디지털 녹음

디지털 오디오 녹음은 자기 테이프, 광 디스크 또는 기타 미디어에 저장할 수 있는 일련의 이진수로 오디오 또는 시각적 신호를 저장하는 것입니다. 이 기술은 음악 산업 및 기타 여러 분야에서 광범위하게 사용됩니다.

소리를 녹음하기 위해 아날로그-디지털 변환기는 마이크 또는 아날로그 시각 이미지의 전기 음파를 정보로 변환합니다. 디지털 기술은 등장 이후 가격이 저렴하고 사용 용이성으로 인해 느리지만 확실하게 아날로그 장비를 대체해 왔습니다. 오늘날 디지털 오디오는 전문 스튜디오와 아마추어 스튜디오를 비롯한 거의 모든 스튜디오의 표준입니다. 그러나 놀랍게도 그것이 어떻게 작동하는지 실제로 이해하는 사람은 거의 없습니다. 그래서 오늘은 음악 녹음을 위한 디지털 오디오의 기본 사항에 대해 이야기하겠습니다.

창조의 역사

최초의 녹음 장치가 발견된 후 디지털 녹음이 도입되기까지 100년이 지났습니다. 그 기간 동안 과학자와 기술자의 끊임없는 기술 발전과 끊임없는 혁신은 기계적 사운드 캡처, 처리 및 재생의 여러 가지 다른 물결을 만들어냈습니다. 음반 산업은 컴퓨터와 디지털 사운드의 발명으로 큰 발전을 이루었습니다. 그것은 축음기의 녹음 다이어프램에 의해 소리 정보가 수집되고 조심스럽게 새겨진 단순한 주석 호일과 왁스 실린더에서 시작되었습니다. 이후 청취자가 다중 채널 사운드를 즐길 수 있는 카세트 개발이 계속되었습니다.

일본인은 60년대 후반에 이러한 녹음을 자기 테이프로 보존하고 대중에게 선보일 수 있었던 디지털 녹음의 선구자였습니다. 10년 만에 소니 오디오 레코더가 출시되었습니다. 아날로그에서 디지털 사운드를 만들어 VHS에 저장할 수 있었습니다. 그럼에도 불구하고 음악은 여전히 LP로 판매되었습니다.

1970년대 후반 Sony와 Panasonic이 최대 150분의 고품질 사운드를 저장할 수 있는 진정한 디지털 매체인 CD를 선보이기 시작하면서 상황이 바뀌기 시작했습니다. CD는 알루미늄 호일의 얇은 층을 사용하여 정보를 저장하며, 수백만 비트의 데이터가 레이저로 읽을 수 있는 패턴으로 각인되어 전자적으로 아날로그 신호로 변환됩니다.

CD의 출현으로 마침내 엔지니어들은 바늘과 저장 물질 사이의 마찰로 인해 발생하는 소음을 제거할 수 있게 되었습니다. 이러한 장점과 기타 여러 장점 덕분에 CD는 20세기 후반과 21세기 초반에 가장 인기 있는 오디오 전달 매체 중 하나가 되었습니다. 그러나 음악 산업에서는 CD가 거의 완벽한 음질을 제공하고 사용자가 쉽게 불법 복제할 수 있다는 이유로 CD에 회의적이었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 그들은 1987년에 디지털 오디오 카세트(DAT)라는 또 다른 디지털 매체를 만들었습니다. 이 새로운 형식은 북미에서 어느 정도 성공을 거두었으며 오늘날에도 전문 오디오 녹음을 조작하는 데 선호되는 방법 중 하나로 남아 있습니다.

21세기 초반에는 물리적 매체에 얽매이지 않는 디지털 사운드의 성장이 있었습니다. 압축 코덱(주로 MP3), 인터넷 인프라 및 개인용 디지털 플레이어의 소형화로 인해 사용자는 어디를 가든 디지털 녹음물을 가지고 다닐 수 있게 되었습니다. 1990년대 후반에는 몇 가지 영향력 있는 MP3 플레이어가 있었지만 Apple iPod의 출시로 음악 산업은 크게 변화했습니다. 이는 오늘날의 디지털 음악 매장과 고객을 위한 인터넷 배포 인프라의 기반을 마련한 매우 인기 있는 오디오 플레이어입니다.

