I 음장 효과, 현장감 전하려는 노력의 결실
사람의 귀는 2개다. 각 귀는 독립적이며 소리 나는 곳의 방향과 거리, 높낮이를 알아챈다. 소리속도는 대략 초당 340m인데, 귀는 미세한 차이로 거리감을 느끼고 음원의 위치를 짐작한다. 이를 간단히 말하면 입체감이라 할 수 있다.
녹음한 음원을 단순히 스피커에 재생해서는 이런 입체감을 살리지 못한다. 그래서 등장한 것이 스테레오 음향이다. 양쪽 귀에 각각 다른 소리가 들리게끔 2채널로 소리를 내는 것을 말한다. 스테레오 음향 기술은 이제 대중화해 모든 음원이 스테레오 기반이라고 해도 틀린 말이 아닐 정도다. 이제 이 단순한 2채널 스테레오를 토대로 다양한 현장감을 맛볼 수 있는 음장 기법이 발전 중이다.
입체 음향이라는 표현은 소리에 3D 효과를 더해 소리에서 넓이, 깊이, 높이와 같은 입체 효과를 전달하는 것을 의미한다. 쉽게 생각하면 각 음원에 따라 독립한 스피커를 두고 음원의 위치에 맞춰 소리를 들려주면 이론적으로는 완벽한 3D 효과를 얻는다.
하지만 이것이 어디 가능한 일인가? 등 뒤로 스쳐 지나가는 자동차를 음원으로 표현한다면 마치 차가 지나가듯 스피커가 지나가야 한다는 얘기다. 이런 까닭에 다채널을 통한 입체 음향 구성은 보통 스피커 5개 혹은 7개 등 규격화한 구성과 3D 효과를 더하는 게 일반적이다.
결국 입체감에서 출발하는 것이니 3D 효과 연장선상이지만, 모든 음장 효과가 3D 효과의 기초에 맞춘 건 아니다. 단순히 음원 위치를 두고 말하는 게 아니라 음원이 자리 잡은 공간에 관한 효과도 포함한다. 평범한 방인지 소극장 같은 홀인지 혹은 탁 트인 개활지인지, 심지어 소리가 메아리치는 동굴인지도 음장 효과에서 고려하는 주요소다. 즉 음장 효과의 취지는 ‘현장감’을 살리는 것이며, 다채널을 통한 3D 구현 등은 ‘현장감’을 살리기 위한 ‘방법’ 중 하나라는 뜻이다.
II 음장효과의 종류와 역사
DVD 타이틀의 기본 오디오 포맷 돌비 디지털
NTSC 방식 DVD 비디오 규격을 정할 때, 오디오 압축 표준 규격은 PCM과 함께 돌비 디지털(Dolby Digital)로 정했다. 돌비 디지털은 잡음 제거 기술로 널리 알려진 영국 돌비의 압축 오디오 규격이다. 제원 상으로는 PCM이 돌비 디지털보다 우수하다. 그러나 PCM이 가진 용량 문제 때문에 멀티채널을 구현하는데 부담이 크다. 반면 돌비 디지털은 압축률이 높아 용량 문제를 간단히 해소한다. 때문에 영상에 따른 입체 음향 효과 비중이 큰 DVD 타이틀의 기본 오디오 포맷으로 자리 잡았다. PCM은 고품질 음향을 중시하는 음악 DVD에서 주로 쓴다.
돌비 디지털은 높은 압축률을 가지고 있으면서도 음질이 좋고, 최대 6채널까지 독립 데이터를 하나의 데이터 스트림을 통해 저장과 전송이 가능하다. 또 다운믹싱을 통해 스테레오 시스템과 돌비 프로로직 시스템과의 호환성을 보장한다.
돌비 디지털은?
돌비(Dolby)는 소니 워크맨으로 대표하는 미니카세트 플레이어 시절, 잡음 제거 기술로 이름을 널리 알린 영국의 음향기술 연구소다. 이들이 1982년 최초로 상용화한 돌비 서라운드(Dolby Surround)는 무려 30년이 지난 지금까지도 전 세계 오디오 시장에서 가장 보편적인 음성 인코딩 기법으로 통한다.
돌비 서라운드
돌비 서라운드(Dolby Surround)는 스테레오 신호에 4채널을 압축해 내보내는 방식이다. 자신의 음향 시스템에 돌비 프로로직 시스템이 있다면 영화나 음악을 감상할 때 4채널을 이용할 수 있다. 돌비 서라운드는 일반 스테레오 사운드는 물론, 돌비 디지털이나 음악 CD의 PCM도 인코딩할 만큼 폭넓은 호환성이 자랑이다. 돌비는 스테레오가 존재하는 한 돌비 서라운드 기법은 지속될 것이라 자신한다.
