장비에 대하여 1탄. 오디오카드

많은 분들의 녹음물들을 듣다보면

노래를 잘한다거나 랩은 잘하시는데

장비 상의 문제로 음질이 안 좋은 경우가 상당히 많습니다.

근본적인 음질개선.

그러니까 일정수준이상의 퀄리티로 보이스 녹음이 되려면 무엇이 필요할까요?

마이크라고요?

아닙니다.

SM58이 좋다 뭐가 좋다 하시면서 마이크를 선뜻 구입하시는 분들이 많으신데,

일반 기본 내장 사운드카드를 쓰시는 분들은
좋은 마이크를 써도 음질의 개선에는 별 차이가 없습니다.

왜 일까요?

마이크라는 것은 마스터건반이나 키보드와 비슷한, 일종의 ‘신호입력장치’입니다.

마이크 상으로 우리목소리가 들어가고 그것이 사운드카드 또는 오디오카드로 입력된 후에,

그것이 스피커나 이어폰, 헤드폰으로 출력되는 것입니다.

마이크의 능력이 뛰어나서 거의 원음 가까운 소리가 사운드카드에 입력된다고 해도,

그 신호가 사운드카드나 오디오카드를 거치면서 음질이 후달려지면 소용이 없습니다.

사진으로 적절한 예를 들어봤습니다.

16bit 사운드카드의 음질 변화(예)                              24bit 오디오카드의 음질 변화(예)

    =>                  =>   

그럼 랩 녹음시 제일 중요한 장비는?

바로 오디오카드입니다.

※왜 오디오카드가 좋을까?

위의 사진처럼 중간에서 신호변환역할을 하는 사운드카드의 질이 안 좋으면

좋은 마이크로 원음에 가까운 소리를 받아봤자 소용이 없습니다.

사실 인터넷 사이트에서 파는 이름도 듣도보지도 못한 6400원짜리 마이크도

오디오카드가 좋으면 퀄리티가 괜찮게 나옵니다.

※무엇으로 사운드카드/오디오카드의 퀄리티를 알 수 있을까?

가장 먼저 봐야 할 것은 DAC와 ADC시의 'bit depth와 sample rate'입니다.

DAC는 Digital to Analog Converter의 약어이며,

디지털신호를 아날로그 신호로 변환하는 장치를 말합니다.

ADC는 Analog to Digital Converter 약어이며,

아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 장치를 말합니다.

잠깐 디지털과 아날로그의 정의에 대해 알아보도록 하겠습니다.

※디지털과 아날로그의 정의

디지털을 간단히 정의하자면 ‘양과 데이터를 유한한 숫자열로 표현한 것’ 입니다.

쉽게 예를 들면, 리모콘으로 조절하는 TV의 볼륨은 디지털입니다.(음량10, 음량15처럼) 또한, 전자시계의 시, 분,초의 숫자가 올라가는 것도 디지털입니다.

아날로그는 ‘양과 데이터를 연속적으로 변하는 값으로 나타낸 것’ 입니다.

쉽게 예를 들면, 수치를 나타내는  '체중계나 저울의 눈금'이 아날로그입니다.

소리의 음량이라는 것은 흔히 dB이라는 단위를 써서 많이 표기를 하지만,

실생활에서 단위를 사용하지 않은 소리의 음량세기의 표현 가짓수는 거의 무한하죠 -_-;;(아날로그)

하지만 컴퓨터는 0과 1을 사용해서 값을 나타내기 때문에 한계가 있습니다(디지털)
예) TV의 볼륨 : 음량1, 음량2 
응용예) 아버지께서  "TV볼륨 15로 줄여" 라고 말하셨다

때문에 컴퓨터에서는 원래 소리의 음량의 세기를 전기신호로 바꾸어서 강약의 개수로 저장합니다.

때문에 마이크로 실제 소리를 입력받으면, 소리가 사운드카드나 오디오카드에 전달됩니다(이것은 아날로그가 디지털로 바뀌는 부분입니다;DAC).
그리고 사운드카드나 오디오카드의 디지털 신호가 아날로그 신호로 변환되어서 스피커로 출력됩니다(이것은 디지털이 아날로그로 바뀌는 부분입니다;ADC).

이 DAC와 ADC변환시에 얼마만큼의 손실을 줄이느냐가 오디오카드의 성능이라고 보셔도 과언이 아닙니다.

물론 기타기능(마이크나 기타프리앰프내장 또는 미디 인터페이스내장 등등)도 좋아야 하겠지만요.

※bit depth

bit depth라는 것은 y축의 조밀함을 나타낸다고 보시면 됩니다.

소리에서 bit depth가 나타내는 것은 그림에서의 y축, 그러니까 음량의 세기 표현 정도를 나타낸다고 보시면 됩니다.

특히 bit라는 것은 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)에 영향을 미칩니다.

실제공간에서는 0dB이 최저 단위이고, 그 위로 계속 커지지만,

디지털에서는 표현의 한계가 있기 때문에, 최고한도를 0dB로 놓습니다(실제로는 헤드룸(head room)이라고 해서 0dB 이상을 표현할 수 있는 공간을 어느정도 가지고 있는 경우가 많지만).

