우선 이글을 읽기전에 음악 파일의 품질에 대해서 이야기하는 Kbps, Khz, 24bit 에 대한 부분을
착각을 하고 읽게 되는 경우에는 전혀 이해할 수 없는 내용이 되기 때문에...
주의 깊게 보시길 바랍니다.
우선 "아~" 라고 하는 목소리의 모양은 위와 같습니다.
즉, 우리 귀에 아~ 라는 소리가 들리기 위해서는 위와 같은 모양에 따라서 스피커가 울려야 한다는 뜻이고
사람의 목청에서는 위와 같은 모양으로 공기를 진동 시켜야 아~ 라는 목소리가 들린다는 뜻입니다.
그렇다면 우리가 컴퓨터에 소리를 저장하기 위해서는 위와 같은 모양의 정보를 저장해야만
나중에 다시 위와 같은 모양을 스피커에서 울릴 수 있도록 하여 다시 들려 줄 수 있다는 뜻입니다.
여기서부터 중요한 내용인데... 위의 모양을 컴퓨터에 저장할 때에는 두가지 항목이 필요 합니다.
자세히 보기 위해서 위의 부분중에서 A 라고 표시된 부분을 확대해 보겠습니다.
위의 부분에서 B 라고 되어 있는 부분을 다시한번 확대해 보겠습니다.
위의 그림에서 보면... 네모난 점들이 보입니다.
그것이 곧 저장할 데이터의 위치 (값,숫자) 라고 할 수 있습니다.
위의 점들을 아주 세밀하게 찍어서 그부분의 값을 저장하면 좋은소리(원래의소리)를 재현할 수 있습니다.
위의 그림이 복잡한 그림이기 때문에.... 똑같은 내용을 쉬운 그림으로 설명해 보겠습니다.
우리가 쉽게 보기 위해서 위와 같은 모양의 소리를 기준으로 설명을 합니다.
위의 부분중에서 C 라고 표시된 부분을 아주 크게 확대해 보겠습니다.
위의 그림에서 두가지를 생각해야 하는데.....
하나는 세로방향의 간격이고.... 또 하나는 가로 방향의 간격입니다.
가로와 세로는 쉽게 X 좌표와 Y 좌표로 생각할 수 있고.... 그것이 세밀하면 세밀할수록
정확한 모양을 저장할 수 있습니다.
다음 그림부터 세로방향과 가로방향의 점의 위치와 점의 갯수에 대해서 주의깊게 보시기 바랍니다.
위의 그림은 44Khz 의 그림입니다.
똑같은 그림인데... 가로방향 한칸에 들어가는 점의 갯수를 보면.... 약간 아랫쪽이 많습니다.
위의 그림은 48Khz입니다.
확연히 볼 수 있도록 큰 차이가 나는 그림을 보겠습니다.
위의 그림은 192Khz입니다.
이 그림에서는.... 세로방향으로 아직 한칸도 올라가지 않았는데... 셀 수 없이 많은 점들이 있습니다.
여기서 한가지 결론을 알 수 있습니다.
소리의 모양을 저장할 때 Khz 의 의미는.... 가로방향의 정밀도를 의미 합니다.
쉽게 표현하면 44Khz 라는 것은 가로방향(시간의흐름)에 따라서 1초에 44000회 만큼 측정을 해서
저장을 한다는 의미입니다.
당연히 숫자가 높을수록 정확한 모양을 저장하고 재현할 수 있습니다.
다음은.... 사운드 카드의 스펙에 보면 16bit, 24bit 라는 것이 있고... 최근에는 24bit를 사용합니다.
그것의 의미는 위의 그림에서.... 모눈종이의 세로방향으로 얼마나 세말하게 측정을 할 수 있느냐 하는 것이고
그것은 코텍이나 프로그램이나 하는 것들과는 전혀 관련이 없습니다.
사운드 카드에 사용하는 A/D 컨버터나 D/A 컨버터에 의해서 이미 정해져 있습니다.
또한 이것은 소리가 크다, 작다, 클립되었다와 관련이 있는 것입니다.
자신이 사용하는 사운드 카드의 부품이 24bit 라면 그 이하의 해상도는 사용할 수 있지만
16bit 칩을 사용하는 사운운드 카드인데... 그것을 이용해서 24bit로 녹음하거나 재생할 수는 없습니다.
그런 경우 단지 재생을 할 때에는 프로그램상에서 등가적으로 (계산상 맞춰서) 재생을 합니다.
만약 1 비트라고 한다면.... 1 또는 0을 표현할 수 있음으로 소리가 있다 혹은 없다라고 표현할 수 있습니다.
그런데 2 비트라면 00, 01, 10, 11 이렇게 4가지로 표현할 수 있음으로 소리가 없다, 작다, 보통이다, 크다
이렇게 4가지로 표현을 할 수 있겠지요.
