※ 디지털 오디오 음원인 CD는 16bit-44.1kHz 이라는 규격을 가지고 있다. 이 규격은 디지털 오디오에서 상당한 고음질을 낼 수 있는 스펙이다. 여기서 44.1kHz 는 샘플링레이트, 16bit 는 비트깊이다.
- 비트깊이는 다이내믹레인지(Dynamic Range, 이하 DR으로 표기, 소리의 최대크기와 최소크기의 비율)와 관련있다. 이론적으로 비트당 6dB 의 다이내믹 레인지를 표현가능하다고 한다. 따라서 16bit 는 이론상 96dB 의 다이내믹 레인지를 가진다. 초고가 아날로그 녹음기의 다이내믹 레인지가 80dB 안팍인걸 고려하면 굉장히 높은 다이내믹 레인지다.
- 샘플링레이트는 소리의 주파수와 관련있다. 사람의 일반적인 가청주파수는 20Hz ~ 18kHz 정도로 잡는다. 소리를 키우면 20kHz까지 듣는 아이들도 있지만 일반적인 가청 주파수는 저정도이고(가청 주파수는 나이가 들면 더 떨어진다. 20세 성인인 경우 개인차가 있겠지만 좋은 경우 250 ~ 16kHz 정도다) 따라서 CD의 44.1kHz 라는 샘플링 레이트는 "나이키스트-섀넌 표본화 정리"(신호의 완전한 재구성은 표본화 주파수가 표본화된 신호의 최대 주파수의 두 배보다 더 커야 한다는 정리)에 의해 이론상 22.05kHz 주파수까지 커버 가능하므로 인간의 가청 영역을 모두 담을 수 있다.
※ 왜 고음질 디지털 오디오에서 24bit-48kHz 를 사용하나?
- 16bit 비트깊이는 이론상 훌륭한 다이나믹 레인지를 제공하긴 하지만, 실질적으로 ADC(아나로그-디지털 컨버터, 디지털 녹음기의 핵심 부품)가 오디오를 디지털로 담을때 1~2bit 정도의 다이내믹 레인지 손실이 발생한다. 또한 헤드룸(Headroom, Crest factor, 피크를 제대로 표현하기 위해 남겨두는 여유 공간)에 최소 3bit (~20dB) 정도를 할당하게 되는데, 이를 다 합하면 5비트 손실이 되고, 16-5=11 해서 11비트(=66dB)정도의 다이내믹 레인지가 된다. 아무리 좋은 ADC를 사용해도 다이내믹 레인지가 줄어드는 문제는 피해갈 수 없다.
- ADC로 변환한 디지털 오디오 소스를 가지고, 믹싱하고 음향효과를 주고, 컴프레싱작업을 하는 등의 마스터링을 하면 다이내믹 레인지는 더 떨어진다. 이렇게 점점 다이내믹 레인지가 떨어지다 보면 최종 소비자에게 제공되는 음원의 다이내믹 레인지는 처음 녹음했던 것 보다 더 떨어지게 된다. 물론 마스터링 작업을 하고나면 보통 사람이 듣기엔 더 좋아지지만, 전문가의 입장에서는 마냥 좋아할 수는 없는 셈이다. 그냥 이론상 다이내믹 레인지가 떨어지니 말이다. (특히 다이내믹 레인지가 떨어지면 웅장하고 섬세한 느낌의 음악을 만들기 어려워진다) 그래서 라이브 공연 시장이 남아있는 것이다. CD로 듣는 음악과 라이브로 듣는 음악이 그래서 다르다.
- 16bit 대신 24bit 를 사용하면 5비트 정도 손해를 봐도 다이내믹 레인지에 문제 없고 더 많은 헤드룸 영역을 할당해도 다이내믹 레인지에 여유가 생긴다. 16 비트로는 이론상으로나 실제로나 한계가 명확하기 때문에, 24bit 를 사용하는 것이다.
- 이왕하는거 32bit 로 하는건 어때? 라고 생각할지 모르겠지만 16 -> 24bit 만 해도 음원 데이터의 양이 50% 가 늘어나며 그만큼 연산양도 50%가 늘어난다. 이는 소비자들이 사용하는 재생기(오디오 플레이어)의 성능이 50% 좋아야 한다는걸 의미하고 성능이 좋은 만큼 기기의 배터리도 더 빨리 닳게 되며, 기기의 가격도 더 비싸진다는걸 의미한다. 그래서 데이터 양을 마냥 높일수만은 없다. 결정적으로 24bit 만 되어도 충분한 다이나믹 레인지를 얻을 수 있기 때문에 굳이 32비트로 높일 필요가 없다.
