스트리밍 시대의 오디오 레벨은? 라이브 환경의 송출 레벨 셋업

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스트리밍 시대의 오디오 레벨은? 라이브 환경의 송출 레벨 셋업

이무제 기자

예전에는 별로 문제될 것이 없는 일들이 이제는 심각한 문제거리가 되는 경우가 종종 있다. 코로나19가 대표적인 원인 중 하나인데, 재미있게도 이번에 언급할 일은 교회를 중심으로 벌어졌다. 아! 먼저 이 글은 교회 음향 엔지니어를 폄하하기 위한 것이 아님을 미리 밝혀둔다. 불편함을 느끼실 분들에게는 미리 사과의 말씀을 올리는 바이다.

이 세상에 ‘원래’라는 말을 붙일 수 있는 일은 별로 없지만 원래 라이브 믹싱과 방송 믹싱은 따로 이뤄져야 하는 것이 상식이다. 이는 단순히 교회를 비롯한 현장 라이브 환경에 설치된 스피커 시스템의 주파수 반응이 소비자의 청취환경과는 달라서 생기는 차이를 훨씬 넘어선다. 여기에는 ‘등청감곡선’과 ‘다이나믹레인지’라는 요소가 관여한다.

그런데 코로나19로 대면예배가 중단되면서부터 문제가 커졌다. 현장 예배 실황을 인터넷으로 송출해야 하는 상황이 발생한 것이다. 약 10년 전쯤만 해도 예배의 방송 송출은 소위 말하는 ‘메가 처치’에서나 가능한 것이었다. 하지만 코로나19가 창궐하기 시작한 때는 2019년이며, 이미 유튜브과 페이스북을 비롯한 각종 플랫폼에서 누구나 손쉽게 라이브 방송을 할 수 있는 환경을 지원했다. 그것도 공짜로 말이다!

이런 상황에서 별도의 방송 믹싱은 커녕 전문적인 유급 음향 엔지니어조차 고용할 여력이 없는 대다수의 교회에서 문제가 대거 발생했다. 현장에서 듣던 ‘꽤 괜찮은 소리’가 방송으로 들으니 도저히 들을 수 없을 정도의 퀄리티로 들렸던 것이다. 음량은 들쭉날쭉 하고 큰 소리는 지나치게 커서 찌그러지고, 작은 소리는 너무 작아서 들리지 않을 정도이며 또 찬양단의 연주와 믹싱 밸런스는 왜 그렇게 거슬리는 것인지...

물론 이는 원인을 안다면 매우 당연한 문제이다. 하지만 청중들이 ‘등청감곡선’과 ‘다이나믹레인지’, ‘주파수반응’ 등을 알고 우리의 문제를 이해해줄리가 없다. 이미 많은 음향 관련 봉사자들이 마음의 상처를 받은 이후겠지만 지금이라도 준비해봤다. 진짜 문제가 무엇인지, 그리고 어떻게 해결해야 할 것인지.

이상적인 상황은 현장 믹스와 송출 믹스를 따로 하는 것이다. 사진은 2020년 CCC 온라인 수련회 현장으로 방송 믹스를 따로 운영해 좋은 결과를 얻어냈다.


문제는 무엇인가?

우선 라이브 환경부터 생각해보자. 교회의 예배 환경과 같이 회중들이 함께 노래를 부르고 박수를 치는 등 적극적으로 참여한다면 음향 시스템은 최소한 이런 소음을 이겨낼 정도는 되어야 한다. 그러니 조금 풍부하게 음량을 운용하는 곳에서는 순간적으로 110dBSPL까지 레벨이 올라가기도 한다. 한 편, 이 믹싱을 그대로 송출에 실어보내서 가정이나 차량, 이어폰 등으로 청취한다고 생각해보자. 일반적인 가정집에서 TV를 시청할 때의 음향 레벨은 물론 각 가정마다 차이는 있겠지만 70~80dBSPL선이 일반적이다. 80dBSPL 기준으로 봐도 이미 20~30dB이나 되는 차이이니 등청감곡선에 따르면 가정집에서는 심각하게 저음과 고음이 없어지고 중음이 두드러지는 밸런스를 듣게 된다.

