Stage Sound Magazine Vol.05

SSM STAGE SOUND MAGAZINE 2023 - Quarter I Vol.05
AURUS platinum The Direct-Access Console
AURUS 플래티넘 콘솔은 모든 공통 포맷에서 거의 무제한의 오디오 I/O 리소스를 제공하는 NEXUS 오디오 네트워크와 완벽하게 통합됩니다. 내장 매크로 컨트롤러를 사용하면 모든 환경에서 외부 시스템을 쉽게 통합하고 일상적인 작업을 원활하게 수행할 수 있습니다.
Digital Audio Routing System
NEXUS
SSM STAGE SOUND MAGAZINE 5 0 서울특별시 영등포구 경인로 775, 에이스하이테크시티 4동 107호 Tel. 02-2168-4551 www.soundhub.co.kr


PERFORMANCE REVIEW
사이먼 래틀 & 조성진 런던심포니오케스트라
국내 최초, 이머시브 사운드 시스템으로 실내 공연을 야외에서 재현하다!
5 1 SSM | PERFORMANCE REVIEW - 사이먼 래틀 & 조성진 런던 심포니 오케스트라


SSM STAGE SOUND MAGAZINE 2023 - Quarter I Vol.05
지난 10월 12일, 대전 UCLG(세계지방정부연합) 총회 개최를 기념 하는 특별 이벤트로 대전예술의전당 아트홀 공연 실황을 이머시브 사운드 시스템을 활용하여 야외에서 생중계하였다. 이는 국내 최초로 시도한 일이다. 세계적인 마에스트로 사이먼 래틀과 영국을 대표하는 런던 심포니 오케스트라, 그리고 쇼팽 국제 콩쿠르에서 한국인 최초로 우승한 피아니스트 조성진의 만남으로 공연 전부터 반응이 뜨거웠 으며, 야외 실황 중계로 더 많은 관객들이 공연을 볼 수 있었다.
이번 공연을 위해 대전예술의전당 성재훈 팀장과 음향팀, 그리고 이머시브 시스템을 활용한 다양한 프로젝트를 진행하고 있는 이수용 동아방송대 겸임교수가 협업하였다. 이머시브 시스템으로 잘 알려진 IOSONO 시스템과 최근 리모델링을 마친 아트홀의 디지털 인프라를 적극 활용했다. 이머시브 사운드 구현을 위해서 아트홀에는 클래식 공연 녹음용으로 사용하던 서스펜션 마이크 외에 오케스트라 악기별 스팟 마이크, 객석 앰비언스 마이크를 설치하였고, 야외 원형극장에
는 LED 스크린과 21개의 스피커를 설치했다.
국내 최초로 시도하였기에 많은 이들의 기대는 물론 우려와 걱정도 있었을 터.... 그러나 공연이 끝나자 관객들의 반응은 뜨거웠고, 우려는 안도감으로 바뀌었을 것이라 생각한다. 이번 공연을 위해 협업했던 대전예술의전당 성재훈 팀장과 사운드이엔지코리아 이수용 동아방송 예술대 겸임교수를 만나 이머시브 시스템을 활용한 실황 중계를 위해 어떻게 준비하였는지, 그리고 공연을 마친 소감을 들어보았다.
(사진 제공: 대전예술의전당, 월간PA, 이수용 교수)
SSM STAGE SOUND MAGAZINE
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PERFORMANCE REVIEW
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대전예술의전당 성재훈 음향감독
대전예술의전당 성재훈 음향감독
야외 원형극장에서 LED 스크린을 통해 실시간
생중계되고 있는 런던 심포니 오케스트라
본인 소개 부탁드립니다.
안녕하세요. 대전예술의전당 무대음향팀 팀장 성재훈입니다.
대전예술의전당 아트홀에서 진행
한 공연을 라이브 실황으로 야외
에서 중계한 일은 이번이 처음입니다. 이 공연을 기획하게 된 계기가 궁금 합니다.
이번 공연은 대전 UCLG(세계지방정부연합) 총회 개최를 기념 하는 특별 이벤트로 기획되었습니다. 영국 훈장과 기사 작위를 받은 세계적인 마에스트로 사이먼 래틀이 이끄는 런던 심포니 오케스트라와 2015년 쇼팽 국제 콩쿠르에서 한국인 최초로 우승한 피아니스트 조성진이 함께하는 공연을 더 많은 관객들에게 보여 드리기 위해 야외 원형극장에서 실시간으로 생중계하게 되었 습니다.


생생한 현장감을 위해 이머시브 사운드 시스템을 활용하였는데요.
네, 기획운영팀에서 특별 이벤트로 야외 원형극장 생중계를 기획하였고, 현장감을 극대화시키기 위한 방안을 모색하던 중 이머시브 사운드 시스템을 활용하는 것이 좋겠다고 판단하여 의견을 제시했습니다. 그리고 마침 이 시스템을 활용하여 다양한 프로젝트를 진행하고 있는 이수용 교수와 협업하게 되었고, 10월 말부터 함께 고민 하며, 공연을 준비했습니다.
야외 라이브 생중계를 위해 아트홀에 약 30개의 마이크가 설치되었습니다. 이 신호를 야외 이머 시브 시스템으로 전송하기 위해 대전예술의전당 디지털 인프라 시스템을 활용하였는데요.
2016년과 2020년 2회에 걸쳐서 대극장 (아트홀)과 소극장(앙상블홀)에 디지털 오디 오 콘솔을 구매하였고요. 2021년이 되어서야 디지털 오디오 선로 교체 공사로 디지털 시스 템을 마무리할 수 있었습니다. 5년 만에 기존 아날로그 시스템에서 디지털로 바뀌게 된 거죠.
모든 디지털 오디오를 어느 곳에서도 편리 하게 공유할 수 있도록 FOH와 Control- Room 그리고 무대 I/O 박스 사이를 메인 링과 서브링을 통해 적극 활용했습니다. 또한, I/O 박스를 무대로 옮기면서 아날로그 입, 출력 신호를 최단 거리로 수용하고, 디지털
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신호 로스를 최대한 줄임으로써 효율을 극대화시켰습니다.
아트홀에서 야외 이머시브 시스템으로 오디오 신호를 전송하기 위해 아트홀 PM10 콘솔로 입력한 약 30개의 마이크 신호를 무대 I/O 박스 Dante 네트워크로 출력하였습니다. 그리고 이더넷 스위치를 통해 Pimary와 Secondary 네트워크를 옵티컬 케이블로 야외 CL5 콘솔까지 전송하였습니다.
야외 원형극장 어디에서나 생생한 현장감은 물론 공간감을 극대화했다는 평이 많았습니다. 이머 시브 사운드 시스템을 활용한 이번 공연 어떠셨 는지 궁금합니다.
확연하게 느끼기 위해서 셋업 중 이수용 교수에게 요청하여 스테레오로 재생하고, 이머시브 시스템으로 재생하여 비교 청취 하였습니다. 이머시브 시스템에서 재생되는 음향 자체도 깔끔했을 뿐만 아니라 공간감, 임장감, 파노라마가 확연하게 느껴졌습니다. 이 세 단어 외에 어떤 말로 더 표현해야 할지.... 이러한 사운드를 처음 들어보는 관객 들까지도 충분히 생생히 느꼈으리라 생각 합니다. 그리고 최근까지도 당시 현장에 있었 던 지인분들이 “음향이 매우 좋았다”고 칭찬 해주고, 타지에서 오신 분은 “대전 시민들이 부럽다”고까지 이야기했다고 합니다. 아주 보람 있는 공연이었다고 생각합니다.
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PERFORMANCE REVIEW
Sound Signal Design
Subject: 조성진 & 사이먼 래틀, 런던심포니 DATE: 2022.10.12.
Daejeon Arts Center Place: Art Hal
Dante CH
instrument
MIC
마이크 번호
Stand
Dante CH
instrument
MIC
마이크 번호
Stand
101
SUS1/L
DPA4011
121
Brass L
SM81
13
Mid
102
SUS1/L
DPA4011
122
Brass R
SM81
14
Mid
103
SUS1/R
DPA4011
123
Trp L
AKG C61
15
Long (Stereo)
104
SUS1/R
DPA4011
124
Trp R
AKG C61
16
105
SUS2/L
DPA4011
125
Timp
SM81
17
Long
106
SUS2/L
DPA4011
126
Pf L
Neumann 150
18
Long (Stereo)
107
SUS2/R
DPA4011
127
Pf R
Neumann 150
19
108
SUS2/R
DPA4011
128
Seat 1 L
Beyerdynamic MC836
20
Long
109
1stVi 1
Schoeps MK4
1
129
Seat 1 R
Beyerdynamic MC836
21
Long
110
1stVi 2
Schoeps MK4
2
130
Seat 2 L
Beyerdynamic MC836
22
Long
111
Vla
Schoeps MK4
3
131
Seat 2 R
Beyerdynamic MC836
23
Long
112
Vc 1
Schoeps MK4
4
132
113
2ndVi1
Schoeps MK4
5
133
114
2ndVi2
Schoeps MK4
6
134
115
Vc2
Schoeps MK4
7
135
116
Cb1
AKG 414
8
Short
136
117
Cb2
AKG 414
9
Short
137
118
Hp
Schoeps MK4
10
138
119
Wood L
AKG C61
11
Mid
139
120
Wood R
AKG C61
12
Mid
140
No
Direct Consol OUTPUT
Dante Out Ch
No
Direct Consol OUTPUT
Dante Out Ch
No
Direct Consol OUTPUT
Dante Out Ch
마이크
수량 스탠드
수량
1
SUS1/L
101
16
2ndVi2
113
29
Pf R
126
DPA4011
8 Short
2
2
SUS1/L
102
17
Vc2
114
30
Seat 1 L
127
MK4
8 Mid
4
3
SUS1/R
103
18
Cb1
115
31
Seat 1 R
128
AKG414
2 Long
7
4
SUS1/R
104
19
Cb2
116
32
Seat 2 L
129
AKG C61
4 stereo bar
2
5
SUS2/L
105
20
Hp
117
33
Seat 2 R
130
SM81
3총합
15
6
SUS2/L
106
21
Wood L
118
34
131
Neumann 150
2 모니터스피커
수량
7
SUS2/R
107
22
Wood R
119
35
132
Beyerdyna mic MC836
4
UM100p
8
SUS2/R
108
23
Brass L
120
36
133
UM1p
9
1stVi 1
109
24
Brass R
121
37
124
UPM1p
10
1stVi 2
110
25
Trp L
122
38
125
CQ2
11
Vla
111
26
Trp R
123
39
126
12
Vc 1
112
27
Timp
124
40
127
13
2ndVi1
113
28
Pf L
125
41
128
총합
31 총합
트럼펫 15,16번 스테레오
피아노 18,19번 스테레오 20번~23번객석 앰비언스 녹음
f
P
5 5 SSM | PERFORMANCE REVIEW - 사이먼 래틀 & 조성진 런던 심포니 오케스트라
사이먼 래틀 & 조성진 런던 심포니 오케스트라 공연의 채널 시트


