스펙에 대한 기대치! 알고 넘어갑시다

스펙이 초반 분위기 잡고 가는거 잘 압니다

그런데 불필요한 스펙에 너무 연연하시는거 아닌지 모르겠습니다

저는 한때 음악 좀 한다고 깝치면서 1채널당 800만원짜리 DAC도 사용하고 그랬습니다

몇년전 일인데 뒤돌아보면 제 자신이 초라해보이는군요

장비의 가격이나 성능이 사람의 감상력을 대변하는게 아니지 말입니다

한번쯤 골똘히 생각해보셨을겁니다

오디오 스펙의 기준이 무엇이고 정말 그런가?

제 글을 읽으시고 반문 하실 의견이 있으면 반문 하셔도 됩니다

일반 사용자 환경에서는 CD가 최상위 포멧입니다

가끔 클래식쪽은 SACD나 DVD가 나오기도 합니다

[24비트 지원, 192KHz 지원 -120dBfs의 다이내믹레인지!!]

이런 문구에 혹 하셨다면 한걸음 뒤로 물러나 전체적으로 흐름을 관망하셨으면 합니다

소리는 스펙보다는 실제 감상자가 만족하는 물건이 최고의 물건입니다

다른 유저 사이트에서는 뭐라고 평가하는지 몰라도 (전 유저 포럼 활동 안합니다)

스펙의 허와 실을 정리해드리겠습니다

국내 모 업체에 의해 스펙 전쟁이 최초로 시작되었습니다

네가티브 마케팅이란 먹힐땐 제대로 먹히는데 사전 지식 없이

무작정 벌려 놓으면 부메랑처럼 곤욕스럽게 그대로 돌아가죠

혹자는 1억대 테스트 장비라고 해서 테스트 한 결과치를 올리곤 했는데

해당 테스트는 일반 사운드 카드로 테스트 해서 올린 자료로 생각됩니다

오디오 프레시젼 테스트 툴 필요 없이 200만원짜리 디지털 스코프로 테스트 해도

그 이상으로 정밀하고 다양한 테스트 결과값을 얻을 수 있죠

10년전에는 아나로그 시코프로 그보다 더 정밀하고 체계적인 측정 하고 그랬으니까요

테스트라는 건 테스트 하는 사람의 지식 범위내에 이뤄집니다

모르면 모르는만큼!! 알면 아는 만큼 측정합니다

소리가 단순히 프리퀸스와 다이내믹레인지로 결과가 나온다고 생각하시나요?

소리라는 것은 위상에 따란 엔벨로프 변화, 증폭을 했을때의

분위기 변화까지 고려해 최종적으로 체크해야 합니다

잘 모르는 사람들이나 프리퀸스가 분위기의 전부라고 생각합니다

단순한 접근이 스펙의 오류를 만들어내고 있는겁니다

그럼 딱 2가지 스펙인 비트와 샘플레이트에 대해 집어보겠습니다

1. Bit Depth (헤드룸)

각기 디지털 오디오 디바이스에는 16비트와 24비트를 경계로 한

프로-오디오 라인 업과 컨슈머 라인 업이 있습니다

컨슈머는 감상용 목적용으로 나온 제품이고,

프로-오디오는 고품질 신호를 다루기 위해 나온 제품입니다

요즘 프로-오디오 계열 디바이스들이 널리 사용되고 있더군요

그런데 그런 제품들이 정말 효율성 있는 것인지 의문이 듭니다

요즘은 컨슈머 레벨에도 24비트가 있군요?

프로-오디오 제품군들이 24비트 포멧을 사용하는 것은

24비트의 깊은 bit depth로 음원을 받고

16비트 포멧의 이론에 가까운 bit depth를 얻기 위함에서 출발했습니다

24비트 포멧은 16비트 포멧을 만들기 위한 더 큰 대역폭에 불과합니다

최근엔 32비트 포멧도 있는데 이건 부동소수 포멧이라고 해서

정수 대역은 24비트 포멧이고 하위 8비트 포멧이 부동소수 레벨로 붙는겁니다

당연히 24비트 포멧이고, 서로 호환 가능합니다

32비트와 같은 일례로 48비트도 있습니다

계산을 해 보죠

보통 디지털 dB 단위를 아나로그 dB 단위로 잘못 계산하고 있는데,

디지털 dB 단위의 정식 명칭은 -dBfs 입니다
-dBfs를 아나로그와 절대 비교하려면 +24를 더해줘야 합니다

이유는 디지털 레벨은 아나로그에서 파생된 동생이기 때문입니다

레벨은 장비에 걸리는 전압값 (진폭)에 근거합니다

디지털 디바이스들은 5V내지 3.3V로 작동하기 때문에

ADC는 약 2.3~3배 정도 진폭을 저감할 필요가 있고,

ADC 입력에 붙은 아나로그 회로가 진폭 저감 회로입니다

DAC은 반대로 필터 회로와 증폭 회로를 붙혀 놓은 형식입니다

전원 전압마다 차이는 있지만 ±15V (IEEE 표준)을 기준으로 합니다

아나로그는 +24dBu입니다

그럼 디지털은 +24dBu가 -0dBfs가 되야 아나로그와 디지털의 상호 연동이 가능합니다.

