서라운드 오디오뿐 아니라 거이 모든 오디오 및 사운드에 있어서 마지막 영역은 역시 음질, 즉 퀄리티에 관한 내용인 것 같습니다.

그동안 서라운드에 관해서 칼럼을 쓰기도 하니까 여러분들이 서라운드에 대한 많은 질문들을 해오셨습니다.
그 중에 많은 내용이 technical한 상세내용이 많았습니다. 즉, "이러한 환경에서 저러한 세팅을 해서쓰는데
어떻게 하면 좋을까요?" 라던가 혹은 "이 코딩에서 이러한 기능을 구현하고 싶은데 어떻게 하면 될까요, 혹시 저런 기능을 하는 것도 가능할런지요?"와 같은 질문의 내용이 많았습니다.

그때마다 최선을 다해 답을 알아보려고 했지만
대부분
"죄송합니다. 그 부분은 잘 모르겠습니다"라고 답해드리고 말았던 경우가 많았던 것 같습니다.

그러한 내용은 너무나 다양한 경우의 수가 있기 때문에
특정한 경우의 솔루션까지 다 찾기는 쉽지가 않았습니다.

하지만 그 내용들중 공통적으로 포함하고 있던 내용은
그러한 테크니칼한 디테일을 알아감으로 궁극적으로 좋은 "음질"을 추구하고자 한다는 것이었습니다.

아마도 모노로 시작해서 지금까지 모든 오디오 엔지니어들이 추구하는 것은
바로 좋은 소리를 만들어내는 것이라고 생각이 듭니다.

그렇기에 이 "좋은 소리"에 대한 답을 같이 고민하다 보면
기술적인 부분에 대한 좋은 가이드가 될 수 있겠다는 생각에 이번 칼럼을 시작하게 됩니다.


하지만 좋은 음질이란 과연 무엇일까요?

녹음 기술의 초반, 음질은 대부분 원음을 얼마만큼 "원래 (reference)"에 가깝게 전송하고 최종 청취자에게 들려주는 가하는 점이었습니다. 그에 따라 소리의 fidelity (아... 역시 한국말로 어떻게 표현해야 좋을지를 몰라서... 그냥 영어로 썼습니다.. 죄송)가 최고의 관심사였습니다. 여러분들이 아시는 데로
Hi-Fi는 High Fidelity의 약자로 즉 최고의 음질은 원본을 얼마만큼 잘 재현하는 가에 그 목표가 있었습니다.

지금도 사실 fidelity는 중요한 요소중 하나입니다만
스테레오를 넘어 서라운드 시대가 오면서
약간의 변화가 생기기 시작했습니다.

실제의 음악 환경과는 전혀 다른 창의적인 사운드 공간을 재생해내는 것이 가능해짐으로 인해
어떤 사운드에 대해서는 reference로 삼을 수 있는 것이 전혀 없어지기도 했습니다.
좀더 쉬운 예를 들자면,
다섯명의 트럼펫 연주자가 연주하는 음악을 예로 들자면
실황 컨서트의 연주라면 연주자는 언제나 무대에서 서게되고
그렇게 제작되는 사운드는 5개의 트럼펫의 소리의 앙상블로 무대에서 청취자에게도 진행되는 형태가 될 것 입니다.

하지만 같은 음악을 녹음한다고 한다면 전혀다는 방식의 전달이 가능해집니다. 예를 들자면 하나의 트럼펫이 하나의 5.1 서라운드 스피커앞에서 연주하는 것과 같은 방식의 음악을 제작하는 것이 가능해지는 것이죠.

<위의 그림 참고>

이제껏 한번도 들어보지 못한 소리의 제작이 가능해진 이 시점에서는
더이상 reference에 대한 fidelity가 음질을 평가하는 절대 기준이 되지 못하게 되었습니다.