아날로그 녹음과의 비교

1970년대 디지털 혁명 이전에는 아날로그 녹음이 유일하게 널리 사용되었습니다. 그들은 장기 재생(LP) 레코드, 8트랙 테이프(금속 또는 자기 테이프), 오디오 카세트 등 현재는 쓸모가 없는 다양한 방법을 사용했습니다. 20세기 초반부터 1970년대까지 아날로그 시스템은 녹음에 이상적인 것처럼 보였지만 세기 말 컴퓨터 혁명과 함께 디지털 처리의 고속 및 기타 특성으로 인해 디지털 녹음이 가능해졌을 뿐만 아니라 점점 더 많은 사람들에게 적합해졌습니다. 응용 프로그램.

컴퓨터, 광디스크, 레이저 플레이어 및 기타 장치의 대량 생산으로 인한 지속적인 비용 하락도 중요한 역할을 했습니다. 디지털 녹음은 적절한 구현을 통해 넓은 다이내믹 레인지와 낮은 노이즈 및 왜곡을 제공하므로 고충실도 재생을 더 쉽게 달성할 수 있습니다.

디지털 녹음 형식

디지털 오디오 파일은 다양한 형식으로 생성될 수 있습니다. 일반적으로 압축 및 비압축의 두 가지 범주로 분류됩니다.

압축된 형식(예: MP3)은 비압축 형식보다 파일 크기가 훨씬 작지만 음질이 저하됩니다. MP3 플레이어와 같은 휴대용 장치는 낮은 품질과 수천 개의 파일을 저장할 수 있는 능력 사이에서 균형을 이룹니다. Wi-Fi를 사용하거나 데이터 연결이 양호하면 스트리밍 서비스(예: Spotify)의 품질이 향상될 수 있습니다.

시퀀서를 사용하여 사운드 파일을 만들 수 있습니다. 음성을 녹음하는 등 온라인에서 훨씬 더 많은 일을 할 수 있는 Amped Studio와 같은 유료 서비스와 무료 서비스가 모두 있습니다 이 프로그램에서 생성된 트랙은 다양한 디지털 형식으로 저장할 수 있으며 이에 대해서는 아래에서 설명합니다. 녹음 내용을 친구들과 공유하고 함께 편집할 수도 있습니다.

비압축 형식

오디오 데이터를 생성하는 데 처리가 거의 필요하지 않기 때문에 이러한 형식은 고품질 재생을 위해 데이터를 저장하는 가장 좋은 방법으로 간주됩니다. 더 많이 압축된 형식은 일부 시스템에서 오디오 충돌을 일으킬 수 있습니다.

AIFF - 애플 표준

WAVE (또는 WAV) – PCM 형식 녹음을 사용하는 Windows 시스템의 비압축 CD 품질 오디오에 대한 표준입니다. CD 품질 녹음은 16비트 해상도에 44.1kHz의 샘플링 속도를 갖습니다.

파일 크기: 분당 약 10.1MB. 이 수치는 모든 CD 품질 WAV 파일에 대해 동일합니다. 파일 크기는 오디오 내용이 아닌 파일 길이에만 의존하기 때문입니다.

BWF (Broadcast Wave Format) – 휴대용 오디오 레코더 및 방송용 디지털 오디오 워크스테이션에 사용됩니다.

무손실 압축

이 카테고리의 형식에는 전체 오디오 정보가 포함되어 있습니다. 그러나 보다 효율적인 데이터 저장을 희생하면서 파일 크기가 줄어듭니다.

무손실 WMA (Windows Media Audio) – 복사 방지를 위해 DRM(디지털 권한 관리) 가능성을 고려하여 설계되었습니다.

