매체 형식별 음질

매체 형식별 음질

CD, DAT
CD는 인간의 가청 주파수 한계가 20kHz라는 가정하에 나이퀴스트 정리를 이용해서 샘플링 주파수를 가청 주파수 한계의 2배인 40kHz로 정한 다음, 로패스 필터링 회로의 처리를 위한 약간의 여유 폭을 두어 최종적으로 44.1kHz로 샘플링 주파수를 결정하였다.

진폭에 대한 정밀도는 일반 가정 기기의 최대 소리 크기 재생 한계치를 넘어서는 96dB로 설정하고 이에 해당하는 비트 수인 16비트, 즉 최대 65,536가지의 진폭 단계로 세분화할 수 있도록 하였다. 채널 수는 2개인 스테레오로 결정하였다. CD 형식이 발표된 1980년대 초 시점에서 CD 형식은 표준이 되기 위해 경쟁한 다른 포맷들보다 군계일학의 성능을 가지고 있었다. 당시에는 기술의 한계로 16비트 44.1kHz를 제대로 처리한다는 것은 매우 어려운 일이었다.

초기 생산된 CDP들의 실제 해상도는 13~14비트 정도에 불과했으며 음성 주파수 대역만 걸러내어 통과시키는 로패스 필터링도 엉망이어서 20kHz 주파수의 재생도 안 되고, 고주파 성분이 앰프 단에 그대로 유입되는 문제도 발생하였다. 또한 각종 반도체 부품들의 집적도도 낮고 기술 수준이 낮아 많은 노이즈가 발생하는 문제가 발생하였다.

이후 제대로 된 CD 재생 기기가 나올 때까지는 디지털 신호 처리 기술의 발전이 필요했으며 10년 이상의 시간이 걸렸다. CD 이후에 표준화된 DAT 규격은 로패스 필터링 회로를 위한 여유 폭을 4.1kHz만 두어 많은 문제를 야기시킨 CD 형식을 개선하기 위해서 샘플링 주파수를 48kHz로 변경하였다. CD가 로패스 필터링을 위한 여유 공간을 많이 두지 않은 것은 이 폭을 좁게 할수록 데이터를 더 많이 기록할 수 있었기 때문이지만 상대적으로 로패스 아날로그 필터 설계가 매우 어려웠기 때문에 이후 많은 기술자들로부터 원성을 들어야 했다.

DVD-Audio와 SACD
CD가 탄생한 이후 보다 고음질의 음악을 재생하려는 노력은 광학 매체의 기록 밀도가 높아짐에 따라 DVD-Audio와 SACD의 탄생으로 이루어진다. 이 형식들은 CD보다 높은 샘플링 주파수와 진폭 기록을 위해 24비트를 사용하는 것이 일반적이다. DVD-Audio는 샘플링 주파수와 진폭 기록량을 동시에 늘려 최대 24비트 192kHz로 처리하며, SACD는 특이하게 1비트 방식을 사용하여 대역폭을 확장하였다.

DVD는 레이저를 이용한 광학 기술의 발전으로 CD보다 6배 높은 기록 밀도를 가지고 있다. 그러나 DVD는 오디오보다는 비디오를 수록하는 데 이용되었기 때문에 초기 명칭도 ‘digital video disk’라고 불렸으며 오디오 기록 방식이 확장된 이후에야 ‘digital versatile disk’로 불리게 되었다.

SACD 방식은 CD 표준을 만들어낸 소니와 필립스가 다시 손을 잡고 만든 방식이다. 이 방식은 특이하게도 1비트 방식의 양자화 기록 방식을 사용하는데, 기존 CD가 샘플링 시점에서 파형의 폭을 16비트 해상도로 양자화하는 방식인 것에 비해서 많은 차이를 보이고 있다. 1비트 방식이란 아날로그 파형을 고속으로 샘플링하여 바로 직전에 샘플링한 값과 비교하여 차이가 있는지 없는지만을 기록하는 방식으로서 대략 100kHz 주파수 응답과 120dB의 다이내믹 레인지를 가지게 된다.

DVD -Audio와 SACD 모두 발표된 시점이 CD 방식에 대한 특허권이 끝나가는 시점이라는 것에 주목할 필요가 있다. 사실 소니와 필립스는 자신들이 개발한 CD 규격이 ISO에 의해 국제 표준으로 지정되면서 CD 기기를 생산하는 업체들에게 로열티를 징수하였으며 각종 제작 장비를 판매하는 등 지적 재산권을 행사해 엄청난 부가 이득을 취할 수 있었다. 이런 승승장구를 지켜본 업체들은 새로운 포맷의 주도권 싸움에서 다시 밀릴 수 없다고 판단하여 결과적으로 소니/필립스의 SACD 방식과 마쓰시다, 도시바, 파이오니아 등의 DVD-Audio 진영으로 나뉘어 치열한 경합을 벌이게 되었다.

