게인 스테이징이란?

디지털 오디오 세계는 혼란스러워 보일 수 있습니다. 예를 들어, 소리 물리학에서 음량은 데시벨 단위로 측정되며 그 값은 항상 양수이지만 디지털 워크스테이션(DAW)에서는 데시벨이 갑자기 음수가 됩니다. 그런데 이 이상한 마법은 무엇일까요?

또 다른 미스터리: DAW 화면에서는 때때로 0보다 높은 신호 레벨을 볼 수 있으며 때로는 "양수" 데시벨도 나타날 수 있습니다. 이게 다 무슨 뜻인가요? 이해하도록 도와주세요! "볼륨", "게인", "레벨"이라는 용어는 우리 주변과 YouTube에서 끊임없이 듣습니다. 하지만 이들 사이의 차이점은 무엇입니까?

복잡한 공식 없이 이것을 이해해 봅시다. 결국 우리는 대부분 엔지니어가 아니라 음악가입니다. 동시에 DAW를 사용하여 만든 음악 프로젝트에서 소위 "레벨 헤드룸"을 올바르게 구성하는 방법을 배웁니다.

디지털 오디오 녹음에는 본질적으로 볼륨이 없습니다. "자연적인" 데시벨이란 무엇입니까?

"음량"은 귀에 가해지는 음압의 강도를 설명하는 단순한 단어 그 이상입니다. 사람마다 조용하고 큰 소리가 주관적으로 인식됩니다. 어떤 사람에게는 단지 "시끄러운" 것이 다른 사람에게는 "매우 시끄러울" 수 있습니다.

음악을 만들려면 항상 주관적인 기준을 고려해야 하는데, 이는 창작 과정에 참여하는 사람들 간의 이해를 방해하기도 합니다. 따라서 음악 프로젝트를 진행할 때에는 볼륨에 대한 보다 객관적인 이해가 중요합니다.

자연에서는 디지털 세계처럼 볼륨에 대한 직접적인 유사점이 없습니다. 소리는 기체, 액체 또는 고체 매질에서 탄성파를 통해 전달됩니다. 소리의 근원은 현이나 인간의 성대와 같이 기계적 진동을 경험하는 신체입니다.

매우 과학적이지는 않지만 이것을 시각적으로 상상해 봅시다. 현이 울린 후 특정 주파수와 진폭으로 옆으로 (3차원 공간에서) 진동하여 주변에 탄성파를 생성합니다.

이러한 파동은 가스 환경을 통해 전파되는 높고 낮은 기압 영역을 유발합니다. 물리학자들은 이러한 진동을 "음압"이라고 설명합니다.

음압의 강도를 측정하기 위해 과학자들은 압력 자체, 매체의 음향 임피던스 및 시간 평균을 고려하는 공식을 개발했습니다. 이를 통해 시간과 공간의 특정 지점에서 소리 강도의 평균 제곱근 값을 얻을 수 있습니다.

음악에서 소리 진동은 주로 현의 진동과 유사하게 주기적입니다. 때때로 우리는 "음압 진폭"이라는 개념을 사용하여 강도를 평가하지만 실제로는 그다지 중요하지 않습니다.

정말 중요한 것은 물리학에서 양의 데시벨("+"로 표시됨)이 음압의 강도를 나타내지만 규모의 특정 지점에 상대적이라는 것입니다. 데시벨은 상대, 로그 또는 약수 단위이며 "시작점"이 있는 경우에만 의미가 있습니다.

물리학에서 이 시작점은 20마이크로파스칼(μPa)의 압력 수준입니다. 이는 인간이 아직 소리를 인식하지 못하고 침묵을 느낄 때의 평균 청각 임계값입니다. 고양이는 아마도 이것에 동의하지 않을 것입니다.

사람이 인지하는 음량의 정도는 자금, 주파수 구성 및 기타 요소와 같은 자체 측정 단위를 사용하여 별도로 연구됩니다. 그러나 DAW로 작업할 때 이러한 세부 사항은 그다지 중요하지 않습니다. 우리에게 가장 중요한 것은 데시벨과 혼동하지 않는 것입니다.

0데시벨 SPL(음압 수준)은 사람에게 침묵을 의미합니다. 다음은 비교를 위한 몇 가지 일반적인 값입니다.

