방송과 같은 푸시 서비스, 멀티 플랫폼 상호작용 엔터테인먼트, 인터넷 스트리밍과 같은 다양한 미디어 형식에서 라우드니스는 단지 신호 전달 표준이 아니라 소비자 선호에 직접적인 영향을 미칩니다. 라우드니스 전쟁을 예로 들 수 있죠. 오늘날 이 모든 플랫폼에서 한 음악을 동시에 재생할 수 있다는 건 놀랄 만한 일이 아닙니다. 하지만 이 요구 사항은 콘텐츠 제작에 있어 꽤나 까다로운 일이죠. 어떻게 하면 같은 소리가 여러 플랫폼에서 같은 음질을 갖도록 할 수 있을까요? 또한 서로 다른 오디오 형식에서 주파수와 다이내믹의 손실 문제도 감당해야 합니다. '음질'이라는 것은 다소 주관적일 수 있지만 기본적인 평가 기준은 존재합니다. 주파수 반응처럼요. 서로 다른 주파수에서의 진폭 반응은 모든 소리에서 라우드니스의 결정적인 요소입니다. 여기서 주된 문제는 소리를 내는 디지털 파일을 제작하는 것이 아니라 사운드에서 서로 다른 주파수의 진폭, 전력, 라우드니스를 어떻게 제어하는가입니다.
이 문제는 간단히 말해 무엇이 '크게 들리고' 무엇이 '작게 들리는가'라고 할 수 있어요. 우리는 객관적인 참조값이 필요합니다.
현대 라우드니스 측정 시스템은 꽤 완성도가 높습니다. 먼저 몇몇 참조 수치를 살펴볼까요. 전통적으로 비공식적인 라우드니스 표준이 몇 가지 있습니다.
- 음악 RMS = -16 dB （피크 <= -3 dB）
- 음성/언어 RMS = -12 dB（피크 <= -3 dB）
이 수치는 대부분의 업계 전문가들이 흔히 사용했던 수치입니다. 하지만 현대 전문가들(중국)이 이 표준치를 낮추었습니다. 녹음과 후반 제작 업계에서 일하는 수많은 사람들, 특히 주니어 엔지니어는 심지어 RMS라는 것이 존재한다는 것도 모르는 경우가 있어요. 그렇기 때문에 주니어 엔지니어는 종종 시니어 엔지니어가 원하는 일반적인 기준에 미치지 못한다는 것을 이해하지 못하기도 합니다.
몇 가지 수치를 더 참조해볼까요.
- 1990년대 제작된 클래식 음악에서는 평균 RMS 라우드니스가 -21dB입니다.
- 할리우드 사운드트랙 최종 믹스의 RMS 라우드니스는 -20dB를 넘지 않죠. 심지어 일부 믹스는 -24dB조차 넘지 않습니다. （현재는 주로 -24 dB LKFS임.)
- 업계 표준 휴대폰의 내장 스피커에서는 사운드 샘플의 RMS가 -8dB를 초과할 경우 클리핑해버립니다.
또한 일반 할리우드 영화의 HD 트레일러를 찾아서 RMS를 살펴보면 생각보다 훨씬 낮답니다! 그리고 대부분의 파형도 아주 예쁜 모습을 하고 있죠. 기다랗게 벽돌을 쌓아 놓은 모습이 아니라 위아래로 굴곡을 가지고 있어요. 동적 주파수 반응도 아주 잘 포화되어 있고요.
위의 이미지에서 첫 번째 트랙은 영화 슈터 (Shooter, 2007)의 트레일러에서 가져온 것입니다. 두 번째 트랙은 스타워즈: 에피소드 7 깨어난 포스(Star Wars: Episode VII - The Force Awakens, 2015)의 초기 트레일러에서 가져온 것입니다.