SSM STAGE SOUND MAGAZINE 2023 - Quarter I Vol.05
향후 이머시브 사운드 시스템을 활용한 공연을 진행할 계획이 있으신가요?
실내 공연을 라이브 실황으로 야외에서
중계한 일은 이번이 처음인데, 시민들에게
좋은 반응을 얻어 매우 긍정적으로 평가하고
있고요. 관객들의 호응도 매우 좋았고, 저희
대전예술의전당도 이러한 시도를 긍정적으로
보고 있기 때문에 앞으로도 야외 공연장에서
이머시브 사운드 시스템을 활용한 클래식
음악 공연을 자주 선보일 수 있지 않을까
생각합니다. 더 좋은 대안이 또 있을까요? ^^
STAGE
SOUND
SSM STAGE SOUND MAGAZINE
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PERFORMANCE REVIEW
동아방송예술대학교 이수용 교수
본인 소개 부탁드립니다.
안녕하세요. 저는 동아 방송예술대학교 음향제작 과에서 강의하고 있는 이수용입니다. 저는 다양 한 공연에서 공연음향의 믹싱을 하며 공연장 및
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SSM | PERFORMANCE REVIEW - 사이먼 래틀 & 조성진 런던 심포니 오케스트라
여러 공간에서 음향 시스템 디자인과 컨설팅을 담당하고 있습니다. 특히 최근에는 여러 이머시브 사운드 관련 프로젝트에서 시스템 디자인과 튜닝, 그리고 콘텐츠의 믹싱 등을 하고 있습니다.
대전예술의전당 아트홀에서 진행한 공연을 라이브 실황으로 야외에서 중계하기 위해 이머시브 사운드 시스템을 활용하였습니다. 교수님께서 이 공연에 함께하게 된 계기가 궁금합니다.
대전예술의전당 기획팀에서 이번 공연의 야외 중계 프로젝트를 기획하고 추진하는 과정에서 관객들에게 완성도 높은 사운드를 들려주기 위한 방안을 모색하던 중 대전예술의전당 음향팀에서 저를 추천해주셔서 논의가 시작되었습니다.
국내에서는 클래식 공연을 야외 생중계로, 그것도 이머시브 사운드를 적용해 재현했던 사례가 아직 없었기 때문에 당연히 우려도 있었지만 기존에 제가 진행했던 프로젝트의 사례를 들어 설명드렸고 이를 신뢰해주셔서 진행될 수 있었습니다.
동아방송예술대학교 이수용 교수


1차로 LED 스크린 상단에 설치한 전면 스피커
야외 원형극장에 360도 방향으로 설치한 스피커
생생한 현장감을 위해 각각 아트홀에는 약 30개의 마이크, 야외 원형 극장에는 21개의 스피 커가 설치되었는데요. 이번 공연을 위해 어떻게 시스템을 디자인했는지 설명 부탁드립니다.
먼저, 야외 원형극장의 공간을 살펴보면서 스크린의 위치와 객석 위치에 대한 상의를 시작했습니다. 아무래도 이머시브 사운드의 시스템 디자인은 대상이 되는 객석 공간을 기준으로 진행해야 하기 때문에 기존에 이 장소에서 개최되었던 야외 행사 사진과 자료를 참고해서 LED 스크린의 위치가 결정되었습니다.
스피커의 경우, 처음 계획했던 디자인은 측 면 서라운드 포인트의 숫자를 줄이고 구조물 을 높여서 2단의 스피커가 측면 방향의 공간 감과 상부의 공간감을 함께 갖도록 하는 것 이었는데, 안전과 실효성 문제를 고려해 측면 서라운드 포인트를 추가하는 것으로 수정 했습니다.
최종적으로 LED 스크린 상단에 설치한 전면 스피커
SSM STAGE SOUND MAGAZINE 2023 - Quarter I Vol.05
가장 신경쓰였던 것은 스크린 상단의 전면 스피커였는데 단순히 스크린 위에 놓이는 것만이 아니라 적절한 각도로 아래쪽 그리고 기준 위치 방향으로 비스듬히 놓여야 했기 때문입니다. 야외 중계 프로젝트의 전반적인 진행을 담당했던 대행사와도 소통이 잘 이루어져서 스크린 구조물 상단에 스피커를 지지할 수 있는 가로대도 사용할 수 있었고 원하는 각도로 안전하게 설치하였습니다.
각 스피커(Nexo PS15)를 Nexo 전용 앰프로 1:1 매칭하고 구동함으로써 충분한 음량과 음질이 확보될 수 있었기 때문에 기본적인 튜닝만으로도 정확한 사운드 필드를 얻을 수
SSM STAGE SOUND MAGAZINE 5 8


PERFORMANCE REVIEW
대전예술의전당 아트홀에서 야외 원형극장으로
오디오 신호를 전송하기 위한 이더넷 스위치
오케스트라 스팟 마이크 위치
대전예술의전당 서스펜션 마이크
있었다고 생각합니다.
입력 소스의 경우, 먼저 대전예술의전당 아트홀 에서 일반적인 클래식 공 연 녹음 시 사용하는 서스 펜션 마이크 음원을 다른 공연 실황의 멀티트랙 음 원으로 받아 체크했습니
이렇게 입력된 각 채널의 신호는 야외무대 CL5 콘솔로 입력된 후, IOSONO Core 프로 세서에서 공간 상의 패닝을 거쳐 IOSONO 내에 디자인된 각 스피커 출력으로 전달 했습니다.
이머시브 사운드 시스템을 활용해 실내 공연장에서 진행한 공연을 라이브 실황으로 야외에서 중계한 일은 이번이 처음입니다. 이번 공연을 함께한 교수님의 소감이 궁금합니다.
다. 검토 결과 이번 공연을 위해서 일부 스팟 마이크(spot mic) 추가 설치가 필요하다고 판단했고, 오케스트라 배치도를 기준으로 필요한 위치의 마이크 설치를 디자인했습 니다. 공연 실황의 생동감을 위해 객석 앰비 언스 마이크도 4개 요청했고, 마이크 설치와 결선은 대전예술의전당 음향팀의 주도로 진행되었습니다.
마이크 입력은 먼저 대전예술의전당 PM10 콘솔로 입력된 후, 개별 채널을 Dante 네트 워크 출력으로 보내어 이더넷 스위치를 통해 Primary와 Secondary 네트워크를 각각 옵티 컬 케이블로 야외무대 콘솔까지 연결했 습니다. 대략 거리는 300m 정도였습니다.
사실 야외 공간에서 이머 시브 사운드 프로젝트들을 진행해오면서 클래식 음악 의 재현을 늘 염두에 두어왔 습니다. 왜냐하면 클래식 음 악을 일반적인 스테레오 방 식으로 야외에서 전달할 경 우 객석 위치에 따른 정위감 의 차이도 클 뿐 아니라 클래 식 음악의 전달에서 중요한 공간의 잔향과 초기반사음 을 실내 공연장과 같이
야외 원형극장 메인 콘솔 CL5
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360도 방향에서 전달하는 것이 불가능하기 때문에 이머시브 사운드에 의한 공간감 재현 의 필요가 명확하다고 생각했기 때문입니다.
다행히 올해 5월 부산 F1963 야외 공연장 에서 오페라 ‘피가로의 결혼’을 이머시브 사운드로 확성하는 프로젝트를 진행하면서 야외에서 클래식 악기와 목소리의 공간감과 정위감 재현에 대해 충분한 테스트를 해 보았고또좋은평가를받았기때문에이번 프로젝트를 보다 쉽게 진행할 수 있었습니다.
이번 프로젝트를 진행하며 많은 도움을 준 대전예술의전당 음향팀 성재훈 감독과 팀원 들과도 많은 이야기를 나누었었는데, 다들 경험해보지 못한 야외에서의 360도 사운드에 대해 우려와 기대를 함께 갖고 시작한 것이 사실입니다. 하지만 실제 사운드를 경험해 보니 야외에서 이머시브 사운드로 구현된
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클래식음향이왜필요하고어떤효과를경험 할수있을지쉽게이해하였고보다활발한 토의가 가능했습니다. 야외에서 이머시브 시 스템을 통한 클래식 음악의 재현이 쉽게 납득되는 이유는 그것이 실제 자연스러운 콘서트홀 공간에서 우리가 클래식 음악을 접하는 방식이기 때문입니다.
물론, 실내와 다른 야외 상황(주변의 소음 음량 등) 때문에 공연장에서 듣는 것과 완전히 같은소리를재현하는것이꼭답이라고생각 하지는 않습니다. 야외에서의 사운드는 그 나름대로의 밸런스와 그에 어울리는 공간감 이 디자인되어야 한다고 생각합니다. 이런 점들은 추후 함께 논의할 수 있는 공연이나 실험들을 통해 더 많이 연구되어야 한다고 생각합니다.
많은 음향인들 사이에서 이머시브 사운드 시스템에 관한 관심이 점점 더 높아지고 있습니다. 앞으로 이 시스템의 발전 방향성에 대해 어떻게 생각하시는지 궁금합니다.
일반적으로 이머시브 사운드를 홍보할 때 청취자의 전후좌우 방향에서 화려하게 움직이는 음원의 움직임에 초점을 맞추는 경우가 많은데 이는 이머시브 사운드로 표현할 수 있는 것의 일부분일 뿐입니다.
이머시브 사운드는 결국 사람이 자연스럽 게 공간에서 소리를 청취하는 방식과 음장 에 대한 이해가 기본이라고 생각합니다.
SSM STAGE SOUND MAGAZINE 6 0


PERFORMANCE REVIEW
그렇기 때문에 특정한 회사의 시스템으로 완벽히 갖춰진 시스템만이 이머시브 사운드 처럼 생각하는 선입견을 먼저 버렸으면 하는 바람이 있습니다.
이머시브 사운드는 공연에 필요한 사운드가 무엇인지를 고민하고 정확히 이해하는 것 에서 출발한다고 생각합니다. 그러한 이해가 충분하다면 이를 구현하기 위해서 적합한 시스템에 대한 타협과 이해가 당연히 도출될 것이고 이 과정에서 얼마든지 현재 시스템 에서 일부를 보완하는 방식으로도 꽤 훌륭 하고 충분한 효과를 얻을 수 있기 때문입니다.
공연장에서 이머시브 사운드는 스테레오와 대비되는 갖춰진 시스템의 개념이라기보다 ‘몰입감이 높고 자연스러운 무대음향의 확성 을 위한 다양한 사운드 디자인 아이디어들’로 세분화되어 적용되어야 한다고 생각합니다.
조만간 합리적인 가격에 사용할 수 있는 프로세서들도 출시되리라 보는데, 이런 것 들을 주체적으로 소화해 사용할 수 있는 기본 기만 갖추고 있다면 공연의 특성에 따라 관객과 디자이너 모두 만족도가 높은 소리의 표현이 가능하게 되리라 생각합니다. 이런 방향이 이머시브 사운드를 받아들이는 바람 직한 변화의 방향이 아닐까 생각합니다.
처음 이머시브 사운드 시스템을 접하는 음향 인들에게 조언해주고 싶은 점이 있다면?
앞서 말씀드린 것처럼 사람이 공간에서 전달되는 소리를 어떻게 경험하고 받아들이 는지, 그리고 공간에서 소리는 어떻게 반사 되고 전달되는지에 대해 보다 많이 공부하 셨으면 좋겠습니다. 거기에 핵심적인 요소가 있습니다.
360도 방향에 스피커를 설치하고 소리를
확성하는 일은 사실 그리 어렵지 않습니다.
그것보다 공연에 따라 어떤 소리의 전달이
필요한지, 그리고 관객들은 어떤 소리를
원하는지를 깊이 고민하시다 보면 지금보다
훨씬 그 공연을 잘 표현하고 관객들이 몰입감
높게 받아들일수 있는공연 음향을만드실 수
STAGE
SOUND
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있을 것이라 생각합니다.


