글 이무제 기자
최근 Immersive Sound가 오디오 시장의 이슈를 장악하는 듯 하다. 사실 많은 수량의 스피커를 놓고 입체감을 준다는 개념은 지금은 낡은 느낌마저 드는 5.1채널 시스템이나 7.1채널 시스템에서 이미 실현되었다. 해묵은 듯한 논의가 지금 새롭게 이슈가 되는 이유는 현실적 여건과 시장의 요구, 그리고 한계에 부딪힌 스피커 산업이라는 복합적인 배경을 원인으로 한다.
어쨌든 관객 혹은 청자 입장에서는 다량의 스피커로 인한 현실적이고 더 높은 퀄리티의 음악을 감상할 수 있다는 것은 큰 어드밴티지다. 실제로 2019년 3월 17일, LA 필하모닉 오케스트라의 [Celebrating John Williams] 공연은 국내에서 최초로 L-Acoustics의 L-ISA 시스템이 적용된 공연으로 당시 호기심에 참석한 음향 엔지니어들은 압도적인 정위감과 해상력에 감탄을 표했다(본지 2019년 4월호 게재). L-Acoustics뿐만이 아니다. d&b audiotechnik과 같은 하이엔드 투어링 스피커 제조사들도 이 전쟁에 뛰어들었고 이후 Adamson을 비롯해 많은 스피커 제조사들이 MILAN 네트워크 오디오 연합을 구축하면서 시장의 지각변동이 감지되고 있다.
이런 상황에서 Immersive Sound는 지난 수십년간 시장을 지배했던 스테레오를 대체할 대안이 될 것인가? 아니면 특정 상황에서만 사용되는 방법론이 될 것인가? 시스템 디자인은 물론 믹싱 방법론을 근본부터 뒤흔드는 Immersive Sound에 대해 알아보도록 하자.
불확실한 미래를 준비하는 대안인가?
어떻게 될 것인지를 예측하려면 먼저 과거와 현재를 봐야 한다. 스피커 제조사 입장에서는 디지털 기술의 급격한 발달로 인한 계측 장비의 발달이 매우 뼈아프게 다가왔다. 예전에는 자신들만의 노하우로 좋은 스피커는 오로지 깊은 역사를 가지고 대량의 투자를 할 수 있는 제조사만이 만들 수 있었다. 하지만 지금은 ‘이 스피커가 왜 좋은 소리가 나는지’를 계측장비로 통해 객관화시켜 규명할 수 있게 되었고, 이에 따라 중국산을 비롯한 제3세계의 스피커들이 단순히 가격대비 성능이 아닌, 진지하게 논의될 수 있을만큼 높은 성능을 갖추게 되었다. 대중적인 스피커 제조사들은 이 변화를 감지하고 생산기지를 인건비가 싼 곳으로 옮기고 새로운 기술들을 과감히 개발하면서도 가격을 낮추기에 이르렀다. 실제로 최근 5년 내에 출시된 저가 브랜드 스피커를 보면 이전과는 달리 높은 성능과 우수한 음질, 내구성, 사용성은 물론 네트워크를 사용한 통합 콘트롤 기능까지 전부 구현하고 있다. 쉽게 말해서 전체 스피커 성능이 평준화된 것이다. 이 상황에서 프리미엄 브랜드가 할 수 있는 일은 두 가지다. 후발주자가 따라오지 못할 정도의 신기술을 개발하거나, 혹은 그냥 가격을 낮춰버리던가…
최소한 L-Acoustics와 d&b audiotechnik, 그리고 Meyer Sound를 비롯한 프리미엄 스피커 제조사들은 전자의 답을 택한 것 같다. 원래 스피커 제조사였던 이들이 L-ISA나 Soundscape, Constellation과 같은 장비를 개발한다는 것은 대단한 모험이다. 이는 사실 믹싱 콘솔 제조사나 FX프로세서 제조사, 혹은 소프트웨어 회사들이 해왔던 영역이기 때문이다. 어쨌든 이들은 실용적으로 사용할만한 3D 객체지향 믹싱 툴까지 개발하여 자사의 스피커 및 DSP 시스템과 통합한 ‘토탈 패키지’를 지향하고 있으며 벌써부터 상당수 공연에서 성공적으로 사용되었을 정도로 완성도도 높다.