더 크게 생각한다면 8 비트는 256 종류를 표현할 수 있고 16비트는 65536 단계.....
요즘 우리가 사용하는 24비트 사운드 카드는 16777216 단계로 표현할 수 있는 것입니다.
그럼 결론적으로... 위와 같은 소리의 모양을 만들어 내기 위해서
세로방향으로는 16777216 단계 (24Bit) 로 점을 찍을 수 있고 가로방향으로는 44000 단계 (44Khz) 로
점을 찍어서 소리를 저장하거나 재생할 수 있다는 결론을 얻을 수 있습니다.
그런데... 아직도 bps 는 나오지 않았습니다.
이미 소리를 저장하고 재생하는데에는 가로축 (Khz) 과 세로축 (bit) 만으로 가능한데....
bps 는 무었일까요?
여기서 부터는 압축에 관련된 이야기를 해야 합니다.
지금까지 설명한 내용은 소리를 압축하지 않고 그대로 저장했을 때를 이야기 한 것입니다.
즉 wav 와 같은 파일은 위와 같은 두가지 정보를 가지고 데이터로 저장을 하고
그것을 다시 재현하여 소리로 들려주게 됨니다.
그런데 mp3 파일이나 wma , ogg 파일등은 압축을 합니다.
가로축과 세로축을 저장하려면.. 아주 많은 데이터 공간이 필요하기 때문에.... 압축을 사용하는데
얼마나 많은 데이터가 필요한가 생각을 해본다면.....
24bit 사운드 카드에서 44Khz를 사용한다면
세로축 16777216 단계 X 가로축 44000 단계 = 738197504000 단계에 대한 데이터를 처리해야 합니다.
말로 하자면... 7천억개의 단계를 세분화하는 데이터를 매 초마다 처리해야 한다는 뜻입니다.
그래서 파일이 큽니다.
그럼 소리를 어떻게 압축을 할까요?
그것은 어떤 규격을 사용하는지.... 누가 정한 규격을 사용하는지에 따라서 다릅니다.
압축하는 방법은... 음향학적으로 압축하는 방법을 접근하는지....
또는 수학적인 기법을 사용해서 접근하는지에 따라서 달라지고....
대부분은 위의 두가지 경우를 복합적으로 사용합니다.
수학적으로 압축하는 예를들자면....
저장될 데이터가... "30, 30, 15, 16, 30, 30, 30, 30" 이렇게 되어 있다면
저장할 때에는 "30X2, 15, 16, 30X3" 이렇게 저장 합니다.
음향학적으로 압축방법을 접근하는 예를 들자면...
쿵~ 하고 큰소리가 난 다음에 따라오는 아주 작은 소리는 사람이 귀로 듣지 못하는데....
그런 소리는 어차피 사람이 듣지 못하기 때문에 데이터에서 제외를 해 버립니다.
그럼.... 얼만큼 작게 압축을 할 것인지에 대한 내용이 바로 bps입니다.
똑같은 음악을 128Kbps 로 보낸다면 우리는 인터넷 회선으로 1초에 15KB 를 보내야 합니다.
그런데 320Kbps 라면 1초에 39KB를 보내야 합니다.
따라서... 압축을 했을 때의 소리에 모양은 수학적인 내용과 음향학적인 내용이
함께 적용되기 때문에 모양을 볼 수는 없고.. 그림 파일로 이해하면 쉽게 이해할 수 있습니다.
위의 두 그림은 가로 X 세로의 크기가 250픽셀이고....
같은 그림인데 왼쪽은 43K 이고 오른쪽은 28K입니다... 결국 압축률의 차이입니다.
마찬가지로 음악을 수학적인 기법과 음향학적인 기법을 사용하여 최대한 소리의 내용을 훼손하지 않으면서
압축을 하는 것이지만 크기를 작게 압축했다는 뜻은 궁극적으로는 손실이 발생한다는 의미라서
품질이 떨어질 수밖에 없습니다.
하지만.... 그 차이를 느끼는 것은.... 느낄 수도 있고 느끼지 못할 수도 있습니다.
위의 그림을 볼 때... 만약 모니터가 좋지 않거나... 그래픽 카드가 좋지 않았다면 더욱 느낄 수 없는 것 처럼
음악에서도 사운드 카드나 스피커등에 따라서 위의 차이를 느낄 수 없을 수 있습니다.
일반적으로 192Kbps 이상은 사람의 귀로 구분할 수 없다....라고 합니다.
물론 사람에 따라서 느끼는 사람도 있습니다.
그것은 사람마다의 생리적인 귀의 구조중에서... 고막의 두께, 넓이, 청신경의 발달정도....
청감 훈련에 따른 감각등으로 느낄 수도 있습니다.