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6 3 SSM | 양성원의 카드뉴스 - 이알이 범인이다


SSM STAGE SOUND MAGAZINE 2023 - Quarter I Vol.05
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6 5 SSM | 양성원의 카드뉴스 - 이알이 범인이다


SSM STAGE SOUND MAGAZINE 2023 - Quarter I Vol.05
[참고 문헌]
- 음향기술총론, 강성훈 박사 저, 사운드미디어
- 음향시스템 튜닝과 측정, 강성훈 박사 저, 사운드미디어
- 공간음향설계, 강성훈 박사 저, 사운드미디어
- 무대음향 I, II, III, 이돈응 저, 무대예술전문인 자격검정위원회
양성원
부천문화재단 음향감독
- (사)무대음향협회 경인지부 기술위원 - 마리오음악공작소 운영자
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스테레오 시스템과 입체음향(전면구성) 시스템의
스윗스팟 비교분석
글|윤현철
(주)소닉밸 류 / 기술부
스피커시스템에서 스윗스팟이란 가장 좋은 소리를 들을 수 있는 위치, 범위를 말한다. 스테레오 시스템에서 스위스팟의 위치는 좌우 스피커의 소리가 모두 전달되는 가운데 지점 부근에 형성이 된다. 이로 인해 가운데 지점을 제외한좌,우측의위치에서는스윗스팟과는다른사운드이미지가형성된다. 입체음향시스템은스피커의구성과 설치 위치가 스테레오 시스템과는 다르게 여러 개의 스피커를 배치한다. 또 음원 재생 시 음량과 시간차를 이용해 보다 넓은 커버리지를 생성하므로 사운드의 확산이 이루어지고 스윗스팟이 넓게 형성된다.
본 글에서는 입체음향 시스템의 객체의 위치에 따른 음압 분포도를 기초로 스피커 커버리지 패턴을 분석해 스윗스팟의 범위 및 스테레오와의 차이를 고찰해본다.
1. 서 론
입체음향의 대표적인 효과는 크게 두가지로 스윗스팟의 확대와 객체의 위치표현 시 편리함이 있다.그중에서도가장큰효과인음장감의확대. 즉 스윗스팟이 확대되는 방식에 대한 이해가 필요하다.
일반적으로 스윗스팟은 사운드의 이미지와 관련된 측면과 사운드의 퀄리티에 관련된 측면이 있다. 사운드의 이미지와 관련하여 스테레오 시스템의 사운드 이미지 형성은 스피커 커버리지 가 겹치는 부분, 즉 스피커 중앙(그림1) 에서 완전하게 발생한다. 하지만 어느 한쪽으로 치우치면 스테레오 사운드 이미지 형성은
중앙과는 다른 이미지를 형성한다. 좁은 스윗스팟으로 인한 사운드 이미지의 편차는 스테레오 시스템의 대표적인 문제이다. 이런 스테레오 사운드 이미지의 편차를 입체음향 시스템에서는 스피커의 추가설치와 사운드 재생 시알고리즘을통해연산후재생하는것으로 스윗스팟을 확장시켜 음장감을 확산시킨다.
입체음향 시스템의 각 위치 별 음원 재생 시 각 스피커에서 어떤 연산을 거쳐 재생이 되는지를 측정하고 그 결과를 시뮬레이션 프로그램으로 분석하고자 한다.
6 7 SSM | 스테레오 시스템과 입체음향(전면구성) 시스템의 스윗스팟 비교분석


2. 스테레오 시스템의 스윗스팟 2.1 스윗스팟
팬텀 이미지를 기본으로 한 스테레오 스윗 스팟은 그림 1처럼 형성이 된다. 스테레오 시스템 에서 스윗스팟은 L, R 스피커의 커버리지에 모두 해당되어야 좋은 팬텀 이미지를 형성할 수 있다.
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우측 스피커로 이동한다. 그림 3-b는 우측의 스피커에 시간차로 인한 0.5ms 지연(Delay)이 발생하면 먼저 도달하는 좌측 스피커 방향으로 위치를 인식하게 된다.
그림 3-a. 스테레오 소리위치표현 - 레벨
그림 3-b. 스테레오 소리위치표현 - 시간지연
2.3 스테레오 시스템 스윗스팟의 한계
그림 4(a)처럼 중앙 지점에 위치하면 팬텀 이미지로 인해 사운드 이미지가 정확히 형성 되지만 우측에 위치하게 되면 우측의 스피커 위주로 듣게 된다. 한쪽 스피커 위주로 듣게 되기 때문에 중앙지점과는 다른 이미지가 형성이 된다. 이는 개인공간 같이 작은 스윗스팟으로도 충분한 공간에서는 문제가 적을 수 있지만, 대형 공연장
그림 1. 스윗스팟
그림 2는 스테레오 시스템의 음압 분포를 비교 (Relative)한 자료로 스테레오 시스템 좌, 우 동시 재생시와 좌측 스피커만 재생시의 음압 분포 패턴을 통해 스윗스팟의 음압분포를 확인할 수 있다. 동일한 음량과 거리차로 재생되어야 균등한 패턴과 고른 주파수 밸런스를 가지게 된다.
그림 2. 스테레오시스템 음압분포도/왼쪽 스피커 음압분포도
2.2 소리 위치 표현 방법
스테레오 시스템에서 소리의 위치를 표현하는 방법은 두 가지로 레벨(Level)과 시간지연(Delay) 을 이용한 방법이다. 그림 3-a는 우측 스피커의 레벨만 증가되면 음원의 위치가 레벨이 증가된
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등 큰 공간에서는 스윗스팟의 편차가 존재하는 한계가 발생한다.
그림 6은 입체음향 시뮬레이션 스피커 배치도로 객체의 위치 ‘a좌측’과 ‘b중앙’, 각 위치 재생 시 스피커의 위치를 나타낸다.
그림 4. 스테레오 청취구역의 중앙과 우측의 차이
3. 입체음향 시스템의 스윗스팟
입체음향 시스템에서는 사운드 객체의 위치에 따라 각 스피커에서는 재생하는 레벨(Level)과 시간차(Delay)가 다르게 생성이 된다.
WFS 알고리즘을 사용한 시스템의 입체음향 시스템의 객체 배치에 따른 커버리지를 측정하기 위해 이머시브 엔진의 출력을 측정해 이를 토대로 시뮬레이션 프로그램에 입력하여 아래(그림9, 10)의 음압분포도 커버리지를 형성했다.
그림 6. 입체음향 시스템(전면구성) 스피커배치
3. 1 객체의 배치에 따른 스피커 음압분포도­a좌측
그림 7은 사운드 객체가 x: -5m, y:12m의 위치에 있을 때의 각 스피커별 지연 시간을 나타낸다. 객체에서 멀리 위치한 스피커일수록 시간의 지연이 더 발생해서 재생이 되는 것을 확인할 수 있다.
그림 5. WFS (Wave Field Synithesis) 이론 ­ 파면(Wave Front)상의 모든 점은 2차 파면의 점 소스(Point Source)로서
작용한다는 호이겐스의 원리(Huygens’s principle)에 기반
그림 7. 객체 위치 ‘a 좌측’ 재생 시 스피커별 지연시간
6 9 SSM | 스테레오 시스템과 입체음향(전면구성) 시스템의 스윗스팟 비교분석


그림 8은 그림 7과 동일한 사운드 객체의 위치에서 SPL의 변화를 나타낸다. 역시 스피커와 사운드 객체와의 거리가 멀수록 레벨이 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 이 데이터를 시뮬레이션 프로그램에 대입 시 그림 9과 같은 음압 분포도를 나타낸다. ‘a좌측’ 사운드 소스 재생 시 각 스피커 별 시간차와 레벨차이가 존재함을 알 수 있다.
그림 8. 객체 위치 ‘a 좌측’ 재생 시 스피커별 SPL (dBFS)
그림 9. 객체 위치 ‘a 좌측’
3. 2 객체의 배치에 따른 스피커 음압분포도­b중앙
그림 10은 사운드 객체가 x:0m, y:12m의 위치에 있을 때의 각 스피커별 지연 시간을 나타낸다. 사운드 객체의 가운데 부분에서 가장 짧은 지연 시간으로 재생되고, 거리가 멀어질수록 지연이 발생한다.
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그림 11의 SPL 관련 자료의 경우에는 사운드 객체가 위치한 가운데 부분이 제일 음압이 낮은 것을 확인할 수 있다. 이를 토대로 시뮬레이션 프로그램 대입 시 그림 12와 같은 음압분포도에 따른 패턴이 나타난다. ‘b 중앙’ 사운드 소스 재생 시 각 스피커 별 시간차와 레벨차이가 존재함을알수있다.
그림 10. 객체 위치 ‘b 중앙’ 재생 시 스피커별 지연시간
그림 11. 객체 위치 ‘b 중앙’ 재생 시 스피커별 SPL (dBFS)
그림 12. 객체 위치 ‘b 중앙’
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4. 스테레오와 입체음향 시스템 음압분포도 비교
입체음향 시스템의 그림 9 ‘a 좌측’ 과 대칭되게 ‘c 우측’ x:5m, y:12m 객체 배치 시 ‘a 좌측’+‘c 우측’ 음압분포도는 아래와 같다.
그림 13. 객체 ‘a 좌측’, ‘c 우측’
그림 14. 객체 ‘a 좌측’, ‘c 우측’ 동시 재생 시 음압분포
그림 15. 스테레오 시스템 재생 시 음압분포
5. 고찰 및 결론
청감상으로 입체음향의 스윗스팟은 스테레오의 스윗스팟보다 매우 넓다. 또한 위의 시뮬레이션을 통해서 파악한 음압분포도 또한 스테레오보다 넓고, 많은 부분을 차지하고 있음을 알 수 있다.
스테레오 스윗스팟에서 표현되는 사운드 이미지 구현과 사운드 퀄리티 확장이 입체음향에서는 음장의 확장이라는 더 큰 범위의 용어로 표현된다. 여러 스피커의 경로를 통해 여러 객체의 레벨과 시간을 각각 연산하여 사운드 이미지와 사운드 퀄리티의 확장을 가져온다. 스테레오의 중앙 지점을 벗어나 좌, 우측에 스윗스팟의 확장을 구현하는 것이다.
이 스윗스팟의 확장, 음장감의 확장을 통해 입체음향에서 객체의 위치와 이동에 따른 결과를 예측하여, 디자인하고 적용하는 다양한 노력이 필요하다.
참고 문헌
1. https://av-info.eu/index.html?https&&&av- info.eu/audio/stereo.html
2. 이태진 외, 훤히 보이는 생활 속 오디오 기술 ­ 한국전자통신연구원(2011).
3. https://www.linkwitzlab.com/The_Magic/ The_Magic.htm
7 1 SSM | 스테레오 시스템과 입체음향(전면구성) 시스템의 스윗스팟 비교분석