이런 배경에서 디지털의 -dBfs라는 규격이 탄생했습니다

좀 더 복잡하긴 한데 이쯤에서 축약하기로 합니다

16bit는 이론적으로 -96dBfs, 아나로그 (+24) 는 -72dBu입니다

24bit는 이론적으로 -144dBfs, 아나로그 (+24)는 -120dBu입니다

[ADC와 DAC의 스펙은 아나로그 스펙이 아닌 디지털 스펙입니다]

실제의 16비트는 -92dBfs, 24비트는 -130dBfs가 최대 실측치입니다

예전까지만 해도 컨슈머는 18~20비트 지원 밖에 없었죠

CD만 커버하면 된다고 생각했기 때문인데, 실제로 충분한 사용 환경이었습니다

지금도 충분한 사용 환경이죠

24비트 ADC, DAC는 일반적으로 오디오 에디팅을 하지 않으면

24비트를 지원하는 수준에 불과합니다

16비트 포멧을 24비트로 재생한다고 소리가 달라지지 않습니다

왜 그럴까요? 원판 불변의 법칙이 있는데 충격적인 얘기를 들려주죠

사운드 디자이너 (음반 제작에 종사하는 모든 분들을 총칭) 들은 항상 접하는 부분입니다

그래픽 하시는 분들도 하시겠지만 GIF로 변환할때 dithering을 할겁니다

표면 처리를 매끄럽게 하기 위해 중간색을 포함시켜

스무스하게 표현하고자 할때 사람은 이런 눈속임에 잘 적응하죠

소리도 마찬가지입니다

24비트를 16비트로 변환한다고 그냥 무조건 변환하는것이 아닙니다

dither를 이용하는데 16비트로 잘려 나가는 부분에

노이즈를 스무스하게 삽입해서 경계면 처리를 합니다

dither 처리 없이는 자연스럽게 변환되지 않습니다

그래픽의 GIF 파일에 아무리 애를 써도 기본 256색 이상 넘지 못하는걸 아시죠?

사운드도 마찬가지입니다

16비트로 변환된 포멧을 아무리 24비트로 재생하고 애를 써도 16비트 소스입니다

16비트 포멧을 24비트 DAC으로 들었더니 소리가 좋더라~ [이런분들 귓밥 파세요]

자신이 듣는 주 종목이 무엇인지 판단해야 합니다

24비트 애플리케이션 (24bit word) 을 지원하기 위해 24비트를 쓰는건지

아니면 정말 24비트 포멧의 소스 (SACD, DVD)를 듣기 위해 24비트를 이용하고 있는건지요?

대다수는 컨슈머 레벨로 충분합니다

2. Sample Rate (Frequncy)

전 가끔 이런글 봅니다.

MP3를 192KHz로 오버해서 들으니 소리가 더 좋아졌네요 ^^ [귓밥 파세요]

오디오 디바이스에 기본 채용된 델타-시그마 방식이 어떤줄도 모르고

그냥 무조건 샘플레이트가 크니 좋더라~ 하는 무식한 마케팅에 속고 계시진 않으신가요?

한때는 먹혔죠

12/192가 나오면서 표준 포멧이 바뀔줄 알았는데 그게 아니였네요

여전히 16/44.1이 표준입니다

내적으로 전혀 바뀐게 없이 외형적으로 커졌기 때문입니다

24비트 오디오 스펙이 나온 후 오디오 업체들은

더 이상 발전하지 않는 규격으로 제품 판매에 지대한 영향을 미치는 걸 우려해서

외형적으로 부풀리기에 급급해합니다.

24/92까진 프로-오디오 계열에서 쓰는 포멧이라 애교였죠

스펙을 보다 보면 oversampling x8, x128 이라는 문구를 보실겁니다.

이게 뭔 소린지 몰라도 보통 24bit와 192KHz 샘플링 문구만 유심히 보실테구요

이제 [델타 시그마 모듈레이션] 방식에 대해 간략한 설명을 하겠습니다.

샘플레이트에 대한 이야기에 델타 시그마 모듈레이션이 절대 빠지지 않기 때문입니다

역설적으로 결론을 내리면 48KHz 이상은 [뻥~ 스펙]입니다

구라 스펙이라 쓸라고 했다가 얼마전에 노현정이가 구라가 잘못된 단어라고 하더군요 ㅡㅡ^ ^

현정아 오해하지 말고 들어~ 내가 오빠니깐 말 놔도 대겠지?