여기서 중요한 것은.....
위의 그림에서 왼쪽의 원본 그림을 가지고 있다면.... 좀더 압축을 해서 크기를 줄여 오른쪽처럼
만들 수 있지만... 만약 오른쪽의 이미 압축된 그림을 가지고 있다면... 왼쪽의 원본을 만들 수 있을까요?
당연히 만들 수 없습니다.
마찬가지의 이유로....
내가 가지고 있는 파일이 128Kbps 인데.... 320Kbps 로 만들 수는 없습니다.
변환을 하면 변환은 되는 것이지만..... 원래의 모양을 재현하는 것은 아니고... 단지 만들뿐입니다.
그래도.... 128Kbps 파일을 320Kbps 로 바꾸면 소리가 좋아지지 않나요?
아니요... 소리가 좋아지는 것이 아니고 달라지는 것입니다.
만들 수는 있고 달라지기는 해도 그것이 더 좋아졌다고 할 수는 없다는 뜻입니다.
사용하는 코덱에 따라서... 점을 찍는 위치나 점의 갯수에 따라서 소리의 모양이 달라지지만
그것을 소리가 좋은 것 (원본에 가까워졌다) 이라고 할 수 없습니다.
따라서 변환을 하면 소리는 달라지는데... 그것을 좋게 되었다라고 할 수는 없다는뜻입니다.
위의 그림에서... 약간 손상이된 오른쪽의 그림을.....이펙트등의 효과를 사용해서 좀더 부드럽게 하거나....
색감을 달리해서 좀더 깨끗하게 보일 수 있도록 그렇게 바꿀 수는 있어도...
그것이 원래 원본 사진에 가까워졌다라고 할 수는 없는 것과 같은 이치입니다.
이제.... 결론입니다.
소리를 저장하거나 재생할 때에는 소리를 숫자 데이터로 변환을 해야하고
그 변환 정밀도는 가로축과 세로축 방향의 데이터 취득 세밀도에 따라서 달라지는 것인데
세로축은 사운드 카드에 장착된 부품으로 결정되고.... 가로축은 44Khz , 48Khz 이렇게
사용자가 스스로 정하는 것입니다.
그렇게 해서 만들어진 파일을... mp3, ogg 등으로 압축을 하면서 압축률에 따라서
128Kbps, 192Kbps, 320Kbps 이렇게 나누어 지는 것이고.... 원본 파일을 높은 레이트로 가지고 있어야
낮은 레이트로 만들 수 있고....
가지고 있는 낮은 레이트 파일을 높은 레이트로 변환을 하면 소리가 달라지는 것이지
좋아지는 것은 아니다.... 라고 결론 지을 수 있습니다.
또한 소리가 좋은 파일은 가로축의 해상도와 세로축의 해상도가 높고....
압축을 적게한 (Kbps 가 높은) 파일이 소리는 좋은 것이지만... 그것을 우리가 귀로 구분할 수 있는
한계가 있기 때문에 어느 이상 좋아지는 것은 의미가 없다...입니다.
간혹 업쌤플링 (128kbps를 192Kbps로 변환) 하는 것이 효과 또는 의미가 있는냐.. 하는 부분에 대해
논란이 있기도 하고... 논쟁이 되기도 하고... 오해가 있기도 합니다.
예를들면.... 내가 들어보면 그 차이 또는 변환한 것을 난 느낄 수 있다.... 라고 합니다.
당연히 청감이 좋은 사람은 느낄 수 있습니다.
당연히 달라지는 것도 맞습니다.
하지만 그것은 달라진 것이지 좋아진 것이나... 원음에 가까워진 것은 아니라는 것 입니다.
우리가 가지고 있는 mp3 파일의 경로를 생각해보면.....
자신이 라이브 현장이나 스튜디오에서 직접 녹음을 했거나 하는 경우가 아니라면
대부분 CD 를 구입하고 그것을 직접 mp3 로 만들었거나.... 누군가 만들어서 올려놓은것을
소리바다등을 통해서 받았거나 공유해서 가지고 있는것 입니다.
그렇다면 대부분의 파일은 곧 CD 에서 변환되어 만들어진 파일 입니다.
CD 는 어떤 음질일까요?
CD에 담겨있는 소리는... 16 bit / 44.1kHz 입니다.
bps로는.... 1.4Mbps (1400Kbps) 입니다.
위에서 bps 는 압축률이라고 했고... 적게 압축을 하면 더 좋은것이라고 했습니다.
그런 관점에서 볼때 CD는 가로축과 세로축 방향은 우리가 사용하는것 보다 같거나
더 나쁘고 단지 우리는 압축을 해서 128Kbps 를 사용하는데.....
CD는 압축을 거의 하지 않고 1400Kbps 입니다.