6. 추가별첨 : 패닝알고리즘별 패턴분석 6. 1 스테레오 믹싱과 이머시브 믹싱
스테레오와 이머시브 시스템의 스윗 스팟이 다르게 형성되는 것으로 인해서, 이머시브 믹싱에도 기존 스테레오 믹싱과는 다른 접근이 필요하다. 이머시브 믹싱의 완성도는 스테레오 믹싱이 많은 시간동안 여러 노하우로 완성도가 높아진 것처럼 다양한 경험과 시도를 통해 높아지게 될 것이다.
이머시브 믹싱에서도 제일 중요한 것은 귀로 듣고, 가장 좋은 소리를 만들어 가는 것이다. 이는 스테레오 믹싱과 동일하다. 하지만 이머시브 믹싱에서는 객체의 위치와 이동이 기존 스테레오 믹싱과는 다르기 때문에 이에 대한 정확한 이해가 이머시브 믹싱에서 좋은 결과로 나타난다.
그림 16. 이머시브 믹싱 컨트롤화면
6. 2 제조사별 이머시브 패닝알고리즘
공연장 및 라이브 환경에서 사용할 수 있는 이머시브 엔진으로는 L-acoustic의 LISA, d&b의 Soundscape, Astro Spatial Audio의 SARA II 그리고 FLUX의 Spat Revolution이 대표적이다. 또 최근에는 Adamson의 Fletcher Machine,
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Coda의 Space Hub 등 다양한 종류의 이머시브 엔진이 출시되고 있다.
제조사
모델명
방식
패닝알고리즘
L-acoustic
LISA
VBAP/MDAP
Amplitude-based
d&b
Soundscape
Delay-based
Astro Spatial Audio
SARA II
WFS
Delay-based, Amplitude-based
Flux
SPAT Revolution
WFS, VBAP, MDAP, ST
Delay-based, Amplitude-based
표 01. 제조사별 패닝알고리즘
이처럼 다양한 이머시브 엔진만큼 여러 종류의 패닝 알고리즘이 적용되어 있다. 패닝알고리즘에 대한 이해와 경험이 이머시브 믹싱의 퀄리티와 직결 된다. 두 제조사의 엔진을 비교하고 객체의 위치에 따른 패닝 알고리즘 WFS, VBAP를 비교하여 분석하고자 한다.
6. 3 객체 위치에 따른 패닝 알고리즘 비교분석
그림 17. 스피커 위치도
그림 17 처럼 2.5m 간격으로 설치된 이머시브 스피커를 위치시켰다. 좌측 A 지점 스피커를 기준으로 5m, 10m, 20m 뒤에 객체를 배치시켰을 때 SPK 1, 2, 3, 4, 5의 스피커로 재생되는 음압 및 딜레이 타임을 측정하였다.
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Astro Spatial Audio. SARA II (WFS)
그림 18. 스피커 위치도
그림 19. 객체 위치에 따른 지연 시간 ­ Astro A위치
그림 20. 객체 위치에 따른 SPL ­ Astro A위치
그림 21. 객체 위치에 따른 지연 시간 ­ Astro C위치
제조사
모델명
패닝알고리즘
시뮬레이션포인트
ASA
SARA II
WFS
A-1, 2, 3, 4 C-1, 2, 3, 4
Flux
SPAT Revolution
WFS
A-1, 2, 3, 4 C-1, 2, 3, 4
Flux
SPAT Revolution
VBAP
A-1, 2, 3, 4 C-1, 2, 3, 4
표 02. 각 엔진 별 객체 위치도
시뮬레이션은 각 포지션별 스피커 상호간의 상대적인 패턴만 표현되는 Relative모드를 사용하여 객체의 레벨과 시간에 의해 생성되는 음압분포를 +1, -1db 로 표현한다.
7 3 SSM | 스테레오 시스템과 입체음향(전면구성) 시스템의 스윗스팟 비교분석
그림 22. 객체 위치에 따른 SPL­ Astro C위치


Flux. SPAT Revolution (WFS)
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Flux. SPAT Revolution (VBAP)
그림 27. 객체 위치에 따른 지연 시간 ­ SPAT A위치
그림 28. 객체 위치에 따른 SPL ­ SPAT A위치
그림 29. 객체 위치에 따른 지연 시간 ­ SPAT C위치
그림 30. 객체 위치에 따른 SPL ­ SPAT C위치
그림 23. 객체 위치에 따른 지연 시간 ­ SPAT A위치
그림 24. 객체 위치에 따른 SPL ­ SPAT A위치
그림 25. 객체 위치에 따른 지연 시간 ­ SPAT C위치
그림 26. 객체 위치에 따른 SPL ­ SPAT C위치
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이머시브 시스템에서도 소리의 위치표현은 시간과 진폭을 이용해서 나타난다. Astro Spatial Audio. SARA II의 WFS 패닝알고리즘 연산과 Flux. SPAT의 WFS 패닝알고리즘 연산은 다른 결과값이 나타난다. 하지만 시간과 진폭을 이용하는 것은 동일하다. (그림19~그림26) 또 Flux. SPAT의 VBAP 패닝알고리즘은 시간지연을 전혀 사용하지 않고, 레벨의 변화로만 소리의 위치를 표현한다. (그림 27~그림30)
객체의 위치에 따른 소리의 변화를 이머시브 시스템의 연산 결과값을 측정하여 패턴을 형성해 이해하고자 했다. 이 패턴은 상대 값으로 같은 위치에서의 다른 엔진 및 패닝알고리즘의 차이를 확인할 수 있다.
같은 객체의 위치여도 제조사에 따라 나타나는 결과 값은 다르다. 패닝알고리즘이 같은 엔진의 경우에도패턴및소리의결과가다른형태로 나타난다.
7 5 SSM | 스테레오 시스템과 입체음향(전면구성) 시스템의 스윗스팟 비교분석


SSM STAGE SOUND MAGAZINE 2023 - Quarter I Vol.05
객체의 움직임에 따른 결과를 소리로 듣고, 자료를 통해 이해하는 것은 이머시브 믹싱에 빠르게 적응하게 한다.
추가적으로 이렇게 각 엔진별로 다른 연산으로
인한 결과값으로 인해 각 이머시브 시스템의
스피커시스템 얼라인먼트에 대한 부분도 어떻게
적용하고 사용해야 하는지 고민해 봐야 하는
윤현철
(주)소닉밸류 기술팀 부장
부분이다. SOUND
STAGE
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TECHNICAL REPORT
글| 오명록
수원문화재단 수원SK 아트리움
저번 호에 영상이야기를 했다가 필요 이상의 알뜰신잡 같은 필름이야기를 쓸데없이 길게 하는 바람에 정작 공연장에서 가장 많이 쓰고 다루는 출력장치 빔 프로젝터(Beam Projector)와 LED 패널에 대한 이야기를 못하고 끝이 났다. 그래서 졸지에 어쩔수 없이 후속편을 할 수 밖에 없게 되었다. 그것도 공연도 많고 정산할 것도 넘쳐 나는 12월에...내 팔자야...그렇지만 결자해지를 해야 한다는 심정으로 다시 기고문을 이어간다. 지난 호에는 영상의 입력장비에 대한 대략적인 설명이 있었다. 그럼 들어오는 것이 있으면 나가는 것도 있어야 하겠지? 그래서 이번 호에 할 이야기는 영상의 출력장비에 대한 이야기다.
출력장비에는 지난 호에 프로젝터, LED 패널, 디스플레이 모니터 등이 있다고 했다. 이번 호에는 프로젝터와LED패널에대해좀더자세히 알아보도록 하겠다.
한편의 영화가 제작되면 그 영화의 완결은 일반 관람객에게 유료로 상영되는 것이다. 그 영화를 감 상할 수 있는 장소를 영화관이라 불렸고 영어로는 Cinema라고 불린다고 하였다. 영화관에서 영화를 상영할 수 있게 해주는 장비를 영사기라고 한다.
음향에서 소리를 수집하는 마이크와 소리를 방출하는 스피커의 구성원리가 같듯이 영사기의 구성원리는 카메라와 같은 매카니즘으로 작동한 다. 카메라는 빛을 통해 보여지는 시각정보를 모으는 역할을 하지만 영사기는 그 시각 정보를 내보내는 역할을 한다. 모으고 내보내는 기능을
하기위한필수조건은바로‘빛’이있어야한다. 벽에 시각정보가 저장된 필름에 빛을 비추게 되면 색과 형태의 시각정보가 상영되고 가까이 에서비추면작게되지만멀리서비추면크게되어 여러명이볼수있는큰화면이된다는것을알게 되었다. 그리고 활동사진처럼 필름을 빨리 돌리면
7 9 SSM | 이정도는 알아야 할 영상 이야기 - PART.II
마치 화면이 움직이는 것처럼 보인다는 것을 발견하게 되었다. 그것이 바로 영화의 탄생이며 최초의 영화는 프랑스의 뤼미에르 형제가 1896년 에 제작한 ‘열차의 도착’ 이었다.
[출처] IMDB