위에 표시된 수치는 사용자의 경험과 선호도에 따라 달라지겠지만 후반 제작, 방송, 영화관의 표준을 기준으로 하고 있습니다. 사실 업계 표준을 준수하는 대부분의 작품들은 재생 도중 충분히 진폭될 수 있으며 최종 음질은 거의 재생 장비에 따라 결정됩니다. 이 표준과 절차는 영화관의 경우 특히 엄격합니다 (중국 제외). 하지만 요즘 인기 있는 청각적 선호 기준은 표준에서 벗어나죠. 일반 헤드폰의 임피던스가 헤드폰 진폭기가 더 이상 필요 없을 정도로 감소했지만 사운드 에셋의 라우드니스는 여전히 증가하고 있습니다.
다음은 영화 엑소더스: 신들과 왕들 (Exodus: Gods and Kings, 2014）(720P, AAC)에서 발췌한 사운드입니다.
저는 중간의 44분을 발췌해서 라우드니스를 측정했습니다.
그런 다음, Mac용 SoundForge Pro 2를 사용하여 RMS를 측정했습니다.
결과는 다음과 같습니다.
- LKFS= -23.5 dB
- RMS= -26.69 dB
- LRA= 16.4 dB LU
팁: 여기서 사용한 'dB'는 dBFS (Decibels relative to Full Scale, 전체 척도에 대한 데시벨)의 줄임말입니다. '전체 척도'는 20-20,000 Hz의 전체 주파수 범위와 전체 다이내믹 레인지를 말합니다 (사용되는 샘플 레이트에 따라 CD는 96dB, DVD는 144dB). 중국 업계는 이것을 '全幅 (전폭)'이라고 해요.
그렇다면 다음 질문입니다. 미터는 어떻게 읽는걸까요? 먼저 일반적으로 사용되는 미터 간의 차이점을 살펴봅시다. 우리가 모두 잘 알고 있는 VU 미터부터 먼저 살펴볼까요.
0은 상한치입니다. 0을 초과하는 빨간 부분은 허용되는 헤드룸을 나타냅니다. 이 수치의 단위는 dB가 아닙니다.
VU 미터는 빠르게 움직이는 포인터를 사용하여 오디오 신호의 현재 전압 변화를 나타냅니다. 바늘의 기계적인 움직임으로 인해 레이턴시가 발생하기 때문에 빠르고 미세한 변화는 보고하지 못할 수 있어요. 아래 그림의 왼쪽에 있는 수직적인 막대는 가장 흔히 사용되는 레벨 미터인 PPM (Peak Program Meter, 피크 프로그램 미터)입니다.
PPM도 현재 피크만 반영하기 때문에 True Peak meter (트루 피크 미터, dBTP)라고 불립니다. PPM이 정의하는 신호 레벨은 0dB까지며 그 이후로는 신호가 0dB로 표시됩니다. 하지만 전문적인 몇몇 고정밀 미터의 경우 0dB 이후도 보여줄 수 있습니다. VU미터의 최대 판독값인 0은 '0dB'가 아니라 PPM 미터에서의 -20dB와 거의 같습니다. 다시 말해 VU 미터가 0일 경우 동일한 신호에서 PPM은 여전히 20dB의 헤드룸을 갖습니다. 일부 PPM 미터는 현재 평균 피크도 보여줍니다.
표시기의 물리적 제한으로 인해 VU 미터는 신호 레벨에서 상대적인 변경을 보여주는 데만 적합합니다. 표시기의 움직임이 더 클수록 다이내믹이 더 넓습니다. PPM은 현재 피크를 보여줍니다. 두 미터 모두 '라우드니스'를 객관적으로 표시하지 못하죠. 방송 업계는 주로 LKFS 라우드니스 미터를 사용합니다.
Waves WLM
TC LM2n
동일한 샘플을 사용하여 두 미터 비교:
두 미터가 서로 다르게 읽힌다는 것을 확연히 알 수 있죠.