소니/필립스의 SACD 규격이 DVD-Audio 진영과의 치열한 표준화 싸움 끝에 승리한 것처럼 보였지만, 플레이어 제조회사의 로열티 지불 비용이 크다는 점과 음반의 가격이 일반 CD의 3배에 달해 인기를 끌기 어려웠다. 가격이 3배인 것에 비해서 음질이 3배 향상된 것은 아니었으며 고가의 전용 SACD 플레이어를 다시 구매하는 것도 소비자들에게는 큰 부담이었다. 실제 대다수 소비자들이 매체에 따른 음질 차이를 명확히 체감할 수 있는 정도의 하이파이 시스템을 가지고 있지 않다. 음반 회사에서도 새로운 설비를 갖추고 SACD를 생산하기보다는 대중적으로 더 안정적인 매출이 기대되는 CD를 생산하는 것이 유리하기에 소프트웨어 자체도 제대로 보급되지 않았다.

그리고 음향 공학자들이 SACD의 이상한 기록 방식에 대해서 기술적으로 인정하지 않고 효용성에 대해 끊임없이 의구심을 보내는 바람에 산업 표준으로도 인정받을 수 없었다. 게다가 엎친 데 덮친 격으로 물리적인 형태의 매체에서 형태가 없는 인터넷 다운로드 방식으로 소비자의 구매 패턴이 변화하면서 CD 이후 다시 20년을 지배하려던 시도는 소니가 SACD를 포기하면서 물거품이 되었다.

차세대 오디오 규격의 승리자 PC
인터넷이 발전하면서 디지털 파일을 광속으로 전송하는 시대가 되자 오디오 매체라는 것은 이제 무의미하게 되었다. DVD-Audio와 SACD 모두 광학 매체를 통해 음악을 담는 형식으로 실체가 있는 것이다. 그러나 현재 인터넷에서는 매체가 무엇인지는 전혀 중요하지 않다. 인터넷에서는 해당 오디오 파일을 어디서 구할 수 있느냐와 어떤 규격으로 된 것인지가 중요한 것이지 그것이 어느 매체에 담겨 있는지는 논의 대상이 되지 못한다.

새로운 매체가 발표되면 이것을 재생하는 새로운 장치를 구매할 것이라는 생각은 PC의 멀티미디어 처리 능력이 급격히 향상되면서 무의미해졌다. 비교적 낮은 성능의 PC 한 대만 보유하고 있으면 최고 등급의 화질을 가지는 영화와 다양한 형식의 음악을 간단히 재생할 수 있으며 이것을 인터넷으로 손쉽게 구할 수 있는 시대가 된 것이다.

SACD와 DVD-Audio 모두 이런 점에서 시대를 따라가지 못했다. 더구나 광학 미디어의 내용을 읽을 때에는 항상 오류가 따라다닌다. 제대로 내용을 읽으려면 매우 비싼 장치를 구매해야 한다는 상식이 소비자를 압박하는 요소였지만, PC에서는 일단 디지털로 전환되어 있는 데이터와 전송과 보관, 재생에는 오류에 대해서 무시해도 좋을 정도로 안정적이다.

차세대 오디오 규격은 PC에서 더 활발하게 수용되고 있다. 이미 대다수 스튜디오에서 마스터 파일을 제작하기 위해서 PC를 사용하고 있다. 인터넷 시대에서는 이렇게 제작된 마스터 파일을 단지 파일 규격만 변경하여 인터넷으로 배급하기만 하면 된다. 복잡한 이해관계를 거치게 되는 매체에 담아 판매할 필요가 없다. 그런데도 다운로드 방식으로 배급하지 않는 경우는 불법 복제에 대한 저작권자와 음반사의 공포 때문이지 기술적인 문제 때문은 절대로 아니다. 그나마 이마저도 일부 음반사들이 직접 고음질 파일을 인터넷으로 판매하여 새로운 시장을 창출하기 시작하면서 변화하고 있다.

<PC-Fi 가이드북>중에서.홍진표.e비즈북스.11월 출간

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PC Fi 가이드북

저자

홍진표 지음

출판사

e비즈북스 | 2012-11-01 출간

카테고리

컴퓨터/IT

책소개

PC로 시작하는 하이파이 오디오의 세계 『PC Fi 가이드북』....

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