그래서 마이너스부터 시작을 하게 되는데, 일반적으로 16bit내장사운드카드는 -90dB에서 0dB까지의 dB을 표현할 수 있습니다. (실제로는 헤드룸 영역 할당때문에 좀 더 줄어드는 경우가 많습니다) 

이 표현 가능 범위를 다이나믹 레인지라고 부릅니다.

이 범위가 넓을 수록 더욱 다양하고 매끄러운 소리를 표현할 수 있기 때문에,

이 값이 클수록 녹음 환경이 좋다고 보시면 됩니다.

일반적으론 bit depth 값이 높을 수록 이 다이나믹 레인지는 커집니다.

흔히들 사용하시는 내장사운드카드는 보통 16bit라고 계속 설명을 했죠?-_-;;

bit 하나 당 하나의 자릿수가 표현가능합니다. 3bit는 3자리숫자까지 표기가능하죠

컴퓨터는 2진법을 쓰니까 1bit는 0, 1 이렇게 2가지를 표시하는 것입니다.

16bit면 어떨까요?

자릿수가 16개인 2진법이 최대 표현갯수입니다.

공식을 사용하면 2^16 = 65536가지군요.

16bit사운드카드에서는 소리의 표현갯수가 65536가지입니다.(물론 이보다 약간 못미칩니다. 추후에 설명)

얼핏 보기엔 “와~ 저 정도면 많은 가짓수 아닌가?” 라고 생각하실지 모르겠지만, 저 정도로는 한계가 있습니다.

24bit 오디오카드는 어떨까요?

2^24 = 16777216가지입니다.

65536가지와 16777216가지.. 확실히 음질이 다르겠지요?

※sample rate

sample rate라는 것은 1초동안에 전송되는 sample의 양을 나타냅니다.

다시 말하면 ‘1초를 sample 갯수만큼 쪼갠다’ 라는 소리입니다.

윗 그림은 sample rate가 192000Hz인 파형이고

중간 그림은 sample rate가 44100Hz인 파형,

아랫 그림은 sample rate가 8000Hz인 파형입니다.

빨간색은 아날로그일 때의 파형이고,

흰색이 디지털로 나타내어진 파형입니다.

윗 그림은 흰색이 빨간색과 거의 일치합니다. 원음에 근접하다는 소리죠.

1초를 19만2천개로 잘게 쪼개서 이었으니 근접할 수 밖에요.

아랫 그림은... 참 가관(?)이네요 -_-;;

1초를 8천개로만 쪼갰더니 매끄럽지가 못하네요.

중간 그림은 기본 내장 사운드카드(Soundmax Digital Audio)의 샘플레이트를 나타낸 그림입니다.

원음에 많이 근접하지만 살짝 못 미치는군요~

나이키스트(Nyquist)의 정리 에 의거하면

원음을 제대로 표현하려면 최소한, 원음이 가지고 있는 최대 주파수의 2배 이상의 샘플레이트가 필요하다고 나와있습니다.

사람의 가청주파수는 대략 20Hz~20000Hz입니다

이것보다 살짝 높은 주파수인 22050Hz를 기준으로 두배로 샘플링한 것이 44100Hz,

우리가 쓰는 일반적인 sample rate수치인 것입니다.

sample rate가 44100Hz 이하로 내려가면 음질의 열악함을 바로 느끼게 됩니다 -_-;

장황한 설명이었군요.

지금까지 설명해드린 내용을 토대로 그럼 장비 비교를 해볼까요?

다음은 제가 쓰는 ESI사의 USB오디오인터페이스 Neon의 스펙중 일부입니다.

Neon

<Audio Input/Output>

1. Analog Inputs
  1) Connector Type : 1/4" female TS-type, unbalanced(ch 1/2)
  2) Attenuation & Gain Control : -34dB to +12dB
(1.5dB step size)
  3) S/N rate : 90dB (A-weighted, 0dB gain, @fs=48KHz)
  4) Resolution : 16bit 44.1kHz/48kHz
(A/D Converter : 24bit/96kHz)

2. Analog Outputs
  1) Connector Type : 1/4" female TS-type, unbalanced(ch 1/2)
  2) S/N rate : 100dB (A-weighted, 0dB gain, @fs=48KHz)
  3) Resolution : 16bit 44.1kHz/48kHz
(D/A Converter : 24bit/96kHz)
마이크 프리앰프/Hi-z 내장

이게 작년에 중고로 23만원주고산건데 오디오인터페이스 기능만 놓고 보면
가격에 비해선 성능이 개구리다고 말씀드릴 수 있겠습니다 -_-;;

왜냐하면 마이크 등으로부터 입력받는 다이나믹레인지가 90dB밖에 안되고

출력시의 다이나믹레인지도 100dB밖에 안되네요..

24bit/96kHz 기 때문에

물론 복합적인 기능 때문이긴 하지만요.

단순한 녹음용 능력으로 본다면

6만원대인 오디오트랙사의 Prodigy 7.1 LT의 스펙과도 별 차이가 없습니다.

