현재 서라운드의 표준은 ITU-R BS 775.1 이 추천하는 5.1채널 시스템이라고 할 수 있습니다. [ "Multichannel Stereophonic Sound System With and Without Accompanying Picture" (Geneva, 1992-4).]

이 표준은 5개의 스피커와 하나의 서브 우퍼를 통해 음악, 음향을 재생하는 시스템을 규정한 것으로, 그 구체적은 구성은 위의 그림과 같습니다.

아래의 구성과 같이 표준이 결정된 이유는 바로 음악과 영화의 서라운드 사운드가 둘 다 재생될 수 있는 시스템을 만들어야 했기 때문입니다. 동시에 지금까지 존재해온 스테레오 사운드와의 호환성을 고려한 것입니다.

결국에는 앞쪽에 3채널이 뭉치고 뒤에는 2채널이 넓게 벌려져 있는 약간의 기형적인 형태가 된 것입니다.
다시말하자면 앞쪽의 해상도가 증가시키기 위해 측면과 뒷면의 해상도를 희생시킨 결과가 되어버린 것이죠.

이 표준은 앞에서 얘기한 여러가지 장점을 가져온 것이 사실입니다.
이러한 표준을 효과적으로 사용하기 위해서는 자연적으로

1. 전면에 정확한 위치 정보가 필요한 음원들을 배치하고
2. 후면과 측면에는 정확한 위치 정보가 필요하지 않은 음원들을 배치하는

형식의 음원배치를 하게됩니다.

가장 대표적인 예로 영화 서라운드의 경우 대사를 센터, 음악을 L,R에 그리고 효과를 LS,RS에 배치하게 되는 것은 이러한 기본적인 현재 서라운드의 표준을 극장과 가정용 시스템 두 곳에서 모두 효과적으로 활용하기 위한 하나의 룰로 장착하게 되었죠.


그렇기에 이 5.1 채널에서의 음악을 제작, 재생하는 경우,
측면 및 후면의 음원의 정위를 제대로 구현하기에 어려움이 있습니다.

여러 마이크 기법들을 앞에서 소개했지만
대부분이 측면과 후면에서의 정위를 정확하게 재생하는 기법이라기 보다는
오히려, 이러한 앞에서 언급한 5.1 채널의 문제점(?)을 고려하여 문제점은 극소화하고 (정위를 포기하고)
장점을 극대화하는 (diffuse한 느낌을 잘 살리는) 마이크 테크닉들을 중심으로 소개했습니다.

[윌리암스 Michael Williams를 중심으로 현재의 서라운드 시스템을 통해서 보다 개선된 정위감을 구현해줄 수 있는 서라운드 마이크 테크닉의 지향성, 각도, 거리등을 계산할 수 있는 일련의 논문들 및 시뮬레이션 소프트웨어가 AES를 통해 소개되고 있습니다. Critical Link라는 개념으로 두개의 스피커사이의 크로스토크를 최적화할 때 그 최적화된 스피커사이의 공간들이 전체적으로 연결된, 그래서 측면과 후면에서의 음원의 이동도 자연스러운, 서라운드 음장을 재현한다고 소개하고 있습니다. Computer Assisted Microphone Array Design (CAMAD), Michael Williams (AES 131, preprint 8461)]

OCT정도가 심리음향적으로 보다 정확한 정위를 구현하기 위한 방법이라고 할 수 있습니다만
그것도 정면에 국한된 내용이고 실제로는 측면과 후면은 하마사키 스퀘어와 연결해서 공간감을 살리는 방식으로 사용되고 있습니다.

마이크 기법뿐 아니라 여러가지 직접 단거리에서 녹음한 음원을 이용해서 서라운드 믹스를 하는 경우도 마찬가지 입니다.

예를 들어 L스피커에서 기타가 LS에서는 피아노가 그리고 그 중간에서는 보칼이 나오게 하는 식의 믹싱은 상당히 구현하기가 힘든데 반해서
L에서 LS를 커버하는 피아노이미지위에 LS쪽으로 치중되는 듯 한 기타와 L쪽에서 나오는 듯한 보이스는 상당히 설득력있게 구현이되고 이때 기타를 RS와 믹스하여 머리전체를 감싸는 듯한 diffused 느낌을 살려주면 5.1 채널의 믹싱의 묘미를 살릴 수 있게 되겠죠.

하지만 어떤 응용 분야에서는 이렇게 제한적으로 사용할 수만은 없는 경우가 있습니다.

특히 이미지와 같이 사용될 때에
사운드 디자이너가 전면으로 부터 왼쪽 60도 방향에서 사람이 걸어나오는 것과 같은 사운드 이펙트를 주고 싶다고 한다면

5.1 채널의 기본 패닝 알고리즘으로는 구현하기가 쉽지 않을 것이라 생각이 듭니다.