프랑스 카페에서 이 영화가 상영될 당시 영화를 보던 관객들은 열차가 역에 진입하는 장면을 보고 정말열차가자기에게달려오는줄알고도망 나갔다는썰이있을정도로이영화의상영은당시 매우 큰 이슈였다. 영화용 카메라를 처음 발명한 것은 1891년 미국의 에디슨이었다. 발명 후에 영상을 촬영 하고 상영도 했을 것이다. 그러나 1896년 뤼미에르 형제의 ‘열차의 도착’을 최초의 영화로 보는 것은 카페에서 돈을 받고 관객들에게 상영을 한 최초의 상업영화이기 때문이다. 여기서 중요한 것이 두가지 포인트가 있다. 첫째 돈을 받고 영화를 보여주었다는 것. 둘째 여러 명의 관객 앞에서 상영하였다는 것이다.
그 중에서 우리가 주목해야 하는 것은 여러 명의 관객에게 상영하였다는 것. 여러명의 관객에게 상영하기 위한 필수조건은 여러 명이 볼 수 있을 만큼 큰 화면이 있어야 한다. 영사기를 통해 출력된 시각정보가 큰 화면으로 투사되기 위해 서는 그만큼 센 빛 에너지가 필요하고 또한 필름의 시각정보를 확대할 수 있는 광학장치, 즉 렌즈가 필요하다. ‘열차의 도착’을 통해 최초로 시도된 다중 관객을 위한 상영은 이후 헐리우드의 영화 황금기를 통해 성장하였고 전 세계에 보급되었다.
SSM STAGE SOUND MAGAZINE 2023 - Quarter I Vol.05
이러한 영사기의 출력원리는 지금 우리가 사용하는 프로젝터의 출력원리와 같은 원리이다. 그럼 프로젝터의 구조와 원리를 알아볼까?
현재 사용되고 있는 프로젝터의 종류는 투사 형태에따라크게3종류가있다.CRT,LCD와 DLP. 요즘 가장 핫한 레이저는 이 구분법에 들어가지는 않는다. 그럼 이 프로젝터들에 대해 알아보도록 하자.
Projector
1. CRT 방식 프로젝터
CRT 프로젝터는 초창기 프로젝터의 원형이라 할 수 있다. 20년전까지만 해도 PC를 사용할 때는 이런 모니터가 대세였고 초등학생시절 우리가 보던 TV 또한 브라운관이라 하여 이와같은 형식
[출처] 오마이뉴스
[출처] 삼성전자
이었다. 이 모니터는 브라운관을 통해 빛 을 투사하는 방식으 로 브라운관 TV와 같 은 방식이다. 이것을 CRT 모니터라 불렀 다. 그러나 LCD 모니
터가 보급되면서 CRT는 멸종되고 말았다. 너무 크고 해상도도 떨어졌으니까.
CRT 프로젝터는 바로 이런 브라운관을 통해 배출된 빛 정보를 투사하는 방식이었다. CRT는 1관식과 3관식으로 나누는데 큰 화면에 선명한 화질과 색감을 원할 경우 3관식 CRT가 많이 사용되었다.
SSM STAGE SOUND MAGAZINE 8 0


[BARCOREALITY 909 출처-BARCO]
3관식은 빛의 3원색(Red Green Blue, RGB)을 3개의 브라운관을 통해 출력하고 렌즈를 통해 화각을 키우고 스크린에서 3개의 빛을 합치는 구조이다. 그만큼 초점을 맞추기 힘들기에 대체로 고정식으로 사용되었다. 또한 3개의 브라운관이 들어가야 했기에 크기가 클 수밖에 없었다. CRT 프로젝터 또한 LCD 프로젝터가 등장하면서 멸문지화를 맞게 된다.
2. LCD 프로젝터
LCD 프로젝터의 등장은 LCD TV, LCD 모니터의 등장과 함께 등장하였다. 즉 CRT의 시대에서 LCD의 시대로 넘어가는 괘를 같이 한 것이다. 그렇다면 여기서 추정할 수 있는 것은? 프로젝터 기술의 발전은 TV 기술 발전과 같이 간다? 어느 정도는 맞고 어느 정도는 다르다. 왜? HD TV가 보급되자 HD 프로젝터가 시판되었고 4K, 8K TV가 시판되자 프로젝터 또한 4K 프로젝터가 시판되었다는 점에서는 TV 기술 발전과 같이 간다. 그러나 TV가 아무리 발전한다 해도 레이저 TV까지는? 글쎄? 암튼, LCD 프로젝터의 등장은 지금 현재 사용되는 프로젝터
의 원형이라 할 수 있고 브라운관에서 LCD TV로 바뀌면서 TV의 두께가 매우 작아진 것처럼 LCD가 프로젝터에 채용되면서 소형화 경량화 되었다. LCD 프로젝터의 원리는 LCD TV와 매우 유사하다.
LCD TV는 액정이라 불리는 LCD 패널에 광원을 투사하여 시각정보를 볼 수 있는 방식이다. 현재 우리가 가장 친근하게 접하는 LCD 패널은 TV보다는 스마트폰이다. 그래서 스마트폰의 화면 창을 액정이라고 부르는 것이다. LCD 프로젝터 또한 같은 작동원리로 작동한다.
[ 출처-samsung semiconductor newsroom ]
다만 LCD TV는 TV의 크기만큼 LCD 패널이 커야 하지만 LCD 프로젝터는 렌즈와 광량에 따라 화면을 키울 수 있으므로 TV만큼 패널이 클 필요는 없다. 그러나 HD 급의 화질을 보장하려면 LCD 패널 또한 HD 급 정보를 담을 수 있는 크기여야 하므로 패널이 그만큼 커져야 한다. 4K라면? 그만큼 또 커져야 한다. 여기서 잠깐!
HD, 4K, 8K라는 말들이 많이 나오는데 이 의미를 잠깐 짚고 넘어가자.
8 1 SSM | 이정도는 알아야 할 영상 이야기 - PART.II


* 해상도(Resolution)
디지털 음향에서 해상도, Resolution은 비트로 표현한다. 흔히 2의 16제곱이냐 24제곱이냐 32제곱이냐 이 의미인데 이것은 곧 다이나믹 레인지와 직결된다. 해상도가 높아질수록 보다 깨끗한 음질을 얻을 수 있다. 그럼 영상에서의 해상도란?
[ 출처-수리수리잡스의 블러그 ]
SD, HD, FHD, UHD 등등의 일반인들도 흔히 알 수 있는 용어들이 나온다. 일반인들이 왜 이런 용어들을 알아야 할까? 그래야 집에 있는 TV가 구리다는 것을 인식시켜 비싼 돈을 주고 새 TV를 살 것이 아닌가! 이 말은 짧은 시간에 영상과 방송기술은 놀랍도록 빠르게 발전하였고 그만큼 새로운 장비의 교체 주기가 짧아졌다는 것을 의미한다.
이 표에 나오는 SD는 640 × 480 브라운관 TV 급 화질을 의미한다. 여기서 640은 가로, 480는 세로의 크기라고 산술적으로 생각하면 될까? 브라운 CRT TV는 14인치부터 32인치 TV도 있다.
여기서 잠깐! TV의 인치는 어떤 것을 말하는 것일까?
[ 출처-블로그: IT로 풀어보는 세상흐름 ]
매우 상식적인 것이기에 패스하려고 했지만 그래도 몰라서 설명한다. TV의 인치는 대각선 길이를 인치로 환산한 것이다.
그럼 다시, 14인치 해상도와 32인치의 해상도는 2배 이상이 될까? 힌트는 이 단락의 제목에 있다. 해상도, 640 × 480는 해상도를 표현한 수치라는 것. 위 그래프에서 480 위에 Resolution이 있다. 그럼 480이 해상도를 결정하는 수치라는 뜻인데 그 480의 의미는 뭘까?
*주사선(scanning line)
TV의 주사선은 한마디로 TV 화면에 선이 그어진다는 것을 의미한다.
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[ 출처-한국콘텐츠아카데미 ]
CRT, 즉 브라운관 TV를 아주 가까이에서 보면 이런 선들이 보인다. 이것이 바로 주사선이다.
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640×480의 해상도에서는 480개의 주사선이 존재한다는 의미이다. 그리고 1280×720에는 720개의 주사선이 존재한다는 의미이기도 하다. 우리 흔히 표현하는 HD, Full HD, 1920× 1080에는 1080개의 주사선이 존재하고 내용으로 본다면 SD보다 2배이상 선명하다는 의미이다. 그런데 HD라 말하는 1280×720부터 뒤에
알파벳이 하나씩 붙는다. I or P. 1080i or 1080p, 영상을연결할때가장짜증나게만드는것이바로 이i와p이다.이것이안맞으면화면이제대로 붙지 않는다. 도대체 왜 i와 p를 구분해놔서 이렇게 힘들게 하는지...
그럼 일단 여기서 i와 p는 무엇을 의미하는 지부터 알아보자.
[ 인터레이싱(Interlacing) 방식과 프로그래시브(Progressive) 방식 ]
디지털 화면에서 화면을 송출하는 방식에는 두가지 방식이 있다. 인터레이싱과 프로그래시브 방식. 인터레이싱 방식은 다음과 같다.
[ 출처-그래픽스)래스터 그래픽장치:네이버 블로그]
홀수번째 주사선들을 먼저 출력한 다음에 짝수번째 주사선을 출력하는 방식이다. 이 방식은 플릭커 현상이라하여 화면이 깜박이는 듯한 현상에 비교적 안정적이다. 보통 1080i 라고 하면 1080 60i 또는 59.98i, frame rate, 즉 1초에
60개의 화면이 보여진다는 의미인데 영화는 24프레임이라고 전 시간에 설명했듯이 방송에는 30 프레임이 쓰인다. 여기서 60 프레임이라면 30 프레임보다 훨씬 생동감있는 영상을 보여줄 것 같지만 홀수열 영상 짝수열 영상 60개가 보여지는 것이므로 실제로는 30 프레임과 같다고 보아야 한다.
그럼 프로그래시브(Progressive) 방식은 무엇일까? 프로그래시브 방식은 순차주사 방식이라고도 한다. 주사선을 1번부터 1080번까지 순차적으로 보여준다는 의미이다. 그렇다면 홀수열과 짝수열을 번갈아 보여주는 인터레이싱 방식에 비해 화면이 느릴 것 같지만 전혀 그렇지 않다. 인터레이싱 방식은 CRT로부터 시작된 고전적 주사방식인데 비해 프로그래시브 방식은 디지털 TV가 보급되면서 보급된 방식이고 고화질 TV를 위한 방식이다. 장점은 보다 선명한 고화질을 표현할 수 있지만 플릭커라 하여 깜박이는 현상(사람의 눈으로는 감지하지 못한다)이 있다고 한다.
그럼 다시 해상도로 돌아오겠다. 해상도표에서 처럼 1280×720 부터 HD라고 표현한다. 그러나 요즘은 1920×1080를 HD, 1280×720 하프 HD 라고 표현하기도 한다. 이제는 보편화된 1920× 1080 HD 화면에 2배의 해상도를 가진 화면을 4K, 4배의 해상도는 8K라고 말한다. 여기서 K는 0, 3개 kilo의 의미라고 보면 된다.
여기까지 해상도에 대한 설명이었다.
8 3 SSM | 이정도는 알아야 할 영상 이야기 - PART.II