ALAC (Apple Lossless Audio Codec) – 오픈 소스이며 2011년부터 무료로 사용할 수 있습니다(원래 Apple 소유였음에도 불구하고).

FLAC (무료 무손실 오디오 코덱) – 오픈 소스, 무료 형식 라이선스.

손실 압축

MP3 – MPEG(Motion Picture Expert Group)에서 MPEG1 비디오 표준의 일부로 개발하고 나중에 MPEG2 Layer 3 표준으로 확장한 압축 오디오 파일 형식입니다.

실제로 들리지 않는 오디오 파일 부분을 제거함으로써 mp3 파일은 우수한 음질을 유지하면서 동등한 PCM 파일 크기의 약 1/10로 압축됩니다.

MP3 파일의 품질과 크기를 변경하기 위해 조정할 수 있는 2가지 매개변수가 있습니다.

비트레이트;
샘플링 주파수.

MP4 또는 M4A – AAC 압축을 기반으로 하는 MP3의 후속 버전입니다.

M4P - iTunes Music Store에서 다운로드한 음악에 사용하기 위해 Apple이 개발한 디지털 권한 관리 기능이 있는 MP4 형식의 AAC 독점 버전입니다.

OGG Ogg Vorbis – 특허가 없는 오픈 소스 압축 오디오 형식입니다.

디지털 녹음의 장점과 단점

디지털 기술은 사용자에게 많은 기회를 제공했습니다. 예를 들어, 예전에는 녹음을 하려면 스튜디오를 이용해야 했고, 공간도 많이 차지하고 비용도 많이 들었습니다. 이제 필요한 것은 스튜디오보다 몇 배 더 강력하고 비용도 훨씬 저렴한 강력한 컴퓨터뿐입니다.

이러한 접근성으로 인해 전문가뿐만 아니라 아마추어도 녹음을 할 수 있게 되었습니다. 오늘날 사용되는 프로그램은 실제로 사운드 처리에 대한 무한한 가능성을 제공하지만 이전에는 이 목적을 위해 실제 도구가 사용되었습니다. 이제 Amped Studio에서 단 몇 번의 클릭만으로 독특한 효과를 만들 수 있습니다.

일반 사용자의 경우 디지털 오디오 녹음에는 다음과 같은 여러 가지 장점이 있습니다.

많은 저장 매체는 매우 컴팩트하며 플래시 드라이브, CD 등에 수년 동안 디지털 녹음을 저장할 수 있습니다.
특수 소프트웨어를 사용하면 오래된 녹음을 정리하고 소음을 제거할 수 있습니다.
또한 모든 사운드를 편집하여 효과, 볼륨, 주파수 등을 추가할 수 있습니다.

인터넷 덕분에 사용자들은 자신이 좋아하는 음악을 서로에게 보내고, 수만 가지의 다양한 트랙을 듣고, 자신의 음악 작품을 출판할 수 있는 가능성을 얻었습니다.

또한 아날로그 시스템은 재생하고 다시 녹음할수록 왜곡이 증가한다는 단점이 있습니다. 각각의 연속적인 사본은 더 나쁘게 들릴 것입니다. 디지털 녹음 시스템에서는 이러한 왜곡이 발생하지 않습니다. 마스터 녹음에는 최소한의 양자화 오류가 있을 수 있지만 복사로 인해 오류가 악화되지는 않습니다. 디지털 마스터는 왜곡 없이 수천 장의 복사본을 만들 수 있습니다. 마찬가지로 CD의 디지털 미디어도 왜곡 없이 수천 번 재생할 수 있습니다.