초창기 돌비 서라운드 방식을 막 도입했을 때 ‘베이직 돌비 서라운드 디코더’라는 것이 있었다. 4채널로 인코딩했으나 실제로는 3채널로 분리해 센터 채널을 프런트 스피커로 나눠 구현하는 형식이었다. 이 기법은 이후 가정용 홈시어터 시스템으로 발전, 센터 채널을 완전히 분리했다. 이것이 바로 훗날 돌비 서라운드 프로로직(Dolby Surround Pro Logic) 디코딩이라고 불린 기술의 시초다.
돌비 서라운드 프로로직
영상을 볼 때 베이직 돌비 서라운드 디코더를 이용하면 프런트 스피커의 각종 음향으로 인해 센터 채널이 맡는 배우의 대사 등이 묻히는 것이 단점이다. 이런 까닭으로 프런트 스피커에서 센터 채널을 물리적으로 분리했는데, 이것이 돌비 서라운드 프로로직(Dolby Surround Pro Logic)이다.
돌비 서라운드 프로로직은 리어 채널의 주파수 대역을 100～7000Hz로 규정한다. 흔히 가청 주파수라 말하는 20～20,000Hz에 미치지 못하는 영역인데, 이것은 리어 채널이기 때문에 소리가 상대적으로 덜 들리는 것을 감안한 것이다. 리어 채널을 제외한 다른 채널은 가청 주파수를 완전히 포괄한다.
돌비 디지털
가청 주파수를 완전히 포괄함에도 불구하고 돌비 서라운드 프로로직의 음질은 썩 만족스럽지 못했다. 이것은 음원 소스의 4채널을 아날로그 방식으로 2채널에 담았기 때문이다. 더욱이 아날로그 방식을 취하는 만큼, 오디오 신호의 열화가 크고 잡음이 간섭할 우려가 크다. 이에 돌비는 음질을 보완하고 여전히 명료하지 않은 채널 분리도를 해결하고자 디지털 방식을 도입했다. 이것이 돌비 디지털의 시초다.
돌비 디지털의 프로젝트는 ‘돌비 AC-3’라는 이름으로 불렸다. 돌비 디지털은 완전한 독립 채널로 최대 6채널까지 인코딩하고, AC-3라는 하나의 디지털 스트림을 통해 데이터를 전송한다. 앞서 소개한 것처럼 돌비 디지털의 특징으로, 기존 시스템과 호환성이 좋고 높은 압축률이 장점이다.
돌비는 기존 스피커 시스템과 호환성을 두고자 AC-3 디코더에 다운믹스 기능을 포함했다. 다운믹스는 5.1채널로 인코딩한 돌비 디지털 스트림을 2채널로 줄여 출력하는 기능으로, 모든 DVD 플레이어에서 기본으로 지원한다.
돌비 프로로직 Ⅱ
돌비 디지털이 보편화되면서 돌비 프로로직이 급속히 쇠퇴했다. 이에 돌비는 돌비 프로로직을 개선한 돌비 프로로직 Ⅱ를 내놓는다.
돌비 프로로직 Ⅱ는 돌비 프로로직이 리어채널 대역을 축소해 4채널로 재생하는 것을 개선, 5.1채널 전부 20～20,000Hz 대역의 5.1채널로 재생한다. 독립 채널은 물론, 저음역을 담당하는 서브 우퍼 채널까지 가청 주파수 대역을 포괄하는 기술이다.
돌비 디지털이 있는데 구태여 돌비 프로로직 Ⅱ를 내놓은 까닭은 음원에서 찾을 수 있다. 돌비 디지털은 음원을 돌비 디지털의 다채널 규격에 맞춰야 한다. 하지만 돌비 프로로직, 돌비 프로로직 Ⅱ는 이미 오래 전부터 만들어져 널리 쓰는 스테레오 음원을 그대로 쓰면서 4채널 혹은 5.1채널로 감상할 수 있다. 물론 돌비 스테레오보다 돌비 서라운드에서 훨씬 효과적이다.
돌비 프로로직 Ⅱ를 통한 스테레오 음원의 5.1채널화는 처음부터 5.1채널로 만든 돌비 디지털 음원에 비할 바 아니다. 그러나 여기에 쓴 기술은 생각 이상으로 효과적이다. 예컨대 스테레오 트랙만 담겨 나오는 각종 애니메이션 DVD 등을 감상할 때 효과가 상당하다.
돌비 프로로직 Ⅱ는 돌비 프로로직 무비와 돌비 프로로직 뮤직으로 나뉜다. 돌비 프로로직 무비는 음향의 공간 입체감을 살리는데 중점을 두는 반면, 돌비 프로로직 뮤직은 단순 스테레오 음향의 서라운드 효과를 주는데 치중했다.
극장 음향 시스템을 책임진다 DTS
DTS(Digital Theater System)는 돌비 디지털과 같은 5.1채널 압축 포맷이다. 극장용 포맷으로 만들어 스티븐 스필버그가 만든 영화 <쥬라기 공원>에서 처음 선보였다.
현재 DTS는 전 세계 수천 개에 이르는 극장에서 설치했을 정도로 큰 성공을 거뒀다. DTS는 이를 기반 삼아 극장 시스템을 가정에서도 접할 수 있게 보급했다. 그러나 대규모 극장에서의 DTS와 DVD 타이틀을 통한 가정용 DTS는 조금 차이가 있다.
