뮤지션을 위한 홈레코딩 핸드북 05 (컴퓨터)

홈레코딩을 위한 디지털 상식부터 컴퓨터 최적화

홈레코딩의 탄생과 컴퓨터

홈레코딩이 가능하게 된 이유는 개인용 컴퓨터의 보급과 발전이다.

석기(?)시대의 레코딩

Otari MTR 90 Multi-Track Tape Machine

역설적이게도 음반(시디, 카세트 테이프 등등)이 팔리던 그것도 아주 잘 팔리던 시절에 녹음실에서는 컴퓨터가 없었다. 개인용 컴퓨터가 보급되고 인터넷이 개발될 쯤 mp3가 만들어졌다. 불법음악 파일로 인해 음반시장은 상당한 타격을 입었다. 하지만 이 컴퓨터의 보급과 기술의 발전은 휴대폰으로 연결되고 이 기술에 음악 감상 서비스를 접목시킨 스트리밍 서비스로 인해 음반시장은 다시 회복하였다. 동시에 개인 컴퓨터의 보급으로 인해 누구나 음악을 제작할 수 있는 환경이 만들어 진것도 사실이다. 

하지만 컴퓨터 레코딩이 활성화 되기전, 소리는 자기 테이프(magnatic tape)에 녹음되었고 일단 테이프에 한번 녹음된 소리는 편집하기란 거의 불가능하였다. 편집을 하기 위해서는 테이프를 면도칼로 절단해야 했다. 그래서 왠만하게 숙련된 엔지니어가 아니면 상당한 위험부담이 있는 작업이었다. 그리고 수직으로 절단하는 것보다 사선으로 절단하여 연결하는 것이 자연스럽게 연결되었고 이는 차후 DAW의 페이딩(fading)의 조상(?)이 되는 스킬이었다.

어째든 이 시기에는 전기신호가 바로 테이프에 기록되는 형태로 녹음되었기 때문에 녹음실에는 컴퓨터가 필요없었다. 컴퓨터가 보급되면서 하드디스크(Hard disk)에 녹음하는 기술이 소개되기는 했으나 초기의 디지털 레코딩의 음질은 마그네틱 테이프(Magnatic Tape)의 음질에 비해 상당히 떨어졌기 때문에 상업용 녹음실에서 환영받지 못하였다. 테이프가 가진 풍성하고 우와한(?)소리가 하드 디스크 레코딩에는 없었기 때문이다. 컴퓨터에 녹음된 소리를 차갑게 느끼는 사람들이 상당히 많이 있었다. 

이 문제는 컴퓨터로 녹음하는 지금에도 거론되고 있다. 컴퓨터로 녹음하고 나면 음질은 좋지만 뭔가 빠진듯한 느낌이랄까? 위의 테이프 머신을 어디선가 본 경험이 없는가? 아래의 그림이 위의 사진과 비슷한가?

Universal Audio UAD MAGNETIC TAPE BUNDLE

Universal Audio사에서 프로그램으로 제작한 테이프 머신 시물레이터(Tape Machine Simulater)이다. 바로 테이프 머신이 가진 '따뜻하고 존재감있으며 유지적이고 저음의 펀치감'을 만들어준다고 설명하고 있다. 아날로그 신호 즉 연속적인 전기신호를 테이프에 기록하면서 테이프의 자석입자가 전기신호에 따라 배치되면서 나타나는 현상은 귀에 아주 좋게 들렸다. 자기 테이프에 녹음하면 발생하는 하모닉 디스토션(Harmonic distortion)으로 인한 소리의 변화이다. 하드 디스크 레코딩에 결여된 이 현상을 컴퓨터 프로그램을 다시 만든 것이다. 소리가 어떻게 달라지는지 테스트 해 보길 바란다.

이러한 장비는 수천만원에서 억대를 호가하는 것으로 개인 작업실이나 홈레코딩에서 사용한다는 것은 수퍼스타가 아니면 불가능한 일이었다. 물론 이 장비뿐아니라 녹음을 위해서는 억대의 믹싱 콘솔(Mixing console), 수백만원에서 수천만원이 호가하는 아웃보드 장비(outboard gears)가 있어야 하니 개인이 녹음하는 것은 사실상 불가능한 일이었다.