- 44.1 kHz 은 가청주파수를 담을 수 있는 40kHz 이상의 샘플링레이트에서, 당시 기술로 알리아스 제거를 위한 로우패스 필터를 개발하기 쉬운 샘플링레이트를 찾은게 44.1kHz 다. 게다가 44100 이라는 숫자는 처음 4개의 소수(2,3,5,7)를 각각 제곱승한걸 곱한값이다. 2^2*3^2*5^2*7^2 =44100 즉 뭔가 있어 보인다. 그냥 쉽게말하면 40kHz 이상 되는 숫자에서 괜찮아보이는 숫자를 선택한것이다. 44.1 이라는 숫자에 큰 의미를 둘 필요는 없다.
- 48kHz 는 뭔가요? 이건 비디오 스트리밍 규격때문에 나온거다. 30프레임, 60프레임, 720p, 1080p 등 비디오 전송 양을 자유롭게 조절하는 실시간 비디오 스트리밍 시장에서, 음원 전송 양도 줄일 수 있는 기능을 담아야 하는데, 어쩌다보니 48kHz, 16bit 로 전송하면 딱 맞는 비트레이트가 되었기 때문이다. 또한 12의 배수라 정수로 나누기 쉽다는 장점도 있다. 음향학적인 이유가 있어서 그런게 아니다. 하지만 현재 이 시장을 무시할 수 있는건 아닌데다 44.1 kHz 나 48kHz 나 데이터 양에 큰 차이가 없고 따라서 기기 가격도 차이 없기 때문에 그냥 48kHz 쓴다.
- 96kHz 를 사용하면 더 좋지 않나요? 맞다. 더 좋다. 문제는 이걸 만족시키려면 많은 비용이 들어간다는 거다. 위에서 말한 배터리및 플레이어의 성능 문제 말이다. 또한 96kHz 를 사용하면 48kHz 까지 음향이 담긴다. 이 대역은 잡음이 많은 대역이다. (정확하게 말하자면 인간이 들을 수 있는 20kHz까지는 말 그대로 인간이 들을 수 있기 때문에 잡음이나 소음에 대한 규제가 있어 사실상 깨끗한 대역이다. 인간이 못 듣는 대역을 녹음해 분석해보면 훨씬 많은 잡음이 있다) 따라서 96kHz 이상으로 샘플링 하려면 방음시설이 좋아야 하고, 음향 시설이 좋아야 하고, 녹음시설도 좋아야 한다. 열악한 녹음 환경에서 96kHz 으로 녹음하면 환경의 열악함만을 확인할 수 있을 뿐이다. 더 결정적인건 48kHz 나 96kHz나 일반인은 물론 전문가가 들어도 유의미한 차이가 없다는 거다. 대부분의 디지털 악기는 48kHz 로 출력하고 앞으로도 그럴것이다. 그래서 현실적으로 스튜디오를 96kHz를 구성해도 큰 차이가 나질 않는다. 세계의 메이저급 스튜디오도 96kHz 레코딩 시설을 갖춘 경우가 별로 없다.
-> 그래서 48kHz, 24bit 가 산업계 표준이 되었다.
※ 비트깊이, 샘플링 레이트 변환
- 비트깊이의 변환은 자유로운 편이다. 비트깊이를 다운시키면 음질의 손실이 생기긴 하겠지만 그리 큰 차이 없다. 높이는 것도 그냥 의미없는 값으로 (0으로) 채워넣으면 되기 때문에 (대신 디지털상 음질은 당연히 똑같다) 문제 없다. 하지만 같은 24비트를 지원하는 DAC을 채용한 기기에서, 16bit 와 24bit 의 출력 회로가 다르게 구성되는 경우가 많기 때문에, 소프트웨어적으로라도 이를 업 스케일링(16bit 음원을 24bit 음원으로 비트깊이를 높이는 것)하면 음질 향상에 효과가 있는 경우가 많다.