다이나믹레인지 면에서는 더욱 심각하다. 라이브 환경에서 기저소음을 50dBSPL이라고 했을 때 순간적으로 110dBSPL까지 운용한다면 다이나믹레인지는 60dB에 이른다. 현장 스피커 시스템의 음량이 크니실황 예배를 드리는 사람은 작은 소리부터 큰 소리까지 전부 들을 수 있게 되는 것이다. 그런데 가정 환경에서는 기껏해야 80dBSPL 정도의 음량으로 듣는데 여기서 기저소음은 아무리 작게 잡아도 40dB은 넘는다. 즉, 가정 환경의 다이나믹레인지는 40dB 정도에 불과하다. 그러니 방송사들이 강한 컴프레싱과 리미팅을 하고 라우드니스를 지키기 위한 장비들을 송출단에 장착할 수 밖에 없는 것이다. 적은 다이나믹레인지 안에서 다 들리게 해야 하니까.

가장 근본적으로 이 문제를 해결하는 방법은 스플리터 등을 이용해 소스를 따로 받고 방송용 믹싱을 아예 따로 운용하는 것이다. 이 방법은 오랫동안 라이브와 방송을 동시에 진행하는 현장에서는 상식처럼 쓰여져 왔고 방송 송출 경험이 많은 대형 교회의 전문가들 역시 이에 관해서 대책을 세우고 있다. 하지만 대부분의 중·소형 교회들에게는 실질적으로 불가능한 방법이다. 엄밀히 말하자면 출석인원 1,000명을 넘는 중급 이상 규모의 교회라고 해도 교회측의 전폭적인 지원과 함께 전문인력이 갖춰지지 않았다면 실질적으로 불가능하다고 봐도 과언이 아니다. 그렇다면 방법이 없는 것일까? 완벽한 것은 아니지만 송출단에 최종 EQ를 걸어 밸런스를 정리해주고 마스터링 컴프레서와 리미터를 통해 적절히 제어해준다면 그래도 꽤 괜찮은 효과를 얻을 수 있다.

등청감곡선. 그래프가 의미하는 것은 사람은 1~4kHz의 중역대를 가장 민감하게 듣고 고음과 저음은 덜 민감하게 듣는다는 것이다. 그런데 음량이 커질수록 이 차이는 점점 줄어든다. 따라서 같은 음원이라도 큰 음량에서는 저음과 고음이 두드러지게 들리고 음량이 작아질수록 저음과 고음이 먼저 사라지기 때문에 중역대가 도드라지게 된다.


문제 해결을 위한 전제 조건

가장 먼저 자신의 교회의 오디오 시스템의 레벨 매칭을 점검해보자. 이것은 기본 중의 기본이지만 의외로 기본을 잘 지키지 않는 현장이 너무나도 많다. 이제는 그래도 많이 알려져 인터넷 검색 창에 ‘게인스트럭쳐’ 등의 단어로 검색하면 쉽게 어떤 개념인지 알 수 있으니 자신이 엄청난 전문가가 아니라도 쉽게 조정이 가능할 것이다.

결론적으로 말하자면 믹싱 콘솔에 접속되는 각종 소스들의 레벨을 적절히 조절해 시스템이 적절한 레벨로 운용되어 높은 다이나믹레인지를 갖도록 만들고 마지막으로 물리는 파워앰프와 스피커의 레벨을 적절히 조정해 현장에서 적절한 음량을 얻어내는 것이다. 여기어 ‘적절한’이라는 단어가 많이 사용되었지만 생각보다 간단하다.

현대의 대부분의 프로페셔널 음향 장비들은 특별한 경우가 아니라면 +4dBu를 표준 레벨로 잡고 있으며 서로 키우거나 줄이는 일 없이, 즉 0dB가 되게끔 접속하면 대개 큰 문제가 없다. 의외로 문제가 되는 경우가 바로 파워앰프와 스피커 단인데, 애초에 적절한 음압 설계가 되었다면 파워앰프 앞 단에 달린 어테뉴에이터를 끝까지 열어 최대의 다이나믹레인지를 사용할 수 있겠지만 불행하게도 대부분의 현장은 음압에 있어서 초과설치 된 경우가 많아 믹싱 콘솔의 메인 출력에서 레벨 미터를 빵빵하게 채워서 내보낸다면 십중팔구 엄청나게 큰 소리를 듣거나 엄청난 하울링을 경험하게 된다. 그러니 간단하게 생각하자. ‘믹싱 콘솔에서 피크를 치지 않는 선에서 레벨을 빵빵하게 내보내되 소리가 너무 크면 앰프의 어테뉴에이터로 줄인다’고 생각하면 쉽다. 이렇게 ‘적절히’ 조정을마치고나면 콘솔의 방송 믹스를 위한 버스 출력에서도 별 다른 조치 없이 ‘빵빵한’ 레벨을 얻을 수 있을 것이다.

그래프는 Yamaha O1V96의 매뉴얼에 포함된 레벨 다이어그램이다. 이것만 잘 이해하더라도 게인스트럭쳐에 대한 개념을 쉽게 받아들일 수 있다.


