디더링은 디지털 오디오에서 가장 오해받는 측면 중 하나입니다. 신뢰할 수 있는 EQ나 컴프레서만큼 인기 있는 도구는 아니지만, 디더링 플러그인은 전문적인 사운드의 트랙을 제작하는 데 필수적입니다. 특히 스트리밍을 계획하는 경우 더욱 그렇습니다. 이 블로그에서는 디더링의 작동 방식과 마스터링 중에 디더링을 사용하는 방법에 대해 알아봅니다.
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디더란 무엇인가?
간단하고 간결한 답변은 다음과 같습니다. 디더링은 파일의 비트 심도를 줄일 때 양자화 왜곡을 줄이기 위해 신호에 노이즈를 추가하는 프로세스입니다. 디더링은 24비트 또는 32비트에서 16비트로 바운싱할 때 마스터링 단계에서만 적용해야 합니다. 이렇게 하면 스트리밍하는 동안 믹스의 모든 세부 사항이 그대로 유지됩니다.
꽤 간단하죠? 그럼 왜 디더가 그렇게 오해받는 주제일까요? 글쎄요, 세부 사항은 좀 더 복잡합니다.
디지털 오디오 이해
디더를 이해하려면 디지털 오디오에 대한 실무 지식이 필요합니다. 기본부터 시작해 보겠습니다.
디지털 오디오 파일을 만들 때는 아날로그 신호의 디지털 표현을 캡처하는 것입니다. 일종의 사운드 스냅샷과 같습니다. 수천 개의 정지 이미지가 차례로 재생되는 비디오와 매우 유사하게, 디지털 오디오는 단순히 연속적으로 재생되는 일련의 오디오 스냅샷으로, 사운드가 시간을 따라 움직이는 환상을 만들어냅니다.
음파를 정확하게 재현하려면 소리의 주파수 응답과 진폭을 정량화하는 자세한 스냅샷을 캡처해야 합니다. 이러한 스냅샷을 샘플이라고 하며, 디지털 오디오의 기초입니다.
디지털 녹음의 샘플 레이트는 녹음에서 초당 캡처하는 샘플 또는 오디오 스냅샷의 수를 결정합니다. 일반적으로 사용하는 샘플 레이트에 따라 44,100개 또는 48,000개입니다.
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비트 심도는 각 스냅샷 또는 샘플이 원래 아날로그 신호의 세부 정보를 얼마나 정확하게 캡처하는지 제어합니다. 각 추가 비트는 인터페이스가 수신 신호 레벨을 측정하는 데 사용할 수 있는 해상도를 높입니다. 비트 심도가 더 큰 레코딩은 더 큰 동적 범위를 제공하는 반면, 비트 심도가 낮은 레코딩은 제한된 동적 범위를 갖습니다.
각 샘플이나 스냅샷에는 그래프의 점처럼 진폭이 할당됩니다. 그러나 유한한 값 집합을 사용하여 이처럼 무한히 가변적인 숫자를 정량화하려고 할 때 항상 상황이 일치하지는 않습니다.
아날로그 신호의 진폭이 가장 가까운 디지털 값보다 약간 높거나 낮으면 진폭이 반올림되거나 반내려져 보상됩니다. 이는 양자화 오류라고 알려진 것을 발생시켜 원치 않는 왜곡을 생성할 수 있습니다.
일종의 "점 연결" 퍼즐과 같습니다. 몇 개의 점만 있으면 선이 딱딱하고 울퉁불퉁하여 그림이 원본의 서투른 버전처럼 보입니다. 하지만 점이 많으면 원본의 미묘한 뉘앙스를 더 잘 포착할 수 있습니다.
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낮은 비트 심도로 작업하는 것은 메스가 필요할 때 톱으로 조각품을 조각하는 것과 비슷합니다. 원본 소스를 정확하게 재현하기에 충분한 세부 정보를 포착할 수 없습니다.
디더링이 중요한 이유는?
디지털 오디오는 처음 나온 이래로 많은 발전을 이루었습니다. 오늘날 대부분의 시스템은 32비트 깊이로 디지털 오디오를 녹음할 수 있어 양자화 왜곡을 사실상 들을 수 없게 만듭니다.
그러나 가능한 가장 높은 비트 전송률로 녹음하더라도 트랙을 16비트 또는 24비트 파일로 바운싱할 때 양자화 오류가 발생할 위험이 있습니다. 16비트에서는 양자화 왜곡이 더 잘 들립니다. 특히 조용한 구절이나 페이드 아웃 중에 그렇습니다.