- 하지만 샘플링 레이트의 변환은 전혀 다른 문제다. 어렵다. 이론상 없던 음이 생기고 실제로도 없는 음이 생기니까 말이다. 노이즈, 앨리어스라고 표현하는게 그거다. (이런 잡음을 들을수 있고 느낄 수 있느냐는 다른 문제다) 특히 배수로 변환(예를 들어 96kHz <-> 48kHz로 샘플링 레이트를 1/2 으로 줄이거나 2배로 늘이는것)하는건 그나마 덜 생기지만 48kHz -> 44.1kHz 등으로 변환하는건 훨씬 많이 생기기 때문에 사실상 안된다고 봐야 한다. 이런 경우는 48kHz 를 스피커로 출력한후 다시 마이크로 받아 44.1kHz으로 디지털 작업하는게 나은 경우도 있다. (이렇게 써 놓으니 실제로 못 들을것 처럼 써 놓았는데 그건 아니다. 필자도 구형 MP3 기기를 사용하기 위해서 샘플링 레이트를 변환해서 듣고 있다. 잡음이 유독 심하게 들어가는 극히 일부 음원(필자가 변환해본 음원의 1% 정도)을 제외하고는 유의미한 차이는 없다. 잡음이 들어간것도 3분짜리 곡에서 1개의 음이 그렇다는 것일 뿐이다. 물론 이게 상당히 거슬리긴 하기 때문에 아예 구형 기기에서는 안듣는다)
Here we are 우리는 여기 있어. Riding the sky 하늘을 타고 Painting the night with sun 밤을 태양으로 칠하며 You and I, Mirrors of light 너와 나, 빛의 거울 Twin flames of fire 불꽃의 쌍둥이 화염 Lit in another time and place 다른 시간과 장소를 비춰.
I knew your name 너의 이름을 알았어 I knew your face 너의 얼굴을 알았어 Your love and grace 너의 사랑과 기품을 말야 Past and present now embrace 과거와 현재가 지금 포옹하고 Worlds collide in inner space 내부에서 세상이 충돌해 Unstoppable, the song we play 우리가 연주하는 노래는 멈출 수 없어
[코러스] Burn the page for me 날 위해 그 페이지를 불태워줘 I cannot erase the time of sleep 난 그 잠잘 시간을 지울 수 없어 I cannot be loved so set me free 난 사랑받을 수 없으니 날 놓아줘 I cannot deliver your love or caress your soul so 난 너의 사랑을 전할 수 없고 네 영혼을 그렇게 보듬어줄 수 없어 Turn that page for me 날 위해 그 페이지를 넘겨줘 I cannot embrace the touch that you give 네가 주는 손길을 받아들일 수 없어 I cannot find solace in your words 너의 말에서 위로를 찾을 수 없어 I cannot deliver you your love or caress your soul 난 너의 사랑을 전할 수 없고 네 영혼을 보듬어줄 수도 없어
Age to age 시대에서 시대로 I feel the call 난 그 부름을 느껴 Memory of future dreams 미래의 꿈의 추억을 You and I, riding the sky 너와 나, 하늘을 타고 Keeping the fire bright 불을 밝게 유지하며 From another time and place 다른 시간과 공간에서
I knew your name 너의 이름을 알았어 I knew your face 너의 얼굴을 알았어 Your love and grace 너의 사랑과 기품을 말야 All of time can not erase 모든 시간을 지울 수는 없어 What our hearts remember stays 우리 가슴이 기억하고 있던 Forever on a song we play 우리가 연주하는 노래에서 영원했던
요즘 자주 듣는 음악. 이전에 소개했던 Gentle Jena 와 비교하면 재생 빈도는 이에 못지 않다.
- 투 스텝스 프롬 헬(이하 TSFH)는 베르겔손과 피닉스라는 사람이 2006년 창업한 음악 제작 회사다. 특히 영화 트레일러 음악으로 유명하다. "트레일러 음악"이라는 장르가 최근에 생긴거라 어떻게 보면 생소하긴 하다.
- 트레일러 음악이란, 영화나 드라마등의 트레일러(본편에 나올 내용을 예고하는 짧은 영상)를 제작할 때 배경음악으로 쓰이는 음악을 말한다. 트레일러는 보통 2분 내외로 짧기 때문에, 트레일러에 쓰이는 음악도 짧은 시간에 강렬한 인상을 주어야 한다. 그래서 그런쪽에 특화되어있다. 팬들은 이런 장르의 뮤직을 "에픽 뮤직"(Epic Music) 이라고 부르기도 한다. 강렬한 인상을 주기 위해 오케스트라처럼 웅장하기도 하기 때문에 Orchestral(관현악적인)이라는 장르로 표현하기도 한다.
- 원래 1990년대에는 Immediate Music 이라는 회사가 유명했고 지금도 유명하지만, TSFH 가 양분하고 있다고 생각한다.