• 15dB – “거의 들리지 않음” – 나뭇잎이 바스락거리는 소리와 비슷합니다.
• 35dB – “명확하게 들립니다” – 예를 들어, 잘 들리지 않는 대화, 도서관의 조용한 환경 또는 엘리베이터의 소음.
• 50dB – “명확하게 들림” – 이는 중간 볼륨의 대화, 조용한 거리 또는 세탁기 작동과 같습니다.
• 70dB – “시끄러움” – 예를 들어 1m 거리에서 시끄러운 대화 소리, 타자기 소음, 시끄러운 거리 또는 3m 거리에서 작동하는 진공 청소기 소리.
• 80dB – “매우 시끄러움” – 이는 1m 거리에서 울리는 큰 알람 시계 소리, 비명 소리, 머플러가 달린 오토바이 소리 또는 트럭 엔진 작동 소리와 같습니다. 그러한 소리를 오랫동안 들으면 청력 손실이 발생할 수 있습니다.
• 95dB – “매우 시끄러움” – 예를 들어 7m 거리에서 지하철의 소음 또는 1m 거리에서 시끄러운 피아노 연주 소리가 들립니다.
• 130dB – "고통"은 사이렌, 답답한 보일러의 소음, 가장 큰 비명 또는 머플러가 없는 오토바이와 같습니다.
• 160dB – “충격”은 귀 가까이에서 들리는 산탄총 소리, 자동차 사운드 시스템 경쟁, 초음속 항공기의 충격파 또는 0.002메가파스칼 폭발 등 고막이 터질 가능성이 있는 수준입니다.

녹음. 볼륨 및 이득

소리를 녹음할 때 공기 중의 주기적인 소리 진동을 전기적 진동으로 변환해야 합니다. 1857년 축음기가 발명된 이래로 과학자와 엔지니어들은 소리를 녹음하는 다양한 방법을 실험해 왔습니다.

가장 효과적이고 저렴한 방법은 마이크, 자기 및 압전 픽업(현악기 및 때로는 피아노와 같은 타악기용)과 같은 전기 장치를 사용하는 것입니다.

이러한 전기 음향 장치는 공기 음압 변동(자기 픽업이 현 진동을 기록하고 압전 센서가 신체 진동을 기록함)을 차단하여 이를 아날로그 전기 신호로 변환합니다.

이러한 변화의 순간에 우리에게 소리는 "사라집니다". 그 후에는 작업 중 "조용한" 전기 진동만 처리합니다.

앰프, 아날로그 효과, 테이프 레코더 등 음악 장비 내부로 전달되는 것은 이러한 진동입니다. 증폭, 처리 또는 단순히 자기 테이프에 녹음된 이러한 진동이 다시 소리로 바뀌려면 다시 변환되어야 합니다. 특수 장치 공기 진동을 사용하여 소리로 변환합니다. 이 장치를 스피커라고 합니다.

아날로그 신호는 시간이 연속적이며 매 밀리초(또는 최소 100만분의 1초)마다 특정 매개변수를 갖는다는 주요 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 소리를 아날로그로 전자적으로 표현하는 경우 이는 진폭(평균에서 가장 큰 값의 분포)일 수 있습니다.

마이크에서 수신된 아날로그 신호는 일정 기간 동안 음압이 자주 변경된 내역을 보여줍니다. 예를 들어 우리는 구절과 합창에서 2분간의 보컬을 계획한 노래를 부르고, 녹음할 때 마이크 멤브레인의 음압 변화에 대한 연대기를 얻습니다.

소리 진동을 변환하여 얻은 전기 아날로그 신호는 사인형 그래프 형태로 가장 쉽게 표현됩니다. 음악적 사운드와 비음악적 사운드는 사실 정현파의 복잡한 합입니다.

그러나 이는 간단할 수도 있습니다. 아날로그 톤 발생기가 주파수가 440Hz(참고 "A")인 단일 사인파를 제공하면 스피커에서 명확하지만 지루한 "삐" 소리가 들립니다.

그리고 마지막으로 여기서 이득을 얻습니다. 이득이란 말은 이득을 의미합니다. 우리는 앰프와 사운드 카드의 레귤레이터를 사용하여 레벨을 설정합니다. 이는 왜곡이 시작되는 한계를 넘어 신호를 증폭할 수 있다는 점에서 "볼륨" 또는 "음압 레벨"(레벨) 제어 노브와 다릅니다.

이제 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. 정현파(전기 제품 내부의 아날로그 신호를 상징하고 시각화한다는 점을 기억하세요)는 주기적으로 반복되는 대칭형 원형 "언덕"과 "계곡"입니다.