또한 기술적인 발전으로 인해, 이제껏 가장 중요한 요소로 여겨지던 technical quality - 디스토션, 주파수 응답 등이 어느정도 한계점에 도달한 사실도 더이상 fidelity만으로 음질을 평가할 수 없게 만드는 요소로 작용하게 되었습니다.

이 문제 앞에서 많은 학자들은 멀티채널 오디오가 가지는 특징을 규정하고 그 특징들이 음질에 미치는 영향에 대해서 연구하기 시작했습니다.

그리고
멀티채널 오디오에서 중요하게 여겨지는 요소들이 주로 '공간과 관련된 특징 - Spatial Attributes -'과 연관되어 있음을 발견합니다. 이러한 발견에 쓰이는 많은 방법들은 주로 심리학이나 다른 인지학에서 쓰이는 방법들에서 부터 왔는데요. 마치 여러 고급 와인들을 비교해서 그 특징을 규정하는 것과도 같이 다양한 멀티 채널 - 서라운드 사운드들 간의 비교를 통해 어떠한 물리적인, 심리음향적인, 그리고 preference에 영향이 생기게 되는지를 연구하게 되었습니다.

이러한 연구 결과를 토대로
어느 정도,
주어진 서라운드 음장 (Surround Sound Field)가 어떠한 특성을 가지고 청취자에게 얼만큼의 사운드 퀄리티를 느끼게 하는 가를 예측하는 것이 가능하게 되었습니다.

그 내용을 몇가지로 정리한다면
1. 각 채널의 timbral balance
2. 전체 음장의 spatial quality
    이 spatial quality는 다시
      세분화되어지는데 음악의 장르나 응용분야에 따라서 달라지지만
      주로 음원의 넓이 (ASW) , 명료도 등으로 세분화될 수 있는 front quality
      그리고 공간감 (Spaciousness) 등으로 표현되는 surround quality 로 세분화될 수 있습니다.

최근의 연구에 의하면 [Rumsey et al. 2005] 전체적인 서라운드 사운드의 퀄리티는 다음과 같이
계량화 될 수 있는 것으로 보고되었습니다.


BAQ (Basic Audio Quality) = 0.8*Timbral Quality + 0.3*Frontal +0.09*Surround - 18.7

물론 이 공식안의 내부를 규정하는 요소들은 조건에 따라 다양하지만
이러한 연구를 통해
서라운드를 통해 구현되는 많은 다양한 심리음향적인 요소가 전체적인 퀄리티에 기여하는 정도를 가늠할 수 있게 된 것입니다.

처음에 나타난 그림의 예로 돌아가서 설명하자면
새로운 음장에 청취자가 노출되었을 때 청취자는 먼저
그 음장의 timbre의 퀄리티를 가장 먼저 고려하고 그리고 spatial quality를 고려하여
전체적인 음질을 평가하게 된다는 것입니다.

이것이 그림의 왼편의 전통적인 방법과는 어떻게 다른 것일까요?
아마도 대부분의 경우에는 일치한다고도 볼 수 있을 것 입니다.
좋은 컨서트홀이라면
당연히 좋은 timbre와 spatial quality를 가져다 줄 수 있기 때문일 것입니다.

하지만
(같은 말을 되풀이 하고 있는 것 같습니다만...)
그러한 reference가 없는 환경에서도 사운드 퀄리티를 평가함에 있어
멀티채널 오디오 만이 가지는 기여도 - spatial attributes를 통한 - 를 앎으로서
다양한 응용분야에 대하 척도로 사용할 수 있게 되었다는 점이 다르다고 할 수 있겠습니다.

*** 예 example??? ****

다음에는 이러한 연구 - spatial attribute와 sound quality와의 모델링 - 를 실제로 어떻게 진행할 수 있는 것이지
case study의 예를 들어 한번 설명해보도록 하겠습니다.

[1] Rumsey, F., Zielinski, S., Kassier R., & Beh. S. (2005) On the relative importance of spatial and timbral fidelities in judgments of degraded multichannel audio quality. JASA, 118, 2, 968-977, August

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