자주 듣는 음악 몇개를 유튜브로 링크한다. SkyWorld 나 Archangel 음반이 유명하고 아마 이걸 듣게 되면 다른 곡도 찾아 들을꺼라고 생각한다. 유튜브에 공식 계정으로 모두 올라와 있다. 하지만 기회가 된다면 CD를 구매하는게 좋을듯.
- planetarian 이라는 에니메이션을 최근에 알게 되었다. 원래는 비주얼 노벨로 나온걸 에니메이션화 한 작품이다. 여기에 쓰인 곡 중 가장 좋은 곡을 꼽으라면 주저없이 Gentle Jena 을 꼽는다.
Jena 에 앉아있는 planetarian의 주인공 유메미
- 이곡 제목인 Jena 는 별 투영기의 이름으로, 현재 칼자이즈라는 세계적인 렌즈회사가 있는 독일의 예나(Jena)지방을 말한다. 실제 에니에서 나오는 별 투영기도 칼자이즈의 제품이라고한다.
- 참고로 planetarian이란 에니는 전 세계적인 생화학전으로 인한 인류의 멸망 직전에서, 별을 투영하며 희망을 이야기하려던 로봇의 이야기를 그린 작품이다. 이 OST는 인류의 희망을 이야기하려는 로봇이 관객을 위해 특별 투영할 때 배경으로 나오는 음악이다. 극장판에서는 또 다른 곳에서도 한번 더 나왔다. 스포가 되는데다 감동이 반감될 수 있으니 어떤 내용인지는 극장판을 보자.
- 필자가 음악기기를 평가할 때 기준으로 삼는 음악이 몇가지 있다. 하도 많이 들어서 음악을 외우고 있는 작품이 그 대상인데, 이것도 그 수준까지 갔다. 한 3개월 동안은 하루에도 몇시간씩 이 음악만 반복해 들은 것 같다.
※ 하이 레졸루션 오디오(High-Resolution Audio, HRA, 고 해상도 음악) 란 CD보다 높은 스펙의 디지털 음원을 말한다.
CD 음원 기록 형식: 16bit, 44.1 kHz HRA: CD음원보다 높은 스펙의 음원
- 16비트로는 0~65535 까지의 숫자를 나타낼 수 있다. 마이크에서 들어올 수 있는 입력(음압)에서, 가장 낮은 음압을 0, 가장 높은 음압을 65535 로 정한 후, 음압의 크기를 측정한 후 저장한다. 저장하는걸 1초에 44100 번 저장하면 16bit, 44.1 kHz 스펙이 된다.
- 사람의 가청 주파수는 ~ 20kHz 으로 알려져 있으며, 이를 제대로 디지털화 하기 위해서는 가청 주파수의 2배이상인 40kHz이상으로 샘플링해야 한다. 16bit 으로 정한건 실제 들어보니 16bit 로 하면 충분하더라 해서 나온 값이다. 이렇게 해서 CD의 스펙인 16비트 44.1kHz 가 나왔다. (44.1kHz 는 특별한 의미가 없다. 그냥 40kHz 이상되는 것중에 고른거다)
- 16bit, 44.1 kHz 스펙에서 16bit 대신 24bit, 32bit 를 사용하고, 샘플링 레이트를 44.1kHz 에서 48kHz 나 96kHz, 192kHz, 384kHz 까지 높여 더욱 세세하게 저장한 것이 바로 HRA용 음원이다. 재미있는건 96kHz 으로 샘플링을 하면 가청대역을 2배 상회하는 48,000 Hz 대역까지 저장된다는 점이다. 물론 이 대역은 사람의 귀로는 듣을 수가 없다. 샘플링 레이트를 높이기 위한 디지털 프로세싱에서 발생하는 어쩔 수 없이 나오는 현상일 뿐이다.
- 디지털에서는 음원의 스펙에 따라 디지털 파형 차이가 많이 난다. 디지털 정보만을 가지고 다이어그램을 그리면 아래 그래프 처럼 계단 현상이 나타나게 된다. (물론 아래 그래프는 차이가 과장되어있다) 높은 스펙을 가질 수록 디지털 단에서는 원음에 가깝게 표현할 수 있다.
- 하지만 DAC를 통해 아날로그화 되는 결과물은 유사하다. 아니 사람이 듣기엔 같다. DAC를 거쳐서 스피커로 출력될 때에는 굴곡이 없어지고 상상 이상으로 부드럽게 아날로그화 된다.
※ 그럼 무슨 차이가 있는 거죠? 하이 레졸루션 오디오 써야 할 필요가 있나요?