지금까지 스피커 제조사 위주로 이야기를 했지만 전용 프로세서를 사용한 시도는 더욱 이전부터 이뤄져왔다. Iosono 3D Sound나 Astro Spatial은 높은 완성도의 프로세서로 객체지향 믹싱과 다중 스피커 레이아웃을 지원한다. Iosono만 해도 스피커 레이아웃 출력 계통이 128채널에 이르기 때문에 현존하는 거의 모든 요구조건에 맞출 수 있다.
낮은 비용으로 해결하려면 소프트웨어만으로 구축하는 방법도 있다. Spat Revolution은 저렴한 가격이지만 고가의 하드웨어 프로세서에서 지원하는 거의 모든 기능을 빠짐없이 지원한다. 또한 기존의 DAW와 플러그인을 사용한 Ambisonics 시스템을 구축하면 매우 적은 비용과 더불어 유연성까지 확보할 수 있다.
Immersive Sound의 기원 - LCR 시스템
Immersive Sound를 이해하려면 먼저 인체가 듣는 방식부터 알아야 한다. 인체는 두 귀로 방향감과 입체감을 느끼게 되는데, 이는 1)음량 차이, 2)시간 차이의 두 가지 방식을 사용하는 것이다. 인간의 두 귀를 마이크로폰으로 생각해보면, 귀 안에 무지향성(압력형) 마이크로폰이 약 17cm 정도의 거리를 두고 배치되어 있는 것이다. 그리고 인체의 머리 크기는 자연스럽게 700Hz 이상 대역에서 방향성을 형성하는 배플(Baffle)이 되어준다. 귓바퀴 역시 작은 배플의 역할을 하며 크기를 고려한다면 약 3~5kHz 대역부터 앞으로 향하는 방향성을 형성하게 해준다. 이에 따라 실제로 실험을 해보면 인체는 700Hz 이하 대역에서는 주로 시간차를 이용해 방향성을 인지하며, 700Hz~2kHz의 대역은 시간과 음량차를 둘 다 이용, 그리고 2kHz 이상의 대역은 주로 음량차이를 이용해 방향성을 인지한다고 알려져 있다. 또한 지각 범위를 보면 L/R에 서로 시간차가 없는 경우는 L/R 각각 8dB의 음량 차이 안에서 정위감을 느끼며, L/R에 서로 음량차가 없는 경우에는 L/R 각각 약 3.5ms의 시간차이 안에서 정위감을 느낀다. 즉 전자의 경우 한 쪽이 8dB 크다면 반대쪽은 소리가 없는 것처럼 느끼며 후자의 경우라면 한 쪽에서 3.5ms 이상 소리가 빠르게 들어올 경우 마찬가지로 반대쪽은 소리가 없는 것으로 느낀다는 것이다. 이 단서를 조금만 생각해보면 현대의 스테레오 스피커 시스템이 얼마나 스윗스팟이 좁은지를 알 수 있다. 쉽게 말해서 스테레오 스피커 시스템이 설치된 곳의 스윗스팟은 좌우 음량차 8dB 이내, 그리고 좌우 시간차이는 적어도 4ms 이내로 들어와야 한다는 것이며 이는 청자의 위치에서 스피커간의 상대적인 거리차이가 1~2m 이내여야 한다는 것이다. 이는 현실적으로 불가능하기 때문에 현대의 대형 투어링 시스템에서는 저음의 시간차이는 주로 카디오이드 패턴을 만들기 위해 사용되며 저음은 방향성이 없는 것으로 간주한다. 의미있는 대역인 700Hz 이상만 본다면 좌우 음량 차이 8dB이라는 조건만 만족하면 되는데, 이는 생각보다 쉽지 않으며 고음 영역일수록 달성하기 어려운 숫자가 된다.
예컨대 대형 베뉴의 시스템에서 오른쪽 위치에 앉은 청자는 왼쪽 스피커의 사운드는 거의 듣지 못하기 때문에 비록 큰 음량으로 명료하게 소리를 듣는다고 해도 팬텀 이미지를 통한 공간감, 정위감은 전혀 느끼지 못하며 실질적으로 모노나 마찬가지인 상황인 것이다.