델타 시그마 모듈레이션은 양질의 변환 방법을 연구하다 소니-필립스에서 개발했습니다

주된 개발은 ADC에서 이뤄졌고, DAC은 ADC의 응용 단계에 불과해 큰 비중이 없습니다

ADC는 48KHz의 비교기들이 징그럽게 깔린 단순한 구성입니다

여기까지는 오리지널 이중 적분 방식으로 작동합니다

과거의 18비트까지는 이중 적분 방식으로 작동했다가

TI에서 히트친 PCM 20비트 시리즈 (유수 명기들에게 다 들어갔죠) 에서

델타 시그마 모듈레이션 추가로 대 성공을 했습니다

퀄리티 우수하다고 정평이 났었죠

요즘은 아주 일반적으로 코덱에도 내장되는 시대니깐 언급하기 무색해지는군요 ㅡㅡv

최근에 TI에서 이 악물고 -132dBfs짜리 DAC을 내 놨던데~ 충격 좀 먹었습니다

여기에 1비트 고속 피드백 (변환된 결과를 되먹임) 을 걸어 고대역을 뽑아내는거구요

이걸 디지털 필터, 혹은 후처리 방식이라고 합니다

요즘은 이걸 소프트웨어에서도 처리하더군요~ 만세~

양자화 노이즈가 줄어들고 -dBfs 수치가 좋아집니다

피드백 데이터는 1비트 직렬 신호입니다

oversampleing 배율이 피드백을 먹이는 속도입니다

x8이면 8배의 대역폭으로 고속 리샘플링 하는것이고,

x128이면 128배의 대역폭으로 고속 리샘플링 하는겁니다.

커스텀 하이-엔드 제품은 3비트, 5비트까지 있습니다

직렬적인 피드백 레인지는 한계가 와서 비트수를 늘려서 병렬화시킵니다

이런다고 뭐가 달라질까요? 글쎄요? 들어보니 별 차이는 없는 듯 합니다

상기 과정을 델타-시그마 변환이라고 합니다

24비트 48KHz로 소스를 받아도 1비트 직렬 신호로 변환되었습니다

여기에서 사용자 설정이나 프리셋 설정을 위한 샘플레이트와 비트뎁스를 추출합니다

DAC이나 ADC 블록 다이어그램 보시면 그 자체가 완벽한 제품입니다

오직 그런 작동밖에 못하고 설계자는

ADC나 DAC에 내장된 본연의 기능을 컨트롤 하는 수준에 불과합니다

하드웨어 샘플링이 48K에 머무는건 그 이상의 대역폭을

하드웨어로 커버하려면 엄청난 집적도가 필요하기 때문입니다

하드웨어 샘플링은 단순 무식한 비교 회로들이 나열되어 있는 것들입니다

물론 만능 기판 같은곳에 개인이 자작해도 똑같은 구조 나옵니다

다만 그 사이즈가 감당 못할정도로 커져서 그럽니다

대역폭은 oversampling으로 커버가 되고 있어

외형적으로 부풀리기에만 주력하고 있는 것이죠

구조는 그대로 두고 델타-시그마 모듈레이션과 디지털 연산부만 개선하면 되거든요

이제부터 oversampling에 대한 헛점을 잘 보셔야 합니다

배율 한계가 있어서 48K에서 X128배 되는 oversampling은

48K의 4배 되는 샘플레이트를 가진 192KHz에서 x32배 밖에 적용이 안됩니다

결국 뭐냐? 우리가 듣는 음역대는 결국 똑같다는 겁니다

48K로 들었을 때 X128배 대역폭이면 이론적으로 6M를 넘습니다

그중 16KHz를 실효 가청 주파수로 분류하고 대다수는 이쪽 음을 듣습니다

아주 고급 유저들이 우리는 소머즈다~ 하실겁니다 [그런 분들 많이 계십니다]

6M에서 16KHz를 걸러 듣는건 장비탓이 아니라 사람의 귀가 그런 구조입니다

192K로 들을때 X32배율이면 48K와 같은 대역폭입니다

그중 16KHz만 취해 듣습니다

뭐가 틀리냐? 똑같습니다

단지 48KHz에서 로우 패스 시켜 듣는 음이나

192에서 로우 패스 시켜 듣는 음이나 대역폭 효과에서 그게 그겁니다

192K가 48K보다 유리하다고 하는거야 22K를 넘어가는 초고음을 더 들려주는

대역폭을 제공하는거 이외엔 없습니다

그래도 48K는 그 대역폭까지 준비했다가 짤린다고 봐야죠

그런데 업체에서 주장하는 서로 다르다고 하는 내용들은 무엇인가?

변수죠

그게 컨버팅 변수인지 아나로그 회로의 변수인지 알께 뭡니까?

