PC사운드시스템의 모든것 [2]

중앙일보

입력

컴퓨터가 소리를 내는 방식은 크게 2가지로 나누어 볼 수 있다. 한가지는 악기소리가 이미 입력되어 있어 상황에 맞추어 이 악기소리를 연주하는 방식이고 두 번째는 소리를 아예 샘플링 하는 방식이다. 첫 번째 경우 이미 준비되어 있는 소리를 이용하는 관계로 프로그램의 크기가 상당히 작아지게 된다. 악보에 해당하는 데이터와 어떤 악기를 연주할 것인가에 대한 데이터만 있으면 되기 때문이다. 두 번째에 해당하는 샘플링은 CD와 같은 디지털기기나 마이크입력등을 통해 소리를 통째로 녹음하는 방식이다. 있는 소리를 그대로 녹음하는 관계로 음질은 더할 나위 없이 좋게 되지만 파일의 크기가 엄청나게 커진다는 단점이 있다. 약 5분 정도 되는 CD의 음악을 CD와 동일한 음질로 샘플링할 경우 그 크기는 50MB정도가 되게 된다.

무척 어려운 것이 있는 것처럼 이야기했는데 알고 보면 무척 간단한 내용이다. 첫 번째 방식은 현재는 미디(MIDI)이외에는 그다지 사용되는 분야가 없다.

전문적인 음악을 만들어 내기 위한 방식으로 신디사이저와 같은 음원모듈과 컴퓨터를 접속하여 컴퓨터가 음원을 조작하게 되는 형식이다. 음원에는 적게는 수십 가지에서 수백 가지에 이르는 악기의 소리들이 저장되어 있고 사용자는 컴퓨터를 이용하여 제어할 수 있게 된다. 즉 수십 대의 악기가 모듈하나에 저장되어 있고 사용자는 그 악기들의 사용법을 다 몰라도 1,2개의 악기만 다룰 수 있으면 (보통은 건반악기) 마음대로 연주를 하여 곡을 만들어 낼 수 있게 되는 것이다.

여기서 미리 저장된 악기의 파형을 그대로 재생하는 방법도 있으나 가장 많이 사용되는 대표적인 것이 FM(Frequency Modulation)방식이며 최근에는 이를 개량한 AFM(Advanced FM)방식이 많이 사용된다.
일본의 야마하사에서 개발해낸 방식으로 모든 소리는 파장으로 이루어져 있다는 점에 착안하여 만들어진 것이다. 즉, 악기가 내는 파형과 같은 파형을 만들어 낼 수 있으면 같은 소리가 난다는 점을 이용한 것이다. 신디사이저 안에는 이러한 파형을 만들어 낼 수 있는 칩이 들어 있고 이 칩에서 각각의 악기에 해당하는 파형을 만들어 내서 소리를 만들어 내게 된다.

샘플링방식은 많이 사용하는 웨이브파일을 말한다. 위에서 말한 신디사이저에서도 많이 사용되고 있는데 이 경우에는 음의 파형을 합성해 내는 것이 아니라 악기의 파형을 디지털신호로 내장하게 된다. 이를 PCM방식이라 하며 최근에는 이를 개량한 AWM(Advanced Wave Memory)방식이 사용된다.

샘플링을 한다는 것은 말 그대로 입력되는 모든 소리의 파형을 그대로 저장하게 되는 것이다. 때문에 용량이 커지게 되고, 소리에 어느 정도의 변형은 가능하지만 근본적인 변환은 거의 불가능하게 된다. 많이 사용되고 있는 MP3파일은 이런 웨이브파일의 크기가 너무 크기 때문에 압축방식을 통해 1/10 정도로 크기를 줄여준 형식이다.

샘플링을 하다 보면 샘플링비율이란 것이 나온다. 샘플링비율에 대해서는 위의 그림을 보면 훨씬 이해하기가 쉬울 것이다. 붉은색 선은 음의 파형을 나타내며 파란색 점은 샘플링된 위치, 녹색수직선은 샘플링비율이 된다. 샘플링 비율이 높을수록 더 많은 샘플링이 이루어지며 원래의 파형에 가까운 파형이 만들어진다. 하지만 샘플링비율이 낮을 경우 원본의 파형을 완벽하게 재생해 내지 못하기 때문이 음질이 저하되게 된다.

보통 11.5KHz, 22KHz, 그리고 최고 수준인 44.1KHz 이렇게 3가지 형식을 볼 수 있다. 이는 초당 소리를 몇 번 쪼갤 것인가를 결정하는 항목이다. 연속된 파형인 소리를 0과 1인 디지털 신호로 변환하게 되면 중간 중간 계단이 생겨나게 된다. 위에서 말한 것처럼 이 계단은 소리의 끊김과 왜곡을 의미하며 이를 최소화 하여야만 원음에 가까운 소리가 만들어지는데 샘플링비율은 그 정도를 결정한다. 끊김이 없는 파형을 1만개의 점으로 표현한 것과 4만개의 점으로 표현한 것을 비교해 보면 당연히 4만개의 점으로 표현한 파형이 원래의 파형에 가깝다.

샘플링비율은 1초에 몇 번 샘플링을 할 것인가를 결정하는 것이라고 이해하면 쉽다. 11.5KHz의 경우 1초에 11500번 샘플을 뜨게 되며 CD의 샘플링비율인 44.1KHz는 초당 44100번의 샘플을 뜨게 된다. 음질을 비교하면 당연히 44.1KHz가 높게 되지만 용량은 그만큼 높아지게 된다. 물론 더 높은, 그리고 더 낮은 샘플링비율도 존재하지만 일반적인 사용에 있어서는 44.1KHz 이상은 필요하지 않을 것이다.

이길준
자료제공:pcBee(http://www.pcbee.co.kr)