wiki:음질을아십니까

YT Lab <005> - 혹시... 음질을 아십니까?

생각하고 쓴 날짜 : 2001/05/18
상태 : 완성, 일부 만료

쓴 당시의 제약으로 인해 전문적인 글은 아닙니다.


혹시 '음질'을 아십니까? ('도' 가 아님.)

1. 실험 하나

먼저 서랍에서 고무줄을 꺼내서 양손 손가락에 걸고 퉁겨본다. "붕~" 할 것이다. 길게 늘인 다음에 퉁기면 좀더 높은 붕~ 소리가 날 것이다.
이때 위아래로 빨리 움직이냐, 늦게 움직이냐가 바로 주파수이다. (몇 Hz)
또 위아래로 많이 움직이느냐, 조금 움직이느냐가 소리의 크기가 된다. (몇 dB)
또 고무줄 퉁기는 거랑 기타 줄 퉁기는 게 소리가 다른데, 이것이 소리의 종류가 된다.

이 소리를 (컴퓨터의) 녹음기를 켜서 보면 '수학의 정석';; 책에서 보는 Sine 곡선 비슷한게 나오는데, 이게 음파, 즉 소리의 파장이다.
주파수에 대해 좀더 설명하자면, 인간이 들을 수 있는 주파수는 20 ~ 22000 Hz 사이이며, 우리 목소리는 600 ~ 1000 Hz대이다.

2. 음질을 구성하는 것들

2-1. Sampling Rate

컴퓨터는 디지털 기계. 따라서 모든 걸 숫자로 저장해야 되기 때문에, 목소리 자체가 울리는 것을 저장할 수는 없다. 그래서 이런 방법을 생각해 냈다.
'몇 초마다 쪼개서 그 때의 음파의 상태를 저장하자...'
그래서 나온게 44100 Hz (44100분의 1초마다 저장), 22050 Hz, 11025 Hz 이런 것이다. 이 숫자는 물론 높을 수록 좋지만, 아직 44100 Hz 이상 저장하는 사운드카드를 보기는 힘들다. CD가 바로 44100 Hz로 소리를 저장한다. 이것, 즉 'Sampling Rate(재생률)' 이 음질을 구성하는 기본 요소이다.

2-2. 양자화(Quantization) 단계

소리가 올라갔다, 내려갔다 하는 단계를 얼마나 자세히 저장하느냐 하는 것이다. 8 Bit (256 단계 저장), 16 Bit (65000 단계 저장) 등이 그것이다. 이런게 중요해질 때는 빗소리 같은 작고, 세밀한 소리가 녹음될 때이다.
(예 : 토이의 '우리는, 어쩌면 만약에...' 노래의 앞부분 빗소리를 8 Bit로 녹음하면, 지지직 소리로 바뀐다.)

2-3. Channel

'스테레오' 와 '모노' 가 있다. 즉 왼쪽 오른쪽 소리를 따로 저장했냐, 아니냐의 차이다. 입체감이 차이난다. (스테레오 > 모노)
동영상의 음원 같은 경우에는 2 채널 이상인 경우도 있다.

3. 크기!

우리가 음질이 좋다고 하는 'CD' 는 소리를 44100 Hz에 16 Bit, 스테레오로 저장한다. 이 음질로 5분짜리 음악을 저장하면,

44100 (Hz) × 2 (16 Bit = 2 Byte) × 2 (스테레오) × 5 (분) × 60 (초) = 52920000 (Byte) ≒ 52 MegaByte

엄청나게 크게 되는 것이다. ㅡ.ㅡ;;
결국 수많은 사람들이 '어떻게 하면 이걸 줄여볼까' 하고 연구하게 되었다. 그들은 여러가지 '코덱'(Codec - 소리를 압축하거나 풀어줌) 이란 것을 만들어서, 공간을 조금만 차지하면서 소리가 잘 나오게 하였다. 그렇지만 재생을 위해 코덱을 받아야 하고, 그것이 너무 제각각이라, 결국 호응을 받지 못했다. (동영상에는 많이 사용중)

4. 전송률

우리가 흔히 알고 있는 '몇 kBps' 는 전송에 필요한 데이터 양을 나타내는 것이지, 사실 음질 그 자체를 나타내는 건 아니다. 진짜로 음질을 나타낸다고 할만한 수치는 44100 Hz, 16 Bit, Stereo 이런 것이다.
하지만 인터넷 시대라서 음악 데이터가 통신망을 통해 이동하기 때문에, 결국 전송률 수치가 음질을 결정하게 되었다. 같은 길이의 곡을 큰 전송률로 보낸다면, 파일 크기가 커지고 그만큼 음질도 좋아진다(물론 한계점은 있다).