컴퓨터의 발전과 디지털 레코딩

초기의 컴퓨터 레코딩은 환영받지 못하였지만 컴퓨터가 발전하고 컨버팅(converting)기술과 장비가 발전하면서 컴퓨터를 활용한 레코딩이 보급되기 시작하였다. 그리고 여기에 더해 저장매체 즉 하드 드라이버의 용량이 대형화되면서 컴퓨터를 이용한 하드 디스크 레코딩의 시대가 열리게 되고 컴퓨터만 있으면 누구나 다 제작자가 될 수 있는 시대가 온 것이다.

앞서 설명한 바와 같이 공기의 진동인 소리는 마이크나 픽업과 같은 변환 장치를 통해 전기로 바뀐다. 그리고 전기로 바뀐 소리가 컴퓨터로 저장되기 위해서는 디지털 신호로 변환되어야 한다. 이 과정을 컨버전(Coversion)이라 부른다. 우리가 인식하든 인식하지 않든간에 소리를 컴퓨터에 녹음하고 녹음된 소리를 스페이바를 누르면 재생하는 과정에서 계속적으로 일어나는 현상이다.

소리의 변환 과정

전기신호는 어떻게 전자신호 즉 디지털로 변환되는가? 전기신호가 디지털로 변화되고 다시 전기신호로 변환되는 과정은 음질과 직접적인 연관이 있다.

샘플레이트와 비트뎁스 (Sample Rate & Bit depth)

컴퓨터 레코딩에서 DAW(Digital Audio Workstation) 즉 레코딩 프로그램을 열어 녹음을 시작하려할때 처음 설정해야하는 것이 바로 샘플레이트와 비트뎁스이다. 처음에 이것을 설정해야 하는 이유는 컴퓨터 레코딩에서 가장 기본적이며 중요하기 때문이다. 샘플레이트와 비트뎁스는 전기신호를 전자신호로 변환할때 가장 기본이되는 설정값이다.

전기신호 즉 아날로그 신호를 디지털로 변환하기 위해서는 전기신호의 상태를 파악하여 샘플로 만들어야 데이터로 저장이 가능하다. 입력되는 전기신호가 1초에 몇번 진동하는지 그리고 얼마나 강하게 혹은 약하게 진동하는가를 파악하여 샘플로 만드는 것이다. 1초에 몇번 진동하는지 파악하여 샘플로 만드는 것이 샘플레이트(Sample Rate), 강약을 파악하여 샘플로 만드는 것을 비트뎁스(Bit depth)이다.

샘플레이트 (Sample Rate)

진동은 강함과 약함이 반복적으로 일어날때 만들어 진다. 이 반복이 1초에 몇번 이루어지는가를 나타내는 수치는 헤르츠(Hz)이다. 다시 이야기하지만 Hz는 반복이 1초에 몇번 이루어지는가를 나타낸다. 이로 인해 샘플레이트의 수치를 Hz로 표시한다. 샘플레이트는 샘플을 만드는 비율이라는 뜻으로 입력되는 전기신호를 1초에 몇번 파악하여 샘플로 만드는가를 나타낸다. 예를 들어 '시디음질은 44,100Hz', '녹음은 48,000Hz로 하는것이 좋다'라고 이야기하는 것을 들어 보았을 것이다. 시디음질은 1초에 44,100번 입력신호를 파악하여 샘플로 만드다는 뜻이고 48,000Hz는 1초에 48,000번 샘플을 채취한다는뜻이다.

자 그럼 질문! 1초에 1번 강함과 약함이 반복되는 진동 즉 1Hz의 진동수를 알기 위해서는 1초에 몇번 확인(샘플링, sampling)을 하면 될 것인가? 

1Hz

정답은 2번이다. 강함이 일어날때 한번, 약함이 일어날때 한번 파악하면 된다. 그럼 초당 진동횟수를 알 수 있다. 소리도 진동이다. 들리는 소리의 진동횟수를 알기 위해서는 그 소리를 최소한 2번 파악하면 된다. 다른 말로 하자면, 들리는 소리의 진동횟수의 두배로 파악해야 그 소리의 진동횟수를 알 수 있다는 말이다. 아날로그, 전기신호를 디지털로 변환하는 과정도 이와 같다. 입력되는 전기신호의 진동수의 두배로 파악해야 입력신호의 진동횟수를 파악할 수 있다. 물론 두배 이상을 하게되면 더욱더 확실하게 입력전기신호의 진동수를 알 수 있게 될 것이다.