"언덕"의 높이와 "계곡"의 깊이(즉, 진폭)를 늘릴 수 있습니다. 즉, "신호 강화", "게인 추가"를 무한정 늘릴 수는 없습니다.

여기서는 장치의 회로 설계에 대해 이야기하지 않겠습니다. 장치가 신호의 진폭을 "파괴"하지 않고 비례적으로 증가시킬 수 있는 물리적 한계가 각 장치에 있다는 점을 믿어보겠습니다.

게인이 임계점에 도달하고 허용 값을 초과하면 장치의 물리적 회로가 위에서 "산"을 차단하고 아래에서 "계곡"을 다듬기 시작합니다.

엔지니어링 용어로 이를 "아날로그 클리핑"이라고 합니다. 이 경우 유용한 사운드 신호 외에도 스피커에서 쌕쌕거림, 덜거덕거림, 딱딱거리는 소리가 들릴 수 있습니다. 오디오 엔지니어링에서는 이를 "비선형 왜곡"이라고도 합니다.

이제 우리는 음악 기술의 볼륨 레벨이 왜곡되기 시작하는 한계 이전의 신호 진폭 변화라는 것을 이해할 수 있습니다. 그리고 "이득"은 이러한 한계를 쉽게 넘어갈 수 있습니다.

역설적인 점은 게인이 허용치 이상으로 크게 증가할 때 (처리된 신호가 출력되는) 스피커에서 생성되는 음압이 항상 증가하지는 않는다는 것입니다. 위의 내용은 디지털 오디오 처리에 적용됩니다.

처리된 신호를 사운드 카드로 보내는 DAW 내부에서 가상 콘솔의 게인을 클리핑하고 미친 값 영역으로 높일 때 볼륨 레벨이 실제로 증가하지 않는다고 가정해 보겠습니다. 오디오 모니터의 스피커에서는 점점 더 많은 왜곡이 추가되는 소리만 듣게 됩니다. 이는 "디지털"의 특수한 사운드 표현 때문이며 이에 대해 아래에서 몇 마디 설명하겠습니다.

지금은 "음의 데시벨"로 돌아가 보겠습니다. dB는 일부 기준점과 관련된 경우에만 의미가 있는 상대적 단위라는 점을 기억하세요.

녹음에서 이러한 지점은 왜곡이 시작되는 신호 레벨로 간주됩니다. "제로"로 지정됩니다. "0으로" 영역에 있는 모든 신호는 클리핑이 없는 신호이며, 그 레벨은 "마이너스"로 dB 단위로 표시됩니다. 위의 모든 신호는 진폭이 차단된("최고점과 최저점") 왜곡된 신호입니다. 그리고 "플러스"를 사용하여 dB 단위로 표시합니다.

아날로그 및 디지털 장치 모두에서 볼륨 레벨을 "음수" 데시벨로 표시하는 것이 일반적입니다. 편리하고 시각적입니다.

디지털의 볼륨은 어떻게 되나요?

사운드 카드에서 아날로그 신호는 먼저 프리앰프에 의해 약간 증폭된 다음 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 통과합니다. 단순화하기 위해 ADC가 수행하는 작업은 다음과 같습니다.

1. 1. 주파수 대역을 차단하여 불필요한 것들을 제거합니다. 예를 들어 사람이 아직 들을 수 없는 20Hz 미만의 소리를 제거합니다.
   2. ADC는 연속 신호를 특정 수의 개별 값(샘플링 및 양자화)으로 분할합니다. 즉, 실제로 부드러운 사인파를 일련의 "열"로 변환합니다.

샘플링 빈도에 따라 이러한 "열"의 수가 결정됩니다. 양자화 비트 깊이, 즉 "비트 깊이"는 각 "열" 표현의 정확성을 결정합니다.

샘플링 속도가 높을수록(바 수가 많을수록) 디지털 신호가 원래의 부드러운 사인파에 더 가까워집니다.

비트 깊이는 특정 시점의 신호 측정 정확도에 영향을 미칩니다. 비트가 많을수록 오류가 작아집니다. 오디오용 16비트는 나쁘지 않으며 24비트는 훨씬 더 좋습니다.

• ADC는 각 "열"을 인코딩하거나 "디지털화"하여 일련 번호가 있는 특정 숫자로 나타냅니다.