국제 공통 라우드니스 표준은 여러 가지가 있습니다. 가장 최근의 인기 있는 표준은 ITU-R BS.1770-3입니다 (2012년에 생김). 원래 BBS와 EBU가 만든 이 표준은 중국 라디오와 텔레비전 방송 업계가 공식으로 도입했으며 수년간 진화해온 결과입니다. 다른 적용 범위에 따라 BS.1770-2, EBU R128, TR-B32와 같은 변형도 생겼어요. 상호작용 엔터테인먼트에서 Xbox One과 PS4는 모두 라우드니스 시험을 TRC의 일부로 포함하고 있습니다. TRC는 플랫폼의 협상 불가 기술 표준입니다. 플랫폼 TRC에 실패하는 게임 작품은 해당 플랫폼에서 출시될 수 없죠. 다시 말해 콘솔에 배포하지 못하게 됩니다. 비슷하게 iPhone, iPad, Samsung 휴대폰에서도 주파수 반응과 DAC (디지털 아날로그 변환)의 다이내믹 레인지에 대한 표준이 있습니다. 이 표준은 대량 생산시 비용-이익의 균형을 위해서일 뿐만 아니라 사용자의 청각적 경험을 위한 것이죠. 또 다른 관점에서 볼 때, 수십년 간 휴대폰을 만들어 판매해온 업체들은, 전문 프로듀서나 프로 미디어가 폰 스피커 사양을 배려해서 음질을 타협할 일은 절대 없다는 걸 잘 알고 있습니다. 그렇기 때문에 그들은 테일러 스웨프트(Taylor Swift)의 음반 프로듀서가 휴대폰 스피커에 맞춰 음질을 양보하는 것이 아니라 자신들이 그녀의 음악을 잘 재생할 수 있어야 한다는 것을 알죠. 이를 위해 대기업들은 서로 동참하여 여러 가지 라우드니스 표준을 설립했습니다. 자세한 정보는 다음 문헌을 참조해주세요.
Waves WLM의 라우드니스 표준:
TC LC2n의 라우드니스 표준:
다음 두 기관은 우리 일상 생활과 밀접한 기관으로, 표준을 제정하고 있습니다.
- ITU: 국제 통신 연합 (The International Telecommunication Union)
- EBU: 유럽 방송 연합 (European Broadcast Union)
ITU와 EBU 라우드니스 표준과 측정 시스템 중 Loudness Meter (라우드니스 미터)가 가장 많이 사용되었습니다. 이 미터는 새로운 미터로서 VU 미터와 PPM과 동일한 용도로 사용됩니다. 하지만 미터의 인터페이스에 새로운 용어가 사용됩니다. 라우드니스와 다이내믹을 제어하려면 이 용어를 이해하는 것이 아주 중요합니다. 여러분이 작업하면서 주로 이 미터들을 참조하게 될 거예요. 이 용어를 함께 살펴볼까요.
LKFS: 전체 척도에 대한 K-가중 라우드니스 (Loudness, K-weighted, relative to Full Scale). 중국어로 全幅K权重响度单位(전폭K권중향도단위)라고 함. K-가중은 McGill University (맥길 대학)과 CRC (캐나다 통신 연구 센터, Communications Research Centre Canada) 사이 공동 연구의 결과입니다. 인간의 라우드니스 인지를 나타내는 비선형 곡선이죠. 라우드니스를 가장 정확하게 나타낸 알고리즘으로 널리 알려져 있습니다. 라디오, 텔레비전 방송, 비디오 게임이 모두 인간의 고유한 청각적 요구 사항을 충족하면서 소리 진폭 도중 신호의 왜곡을 최소화해야 하기 때문에 이 알고리즘은 매우 중요합니다. 좀 더 분명히 하자면 LKFS는 라우드니스 측정 단위이며 1 LKFS = 1 dB입니다. 그래서 저는 이 앞으로 블로그 시리즈에서 dBLKFS를 사용할게요.
LUFS: 라우드니스 단위 전체 척도 (Loudness Units Full Scale). 또 다른 라우드니스 척도 단위이며, LKFS와 기본적으로 동일합니다. LUFS는 단지 EBU가 정한 용어일 뿐이에요. 1 LUFS = 1dB.