사람이 듣는 공기의 진동횟수의 범위가 20Hz~20,000Hz이다. 20Hz인지 확인하기 위해서는 1초에 40번 확인하면되지만 진동이 20,000Hz인지 알기 위해서는 20,000Hz의 두배인 40,000번 파악해야 한다. 이것이 시디음질이 나오게 된 단서이며 기초 디지털 오디오 이론이다. 이 디지털 오디오 이론이 컴퓨터라는 것이 만들어지기도 전인 1910년대에 나왔다니 참으로 놀라울 뿐이다. 

참고로 시디음질이 44,100Hz인 까닭은 가청주파수의 가장 높은 주파수인 20,000Hz를 안전하게 디지털로 변환하기 위해 20,000Hz 이상의 주파수를 차단해야 하는데 이 과정에서 소리는 22,050Hz에서 완전히 차단된다. 그리고 이 진동수, 22,050Hz의 두배로 샘플링(sampling)하게 되면 시디음질인 44,100Hz라는 숫자가 나오게 된 것이다.

오버 샘플링 Oversampling

시디음질 역시 가청주파수의 가장 높은 주파수인 20,000Hz를 안전하게 디지털로 변환하기 위한 오버 샘플링의 일종이며 일반음질의 표준이 48,000Hz 역시 이의 연장선에 있다. 샘플레이트가 높아지면 높아질수록 입력되는 전기 신호의 진동횟수를 보다 자세하게 표현할 수 있게 되며 이는 음질과도 연관된다. 음의 해상도가 높아진다는 말이다. 특히 고음의 해상도가 좋아진다. 고음질의 음원은 원음에 보다 가깝고 샘플링 횟수는 96,000Hz 혹은 192,000Hz의 샘플 레이트를 사용한다.

하지만 욕심은 금물. 샘플레이트가 높아지면 해상도가 좋아지는 것은 사실이나 컨버터는 초당 검사해야하는 샘플이 많아지고 컴퓨터는 많은 데이터를 처리해야 한다. 컨버터는 많은 샘플을 정확하게 검사해야 하기 때문에 정확한 컨버터가 필요하고 컴퓨터는 많은 양의 정보를 처리해야하기 때문에 빠른 데이터 전송속도와 처리속도를 갖추어야 한다. 그러므로 여러 상황상 홈레코딩의 경우, 고음질보다는 일반음질인 44,100Hz나 48,000Hz의 샘플레이트를 사용하는 것이 효과적일 것이다.

비트 뎁스 Bit Depth

샘플레이트가 진동수와 연관이 있다면 비드 뎁스는 소리의 크기와 연관이 있다. 큰소리와 작은 소리를 표현하는 단계이다. 조용하게 노래를 부를때와 크게 소리를 지를때의 음압의 차이를 표현한다는 것이다. 

비트는 디지털 오디오에서 소리의 크기를 표현하는 단위이다. 1비트(bit)가 표현할 수 있는 단위는 2의1승 즉 2단계로 소리의 크기를 표현한다. 2단계로 표현한다는 뜻은 1단계는 '소리 안남' 2단계는 '소리 남'이다. 1비트로 녹음하는 경우는 없지만, 만약 1비트로 녹음한다면 소리가 나는 경우의 모든 소리의 크기는 같아질 것이다. 2비트(bit)는 2의2승이니 4단계로, 4비트(bit)는 2의4승이니 16단계로 소리의 크기를 표현할 수 있다.

녹음에서 사용하는 비트는 16bit 혹은 24bit를 사용한다. 16bit는 2의16승 즉 2를 16번 곱하면된다. 2x2x2x.... 그럼 16bit가 표현하는 소리의 크기는 65,536 단계이고 24bit는 2의24승 즉 16,777,216단계이다. 입력되는 전기신호, 아날로그 신호의 강도를 디지털로 표현하는 단계를 나타내고 이를 사람이 듣는 형태인 dB로 표현하면 이론적으로 비트당 약 6dB정도의 표현이 가능해진다. 16bit는 16x6 약 96dB 즉 작은소리와 큰소리를 표현할때 96dB의 차이로 표현이 가능하다는 뜻이다. 24bit는 24x6, 이론상 144dB의 표현이 가능하다.

홈레코딩에서 특히 대중음악 장르의 음악을 녹음할 때 어느 비트로 해도 음질의 차이는 크게 느낄수 없지만 혹 녹음하는 공간이 아주 조용하고 작은 소리와 큰 소리의 차이 즉 넓은 다이나믹 레인지를 요구하는 음악이라면 필히 24bit를 사용해야 할 것이다.

다시 샘플레이트와 비트뎁스 (Sample Rate & Bit depth)

샘플레이트와 비트뎁스가 합하여지면 디지털 레코딩에서 소리의 해상도가 만들어진다.