- 그럼 무슨 차이가 있나? 이부분에 대해서는 사람마다 의견이 다르다. 차이가 없다는 의견, 차이가 미미하다는 의견, 차이가 있고 사람이 감지할 수 있다는 의견이다.
- 필자의 생각은 이렇다. 현실적으로 16bit vs 24bit, 44.1kHz vs 96kHz 를 사람이 구분할 수는 없다. 필자도 구분 못한다. 동일한 곡을 16bit, 44.1 kHz 으로 듣던 24bit 96kHz 으로 듣던 구분 못한다는 의미다.
- 단지, 요즘은 시대가 발전하고 사용자의 인식이 바뀜에 따라, 예전과 다른 음원을 만들 수 있게 되었다. 예를 들어 예전엔 사용자의 열악한 오디오 기기를 감안해 원음에 일부러 강한 음장 효과를 주었지만, 지금은 그런 효과를 주지 않아도 될 정도로 일반 사용자들의 오디오 기기 수준이 높아졌다. HRA용 음원들은 이런 상황을 감안해 가능한 원음(스튜디오에서 녹음했을때 프로듀서가 들은 그 원음)에 가깝게 작업해 준다. 물론 비 HRA 음원보다 좋다는 인식을 주기 위해 HRA 틱한 듣기 좋은 음향 효과는 추가한다. 즉! 일반 음원과 HRA 음원이 같은 곡을 스펙만 다르게 해서 녹음한게 아니라, 그냥 미묘하게 다른 곡 이라는 의미다. 그러니 곡이 다르다고 느끼는건 당연하다.
- 필자가 좋아하는 곡이 일반음원으로도 나오고 HRA용 음원으로 출시되었다면, 이 곡으로 블라인드 테스트하면, 두 음원이 차이가 있다는 것을 감지할 자신이 있다. 하지만 어떤게 HRA 음원인지는 구분 못한다. 왜냐하면 스튜디오에서 녹음한 원음을 듣지 못했기 때문에, 어떤게 원래 음색인지 구분이 안되기 때문이다. 그리고 어떤게 원래 음색인지 구분할 필요도 없다. 음악은 취향이기 때문이다.
- 단지 내 취향에 맞는 음원을 고르다 보면 HRA음원이 더 많다. (물론 아닌 경우도 있다) 이게 내가 HRA음원을 사용하는 이유다. "내 취향에 맞는다" 한마디면 되는 것이다. 안 맞으면 안들으면 된다. 그뿐이다.
※ HRA를 즐길려면
1. 24bit, 44.1kHz 이상 스펙을 가진 무손실 음원이 있어야 한다. .mp3 파일은 압축률을 위해 고음역대를 자르고 인코딩 하는 경우가 많아 HRA를 즐길 수가 없다, .flac 파일이나, .dsd 파일 중에 24bit, 44kHz 이상의 스펙을 가진 음원 파일이 있어야 한다. 주의해야할 것이, 스펙만 보는게 아니라 소스가 어떤건지도 봐야 한다. 예를 들어 .mp3 파일을 .flac 24bit 48kHz 으로 변환한 경우, HRA 라고 할 수 없다. (실제 이런 파일이 많으니 주의하자. 믿을 수 있는 곳에서 고음질 소스를 구매해야 한다)
- 대부분 24bit 48kHz스펙을 가진 HRA음원이 많고, 24bit 96kHz 스펙으로 출시되는 경우도 더러 있다. 192kHz 음원이나 32bit 음원은 보지 못했다.
2. 24bit, 44kHz 이상을 입력 받고 출력할 수 있는 DAC 를 가진 하드웨어가 있어야 한다. HRA음원 표준이 24bit, 48kHz 임을 상기하자.
3. 응답 주파수가 40 kHz이상인 스피커가 있으면 좋고 없어도 상관 없다고 본다. 단 40kHz 를 지원하는 스피커라면 웬만큼 튜닝이 된 스피커라는 말이 되기 때문에 음질에 대해서는 이것만 보고 골라도 된다. (물론 가격대비 성능은 차치하고서라도 말이다) 그냥 HRA를 지원하는 이어폰이나 헤드폰을 사용하는게 쉽다.
4. 블루투스 헤드셋을 사용하는 경우 블루투스 헤드셋이 고음질 전송 또는 HRA를 지원하는지 확인해봐야 한다. 이건 반드시 필요한데, aptX-HD 나 LDAC 를 지원해야 한다. 코덱이 압축을 덜해 왜곡현상이 덜 나타난다. (문제는 이것도 음원 별로 다르다)