확실히 디지털 기술에는 단점이 있습니다. 아날로그 녹음이 개발되면서 많은 사람들이 아날로그 녹음이 좀 더 "라이브 사운드"를 갖고 있다는 사실을 깨닫기 시작했습니다. 그러나 이것은 단지 옛날에 대한 향수가 아닙니다. 그것은 때때로 소리에 오류를 추가하는 디지털화에 관한 것입니다. 또한 "트랜지스터 노이즈"도 자체적으로 조정할 수 있습니다. 이 개념에 대한 단일한 해석은 없지만 그 의미는 고주파수 수준의 혼란스러운 진동입니다. 인간의 귀는 20kHz 이하의 주파수를 인식하도록 설계되어 있지만 우리의 뇌는 더 높은 주파수도 인식할 수 있는 것 같습니다. 이 기능은 아날로그 사운드가 디지털 사운드보다 더 깨끗하다고 생각하게 만듭니다.

더욱이 모든 기록 매체는 장비가 매체에 데이터를 캡처하는 것을 방해하는 먼지나 기타 오염으로 인해 불완전합니다. 아날로그 녹음에서는 결함이 가청 잡음으로 나타나는 반면, 디지털 녹음에서는 비트 스트림에 오류가 발생하여 잡음이나 재생 오류가 발생할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 오류 수정 코드가 데이터 스트림에 포함됩니다. 이러한 코드 중 일부는 매우 복잡할 수 있으며 이로 인해 데이터가 더 많은 저장 공간을 차지하게 됩니다. 그러나 그 결과 적당한 수준의 먼지와 긁힘이 있는 매우 안정적인 디스크 재생이 가능해졌습니다.

디지털 녹음의 주요 용어

비트와 바이트

비트는 컴퓨터 메모리에 데이터를 포함하는 가장 작은 요소입니다. 8비트가 바이트를 구성하며 이는 컴퓨터에서 전체 항목으로 처리됩니다.

고밀도

이는 작은 공간에 대용량 오디오, 비디오 또는 데이터 파일을 저장할 수 있는 능력을 의미합니다.

디지털 녹음 매개변수

디지털 녹음 품질에 영향을 미치는 매개변수는 다음과 같이 구성됩니다.

아날로그-디지털 변환기(ADC) 및 디지털-아날로그 변환기(DAC)의 분해능
ADC 및 DAC의 샘플링 속도
ADC 및 DAC의 지터(신호 왜곡)
오버샘플링.

또한 다음과 같은 설정이 중요한 역할을 합니다.

신호와 관련하여 얼마나 많은 소음이 있습니까?
비선형형의 왜곡 정도;
상호변조 간섭;
진폭 및 주파수 불규칙성
상호 채널 침투 과정;
범위 역학.

디지털 녹음 프로세스에 대한 설명

녹음은 다음과 같이 이루어집니다.

아날로그 신호는 ADC로 전송됩니다.
아날로그 파동이 여러 번 측정되는 동안 이 신호를 변환합니다. 그런 다음 비트 수(워드 길이)가 포함된 이진 값이 할당됩니다.
그런 다음 ADC가 아날로그 파동의 레벨을 측정하는 주파수인 샘플링이 있습니다.
디지털 사운드 샘플인 미리 설정된 단어 길이는 1초 사운드 레벨을 나타냅니다.
단어 길이의 크기는 사운드 파형 레벨 표시의 정확성을 결정합니다.
디지털 신호의 주파수는 샘플링 속도의 피치에 따라 달라집니다.
일정한 숫자의 흐름인 결과 디지털 오디오 샘플은 ADC로 출력됩니다.
결과 이진수는 다양한 미디어 매체에 저장될 수 있습니다.

재생 방식은 다음과 같습니다.

숫자는 중형 캐리어에서 DAC로 전송되며 DAC는 레벨 데이터를 병합하여 다시 아날로그로 변환합니다. 이렇게 하면 아날로그 파형이 이전 형식으로 복원됩니다.
신호가 증폭되어 스피커나 스크린으로 전송되기 시작합니다.

결론

디지털 녹음은 음악 산업과 그 이상에 혁명을 가져왔고 아날로그 전임자를 역사 속으로 몰아넣었습니다. 장점과 경제성 덕분에 이 기술은 다양한 분야에 응용되고 있으며, 기술이 없는 오늘날의 세계는 상상하기 어렵습니다.