디지털 오디오 스테이션에서 물리적인 소리는 먼저 아날로그 신호로 변환된 다음 ADC를 사용하여 디지털 신호로 변환되어 수학적 추상화 집합이 됩니다. 소리는 단지 수학일 뿐이라는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 전선이나 소프트웨어에는 실제 "소리"가 없습니다.

왜곡이 시작되는 디지털 오디오 방송국의 "0" 볼륨 레벨도 조건부입니다. 24비트 ADC 깊이의 경우 "디지털 0"은 각각 "1" 값을 포함하는 24개의 이진 "셀"입니다.

25번째 이후의 모든 셀이 누락되었으므로 "0"을 초과하는 신호는 단순히 볼륨을 늘릴 수 없습니다. 대신에 점점 더 많은 왜곡이 추가됩니다.

디지털 오디오 스테이션에서 볼륨 레벨을 다룰 때 왜곡을 피하는 것이 중요합니다. 오디오 스테이션의 마스터 버스에서 수집된 디지털 신호는 디지털-아날로그 변환기(DAC)로 전송되어 오디오 모니터나 헤드폰으로 출력되기 때문입니다. 여기서는 오디오 트랙의 손상을 나타내는 왜곡(클리핑)이 들립니다. 때로는 약간의 테이프(테이프) 왜곡을 추가하는 경우와 같이 사운드 엔지니어가 의도적으로 사용할 수 있는 왜곡이 만족스러울 수도 있습니다.

DAW에서 볼륨 레벨을 처리하는 방법

사운드 엔지니어를 직원으로 두거나 그들과 계약을 맺은 서양과 동양의 세계 레이블에서는 일반적으로 최대 -6dB 이하의 볼륨 레벨로 마스터링하지 않은 뮤지션에게 믹스와 스템을 요청합니다. 추가 처리를 위한 "볼륨 헤드룸"을 확보하려면 이것이 필요합니다.

RMS 또는 LUF(인지된 음량과 결합된 공식 평균 음량)로 측정되는 사운드트랙의 평균 음압 레벨이 아니라 피크에 대해 이야기하고 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.

논리와 경험에 따르면 사운드 카드를 통해 음성, 라이브 악기 및 신디사이저를 녹음할 때 입력의 게인 레벨을 제어하고 DAW 내부에서 -dB 레벨을 확인할 수 있습니다.

입력에서 녹음된 신호의 피크가 -6을 초과하지 않도록 노력하고 -5dB가 허용되며 "수입"이 0dB에 도달하는 것을 허용하지 않습니다.

DAW 내에서 가상 신디사이저와 샘플링된 악기를 사용하면 좀 더 자유로운 느낌을 받을 수 있습니다. 그러나 가상 악기 및 프로세싱 플러그인의 출력에는 항상 볼륨에 "헤드룸"이 있어야 합니다.

프로젝트에서 편곡을 시작할 때 모든 트랙의 DAW 콘솔 페이더를 즉시 -10 또는 가급적이면 -12dB로 설정하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 볼륨 예약이 생성됩니다.

사운드트랙에는 일반적으로 드라마가 포함되어 있다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 뮤지컬 이벤트가 전개되어 클라이막스로 이어집니다. 그리고 많은 악기가 동시에 포르테에 진입하면 마스터 버스의 전체 신호 레벨은 필연적으로 특정 트랙의 신호 레벨을 초과하게 됩니다. 따라서 최종 처리(마스터링)를 위한 라벨은 피크가 -6dB를 초과하지 않는 파일을 제공해야 합니다.

나중에 각 트랙의 레벨을 낮추는 데 시간을 낭비하는 것보다 편곡 및 사전 믹싱 중에 마스터 버스에서 이 레벨을 초과하지 않는 것이 좋습니다. 또한 추가적인 문제가 발생할 수 있는 볼륨 자동화의 가능성도 알고 있어야 합니다. 원래 의도했던 것과 동일한 그림을 예비 혼합에 넣는 것이 좋습니다.

믹스가 "조용하게" 들릴 것이라는 두려움은 근거가 없는 경우가 많습니다. DAW의 사운드는 결코 "조용하지" 않습니다. 이는 단지 수학적 추상일 뿐입니다. -8 또는 심지어 -10dB 피크의 스템 또는 드라이 믹스를 받은 라벨 엔지니어는 실망하지 않을 것입니다. 그는 필요한 모든 조정을 스스로 할 것입니다.

DAW에서 볼륨 레벨로 작업할 때 대부분의 문제를 방지하는 데 도움이 되는 몇 가지 규칙을 따라야 합니다.