돌비 디지털과 달리 DTS는 DVD 비디오의 기본 제원이 아니다. 때문에 별도로 DTS 디코더가 있어야 한다. 돌비 디지털은 어느 플레이어든 적어도 스테레오 출력이 가능한데 반해, DTS는 디코더 없이는 아무런 소리도 들려줄 수 없다.
돌비 디지털과 DTS는 데이터 압축률만 놓고 봐도 눈에 띄게 큰 차이를 보인다. DTS는 돌비 디지털에 비해 압축률이 낮아 음원 데이터 용량이 크다. 5.1채널 돌비 디지털의 데이터 전송률은 384kbps, DTS는 1.4Mbps다. 대략 4배 정도 차이가 있는 셈. 이것은 데이터양에서 단점일 수 있지만, 반대로 음원 품질 면에서 유리한 점도 기대할 수 있다.
돌비 디지털과 DTS의 인코딩 방식이 다르기 때문에 단순 데이터 전송률을 두고 우열을 가려서는 안 되지만, 데이터양에서 시작하는 음원 고유의 품질을 갖고 기대할 수 있는 부분도 적잖이 있다. 물론 DTS도 과도한 데이터양과 전송률을 감안해 전송률을 절반으로 줄인 768kbps의 DTS 포맷을 많이 쓴다.
DTS 없이 영상만으로 관객들의 간담을 서늘케 하긴 힘들다. 사진은 처음 DTS 효과를 보여준 영화 <쥬라기 공원>의 한 장면.
최초의 3D 입체음향 SRS
SRS 랩스는 세계 최초로 3D 입체 음향을 발표해 상용화한 회사다. 2000년부터 마이크로소프트의 윈도우 미디어 플레이어에 SRS WOW 기술을 적용, 그 진가를 확인시켰다. 현재는 전 세계 80% 이상의 점유율로 3D 음장 솔루션을 지배하고 있다.
SRS 랩스의 오디오/보이스 기술은 TV, PC, mp3 플레이어, 휴대폰, 카오디오, 홈 오디오, DVD, 극장 등 거의 모든 음향 분야에 걸쳐 광범위하게 쓰고 있다. 연간 5000만 개 이상 사운드 관련 제품에 들어간다. 이들의 기술은 전 세계 플랫 패널 TV 대표 브랜드의 대다수에 들어가 사실상 HDTV 오디오 프로세싱의 표준이 되었다.
SRS 랩스는 현재 150개 이상 오디오 관련 기술 특허를 보유하고 있으며, SRS 3D를 포함해 20여 가지 솔루션을 지원한다. 대표적 솔루션으로는 SRS WOW HD, SRS TruSurround XT, SRS Circle Surround Ⅱ, SRS-CS 헤드폰 등이다.
국내에는 1998년 SRS 랩스 코리아를 설립했다. SRS 랩스 코리아는 아이리버를 포함한 mp3 플레이어를 비롯해 삼성이나 LG 플랫패널 TV 등 필수 음향 솔루션으로 쓰인다. PC 분야에서도 오디오가 중요시하면서 SRS 랩스의 기술이 다수 적용되고 있다. 삼성, LG 등 최신 3D 노트북을 포함한 주요 제품군에는 대부분 SRS TruSurround XT, TruSurround HD와 SRS WOW HD 기술을 담았다.
삼성 독자 홈시어터 음장효과 DNSe
DNSe(Digital Natural Sound engine)는 삼성전자에서 개발한 음장효과다. 삼성의 홈시어터 제품군에 적용할 목적으로 개발한 음장효과지만, 2006년부터 SRS WOW를 대신해 삼성 옙 mp3 플레이어에 들어갔다. 삼성 mp3 플레이어 사업부가 유무선 통신 사업부로 통합된 이후 옴니아 등 핸드폰에도 DNSe가 적용되었다. 현재 DNSe는 3.0까지 개발되었으며 2010년 6월에는 DNSe 3.0의 후속인 사운드얼라이브(SoundAlive)가 개발되었다.
삼성전자의 mp3 플레이어 옙에는 DNSe가 적용되어 나온다.
블루레이용 다채널 오디오 코덱
돌비 트루 HD
돌비 트루 HD는 돌비가 개발한 무손실, 다채널 오디오 코덱이다. 스트림 별로 최대 14개의 독립 음향 채널이 들어갈 수 있다. 샘플 뎁스는 최대 24비트, 샘플레이트는 최대 192kHz다. 돌비 디지털에 비해 우수한 제원을 갖췄다. 블루레이에는 최대 8채널, 18.64Mbps로 들어간다.
DTS-HD 마스터 오디오
DTS-HD는 DTS에서 만든 무손실 코덱이다. 돌비 트루 HD의 라이벌. 돌비 트루 HD처럼 용량이 커서 블루레이 디스크에서 쓰고 있으며 8채널, 24.5Mbps로 들어간다.