4-1. 전송률

초당 비트 전송률(Bit per second)이 클 수록 음질이 좋아진다. 그러나 '전송률 숫자'가 크다고 꼭 음질이 좋은 것만은 아니다. 프로그램마다 압축률과 방법이 조금씩 다르기 때문이다.
Real 의 경우, 44 kBps 정도면 음질이 그럴 듯하게 들린다. WMA(ASF) 의 경우, 96 kBps 정도면 그럴 듯하게 들린다.
또 MP3 는 128 kBps 정도면 그럴 듯하게 들린다. 실제로 128, 160, 192, 256, VBR등의 전송률을 많이 봤으리라 생각된다. 원래 MP3는 16 ~ 320 kBps까지 음질을 정할 수 있도록 되어 있지만, 우리 귀가 600만불의 귀가 아닌 이상, 약 200 kBps을 넘으면 거의 음질의 차이를 느끼지 못한다. 그러므로 용량을 고려했을 때는 그 이상까지는 필요 없다고 생각한다. 96 kBps 아래로 내려갈 경우는(저음질) 화장실에서 물 흘러가는 찌그럭 쇳소리같은 게 섞이므로, 그 이하의 음질일 때는 다른 음원을 찾아볼 것을 권장한다.

4-2. VBR

가변 전송률 Variable Bit Rate, 쉽게 말하면 고무줄(?) 음질이다.
좀 복잡한 소리가 나온다 싶으면 전송률이 높아지고, 단순한 소리다 싶으면 전송률이 낮아지도록 알아서 컴퓨터가 조절해서 저장한 것이다. VBR이 아닌 것들은(Constant Bit Rate) 처음부터 끝까지 전송률이 똑같다.
Winamp에서 음질 숫자가 계속 바뀌는 것으로 VBR을 구분할 수 있다. 파일 크기가 CBR과 비슷하면서, 음질이 더 좋으므로 낫다고 생각한다.
(그러나 VBR도 평균 비트 전송률이 있는데, 이것이 약 128 kBps정도라면 CBR 160 kBps보다는 안 좋게 들린다.)

5. 음악 파일 크기를 어떻게 줄이나?

지금까지 잘 읽어 왔다면, 아까 전의 Wave보다 지금 세가지 음악 파일들은 10분의 1 이상 크기가 작아진다는 걸 알 수 있을 것이다. (모르면 말고 T_T)
한참 전에, 주파수 얘기를 했었다. 우리 귀에 들리는게 20 ~ 20000 Hz 사이라지만, 10000 Hz을 넘어버리면 정말 귀에 안 들린다. 그래서 '어차피 그런 걸, 저장하느니 안 들리는데 그냥 날려버리자...' 한게 압축의 기본 기술이다.
그런데 날려버린 주파수 10000 Hz 이상에는 뭐가 있느냐면... 드럼 소리, 녹음실의 작은 잡음, 노래소리의 울림, Background Vocal 의 화음 소리가 들어 있다. 이것을 많이 날리면 날릴 수록 크기는 작아지고, 대신 음질은 나빠지게 되는 것이다.
MP3 128 kBps의 경우에는 이 부분의 70% 정도가 날아가고, 256 kBps에서는 15%정도가 날아간다고 한다. 그렇지만 일반적으로 들을 때는 128 kBps라도 웬만큼 잘 들린다고 생각한다(서라운드 스피커를 달거나 이어폰으로 들어보면 차이가 나지만). 재생될 때 이 날아간 부분에는 대신 지걱지걱 거리는 쇠소리 비슷한게 채워진다.

6. 형식간 비교

초창기에는 Real Audio가 많은 인기를 끌었다. Real은 파일 크기가 작았지만, 대신 음질을 희생할 수밖에 없었다. Real은 전체적인 소리를 뭉뚱그리는 방식이다. 그래서 음질이 낮아지면 원음에 손상이 많이 간다.
MP3는 대개 128 kBps 이상에서는 크게 음질 손상이 없지만, 이보다 낮아지면 높은 주파수 대에서 쇳소리나 울리는 소리가 나는 단점이 있다.
WMA는 최근에 나와서 기술이 다른 것보다 조금 좋고, 그래서 비슷한 크기에서도 꽤 음질이 좋다고 하는데, 이것은 주파수 10000 Hz 이상의 부분을 그런대로 잘 살리기 때문이다. 그렇지만 WMA 역시 음질이 낮아지면 다른 형태의 쇳소리가 난다.
현재 추세는 MP3 > WMA > Real 정도이다. MP3가 제일 많으나, WMA가 Windows에 내장된 Windows Media Player 를 등에 업고 빠른 속도로 퍼지고 있다. 단, Media Player가 좀 느리고 인터페이스가 별로인 점 때문에, 아직은 저장용 보다 인터넷 AOD에 주로 쓰이고 있다. MP3의 장점은 웬만한 환경에서도 다 들을 수 있다는 점이다. (DOS에서도.. 차 안에서도.)

7. 하드는 조금 쓰고, 음질은 늘리고.

MP3 파일을 구하거나 만들 때는 일단 VBR로 하는 것이 좋고, 없으면 CBR 128~160, 조금 음질을 생각한다면 192 kBps 정도로 갖고 있는 것이 좋다. 그다지 차이도 없는데 무턱대고 높은 전송률로 가지고 있는 것도 낭비.
파일 관리를 잘 해서 중복된 노래가 없게 한다. (같은 노래 중복으로 가지고 있는 사람 참 많다)
'별로다...' 싶은 노래는 가차없이 치워준다. 괜히 '앨범 전곡' 고집하다가 듣지도 않는 노래만 공간을 채운다.


좋은걸 배웠습니다 ㄳ. -- 그냥보고감 2008-01-16 오후 2:08

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