다시 LCD 프로젝터로 돌아가서 LCD 프로 젝터로 4K의 해상도를 가지려면 그만큼 LCD 액정이 커져야 한다고 했다. LCD 프로젝터의
[출처-퀀텀&MD홍 유투브]
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내부를 뜯어보면 바로 이런 방식이다.
이 프로젝터에는 5.2′′FHD 급 LCD 디스플 레이어가 들어가 있다. LCD 패널 바로 앞에 45도로 꺽인 것은 거울이다. 거울에 반사된 영상이 렌즈를 통해 밖으로 출력되는 방식이다. 그리고 LCD 패널 뒤에는 강한 빛이 있는 램프가 있다. 여기 램프의 밝기를 Ansi Rumen의 수치로 표현한다.
또 여기서 잠깐! 우리가 흔히 부르는 안시, 그 의미를 알아보자
[ 안시 루멘(Ansi Rumen) ]
ANSI(America National Standards Institute) Rumen. 빛의 밝기를 표현하는 단위로 루멘을 보통 많이 사용한다. 그러나 프로젝터에서는 단순한 루멘을 쓰지 않는다. 꼭 Ansi Rumen이라고 ANSI를 붙여 표시한다. Ansi Rumen 측정치는 다음과 같다. 40인치 스크린을 9등분하여 각각의 밝기 평균값을 안시 루멘의 수치로
[출처-벤큐코리아 공식블로그]
정한다. 중요한 것은 렌즈에서 출력되는 빛의 밝기가 아닌 스크린에 반사된 빛의 밝기로 측정한다는 것이다. 위 사진의 프로젝터는 대략 5000 ansi 미만 의 제품이다. 그러나 공연장에서 쓰이는 프로젝터의 안시 루멘은 최소 10,000 안시 이상이다. 10,000 안시가 넘는 제품은 램프 1개로 밝기를 만족 시킬 수 없기에 2개 또는 4개의 램프를 통해 안시를 올린다.
여기까지가 CRT 이후 프로젝터 시장을 평정 하였고 지금도 널리 사용되는 LCD 방식의 프로젝 터에 대한 설명이었다.
3. DLP 프로젝터
LCD 프로젝터는 작고 저렴한 가격으로 프로 젝터 보급에 많은 기여를 했던 제품이다. 그런데
앞서 설명했듯이 LCD 패널에 빛을 투과하며 얻어지는 영상이다보니 선명도에서 떨어지는 아쉬움이 있었다. 그래서 TV 만큼의 선명도를 주기 위한 제품으로 DLP 프로젝터가 시판되었다. DLP 프로젝터는 광원을 DMD(Digital Micro- mirror Device) 칩에 쏘아 반사되는 영상을 렌즈로 보내는 방식이다. DMD 칩은 매우 정밀한
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알루미늄 미러로 구성되어 있으며 미러 1개당 1화소를 집적시키는 매우 정밀한 반도체 칩이다.
[출처-SAMSUNG SEMICONDUCTOR NEWSROOM]
그래서 DMD 칩의 개발사는 반도체로 유명한 Texas Istrument 사이다. DLP 방식은 아날로그와 디지털에서 모두 사용되었던 LCD와 달리 반도체로 인해 작동되는 디지털방식이 기본이다. LCD가 FHD에서 4K, 8K를 구현하려면 내장 LCD 패널이 켜져야 하는 물리적인 한계가 있다면 DLP는 같은 크기에 집적도를 높인 DMD 칩을 채용하면 되는 것이기에 부피가 커져야 하는 물리적인 한계에 LCD 보다는 자유로운 편이다. 그리고 반도체에 의해 제어되므로 영상처리 속도가 매우 빠른 편이라 화소의 표현력이 LCD에 비해 뛰어나다.
그러나 위의 그림에서 보았듯이 DLP 방식은 색을 구현하는데 단색광을 칼라휠이라는 장치를 통해 색을 입혀 구현하기에 LCD에 비해 색감이 떨어지며 어두운 느낌이라는 평을 받고 있다.
그러나 선명도가 높으며 HD 이후 4K, 8K 등 영상의 해상도가 발전하면서 DLP 방식이 보다 각광을 받고 있다.
DLP의 색표현력의 한계를 극복하기 위한 대안으로 LCoS(Liquid Crystal on Silicon, 실리콘 상층 액정)이라는 LCD와 DLP의 장점을 모두 갖는 제품이 개발되었으나 높은 가격과 적용 제품이 희소하여 보급률이 매우 떨어져 있다.
여기까지 현재 사용되고 있는 프로젝터의 종류를 알아보았다.
그런데... 요즘 무엇보다 핫한 프로젝터가 있다. Lazer! 왜 레이저에 대한 설명이 없이 엉뚱한 프로젝터에 대해 떠드나 하겠지만... 레이저는 조금 다른 방식의 접근이 필요하다. 지금까지 설명한 프로젝터의 방식은 필름에 투사를 하느냐 아니면 다른 것에 투사하느냐와 같은 투사방식에 따른 구분이었다면 레이저 프로젝터의 접근은 필름에 어떤 빛을 주느냐에 따른 구분이다.
광원(Lamp or other)
[출처-BENQ]
1. UHM(Ultra High Performence) Lamp
프로젝터의 광원은 바로 위의 그림처럼 램프다. 보기에는 그냥 전구다마처럼 보일지 모른다. 그런데 조명기에 들어가는 램프들을 보면 전기소모량이나 가격이 장난아닌 것처럼 프로
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젝터의 램프는 조명기만큼, 아니면 그보다 더 강력한 빛을 내보낸다. 10,000 안시 이상의 프로 젝터에는보통400W의램프2개또는4개로 빛을 모아 투사한다.
UHM Lamp, 1995년 필립스 사에서 프로젝터 용 고출력 램프로 개발되었다. 이 램프의 개발로 5,000 Ansi lumen의 고광도 프로젝터 시대가 열렸다고할수있다.
이 램프방식은 필름에 빛을 투사하는 영사기 형태의 가장 고전적인 형식이며 가장 보편적인 방식이기도 하다. 영화 시네마천국에서 영사기사 알프레드는 강한 빛의 내보내는 영사기의 열에 의해 화재가 나면서 시력을 잃게 된다. 영사기도 마찬가지지만 프로젝터 또한 엄청난 열이 난다. 그 열의 원인은 바로 이 램프 때문이다. 엄청난 광량을 뽑아내야 하기에 그만큼 많은 전력이 소요되고 그 전력은 빛에너지 뿐만 아니라 열에너지도 생산하며 의도치 않게 생산된 열 에너지를 밖으로 내보내야 한다. 그래서 엄청난 성능의 팬을 돌려야 하고 고속으로 돌아가는 팬은 노이즈를 생산한다. 10,000 안시 이상 고출력 프로젝터는 그에 맞는 전기도 공급해야 하고 열도 나고 소리도 나는 것을 숙명으로 생각해야 했다. 그러나 시대가 진일보하면서 이 램프식 투사방식 도 변하게 된다.
2. LED 광원
LED 조명기기의 보급은 생활의 엄청난 변화를 주었다. 무엇보다 전력 소비량이 낮고 수명이 길다는 장점으로 인해 가정에서 마음 놓고
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편리하게 쓸 수 있는 조명기가 되었다. 프로젝터 시장에도 기존의 램프 방식이 아닌 LED 방식을 채용한 프로젝터가 등장하기 시작했다. LED의 장점은 작은 전력으로도 큰 밝기를 보장하기에 그만큼 열도 작게 발생하여 저속팬을 사용하여도 문제가 없어 소음도가 매우 낮다는 것이다. 그리고 3,000 시간대의 lamp의 수명에 비해 30,000 시간의 수명으로 인해 유지보수의 필요성이 그 만큼 줄어들었다. 그러나 LED 출력의 한계로 2,000 안시 이상의 제품은 찾아보기 힘들다는 문제가 있다. 그렇지만 LED 프로젝터는 저전력 으로작동되고소형에휴대성도좋아캠핑등아웃 도어에쓸수있는포터블제품들이많이출시되고 있다.
[출처-시사매거진]
3. Lazer! Lazer! Lazer!
드디어 Lazer 프로젝터에 대해 썰을 풀 수 있는 시간이 왔다. 아~~~ Lazer!
Lamp 아닌 Lazer를 광원으로 쓰는 프로젝터의 등장은 프로젝터의 새시대를 열어제끼는 혁명과 도 같은 변화이다. 레이저 프로젝터에 대한 설명 전에 바로 이 레이저라는 것이 어떤 놈인지 어떤
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특징이 있는지 알고보자. 그럼 프로젝터에 대해서는 따로 설명하지 않아도 바로 이해할 수 있게 될 것이다.
Lazer ; Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation
Lazer는 유도 방출 광선 증폭이라는 어려운 의미를 담고 있으며 영어도 Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation 의 머리글자를 따서 Lazer라고 표현한다.
레이저는 전기의 발명과 함께 전기 저항등 현상을 통해 발견, 개발된 전구의 빛과 달리 인간이 인위적으로 발명한 빛이다. 그리고 올해 레이저가 발명된지 60년을 맞았다고 한다. 어릴적 우리는 만화에 등장하는 레이저 광선총에 무척 열광하였던 적이 있다.(이것에 동의하면 꼰대 인증)
[출처-스타워즈]
레이저는 SF 물의 첨단무기로 인기 많았다. 왜 레이저가 첨단 무기가 되지? 그것은 레이저 빛 자체가 가지고 있는 에너지 때문이다. 레이저는 산업용, 의료용으로도 널리 사용되는데 레이저의 열에너지를 이용하여 금속을 절단하기도 하고,
글씨를 넣을 때, 문신을 지우거나 피부의 트러블을 제거할 때도 레이저를 사용한다.
또한 SF 영화에서 봐왔던 레이저 무기가 현실화되어 미사일 또는 드론 격추용 무기로 개발되어 상용화를 앞두고 있다.
[출처-위키백과, AN/SEQ3]
AN/SEQ3는 금속절단기로 쓰이는 고출력 레이저 빛을 6개이상을 모아 발사하는 무기체제이며 미사일과 드론 경항공기등을 제압할 수 있다. 그리고 무엇보다 미사일에 비해 비용이 매우 저렴하다는 장점이 있다. 단 항공기를 격추할 만큼의 에너지, 즉 전기를 공급해주어야 한다. 전기료가 무지하게 든다는... 이처럼 레이저는 산업 및 의료 방산까지 많은 분야에서 쓰이고 있고 이제는 영상까지 범위를 넓히게 된다.
그럼 여기서 레이저의 특징을 좀더 자세히 알아보자.
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레이저의 특징
1. 단일한 파장 3. 직진성
2. 높은 에너지 밀도 4. 결맞춤 파동
물리학에서 말하는 레이저의 특징은 위