쓰자면 긴데, 디지털도 아나로그만큼 오묘합니다

절대 정직하지 않아요 ^^

44.1K 포멧을 192K로 듣는다고 소리가 더 들린다구요? [충분히 설명 드렸죠]

44.1K는 실효 가청 주파수를 22K로 잡는게 아니라 16K로 잡죠

그리고 한가지 명확하게 집고 넘어가야 할 부분이 있는데

Noise Shaping 기술이라는 요점을 꼭 집어줄 기술이 있습니다

이 기술 하나로 44.1K가 192K로 변환된다고 음질이 변하는게 아니라는걸 증명하죠

16K 미만 잡음을 강제로 핸들링 해서 초고역대로 밀어 넣습니다

oversamping 기술에서 발전한건데, oversampling이 완벽하게

노이즈를 저감시키는게 아니라서 노이즈를 강제로 컨트롤 합니다

에너지라는건 어디가 눌리면 다른 부분으로 표출되야 합니다

그래서 실효 가청 주파수 대역을 누르고 초고음역으로 에너지가 몰립니다

이 shaping 커브도 여러 타입이 있는데, 이걸 디자인하고 응용하려면

곡 분위기에 따라 다르고 상황에 따라 다릅니다

결국 심리 음향학까지 동원해서 최적화된 커브를 찾는거죠

CD들은 고음을 증폭하면 쉬~ 하는 잡음이 들리는 이유도

shaping 필터 적용으로 노이즈가 초고음역으로 밀린겁니다

44.1K로 샘플링을 제공하는 음반들은 이런 기술을 죄다 적용해서

나온건데 별도의 192K 전용화된 Noise Shaping 기술을 채용하지 않고

어떻게 44.1K가 192K로 대역폭을 늘린다고 초고음이 나올까요?

탄노이 같은데서 초고음역을 재생하는 스피커들은 CD 같은거 들으라고 나온게 아닙니다

CD는 초고음역대가 노이즈로 소리들이 다 가려졌는데요

있어도 노이즈 플로어가 높아서 헤드룸이 매우 작습니다

그리고 아직 48K 이상을 지원하는 shaping 필터링 기술은 없습니다

알면 알수록 재미있지 않나요? [사람의 착각이라는게]

감상자들이 알지도 못하는 쥐약같은 기술들이 일반적으로 알려진 낭설을 반론시키는군요

그리고 한낱 같았던 희망도 쫘르르~ 무너뜨립니다 아~ 아~ ㅠㅜ

소리는 총 5가지 요소로 음색, 엔벨로프, 음질, 레벨, 안정감으로 분류합니다

음색은 고음, 중음, 저음의 밸런스로 분류되겠죠

엔벨로프는 소리가 시작되고 끝나는 어택과 릴리즈의 변화입니다.

이 변화는 같은 소리라도 분위기가 극적으로 변하는 느낌을 줍니다.

음질은 노이즈와 헤드룸에 연관된 부분입니다

레벨은 사람마다 두상 차이가 있는데 두상이 다르면 체감적인 소리도 다르고

레벨에 따라 들리는 주파수 레벨도 아주 다릅니다

안정감은 증폭을 할때 많은 배려가 필요한데 좋은 증폭기는 매우 묵직한 음을 들려주고,

불안정한 증폭기는 소리가 파리 날리듯 윙윙 거리는 가벼움을 줍니다

이 5가지를 구분해서 들어보시면서 사운드 카드 스펙이 절대적인지를 한번 생각해보세요

제대로 만든 사운드 카드는 스펙이 화려해서가 아닙니다

아직도 20비트 DAC으로 이 소리가 최고라고 듣는 분들 많습니다

기본이 충실하게 좋은 소리를 뽑아내는 장비가 오디오 장비죠

첨단 기술로 무장한다고 디지털이 호락해 보이나요?

결국 디지털 디바이스들도 아나로그를 받혀주기 위한 오디오 부품입니다

애네들도 좋은 소리를 내기 위한 것들에 지나지 않아요

이런 질문도 있습니다

사운드 카드 스펙을 보니 어떤건 -100dB고, 어떤건 -101dB네요?

어떤게 더 좋아요?

[그놈이 그놈입니다!! CD나 MP3만 들을꺼라면 그 스펙 절대 사용 못합니다]

ㅋㅋㅋ

따져보면 모두 오버 스펙입니다

이 이상 변하지 못합니다

그리고 그 스펙들은 원판 불편의 법칙이 적용되서 사용하지도 못한 부분입니다

과연 스펙은 좋은게 좋은걸까요?

스펙 따지지 말고 실제 들어서 좋은 소리가 나는 제품이 최고 좋은겁니다

스펙들 다 고만 고만해요

오디오 장비를 평가하는 기본기의 기본입니다