자세히 따져 본다면....
세로축의 정밀도는 소리가 가장 클때와 작을때와의 사이를 얼마나 세밀하게
나누어 표현할수 있는냐의 차이인데.....
소리가 가장 클때와 작을때의 차이가 65536 단계이거나 16777216 단계이거나...
우리는 별 차이를 느낄수 없습니다.
그외에 가로방향으로 얼마나 자주 데이터를 저장하느냐의 차이가 남았는데
그것은 44Khz 로 같습니다.
남은것은...
bps 인데 CD는 1400Kbps 이고... 우리는 주로 128Kbps 를 사용합니다.
지금까지 설명한데로... 압축을 많이 하면 음질에 손상을 주게 된다고 하였고
따라서 CD에 저장된것은 16bit 에 44Khz 이지만
압축률에서는 현격한 차이가 있기 때문에 CD에서 추출을 할때 보다더 높은 bps로
추출을 했다면 그것이 더 음질면에서 좋다고 할수 있습니다.
우리가 소리바다등에서 보는 파일들은... 128Kbps 부터 320Kbps 까지 다양합니다.
그런데.... 처음 CD에서 추출을 할때 높은 레이트로 변환을 했다면
그것은 의미가 있겠으나.... 128Kbps 로 이미 만들어진 파일을 그이상으로 변환했다면
별 의미가 없다고 할수 있습니다.
그럼 CD는 16bit 를 사용하는데
내가 가지고 있는 사운드 카드가 24bit 라는것이 의미가 있을까....
이런 생각을 할수 있습니다.
그부분은 당연히 의미가 있습니다.
해상도에 여유도가 많으면 그만큼 S/N 비가 개선될수 있고..... 훨씬더 안정적입니다.
쉽게 표현하자면....
디지털 온도계에 표시 되기를... 36.7도 라고 표시되는 온도계는.....
항상 0.1 이 움직이고 있지만 36.753도 라고 표시되는 온도계는 0.001도가 움직입니다.
따라서 해상도가 높은 장치에서 해상도가 작은 신호를 취급하는것이 더 좋습니다.
그외의 논란중에서는.... 44Khz 를 사용하는것과 48Khz 를 사용하는것에 대한 부분인데
그전에 왜 하필이면 44Khz 를 사용하게 되었을까에 대한것을 알고 있어야 합니다.
사람이 귀로 들을 수 있는 주파수는 20Hz~22.05KHz 인데
원래의 소리를 재현할려면 최소한 원래 주파수의 두배이상의 간격으로 정말하게
저장을 해야만 원래의 모양을 제대로 재현할수 있는데.....
사람이 귀로 들을 수 있는 주파수는 20Hz~22.05KHz 이기 때문에....
이와 같은 이유로 최대 주파수의 2배인 44.1KHz로 샘플링을 하게 되었습니다.
따라서... 44.1KHz면 충분하고... 그 이상으로 하는것은 특별한 의미는 없습니다.
여기서 한가지 더 결론을 지어야 하는데.....
그래서 CD로 추출을 할때 128Kbps 로 하는것이 좋은가... 192Kbps로
하는것이 좋은가?
또 하나는 이미 128Kbps 로 추출을 했는데 그것을 다시 192Kbps 로 업쌤플링을 하면
그것이 의미가 있는가
하는 부분 입니다.
CD에서 추출을 할때에는 압축을 적게 하는것이 좋은것이기 때문에 당연히
192Kbps 로 하는것이
좋습니다... 그 이상하는것은?
좋은것은 맞지만 그것을 귀로 들어서 느낄수 없게 되기 때문에 의미가 없어지게 됨니다.
이미
만들어진 128Kbps 를 그보다 높게 업쌤플링을 하는것은
소리가 달라집니다.... 그것을 좋은것이라고 할수는 없지만 소리가 달라지는것은
맞습니다.
내가 듣기에는 업쌤플링한 소리가 더 좋은데요? 라고 하는 경우에는
우리가 코덱을 어느것을 사용하는지에 따라서
음색이 달라지는것 처럼... 그것을 가지고
어느 코덱이 좋다 라고 할수 없고... 취향에 따라서 코덱을 사용하는것과
마찬가지로
업쌤플링을 해서 좋아졌다라고 하는것은 취향의 문제 입니다.
달라진 소리에 대해서 개인의 취향이 달라진 소리를
좋아하는.... 취향이 맞은 결과 입니다.
따라서 업쌤플링을 하는것은 소리가 달라지는것이지
좋아지는것 (원본에 가깝게)은
아니고 그것을 좋게 느끼는 사람이 있는것은
그사람의 취향이고... 다른 사람에게도 모두 똑같이 좋게 들리지 않습니다.
출처 : 캐스트킷 / 여의 (YEOEUI)