디지털 레코딩 초기에 높은 샘플레이트와 비트뎁스를 사용하지 못한 것은 컴퓨터의 성능뿐 아니라 데이타 전송속도 그리고 저장매체의 크기와도 직접적인 연관이 있었다. 지금 1메가바이트(Mega byte)는 정말 작은 용량이지만 이전엔 그렇지 않았다. 

일반적인 녹음세팅, 샘플레이트 48,000Hz 24bit로 녹음할 경우 데이터량을 계산하는 방법은 초당 '샘플레이트x비트수'이다.  48000x24=1,152,000bit이다. 1 byte = 8bit 이므로 1,152,000÷8=144,000byte이며 이를 메카바이트로 바꾸면 0.144Mbyte이다. 48kHz 24비트로 1트랙을 녹음할 경우 컴퓨터는 초당 0.144메가바이트를 계산하고 전송하여 저장하여야 한다. 현재의 컴퓨터의 성능으로 보면 아주 쉬운일이다. 컴퓨터 CPU의 성능이 기가바이트의 단위이고 데이터 전송속도와 저장용량 역시 기가 바이트인 시대이니 디지털 레코딩은 아주 쉽게 느껴진다. 

별로 이런 일은 없겠지만, 홈레코딩에서 96,000Hz 24bit로 보컬과 키보드(스테레오) 그리고 베이스 기타를 동시에 녹음하는 경우 초당 처리량과 데이터 전송량은 상당히 올라간다. 96,000x24x4(트랙수) = 9,216,000bit÷8 = 1,152,000byte = 1.152메가바이트이다. 초당 생성되는 데이터의 양이 1.152메가바이트로 이 역시 대단한 수치는 아니다. 4분짜리 곡일 경우 총 데이터는 1.152x240(4분)=276.48메가바이트이다.

이렇게 간단한 작업인데 내 컴퓨터는 왜 자꾸 멈추는 걸까?

Logic pro x system overload message

컴퓨터 입장에서(?)보면, 컴퓨터의 리소스를 다 활용할 경우, 디지털 레코딩은 비교적 간단한 작업이다. 

하지만 컴퓨터 레코딩시 컴퓨터가 하는 일은

1. 오퍼레이팅 시스템 구동 (PC의 경우 windows, 맥의 경우 OS)

2. DAW 프로그램 구동

3. 디지털 오디오 계산, 전송, 저장

일 것이다.

해결책 1

일단 컴퓨터에 맞는 오퍼레이팅 시스템을 사용하여야 한다. 물론 최신 윈도우즈나 맥OS를 사용하면 좋지만 구형 컴퓨터에 최신 오퍼레이팅 시스템은 이미 컴퓨터 리소스의 대부분을 점유하여 DAW 프로그램을 구동하기 조차 버거운 마당에 정확하게 그리고 안정적으로 디지털 오디오를 처리하는 것은 불가능해진다. 컴퓨터 구매당시의 오퍼레이팅 시스템을 사용하는 것이 컴퓨터의 성능을 최대한 활용하는 방법일 것이다.

해결책 2

녹음시 사용되는 DAW 프로그램들은 안정적으로 녹음을 해야 하기 때문에 컴퓨터의 리소스를 상당히 많이 사용한다. DAW 프로그램 역시 새로운 업데이트가 나오면서 기능이 추가되고 이 역시 컴퓨터의 리소스 점유율을 높이게 된다. 오퍼레이팅 시스템과 마찬가지로 컴퓨터 출고 당시의 버전을 사용하는 것이 현명할 것이다.

CUBASE PRO X 시스템 요구 사양

프로그램들마다 요구되는 컴퓨터 사양을 체크하고 업데이트시 꼭 참조하여야 한다. 위의 그림은 CUBASE PRO X 의 컴퓨터 요구사양이다. 대부분의 경우 시스템 요구사항에 나와있는 조건들은 컴퓨터의 최소사양을 말한다. PC의 경우 CPU는 Intel Core i5 혹은 AMD Multi-core 혹은 그 이상, 메모리는 8GB이상, 하드드라이브는 30GB 이상의 여유공간이 요구되지만 이는 최소요구사항으로 프로그램을 최상의 컨디션으로 활용하기 위해서는 휠씬 더 높은 사양을 요구한다.