Prodigy 7.1 LT 스펙 일부

5. 샘플링 레이트 지원
: 16, 22, 24, 32, 44.1, 48, 88.2, 96, 176.4, 192KHz

6. A/D컨버터 스펙
1) 다이내믹 레인지 (S/N) : 102 dB A-Weighted (Typical)
2) 주파수 특성 : 20 ~ 22.5KHz (@ fs=48KHz)
3) 샘플링 레이트 : ~ 96KHz
4) 비트 해상도 : 24Bit
5) 입력 게인 조절 : 0.5dB

7. D/A컨버터 스펙
1) 다이내믹 레인지 (S/N): 106dB A-Weighted (Typical)
2) 주파수 특성 : 20 ~ 22.5KHz (@ fs=48KHz)
3) 샘플링 레이트 : ~ 192KHz
4) 비트 해상도 : 24Bit
5) 출력 게인 조절 : 0.5dB

8. 디지털 스펙
1) 타입 : 코엑시얼(동축) 단자, 광출력 단자(광출력은 광소자의 한계로 인한 24Bit/96KHz 디지털 출력)
2) 포맷 : IEC-958Consumer(S/PDIF)
3) 샘플링 레이트 : 32, 44.1, 48, 88.2, 96, 192KHz
마이크프리앰프 내장

오히려 프로디지가 제꺼보다 더 좋은 것 같네요 -_-;;

24bit/192KHz까지 지원하고 마이크로 입력받는 다이나믹 레인지도 102dB이네요 -_-

다만 단점이라면.. 오디오 인터페이스가 아니라 사운드카드이기 때문에 미디지원이나 연결면에서 딸린다는 점이랄까요..

단순히 녹음만 할거라면 저렴한 가격대에선 Prodigy 7.1 LT나 Prodigy HD2 Gold를 사셔도 좋을 듯합니다.(6~7만원대)

오디오카드중에서 찾는다면, ESI사의 MAYA44가 괜찮은 것 같네요.

ESI MAYA44 스펙 일부

[디지털 오디오]

1. 지원 샘플 레이트 : 32, 44.1, 48, 88.2, 96, (192)kHz
* Coaxial 출력에 한함

2. A/D 변환부
1) SNR : 102dBA(0dB @ fs=48kHz)
2) DR : 102dBA
3) THD : - 95dB(1kHz, -1dBFS)
4) 내부채널 분리도 : 90dB

3. D/A 변환부
1) SNR : 108dBA(0dB @ fs=48kHz)
2) DR : 108dBA
3) THD: -97dB(1kHz, 0dBFS)
4) 내부채널 분리도 : 100dB

4. 디지털 출력
1) 커넥터 타입 : Coaxial, Optical
2) 포맷 : IEC-60958 Consumer(S/PDIF)
3) 레졸루션 : 24-bit
4) Digital Pass thru
마이크프리앰프 내장

개인적으로 Creative사의 E-mu 0404를 좀 더 선호합니다만, 마이크 프리앰프 내장의 부재로 믹서(mixer)가 필요합니다.

E-mu0404 스펙일부

◦ Premium 24-bit/192kHz converters
◦ - 111dB signal-to-noise ratio A/D converters and 116dB signal-to-noise ratio D/A
◦ converters for pristine recording and playback of your tracks

가격은 9만원대 후반으로 살 수 있습니다만, 마이크 프리앰프가 내장되어 있지 않아서 낭패 ㅠ.ㅠ

아, 그러고보니 마이크프리앰프에 대해 설명을 안했네요 -_-;;

간단히 설명을 하겠습니다.

마이크프리앰프라는 것은 쉽게 말하면 마이크의 신호를 증폭시켜주는 장비입니다.

이거 없이 그냥 볼륨 올리면 안되냐구요?

그냥 볼륨을 올리게 되면 주변잡음도 함께 커지게 되서

음질이 떨어지게 됩니다.

때문에 마이크프리앰프가 필요합니다.

한마디로 이것의 용도는 깨끗한 음질을 얻기 위한 용도라고 보시면 됩니다.

보통 녹음할 때 믹서가 있어야 한다는 소리를 많이 들어보셨을텐데,

믹서를 사용하는 이유 중의 하나가 마이크프리앰프가 달려있기 때문입니다.

지금까지 오디오카드에 대해서 대략(?)적으로 알아보았습니다.

물론 프로들이 사용하는 고가장비에 대한 언급이나 전문적인 부분에 대한 언급은 피했습니다.

왜냐하면,  ‘녹음용’으로 사용하시는 분들을 위해서 글들을 작성해 나갈 것이기 때문입니다.
(사실은 감히 고가장비를 접할 기회가.... ㄷㄷㄷ)

또한 갑부가 아닌 일반유저의 자금사정에 맞는 장비들을 -_-;;

쓰다보니 시간도 많이 잡아먹고 두서없이 길어진 것 같아서 아쉽네요 -_-;;

2탄은 마이크에 대해서 설명하도록 하겠습니다.

긴 글 읽어주셔서 감사합니다.





ps. 잘못된 부분은 말씀하시면 수정하겠습니다