 평가(휴식, 즐거움, 선호도, 청각적 즐거움, 불쾌감)와 뇌파(EEG) 데이터를 포함하였다. 주요 EEG 지표는 기저선 대비 노출 시의 베타/알파 파워 비율 변화량( $\Delta(\beta/\alpha)$ )이다.
통계 분석: 678개의 관측치를 분석하기 위해 선형 혼합 효과 모델을 사용하였다. 모델에는 참가자와 시각적 블록(또는 EEG의 경우 특정 사운드트랙)에 대한 교차 랜덤 절편이 포함되었으며, 시행 순서와 1단계에서 도출된 시각적 공변량을 조정하였다. 민감도 분석(leave-one-out 자극 누락, 대안적 시각 사양, 부트스트랩 추론, 참가자별 기울기의 계층적 모델링 포함)을 통해 강건성을 테스트하였다.

주요 기여

독립적 시각 특성화: 독립적인 표본(1단계)으로부터 시각적 맥락 측정을 도출하고 이를 결과 단계(2단계)의 외부 기술자로 적용함으로써, 공통 출처 편향을 최소화하고 사운드스케이프 효과의 명확한 귀속을 가능하게 하였다.
세밀한 사운드스케이프 범주화: 인간 활동음을 교통 소음과 구분하여, 이를 단일한 '인위적' 그룹이 아닌 별개의 범주로 취급하였다.
다중 모드 강건성: 주관적 평가와 생리학적 EEG 데이터의 통합, 그리고 광범위한 민감도 분석(CR2 추론 및 부트스트랩 방법 포함)을 통해 사운드스케이프 효과의 안정성에 대한 종합적인 관점을 제공하였다.

결과

주관적 반응: 휴식, 즐거움, 선호도에 대한 주관적 평가는 NAT > HUM > TRA의 일관된 순서를 따랐다. NAT와 비교했을 때, HUM은 휴식, 즐거움, 선호도를 약 17~~22포인트 감소시켰고, TRA는 41~~46포인트를 감소시켰다. 모든 대조는 Holm 조정을 거친 후에도 유의미하게 유지되었다.
EEG 반응: EEG $\Delta(\beta/\alpha)$ 는 역순인 NAT < HUM < TRA를 보였다. HUM과 TRA 모두 NAT에 비해 유의미하게 높은 $\Delta(\beta/\alpha)$ 값을 나타냈으며, 이는 상대적인 피질 활성 증가를 의미한다.
시각적 맥락 독립성: VisualBase, 수직 층위 구조, 지표 피복도를 조정한 후에도 사운드스케이프 대조는 매우 안정적으로 유지되었다(변화율 < 1%). 사운드스케이프 범주와 시각적 맥락 기술자 사이의 유의미한 상호작용은 발견되지 않았다.
평가 중첩: 동시적인 청각적 즐거움 및 불쾌감 평가를 모델에 추가했을 때, 주관적 대조는 크게 약화되었다. HUM–NAT 대조는 95.2%~~99.6% 감소하여 유의성을 잃었으며, TRA–NAT 대조는 81.3%~~90.0% 감소했으나 여전히 음(-)의 값을 유지했다. 이는 즉각적인 평가와 주관적 반응 사이에 강력한 통계적 중첩이 존재함을 나타내지만, 반드시 매개 관계를 의미하는 것은 아니다.
EEG-주관적 대응: 범주 수준의 경향성은 반대였으나, 시행 또는 참가자 수준에서의 EEG와 주관적 반응 간의 대응 관계는 약했다. 다중성 보정을 통과한 유의미한 참가자 내 또는 참가자 간 연관성은 발견되지 않았다.
조절 효과: 연령이나 사전 상태 불안(STAI-S) 모두 사운드스케이프 대조를 조절한다는 다중성 보정된 증거를 보여주지 않았다.

의의 및 주장
본 논문은 음향 조건이 시각적 임분 구조와 분리된, 대나무 숲의 레크리에이션 품질에 대한 독특하고 독립적인 구성 요소라고 주장한다. 연구 결과는 유리한 시각적 조건(예: 높은 수직 층위 구조 또는 지표 피복도)이 교통 소음의 부정적 영향을 상쇄할 수 없음을 시사한다.

본 연구는 숲 관리가 모든 비자연적 소음을 단일한 방해 범주로 취급해서는 안 된다고 결론짓는다. 대신, 다음과 같이 차별화된 접근 방식이 필요하다:

교통 소음: 시각적 임분 품질과 관계없이 레크리에이션 품질을 저하시키는 뚜렷한 부정적 요인이다.
인간 활동음: 자연음보다는 덜 우호적이지만 교통 소음보다는 유의미하게 덜 해로운 중간적 프로파일을 생성한다. 이러한 소리는 정당한 사회적 이용 및 접근성을 나타낼 수 있으며, 외부의 기계적 소음과 동일하게 관리되어서는 안 된다.

저자들은 본 연구의 결과가 테스트된 사운드트랙 세트와 대나무 공간의 시각적 맥락에 국한됨을 강조한다. 모든 자연음 또는 인위적 소리에 대한 보편적인 순위를 주장하는 것이 아니라, 관찰된 대조가 독립적으로 특성화된 시각적 이질성 전반에 걸쳐 지속된다는 강력한 증거를 제공한다. 본 연구는 숲의 문화적 생태계 서비스를 평가하고 관리할 때 임분 구조와 함께 음향 원천의 구성을 포함할 것을 권고한다.

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