비트 수가 줄어들면 사용 가능한 이산 진폭 값의 수도 줄어들어 양자화 오류가 더 많아집니다. 다행히도 이러한 오류를 방지할 방법이 있습니다. 바로 디더가 등장하는 부분입니다.
디지털 오디오의 초창기에, 몇몇 관찰력 있는 엔지니어들은 항공기의 기계식 컴퓨터가 지상보다 비행 중에 더 정확하게 작동한다는 것을 발견했습니다. 비행기 엔진의 진동이 실제로 컴퓨터 내부의 움직이는 부품이 달라붙지 않도록 하는 데 도움이 되어 정확도가 더 높아졌습니다.
디더는 거의 같은 방식으로 작동합니다. 트랙에 무작위 노이즈 레이어를 추가하여 각 샘플의 진폭을 더 잘 평가하고 녹음의 원래 세부 사항을 보존합니다.
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여기서 핵심은 노이즈가 원래 신호와 전혀 관련이 없거나 "상관 관계가 없어야" 한다는 것입니다. 올바르게 적용하면 시스템은 진폭 값을 더 정확하게 반올림할 수 있어 신호를 보존하고 추가된 왜곡을 제거하는 데 도움이 됩니다.
디더는 어떻게 작동하나요?
이제 디더를 언제, 왜 사용해야 하는지 이해했으니, 실제로 디더가 어떻게 작동하는지 알아보겠습니다.
오디오 녹음의 비트 심도를 줄일 때, 원래 24비트 또는 32비트 파일의 모든 정보가 16비트 파일에 맞아야 합니다. 이를 위해 많은 정보가 손실됩니다.
가장 기본적인 시스템에서는 복제할 수 없는 진폭 값은 단순히 잘려나가거나, 잘라내어 원치 않는 왜곡을 일으킵니다. 더 정교한 시스템은 진폭 값을 반올림하거나 반내림하지만 100% 정확하지는 않습니다. 반올림 오류는 원치 않는 왜곡을 일으킵니다.
반올림해야 할 진폭 값이 있지만, 가장 가까운 사용 가능한 값의 중간에 바로 있다고 가정해 보겠습니다. 컴퓨터가 올바른 선택을 할 확률은 50/50입니다. 사람이 하듯이 단순히 추측하는 대신, 항상 같은 결정을 내립니다. 위나 아래 중 하나입니다.
디더 플러그인은 신호에 노이즈를 추가하여 본질적으로 컴퓨터의 올림 또는 내림 결정을 무작위로 지정합니다. 디더 플러그인은 잘라내기 및 올림 오류를 방지하고 트랙의 비트 심도를 낮출 때 원치 않는 왜곡을 최소화합니다.
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디더를 사용하는 경우
처음 믹싱을 시작했을 때, 믹스 버스에 디더 플러그인을 넣었던 걸 기억해요. 뭔가 차이를 내는 게 들렸거든요. 스포일러 경고—그렇지 않았어요.
디더는 파일의 비트 심도를 줄일 때만 적용하면 됩니다. 일반적으로 이는 마스터링 단계에서 24비트 또는 32비트 세션에서 16비트(또는 더 낮은 것이 마음에 든다면 더 낮을 수도 있지만 대부분 스트리밍 서비스는 최소 16비트가 필요합니다)로 파일을 바운싱할 때 발생합니다. 이때만 디더를 적용해야 합니다.
녹음의 샘플 레이트나 비트 심도를 변경할 때마다 왜곡이 발생할 위험이 있으므로 절대적으로 필요한 경우에만 변경하는 것이 좋습니다. 일반적으로 DAW 외부에서 파일을 바운싱할 때만 디더를 적용하면 되므로 대부분 DAW가 몇 가지 기본 제공 옵션을 제공하는 이유입니다(나중에 자세히 설명).
하지만 마스터링을 위해 믹스를 바운싱하는 경우 전체 32비트 파일을 보내야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 마스터링 엔지니어는 최종 마스터링된 트랙을 바운싱할 때 디더를 적용합니다. 마스터링 엔지니어에게 16비트 파일을 보내면 역학을 미세 조정할 때 엔지니어의 능력이 제한되고 32비트 플러그인으로 작업할 때 원치 않는 왜곡이 발생할 수 있습니다.