그러니 항상 최신버전의 오퍼레이팅 시스템이나 최신 DAW 프로그램을 설치하는 것은 현명하지 못한 선택이 될 것이다. 최소사양만 보고 DAW 프로그램을 구매하게 되면 DAW 프로그램을 열수는 있지만 사용하지 못하는 경우가 발생할수도 있다.

현명하게 컴퓨터 선택하기

이미 컴퓨터가 있는 경우, 위에서 이야기한 바와 같이 컴퓨터의 성능을 최대로 발휘할 수 있게 오퍼레이팅 시스템과 DAW 프로그램을 설치하여야 할 것이다. 그리고 만약 컴퓨터를 새로 구입하여야 한다면 사용 용도와 지출하려는 한도안에서 최대한 성능이 좋은 컴퓨터를 구매해야 할 것이다.

구매포인트

1. MAC 혹은 PC:

mac이냐 pc냐 그것이 문제

    Mac의 최대 장점은 안정성일 것이다. 물론 가격은 만만하지 않다. 컴퓨터 제조사와 오퍼레이팅 시스템을 개발하는 회사 가진 장점이자 단점이다. 그리고 Logic pro x를 사용하고 싶다면 다른 선택의 여지가 없다. 물론 PC부품을 사용하여 Mac OS를 구동하는 핵킨토시(Hackintosh)를 사용할 수도 있다. 만약 핵킨토시를 직접 만들 계획이라면 사전에 조사하고 준비해야 할 것이 상당할 것이고 스트레스와 함께할 며칠도 감내하여야 할 것이다. 물론 중고 Mac 역시 고려대상중에 하나이다. 

    PC는 Logic pro x를 제외한 대부분의 DAW 프로그램의 사용이 가능하다. 확장성이 좋다. 하지만 컴퓨터 제조사와 오퍼레이팅 시스템 개발사가 다르다보니 일반적으로 시스템의 안정성은 Mac에 비해 떨어지는 것 또한 사실이다. 그러니 잦은 윈도우즈 업데이트는 조심하여야하고 윈도우즈 업데이트를 해야 한다면 DAW 프로그램의 구동에 영향을 주지 않는지 꼭 확인을 하여야 한다.

2. CPU

    데이터를 처리하는 기능을 하는 CPU는 사실 녹음시에 그 성능을 최대로 발휘하지는 않는다. 하지만 후반작업인 믹싱도 생각하고 있다면 CPU의 사양에 대해 심각하게 고민하여야 한다. 물론 녹음 역시 성능좋은 CPU가 있다해서 해로울 것은 전혀 없다.

    미디 작업을 병행하는 경우라면 CPU는 더 더욱 중요하다. 미디 작업을 하며 녹음하는 경우 컴퓨터는 샘플러(sampler)를 구동하면서 녹음을 해야하기 때문에 CPU 점유율이 상당히 올라가 녹음이 멈추는 경우가 발생하기도 한다. 정말 좋은 느낌으로 녹음하다 프로그램이 멈추는 것 만큼 김빠지는 일도 없다. 그러니 CPU의 코어가 4개 이상의 고려하든지 아니면 미디 작업을 한 트랙을 미리 오디오로 변환한 뒤 작업하는 것도 방법중에 하나이다.

    일반적으로 음악작업을 위해서는 4개 이상의 코어를 가진 CPU를 갖춘 컴퓨터를 구매하기를 추천한다. CPU를 업그레이드하는 것이 불가능한 컴퓨터가 대부분임으로 구매전 자신의 재정상태와 사용용도에 맞게 구매하자.

3. Memory

    메모리는 CPU의 성능을 최대한 발휘할 수 있게 하는 보조저장장치이다. CPU가 빨리 정보를 처리할 수 있게 임시로 데이터를 보관했다 필요시 빨리 CPU에게 전달한다. DAW 프로그램의 경우, 프로그램의 구동과 오디오 파형의 형태등의 여러 정보가 메모리에 기록되어 활용되기 때문에 가능한 메모리의 용량이 크면 좋겠지만 적어도 8기가 이상 가능하다면 16기가의 메모리가 적합할 것이다.

4. Laptop or Desktop

    같은 사양이라면 데스크탑이 노트북보다 성능이 더 좋다. 하지만 홈레코딩을 위한 컴퓨터이니 같은 사양이라면 소음이 적은 컴퓨터가 좋을 것이다. 데스크탑 컴퓨터가 소음이 좀 발생하면 본체를 다른 곳 혹은 장롱같은 곳에 잠시 넣어 두고 쓸수 있지만 노트북의 경우 마이크에 그대로 노출되니 소음정도를 꼭 확인해야 한다.