4가지라고 한다. 여기서 영상에서 주목해야 할 레이저의 특징은 매우 높은 직진성이다. 1969년 인간이 처음 달표면에 발도장을 찍으면서 달에 거울을 설치해 두었다고 한다. 그리고 지구에서 달에 설치한 거울까지 빛을 발사하여 그 거울에 반사되어 돌아온 빛을 측정하였다고 한다. 우리가 알고있는빛중에달까지쏠수있는빛은무엇이 있을까? 정답은 레이저다. 여기까지 떡밥을 던져놓았는데 또 다른 무엇이 또 있겠는가? 암튼 그만큼 레이저는 멀리 보낼 수 있으며 거리가 멀어진다고 하여도 에너지가 쉽게 떨어지지 않는다. 이는 단일한 파장, 그리고 결맞춤 파동이라하여 일정한 파동이 질서있게 생성되어 에너지 손실을 막아준다. 이는 공연 중에 사용되는 레이저 쇼만 보아도 쉽게 알 수 있다. 레이저만큼 멀리 발사하며 그 에너지를 잃지 않는 빛은 거의 찾아보기 힘들다. 레이저의 이 직진성과 방향성 때문에 초고속 광통신에도 사용되고 있다.
이 레이저를 광원으로 사용한 프로젝터가 레이저 프로젝터이다. 레이저는 광원이므로 LCD 방식도 있고 DLP 방식의 레이저 프로젝터도 있다. 레이저는 다른 어떤 빛보다 직진성이 강하여 거리가 멀어지면 밝기가 떨어지는 램프형 프로 젝터에 비해 먼 거리에서도 안정적인 밝기를 유지할수있어보다선명한화질을제공하여4K, 8K 영상 퀄리티를 보장하는데 이보다 더 좋은 프로젝터를 찾을 수 없을 만큼 현재까지 최고의 프로젝터로 평가되고 있다.
특히, 일반적인 램프타입은 전원을 켜고 예열되기를 기다려야 한다면 LED와 레이저
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프로젝터는 예열 과정없이 바로 사용할 수 있다. 또한 직진성이 강해 포커스를 맞추어야 하는 문제에도 훨씬 자유롭다.
레이저 프로젝터가 대중들에게 본격적으로 알려진 것은 2018년 평창동계올림픽 폐막공연에 사용된 미디어파사드였다. 램프타입 프로젝터로는 절대구현할수없을선명하고밟은화질로 폐막식을 돋보이게 해주었다.
[출처-쿠키뉴스]
램프타입의 프로젝터로는 저 넓은 영역에 조도와 선명도를 유지하여 미디어파사드를 하기는 불가 능했을 것이다. 평창올림픽을 계기로 레이저 프로젝터가 본격적으로 알려지며 보급되기 시작 했다. 그러나... 문제는 돈이었다. 2018년 당시 레이저 프로젝터의 가격은 정말 엄청났다. 지금도 왠만해서는 억,억 소리가 나오긴 하지만 4년 전에 비하면 가격이 매우 저렴해졌고 새로 지어지는 공연장에 레이저 프로젝터는 필수 장비가 될 만큼 레이저 프로젝터는 빠르게 보급되고 있다.
여기까지 프로젝터에 대한 대략적인 설명 이었다. 다음은 LED 패널에 대해 매우 간략하게 알아보자.
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LED panel
저번 호에 설명했듯이 LED 패널은 전광판이다. 쉽게 말해 여러개의 전구가 깜박이고 RGB로 색이 변하며 화면을 만드는 방식이다. 초창기에는 말 그대로 전구가 깜박이고 색이 변하는 기능은 지금과 같으나 전구의 크기가 무척 큰 편이어서 텍스트 정도만 표시하는 정도였다면 현재는 FHD 영상을 표현할 만큼 작아지고 섬세해졌다. 보통 LED의 해상도를 표현할 때 기준이 되는 것은 Pitch라 하고 LED 전구의 사이즈로 판별된다.
[출처-LED SIGN SOLUTION]
사진의 LED pitch는 4mm 이다. 4mm 면 일반적인 외벽 LED 스크린 패널 정도의 해상도라고 볼 수 있다. SD 보다는 높지만 1280 × 720 보다는 조금 떨어지는 정도랄까? 1280 × 720면 92만 Pixel, 92만 화소라고 봐야하고 위 4mm pitch가 92만개 조합이 되어야 그나만 HD 화면을 표현할 수 있다. 그렇게 되려면 자연스럽게 LED패널의크기가커질수밖에없다.
가로 4×1280=5,120mm. 즉 5m를 만들어야 HD를 구현할 수 있다. 그래서 4mm, 3mm pitch는 건물 외벽의 전광판으로 많이 쓰인다.
공연에 쓰이는 LED는 현재는 3mm 미만 제품을 선호한다. 만약 2.5mm 제품으로 FHD의 해상도 를 표현하려면 가로 2.5×1920=4,800mm, 이 또 한 5m 이상의 LED 패널이 필요하다. 가로 5m를 인치로 환산하면 2.5×1080=2,700mm, 가로 4.8m 세로 2.7m 의 대각선 길이를 구하려면 피타고라스 공식을 도입하여 산출하면 5,507 mm가 나오고 이것을 인치로 환산하면 217인치가 나온다. 그러므로 2.5mm pitch LED로 FHD 화면을 구성하려면 217인치 이상이 되어야 하는 것이다. 그런데 행사나 공연에 쓰이는 LED 패널은 대체로 300인치 이상이므로 3mm Pitch LED 패널를 써도 FHD 구현은 가능하다.
LED 패널은 예초에 건물 외벽 전광판으로 개발되었기에 방우 등 극한적인 환경에 강한 편이고 LED pitch의 빛을 바로 보는 구조이기에 매우 밝아 먼 곳에서 충분히 영상을 볼 수 있어 outdoor 영상기로 이보다 더 적합한 것은 없다고 할 만큼 실외 영상장치를 평정하다시피 하였다. 그러나 이 밝은 빛이 때로는 단점이 되기도 한다. 빛의 세기를 아무리 줄여도 특유의 강한 빛으로 자연스러운 영상을 구현하는데 프로젝터나 디스 플레이에 비하여 분명한 한계가 있다.
그러나 투박하고 부자연스러운 LED 영상을 좀더 자연스럽게 구현하여 영사식 영화상영 시스템을 대처하려고 LG에서 시도한 제품이 있다.
LG magnit 라는 제품인데 이 제품은 기존의 거친 LED 패널방식보다 훨씬 섬세한 마이크로 LED 방식을 채널한 제품이다. 쉽게 말해 1mm
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미만의 Pitch의 LED를 사용한 제품이다. 그러므로 FHD뿐만 아니라 4K, 8K까지 적은 크기에서 구현이 가능하다. 이 제품으로 극장의 영사시스템을 대처할 LED 스크린 시스템으로 구현하려는 시도를 한 것이다. 현재 LG magnit 136, 136인치 마이크로 LED 디스플레이의 가격은 4억2천만원이다. 136인치면 공연장에서 쓰는 자막모니터 정도의 크기인데 magnit 136를 상, 하수에 각각 달면 8억 4천이다. 그것도 자막 모니터를...헉! 그러나 섬세함 영상을 따진다면 이 이상 섬세한 영상을 프로젝터로는 구현하기에는 쉽지 않을 것으로 보인다.
LG magnit 가 활용될 수 있는 사이즈는 밑에 사진과 같은 정도일 것이다.
여기까지 LED 패널의 대한 야기를 마칠까 한다.
그리고 다음 설명을 위해 여러분께 표 하나를 보여주려 한다.
[출처-LG AT CES2021 : YOUTUBE]
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차세대 디지털 비디오 규격
디지털 비디오 규격은 흔히 단자를 칭한다. 그러나 랜선을 자주 쓰는 음향감독들은 CAT5, CAT6의 차이를 아주 잘 알고 있다. 랜커넥터는 똑같지만 기능 차이는 케이블에서 결정된다는... 디지털 비디어 단자규격도 마찬가지다. HDMI 1.0, HDMI 2.1은 외관상은 거의 차이가 없다. 케이블의 성능이 그 대역폭을 감당할 수 있느냐 없느냐에서 성능이 갈린다.
그리고 비디어 규격이 다른 무엇보다 중요한 것은 영상기기는 결코 단일장비만으로 동작하지 않고 케이블을 통한 신호전송이 여러 장비에서 이루어져야 작동하여 만약 단 1대의 장비에서라도 규격이 떨어지면 모두 하향 평준화가 된다는 것이다.
나는 공연장에 있으면서 외부 영상팀이 LED 패널을 설치할 때마다 가장 짜증나는 것이 무대와 FOH를 연결하는 신호선을 객석에 까는 것이다. 그 신호선은 대부분 광 케이블이다. 보통은 LC type의 싱글 케이블인데 광인프라를 어렵게 깔아놓아도 점퍼케이블이 없다고 꼭 객석에 신호선을 깐다. 물론 대부분의 공연장에는 광인프라가 깔려있지 않다. 그렇기에 영상 렌탈 팀들이 광케이블을 까는 것을 당연시하는 경향도 있다. 그런데 언제까지 이렇게 객석으로 광케이블을 날릴 것인가? 이것은 음향감독들이 심각하게 고민해야 할 문제인 것 같다.
이 광케이블은 영상신호 뿐만 아니라 인터넷 통신신호도 광케이블로 전송한다. HDMI 2.1 경우도 광케이블로 구성되어 있을 경우 100m 넘는 거리도 충분히 전송한다.
그러나 문제는 대부분의 공연장 영상인프라는 연결이 편리하다는 이유로 BNC 타입의 SDI 선로로 깔려있다는 것이다. SDI 의 대역폭은 다음과 같다.
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이 표는 HDMI 2.1, Displayport 1.4가 개발되기 이전의 표이기에 정확치 않다. SDI 앞에 3G가 붙는데 SDI 동축케이블도 몇종류가 있다.
문제는 건축된 지 10년이 넘은 공연장의 영상인프라로 SDI 선로가 깔려 있다면 SD SDI 일 확률이 높다. 대역폭이 작기 때문에 FHD 영상을 지원하기 어렵다는 점이다. 다행히 3G SDI가 깔려있다고 하여도 4K 영상은 지원하지 못한다는 것이다. 그렇다면 4K 이상 8K 영상까지 지원하려면 영상규격이 HDMI 2.1, Displayport 1.4 이상이여야 하거나 최근에 개발된 12G SDI 케이블이 포설되어 있어야 한다.
SDI 케이블 중 가장 최신 규격은 12G SDI 이다. 12G SDI의 대역폭은 다음과 같다.
이 대역폭으로는 4K 지원이 가능하다. 그리고 프레임 레이트가 60p 라면 앞서 말했듯이 60i 의 2배에 해당하는 프레임 레이트이므로 전송량 또한 2배가 된다. 해상도와 프레임 레이트로 본다면 HD SDI에 비해 4배 이상의 데이터 전송률을 지원한다.
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최근에 건축되거나 리모델링하는 공연장은 12G SDI 선로가 깔리게 될 것이다. 그러나 이 대역폭 으로는 8K를 감당하기는 힘들다. 그렇다면 향후 지속적으로 발전되는 영상기술을 지원할 수 있는 인프라는 없을까? 레이저? 그렇다 레이저를 쓰면 된다. 레이저를 어떻게?
앞서 레이저를 설명할 때 광통신에도 레이저가 쓰인다고 했다. 즉 광통신선로를 포설해 두는 것이다. LED 영상팀이 신호선으로 광케이블을 사용하지만 입력과 출력에는 광 to HDMI 컨버터 를 사용한다는 것이다.
[출처-나의 IPHONE]
HDMI든 DP든 광 컨버터를 거쳐서 신호를 주고 받으면 되는 것이다. 어차피 SDI 선로를 사용한다 하여도 대부분은 SDI to HDMI 컨버터를 통해 영상신호를 주고 받는다.
그리고 요즘 신형 믹싱콘솔도 이더넷으로 신호를 주고받는 대신에 아예 광포트를 추가하여 광신호를 받는 콘솔들이 출시되고 있다. 그렇다면 답은 영상과 음향을 위해 필히 광선로를 포설해야 한다는 것이다. 문제는 점퍼의 연결시 불안하다는
단자의 문제인데 이것은 차후에 충분히 개발될 것이라전망할수있을것같다.
이것으로 영상편을 마무리하고자 한다.
영상을 함께 해야 하는 동료 음향감독들에게 마지막으로 한마디만 더 하자면 영상의 발전 속도는 음향의 발전 속도보다 훨씬 빠르다. 이 정도면 충분하다고 생각할 때 또 다른 규격과 또 다른 제품이 출시된다. 이 의미는 공부해야 할 것들이 그만큼 많다는 의미이고 그것에 조금만 늦춰진다면 밀려나게 되고 음향감독 본인의 나태로 인해 그 공연장을 이용하는 관객들은 시대에 뒤떨어지는 서비스를 받게 된다는 것이다. 조명감독들도 좋은 장비 도입 필요성을 많이 말하지만 일반 관객들이 느끼기에는 조명이 좋아졌다해도 영상 만큼의 피부로 느끼기는 어렵다. Sorry 조명.
그러므로 영상장비 개선을 위해 앞으로도 많이
STAGE
SOUND
노력해 주시기를 바란다. 이상 끝!
참고자료
YTN사이언스-인간이 만든 빛, 레이저(이병호, 서울대 전기정보공학부 교수)
오명록
수원문화재단 수원SK 아트리움 음향감독
(사)무대음향협회 경인지부 부지부장 수원문화재단 노동조합위원장
- (사)무대음향협회 경인지부 기술위원 - 마리오음악공작소 운영자
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음 향 수 학
임피던스란 I
SOUND STUDY
글|강성훈
믹서, 앰프, 마이크 등 음향 기기들의 스펙을 보면 임피던스(impedance)라는 용어가 나온다. 입력 임피던스(input impedance), 출력 임피던스(output impedance), 종단 임피던스(terminating impedance), 정합 임피던스(matched impedance) 등등 많은 용어들이 있다. 임피던스는 믹서, 앰프, 스피커의 특성을 이해하는데 아주 중요하다. 음향 수학 코너에서는 임피던스와 관련된 내용을 다음과 같은 순서대로 설명해 간다.
1. 임피던스란; 저항과 임피던스, 유도성 회로, 용량성 회로, 유도성 용량성 회로, 스피커의 임피던스, 앰프의 출력 임피던스, 스피커 레벨과 라인 레벨 임피던스
2. 기기의 입출력 임피던스 구하기 3.임피던스 매칭
4. 임피던스 브리징
먼저, 전기 저항(electrical resistance, R)을 생각해 본다. 간단하게 건전지와 저항(resistor) 하나만 있는 회로를 생각해 본다. 건전지는 전압을 발생시켜 회로에 전류를 흘리게 되고, 이때 저항은 이 전류를 방해한다. 그러므로 저항의 값이 크면, 전류는 적게 흐르게 된다. 이렇게 전류의 흐름을 방해하면서 저항의 양단에 전압 차가 발생된다. 이러한 현상은 옴의 법칙을 사용해서 계산할 수 있다.
그러나 회로의 전압원이 교류이면 문제가 복잡해진다. 교류 회로에는 전기 저항 이외에도 전류에 영향을 미치는 두 가지 다른 요소가 있기 때문이다. 이것은 코일과 콘덴서이고, 이것들도 저항과 같은 역할을 하지만, 다른 점은 신호 전압이 주파수에 따라서 변하는 전류에 대한 저항이라는 것이다.
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SSM | 음향 수학