게이팅(Gating): 중국어로 门限 (문한)이라고 함. 모든 라우드니스 미터와 라우드니스 처리 도구가 이 매개 변수를 가지는 것은 아닙니다. 클래식 음악과 영화를 예로 들어볼까요. 이러한 음악이나 영화에서는 아주 길고 조용한 부분이 있는 반면 소리가 아주 큰 순간도 있습니다. 이 경우 전반적인 라우드니스를 어떻게 설명해야 할까요? 측정에 필요한 어느 정도의 객관적인 기준은 어떻게 정해야 할까요? 이것이 바로 게이팅이 필요한 이유입니다. 게이팅은 상대적으로 낮은 레벨을 무시하기 위해 사용됩니다. 예를 들어 -45dB보다 낮은 신호는 보통 무시되죠. 그런 다음 소리가 큰 섹션을 사용하여 사람의 인지를 나타냅니다. 게이팅은 아마도 라우드니스 측정이라는 또 다른 중요한 분야에 도움이 될 수 있어요. 인간의 청각적 인지는 안정적인 참조값을 필요로 합니다 (나중에 자세히 설명하겠습니다). 예를 들어 우리는 일상 생활에서 다른 장르의 음악보다 팝 음악을 더 많이 듣죠. 그렇기 때문에 우리는 (모호하긴 하지만) 팝 음악에 대한 볼륨과 라우드니스의 모든 종류의 변화에 대한 잠재적인 참조를 가지고 있습니다. 하지만 영화나 게임의 경우 이 참조가 없어서 소리를 얼마나 크게 만들어야 할지 잘 모르는 경우가 많죠. 그 이유는 그러한 미디어 형식에 존재하는 소리의 복잡한 변화나 생소한 소리에 대해 잠재적인 라우드니스 참조가 거의 없으며, 있더라도 아주 모호하기 때문이에요. 하지만 팝 음악을 참조로 사용할 수 있습니다. 바로 이 때 게이팅이 사용되죠. 물론 게이트를 열 지의 여부, 그리고 게이트가 열렸을 때의 라우드니스 측정 결과는 여전히 규칙을 정하는 여러분에게 달렸습니다. 그래서 청각 훈련이 필요하죠. 게이팅은 라우드니스 비교와 의사 결정 시스템을 짜는 데 도움을 줍니다.
우리는 보통 시간이 지남에 따라 볼륨이 동일한 사운드는 듣지 못해요. 그렇기 때문에 ITU-R BS.1770이 사용하는 라우드니스 측정은 30분의 재생 기간동안 허용하는 평균 라우드니스가 약 -24 dB LKFS (EBU 표준 -23 dB LUFS)이며 최대 라우드니스는 -12 dB LKFS입니다. 그 이상은 소리가 너무 크다고 간주되죠.
게임의 경우 이 측정 방법이 문제가 됩니다. 왜냐하면 하나의 사운드 에셋이 길게 유지되는 일이 거의 없기 때문이에요. 그래서 우리는 단기간 라우드니스, 게임의 런타임 평균 라우드니스, 최대 단기간 라우드니스 (400-3,000 ms 시간 프레임 동안)에 관심이 더 많죠. 물론 경우에 따라 라우드니스가 낮은 구간과 지속 시간을 측정해야 하기도 하죠. 이 부분도 아주 중요합니다. 실행 중인 게임에서 라우드니스가 낮은 구간이 너무 길고 라우드니스의 값이 너무 낮을 경우 게임이 전반적으로 너무 조용하고 신나지 않게 됩니다. 심지어 플레이어의 헤드폰에 아무 소리도 들리지 않는 부분이 생길 수가 있어요. 그러면 게임 경험이 부자연스러워지겠죠. 사실 우리는 게임의 전반적인 오디오 출력뿐만 아니라 BGM (배경 음악)의 후반 제작과 균형 작업 도중에도 이 값을 반드시 고려해야 합니다. 특히 종종 간과되는 낮은 라우드니스의 측정도 잊어서는 안돼요. 이 수치는 다음 스크린샷에서 확인하실 수 있습니다.
이 수치를 이해하기 위해서는 청각 훈련이 필요합니다. 다음 블로그에서 저의 개인적인 팁과 모범 사례를 소개해 드릴게요.
다음 블로그인 ‘라우드니스를 처리하는 최상의 방법, 제 1강: 라우드니스 측정 (2부)’를 기대해주세요.
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