디더 플러그인은 세션 내에서 파일을 바운스하고 저장하고 싶어 하는 사람들을 위해 존재하며, 내장된 디더 옵션보다 추가적인 유연성을 제공합니다. 디더 플러그인을 사용하는 경우 항상 신호 체인의 맨 마지막 플러그인이어야 하며, 이것이 많은 리미터가 내장된 디더링 기능을 제공하는 이유입니다.
디더링을 사용하지 말아야 할 때
기억하세요, 디더는 기술적으로 신호에 노이즈를 더하므로 절대적으로 필요하지 않는 한 사용하지 마세요. 기록된 것보다 낮은 비트 심도로 파일을 바운싱할 때만 디더를 사용하면 됩니다. 24비트 또는 32비트 믹스에서 16비트 파일을 바운싱할 때는 항상 디더를 적용해야 합니다.
기술적으로, 32비트 부동 소수점 세션에서 24비트 파일을 바운싱할 때는 디더를 적용할 필요가 없습니다. 왜냐하면 비트 심도가 동일하기 때문입니다. 그러나 32비트 고정 소수점 믹스에서 24비트 파일을 바운싱할 때는 디더를 적용해야 합니다. 그렇긴 하지만, 대부분의 스트리밍 서비스와 CD 제조업체가 16비트 파일을 요구하기 때문에 이런 상황을 자주 겪지는 않을 것입니다.
일반적으로 디더를 두 번 이상 적용하는 것은 피해야 합니다. 그러나 32비트 고정 소수점 세션으로 작업하고 세션에서 24비트 녹음을 사용할 수 있도록 24비트로 바운스해야 하는 경우 디더를 적용해야 합니다. 그런 다음 최종 16비트 파일을 바운스할 때 디더를 한 번 더 적용합니다.
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다양한 종류의 디더
1997년, Dolby Labs, Weiss Engineering, Millennia Media, Z-Systems의 오디오 엔지니어들이 "가능한 가장 음향적으로 투명한 디더링 알고리즘"을 만들기로 했습니다. 그 다음 해에 그들은 Psychoacoustically Optimized Wordlength Reduction 또는 POW-r로 알려진 일련의 상업용 디더링 및 노이즈 셰이핑 알고리즘을 공개했습니다.
오늘날 모든 주요 DAW(Logic, Pro Tools, Ableton 포함)는 원래 POW-r 알고리즘을 기반으로 하는 내장 디더링 프로세서를 특징으로 합니다. 사실, 대부분의 DAW는 POW-r 알고리즘을 기반으로 여러 디더링 옵션을 제공합니다. 차이점은 일반적으로 미묘하지만 각 알고리즘은 다양한 유형의 음악에 최적화되어 있습니다.
하지만 다양한 유형의 디더링 알고리즘을 살펴보기 전에 노이즈 셰이핑에 대해 이야기해야 합니다. 노이즈 셰이핑은 본질적으로 디더링 노이즈에 EQ를 적용하여 덜 들리게 만드는 프로세스입니다. 24비트에서 디더링으로 생성된 노이즈는 일반적으로 들리지 않지만, 노이즈 셰이핑은 파일을 16비트(또는 8비트 또는 희귀한 칩튠 세트)로 바운싱할 때 눈에 띄는 차이를 만들 수 있습니다.
다음으로, 각 POW-r 알고리즘의 고유한 특징을 살펴보겠습니다.
1형: Type 1 POW-r 디더링은 일반적으로 압축률이 높은 록이나 팝송과 같이 동적 범위가 낮은 큰 믹스에 사용됩니다. Type 1 디더는 노이즈 셰이핑을 사용하지 않으므로 EQ 곡선이 없는 평평한 주파수 응답이 있어 고해상도 24비트 파일을 바운싱하는 데 이상적입니다.
2형: Type 2 POW-r 디더링은 일반적으로 음성에 사용됩니다. 2kHz 주변의 딥과 14kHz 이상의 부스트와 함께 간단한 노이즈 셰이핑 곡선을 사용합니다. 이를 통해 양자화 왜곡을 방지하면서도 보컬을 들을 수 있습니다.
3형: 유형 3 POW-r 디더링은 일반적으로 오케스트라 음악이나 영화 음악과 같은 매우 역동적인 녹음에 사용됩니다. 또한 노이즈 셰이핑을 사용하지만, 양자화 왜곡을 더욱 제거하기 위해 훨씬 더 공격적인 EQ 곡선을 특징으로 합니다.
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이제 당신은 공인된 디더링 전문가가 되었으므로 다음 세션에서 이러한 기술을 사용하여 믹스에 오류나 원치 않는 왜곡이 없는지 확인할 수 있습니다.
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