저 자신도 이러한 문제를 해결해보고자 심리음향적으로 좀더 개선된 5.1채널의 패닝알고리즘을 개발해 본적이 있습니다. ["An Optimized Pair-Wise Constant Power Panning Algorithm for Stable Lateral Sound Imagery in the 5.1 Reproduction System", Kim et al. AES preprint 7602]

하지만 더 큰 문제가 하나 있는데, 이러한 정확한 정위를 혹 발전되고 현대적인 패닝 알고리즘에 의해 구현했다고 하더라도 청취자가 조금만 머리를 움직이면 그 정위는 여지 없이 흔들리고 맙니다.
전면에 비해서 머리 움직임 - Head movement에 대해서 상당히 약한 부분을 보이는 것이 현재 패닝알고리즘에 의해 시스템의 한계입니다.

이러한 한계를 극복하기 위해서 최근에 재 발행된 ITU-R BS 775.2 에서는
두개의 스피커를 더 이용해서 측면과 후면을 더 균등하게 배분하는 방법을 재시했는데요,
이미 DTS등에서 소위 7.1이라는 이름으로 소개되었던 방식이지요.

이와 반해서

NHK의 경우 L과 LS사이에, 그리고 LS와 RS사이에, RS와 R사이에 세개의 가상 음원을 만드는 방식을 제안했습니다.

즉, HRTF (Head Related Transfer Function)을 이용해서 L과 LS가 마치 중간 지점의 위치의 스피커에서 나는 소리인 것 처럼를 하는 것이죠. HRTF에 관해서는 다음에도 자세히 설명을 하겠지만, 실제의 음원이 L과 LS사이에 존재한다고 하면 그 음원이 출발해서 내 두 귀에 도달하는 "특성"이 따라서 존재합니다. 그 특성은 주파수 반응을 다르게하는 마치 전달 함수 (Transfer Function)와 같기 때문에 이 특성만 재현할 수 있다면 청취자는 가상의 음원을 실제의 음원처럼 느끼게 되는 것이죠.

지금껏 현재 서라운드의 표준이 가지고 있는 문제점을 나름 써보았습니다.

하지만 이러한 문제점보다 더 큰 태생적인 문제점이 사실 있습니다.

그것은 다름아닌 현재의 서라운드의 스피커는 전부 수평면에 놓여있다는 점입니다.

물론 스피커가 놓여있는 공간의 특성상 스피커가 수평면에 있다고 해서 소리가 수평적으로 재생되는 것은 아닙니다. 벽, 천정, 바닥의 반사의 영향으로 전방면에서 소리가 들려지는 것은 사실입니다. 문제는 그러한 전방면의 소리에 대해서 컨트롤하는 권한이 없다는 점이죠.

사실 하나의 스피커로 모노 사운드를 재생한다고 해도 무향실이 아닌 이상 소리는 모든 방향에서 어느정도의 반사음으로 나에게 들려집니다.

그렇다고 이러한 모노 사운드를 3차원적이다라고 얘기하지는 않습니다.

이와 같이 현재의 서라운드 사운드가 비록 수평면에서의 컨트롤을 가능하게 했지만 그렇다고 전방면을 제어할 수 있게된 것은 아닙니다. 결국 3차원적인 사운드는 아닌 셈이죠.

현재의 서라운드를 넘어서 (beyond surround) 진정한 차원의 3차원적인 서라운드를 구현하기 위해서 많은 노력이 진행중에 있습니다. 3D화면의 기술의 발전과 함께, 소위 3D사운드라고 불리우는 이러한 움직임은 앞으로 멀지않은 미래에 전방면의 입체적인 사운드를 청취자들에게 들려주게 될 것으로 기대되고 있습니다.

다음 칼럼에서는 이러한 3D사운드의 기술적인 흐름을 간단하게 여러분에게 소개해드리고자 합니다.

사실은 이번 칼럼안에 간단하게 나마 이 Beyond Surround에 관한 힌트가 들어있습니다.

1) 7.1과 같이 채널의 수를 늘린다. - MORE CHANNEL
2) 채널의 수를 늘리지 않고 청취자의 귀에 실제 음원이 재생되는 방식 그대로 재현되도록 한다. - LESS CHANNEL
그리고 이와는 구별되는
3) 채널의 수와는 독립적으로 자신의 재생환경에 맞도록 자동최적화 할 수 있도록 제작단계에서 위치 정보를 인코딩하는 방식

이러한 세가지 3D사운드에 대한 소개를 다음칼럼에서 해 볼까 합니다.

Beyond Surround!