[목록보기]

PC-FI: 음원파일에 관한 단상 1 - DAC
(2011.3.22. 나석원)

문제.
PC-Fi하면서 16bit/44.1KHz, 24bit/96KHz, 24bit/192KHz 라는 말이 많이 나오는데 이게 무슨 뜻입니까?

답.
요약해서 말씀드리면 앞의 bit수치는 다이나믹 레인지(Dynamic Range)를 표시하는 것으로
가장 작음 음과 가장 큰음과의 차이를 나타냅니다.
1 bit는 6dB의 음압차이를 표시할수 있고  16bit는 (16 x 6 =)96dB의 다이나믹 레인지를 가집니다. 26bit는 144 dB의 다이나믹 레인지를 가지는 것이구요.
다이나믹 레인지는 무조건 클필요는 없지만 음악신호가 다이나믹레인지 범위를 넘어서게 되면 넘은 만큼은 제대로 재생을 시키지 못하고 심하게 왜곡되는 현상이 나타나며 이 현상을
클리핑이라고 합니다. 즉, 클리핑은 기록(또는 재생)할 수 있는 음량의 한계를 넘어서 소리가 깨지는 현상을 말하는 것입니다.  
따라서 16bit보다는 24bit가 재생음의 왜곡이 적을 가능성이 많으니 좋겠지요.

다음으로 44.1 kHz, 96 kHz, 192 kHz...은 샘플링 주파수를 말합니다.
44.1 kHz라는 것은 아날로그 파형에 1초에 44,100번 점을 찍고 점찍은 값을 디지털 값으로 전환한다고 생각하시면 될것 같습니다. 이렇게 전환된 값들을 쭉~ 이어보면 원래의 아날로그 파형과 비슷한 모양이 복원되는 것이지요.
그럼 왜....44,100번의 점을 찍느냐...
1930년대에 나이퀴스트라는 분이 나이퀴스트의 샘플링 법칙이라는 이론을 정립을 했는데
이는 한개의 파형을 샘플링하기 위해서는 최소 2개의 축출점이 필요하다는 이론입니다.
즉,  1Hz의 파형을 두고 볼때 맨 고점과 맨저점의 지점에서 값을 기록하여 이를 다시 아날로그로 복원하면 원본 파형과 비슷한 파형을 복원할수 있다는 말입니다.
그렇다면 사람의 가청한계로 알려져있는 20,000Hz까지를 기록하려면 20,000 x 2 = 40,000번의 점을 찍고 이를 기록하면 다시 원래파형으로 복원시킬수 있다는 것이되는 것이지요.

44,100Hz는 가청주파수를 넘는 (44,100 / 2 = ) 22.050Hz까지 기록할수 있다는 말이 되겠네요.
그런데 22,050Hz로도 부족했나봅니다.
녹음을 위한 장비중에 DAT (Digital Audio Tape)라는 장비가 있는데 이놈은 샘플링 주파수를 48kHz로 하여 24,000Hz까지 녹음 및 재생을 할수 있게 하였는데 이는 가청주파수를 넘어가는 주파수를 재생하면 음악이 더욱 자연스럽게 들리기 때문인것 같습니다.

아날로그 신호는 연속성을 갖지만 디지털 신호는 아날로그 신호를 따라 44,100번의 점을 찍은후 현결한 형태이기 때문에 아무래도 각이 질수밖에 없겠지요.
이 차이를 사람의 귀로 구분할수 있는지는 모르겠어요^^.

하여간 아날로그 신호를 따라 1초에 48,000번 점을 찍었던것을 두배나 네배로 늘리면 어떻게 될까요?
완전한 아날로그 파형은 될수없겠지만 더욱 근접한 파형을 얻어낼수 있을 것같네요.
그래서 (48kHz x 2 =) 96kHz, (96kHz x 2 =) 192kHz의 샘플링 주파수가 필요했나 봅니다.

그런데 여기서 문제가 좀 있네요.
요즘 음악을 녹음할때는 24bit/192Kz로 녹음하는 경우가 많다고 하는데요.
이를 음반CD로 만들기 위해서는 16bit/44.1kHz로 다시 리샘플링을 해야합니다.
원본이 16bit/44.1Khz인데 이놈들을 업샘플링 후 아날로그로 재생하면 음질이 좋아질까요?

그건 잘 모르겠습니다.^^

하지만 리샘플링 전의 마스터 신호로 96kHz나 192kHz로 샘플링을을 한 음원이라면 분명히 더 좋고 생생한 음질을 느낄 수 있지 않을까요?
실제로 Linn이라는 회사에서 음반사의 마스터 음원의 라이센스 계약을 통해 높은 샘플링 음원 시장을 확보해가고 있다고 합니다.
또한 이를 재생시킬 멋진 기기들을 생산하고 있구요.

이제는 오디오 회사들이 음원시장을 주도할날도 멀지 않은것 같은데....
앞으로 디스크 음반시장이 어떻게 변모해 갈지 기대가 됩니다.^^
___________________________________________________________________위의 "답"은 제가 샘플링 주파수와 Bits per sample의 개념을 이해하기위한 설명으로 실제이론과는 좀 다를 수 있을 것 같습니다.^^
혹시 알고 계셨던 부분과 차이가 있거나 틀린 설명이 있다면 지적 바랍니다.