Z = R + j(XL - XC)
저항 유도성 용량성 리액턴스 리액턴스
그림 1. 임피던스의 정의
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음향 기기의 회로는 저항, 커패시터, 인덕터가 조합되어 설계되어 있고, 트랜지스터와 IC와 같은 능동 소자들이 같이 들어 있다. 이때 저항, 커패시터, 인덕터가 포함된 복잡한 회로의 저항을 하나로 생각하고, 이것을 임피던스(impedance)라고 부른다. 임피던스는 Z로 표시하고, 단위는
저항과 같이 옴을 사용한다. 임피던스는 그림 1과 같이 저항과 리액턴스로 구성되어 있는 복소수이다. 그림 1에서 j는 90°회전 연산자로서 허수를 의미한다. 이와 같이 임피던스를 이해하는데는 복소수를 먼저 이해해야 한다.
1. 복소수
1) 실수와 허수
일상에서 사용하는 1, 2, 3, ... 은 실수(實數, real number; Re)라고 한다. 양수이든 음수이든 제곱을 하면 전부 양수가 된다. 그런데제곱을해서음수가나오는수가있다.어떤수를2번곱해서 -1이 되는 수이고, 이것은 실수만으로는 나타낼 수 없으므로 허수(虛數, imaginary number; Im) j를 도입한다. 실수와 허수가 더해진 수를 복소수라고 하고, 그림 2와 같이 복소 평면에 나타낸다.
j x j = -1
j x j x j = -j jxjxjxj=1
Im
j
jj
2+j3
Re j2
NJ -3 -2 -1
j
j4 Re 1 2 3 NJ
j
j3 Im
실수
-10, -5, -1, 0.5, 1, 1/3, 4, 10, 33
허수
-j10, -j5, j1, j5, j10, j220
복소수
3+j2, 4+ j10, π+ j 3/2
수학적으로 j 값은 과 같다. 따라서 +j2에 j를 곱하면 -2가 된다.
이것은 양의 실수에 j2을 곱하면 음의 실수가 되므로 복소 평면 위에서 180°회전한 것이다.
양의 실수 2에 j를 곱하면 +j2가 된다. 즉, +2에 곱한 j는 +2를 90°회전시켜 j축으로 이동하는 것이다. 이와 마찬가지로 +2에 –j를 곱하면 +2는 -90°회전하여 –j축으로 이동한다. 즉, +j는 90°회전시키는 것이고, j2(j×j=-1)은 180°회전시키는 것이다(그림 3). 따라서 j를 회전 연산자라고 한다.
그림2.복소평면
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-j
음향 수학
j2
그림3.복소평면에서j연산자에 의한수의위치변화
2) 복소수의 직각 좌표 형식
페이저 양을 표시하는데는 직각 좌표 형식과 극 좌표 형식이 있다. 이들을 회로 해석에 사용할 때 어느 형식이 좋은지는 경우에 따라서 다르다. 페이저에는 크기와 위상의 두 값이 함께 포함되어 있다. 페이저 양을 직각 좌표 형식으로 나타내면, 다음과 같이 좌표의 실수(A)와 허수(B)의 합이 된다.
A+jB
그림 4에는 1+j2, -4+j4, -2-j6, 5-j3의 페이저 양으로 복소 평면에 표시한 것이다. 직각 좌표 형식에서는 페이저를 실수축, 허수축과 직각으로 만나는 점이 실수 값과 허수 값이다. 페이저 양을 복소 평면 위에 그래프로 나타낼 때는 원점에서 그 페이저 점까지 화살표를 그린다. 그림 5는 실수와 허수의 합의 크기를 구하는 그림이다. 실수와 허수가 직각을 이루고 있으므로 피타고라스 정리로 크기를 구한다.
3) 복소수의 극 좌표 형식
극 좌표 형식(polar form)은 페이저 양을 페이저의 크기(C)와 실수축을 기준으로 한 각도(θ)로 나타낸다.
는 극좌표 형식으로 나타낸 페이저 양이다(그림6).여기에서맨앞의숫자는크기, 기호다음의숫자는각도이다. 어떠한페이저라도극좌표형식과직각좌표형식으로모두나타낼수있다.
사인파로 나타낸 전압을 극좌표 형식으로 나타내면 다음과 같이 나타낼 수 있다.
그림4.직각좌표형식으로표시한 페이저
9 7 SSM | 음향 수학
+j
+j
-j
+j
j는 회전 연산자이므로 위상을 90°변화시키는 것과 같다. • sin(θ-90) = -j sinθ, sin(θ+90) = j sin θ •유도성리액턴스XL =jωL→위상이90°앞섬
• 용량성 리액턴스 XC = -jωC → 위상이 90°늦음
• v(t) = j I sinωt → 전압이 전류보다 위상이 90°앞섬 • i(t) = j V sinωt → 전류가 전압보다 위상이 90°앞섬
+j -4+j4
1+j2 -+
-2-j6
-j
그림5.실수와허수의합의계산은 피타고라스 정리로 구한다.
그림6.극좌표형식으로표시한 페이저 양
5-j3
j
B
A+ jB
C= A2+ B2
θ
-+ A
-j
- 5 1 2 0o
+j
-+
4 -30o
-4 -110o
-j
o 2 45


SSM STAGE SOUND MAGAZINE 2023 - Quarter I Vol.05
SSM STAGE SOUND MAGAZINE 9 8


ARCHITECTURAL ACOUSTIC
Architectural Acoustic Measurement Analysis
건축음향 측정 분석
I. 아르코예술극장 대극장 (600석)
측정 - 성재훈, 정주현