레벨에 대해 이해하기

VU Meter는 오랫동안 오디오 레벨을 표시하는 방법이었다. 사진은 Waves의 VU Meter 플러그인 화면이다.

현장에서 들리는 소리는 dBSPL로 표현되지만 인터넷 상에서 송출되는 음압 레벨은 완전히 다르다. 이는 믹싱 콘솔에 장착된 오디오 미터와도 다르다. 또 믹싱 콘솔에 장착된 오디오 미터끼리도 다르다! 무슨 이야기를 하는거냐고? 이것은 오디오 신호에 대해 먼저 이해해야 한다. 오디오 신호는 일종의 교류다. 그런데 그냥 교류가 아니고, 다양한 주파수들의 합으로 이뤄졌다. 어쨌든 이 신호의 ‘크기’를 우리는 알아야만 하는데, 이 ‘크기’를 표현하는 방식이 다 다르기 때문에 이해가 어려운 것이다.

지금은 보기가 다소 어려웠지만 가장 전통적으로 쓰였던 미터가 ‘VU 미터’다. 이는 1940년에 미국 CBS, NBC 방송국과 벨 연구소가 공동으로 개발한 것으로 바늘의 반응 속도가 300ms로 다소 둔하게 반응하며 전체 파형에 대해서 RMS 값을 표시하게 되기 때문에 인간의 청감 특성과 굉장히 유사하다는 특징이 있어서 순간적인 피크가 중요하지 않은 아날로그 환경에서 오랫동안 사랑받아왔다. 기준 값은 0VU는 +4dBu 값을 나타낸다. 통상적으로 최대 피크값은 +20dBu로 간주한다.

그런데 오디오 환경이 디지털 시대로 변하면서부터 PPM(Peak Program Meter) 미터라는 것이 등장했다. 이는 디지털 오디오의환경은 피크값을 넘어서는 신호는 노이즈로 받아들이게 되고 실제로도 매우 자극적인 노이즈가 생성되기 때문에 오디오 신호의 피크치 검출에 훨씬 최적화된 방식이다. 그리고 단위는 dBFS를 사용한다. FS는 Full Scale의 줄임말로 0dBFS를 넘어가면 피크를 친다는 이야기다. 하지만 이는 기존에 사용하던 dBu와 전혀 호환되지 않으며 서로 변환도 불가능하다.

무슨 뚱딴지같은 이야기냐고? 0dBFS가 +24dBu가 아닌 것인가? 엄밀히 따지면 dBFS는 피크값이고 dBu는 RMS 값이기에 서로 변환 계산을 한다는 것은 의미가 없는 것이다. 이 변환을 행하려면 반드시 기준 신호의 크레스트팩터, 즉 신호의 평균적인 레벨과 순간적인 피크값의 차이를 알아야만 한다. 이를 단순히 말하자면 작은 소리와 순간적인 큰 소리의 차이라고 말해도 무방할 것이다. 이 ‘큰 값과 작은 값이 차이’가 이번에 다루는 이야기의 핵심일지도 모른다.

옛날 이야기를 조금 해보자. 일반적으로 우리가 익숙하게 듣는 아날로그 음성및 음악에서 과도한 컴프레싱을 하지만 않는다면 평균적인 레벨, 즉 RMS를 기준으로 한 +4dBu(0VU) 단위에서 20dB 이상의 피크가 생성되는 일은 드물다. 따라서 초창기 라디오 방송에서는 피크에서 헤드룸을 20dB 남겨두었다. 또한 대부분의 프로페셔널 오디오 기기는 +4dBu의 공칭 레벨로 운용되며 여기에 20dB의 헤드룸이 더해 최대출력이 +24dBu인 기기가 많았다.

이제 다시 현대로 돌아와서, 이에 따라 실제 아날로그 기기가 가진 헤드룸(+24dBu), 그리고 실제 음악 신호의 평균적인 크레스트팩터(18dB)를 고려해 0VU(+4dBu)에서 EBU 표준은 +18dBVU에서 0dBFS, SMPTE 표준은 +20dBVU에서 0dBFS를 레벨 얼라인먼트의 기준으로 정한 것이다.

현재 넷플릭스의 경우 0VU=+4dBu=-20dBFS의 SMPTE 기준을 따르고 있으며, 이는 RMS 기준이기 때문에 여기에 일반적인 음악 신호의 크레스트팩터 18dB을 더하면 피크 기준치인 -2dBFS에 도달한다. 실제로 넷플릭스는 “ITU-R BS.1770-3을 사용하여 -24 LKFS(+/- 2 LKFS)를 충족하여야하며 피크는 -2dBFS를 유지할 것”을 요구하고 있다.(넷플릭스는 -27 LKFS를 레퍼런스 레벨로 하고 있습니다. 피드백을 반영하여 표기합니다. 감사합니다)

이제 마지막으로 설명 할 것은 바로 ‘LUFS’다. 이는 PPM 미터가 실제 오디오 레벨의 청감적 크기를 반영하지 못하고, 또 VU 미터가 피크를 다루지 못한다는데서 이 모든 것을 보완하기 위한 새로운 단위계이다. 지면상 많은 것을 이야기할 수는 없지만 VU 미터가 미처 다루지 못하는, 사람이 실제로 느끼는 소리의 크기를 가청주파수 대역이나 크레스트팩터 등을 고려해 자동 검출하게 되며 long-term, short-term 등의 기준에 따라 소리가 작거나 혹은 무음구간까지를 모두 고려해 수치에 반영되게끔 한 것이다.

한국 방송 환경에서는 K-Weight라고 하는 주파수 가중치를 더한 LKFS라는 단위계를 사용하며 표준은 -24LKFS다. 현재 이 값을 현저하게 벗어나는 것이 모니터링되면 심한 경우 벌금까지 물게 되는데, 실제로 관련법이 시행된 후 TV 시청시 다양한 채널로 전환한다고 하더라도 방송사별로, 혹은 채널별로 체감상 음량이 크게 바뀌지 않고 있다는 것을 확인할 수 있다.

사진은 무료로 수준높은 레벨 모니터링을 지원하는 YouLearn Loudness Meter 2이다.

이제 우리에게 중요한 유튜브의 기준을 살펴본다면, -14LUFS로 한국 방송 기준보다 훨씬 관대한 것을 알 수 있다. PPM으로 0dBFS가 넘어가지 않아야 한다는 것은 피크노이즈를 방지하기 위해 대단히 당연한 이야기이고, 이제 우리는 적절한 레벨미터 플러그인을 이용해 유튜브 송출시에는 -14dBFS를 맞춰줘야 함을 알 수 있다. 이보다 높으면 유튜브 측에서 레벨을 알고리듬을 이용해 자동으로 낮추게 된다. 반대로 이보다 소리가 낮은 경우 유튜브가 자동으로 음량을 높여주지는 않는다. 따라서 할 수만 있다면 적절한 페이더 라이딩과 레벨 조정, 그리고 컴프레싱과 리미팅을 이용해 -14dBFS에 맞게 맞춰주는 것이 유튜브 시청자를 위해 명료하고 또렷한 음을 전달하는 방법이 되겠다.

최근의 마스터링 플러그인은 강력한 톤메이킹 기능과 레벨 제어 기능을 갖춰 송출 현장에서 쓰기에 유용하다. 사진은 Brainworx의 마스터링 플러그인 화면이다.


어떤 플러그인을 사용해야 하는가?

현재 대부분의 교회 방송 현장에서는 무료로는 OBS, 유료로는 vMix를 사용하고 있다. vMix의 경우 기본적으로 VST 플러그인을 사용할 수 있으며 OBS의 경우에도 add-on 플러그인을 인스톨하면 쉽게 VST를 불러올 수 있다. 라우드니스 미터 VST는 검색창에 ‘Loudness plugins’라고 검색하면 수많은 제품들이 나오는데, 편집부가 추천하는 것은 ‘Youlean Loudness Meter’이다. 무료로도 상당한 기능을 제공하기 때문이며 유료 버전으로 전환한다고 해도 매우 가격이 저렴하다.

마스터링 플러그인은 굉장히 많은 제품들을 찾을 수 있는데 라이브 상황임을 고려하여 가급적이면 레이턴시가 적고 PC 자원을 적게 소모하는 가벼운 제품을 고르기 바란다. 또한 추가적으로 마스터 리미터 플러그인을 최종단에 걸어주면 더욱 안전하다. 참고로 편집부는 Brainworx의 유료 마스터링 플러그인과 함께 무료 리미터 플러그인을 조합해서 사용하고 있다. 참고로 방송 레벨을 고려한다면 상당한 수준의 피크 제어와 하드한 마스터 컴프레싱이 필요할 수 있다.

사실 여기까지만 해도 이전에 비해 매우 향상된 결과를 얻을 수 있을 것이다. 하지만 더 이상적인 결과를 얻으려면 송출단에 간단한 EQ를 걸어 저음과 고음을 살짝 부스트해보기 바란다. 현장에 비해 훨씬 작은 음으로 듣는 온라인 청취자들에게 좀 더 이상적인 밸런스가 제공될 것이다.


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