이를 극복하고 스윗스팟을 넓혀 훨씬 넓은 지역에 정위감을 전달하기 위한 테크닉이 바로 LCR 시스템이다. 주로 센터 스피커에는 스피치, 사이드 스피커에는 음악을 배치한다고 알려져 있지만 그보다는 두 스피커 사이의 음량으로 형성되는 팬텀 이미지를 좀 더 정밀하게 실현한다고 보는 것이 맞을 것이다. 무대 한 가운데 스피커를 배치해야 한다는 이유 때문에 국내 공연 상황에서는 거의 쓰이지 않지만 상당수의 믹싱콘솔은 자체적으로 LCR 패너를 내장하고 있는 경우가 많다. 물론 이상적으로 설계된 LCR 시스템은 각 스피커의 개별 클러스터가 전체 공간에 균일하게 에너지를 전달하는 것을 목표로 하기 때문에, 센터 스피커에 스피치를 배치하는 것은 LR 스피커 배치에서 생길 수 있는 시간차 왜곡을 근본적으로 없애주기 때문에 유용한 테크닉이다.
어쨌든 결론은 많은 스피커를 이용한 정교한 패닝 시스템은 규모가 큰 공간일수록 스윗스팟을 넓히는데 도움이 된다. 오해하지 말아야 할 것은, 이는 음영지역을 커버하기 위한 분산 스피커 시스템과는 완전히 다르다는 것이다. 지금 논하는 주제는 큰 공간 안에서 다중의 스피커를 사용해 스윗스팟 안에서 마치 실제로 듣는 듯한 가상 현실적 정위감을 전달하는 목적으로써의 스피커 시스템을 다루는 것이다.
또한 두 번째로 오해하지 말아야 할 것은 기존의 5.1이나 7.1과 같은 가정용/극장용 스피커 시스템과는 상당부분 다르다는 것이다. ‘높은 현장감을 전달한다’는 면에서는 같은 지점을 지향하지만 투어링 제조사들이 지향하는 것은 ‘좀 더 넓은 스윗스팟에 정확한 무대 정위감을 제공하는 것’으로 좀 더 라이브 사운드적인 접근을 한다는 것이다. 이에 따라 Immersive Sound 시스템은 3D 스피커 배치 뿐 아니라 무대의 악기나 가수 배치를 명확히 표현하기 위한 목표의 frontal 배치까지도 포함하는 개념이다.
통합 솔루션 Vs. 커스텀 솔루션
현재 프로페셔널 오디오 업계에서 Im-mersive Sound에 관한 솔루션을 공급할 수 있는 제조사는 많지는 않다. 하지만 Immersive Sound를 구현하는 방법은 좀 더 다양할 수 있다. 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법은 스피커 제조사에서 제공하는 솔루션을 사용하는 것이다. 예컨대 L-Acoustics와 d&b audiotechnik은 현재 가장 완성도 높고 안정적이며 높은 퀄리티의 Immersive Sound 솔루션을 제공한다. 통합 솔루션을 사용할 때의 장점이라면 역시 스피커, 앰프, DSP, 전송 시스템이 통합되어 있기 때문에 시뮬레이션 단계부터 면밀하게 검토하여 완성도 높은 시스템을 이룩할 수 있다는 것이다.
L-ISA나 Soundscape는 안정적인 프로세싱 엔진과 더불어 믹싱콘솔과 앰프/DSP, 스피커 사이의 모든 시그널을 한 번에 통제가 가능할 뿐더러 완성도 높은 객체지향 패닝 툴과 공간 모사까지 제공한다. Immersive Sound 시스템 구축이라는 ‘모험’을 할 때 이렇게 완성도 높은 시스템은 안정적인 공연 연출에 큰 도움이 된다. 다만, 단점이라면 역시 가격이 높다는 것, 그리고 앰프/DSP는 물론 스피커 시스템까지 하나의 브랜드로 제약이 가해진다는 것이다. 또한 콘텐츠 프로듀싱 입장에서는 특정 시스템에 종속되기 때문에 작품의 구상단계부터 해당 시스템이 필요해진다. 이는 앞으로 창작자와 제작사, 그리고 스피커 시스템 제조사나 현지 디스트리뷰터가 작품 제작단계부터 긴밀히 협조해야 한다는 것을 의미한다. 실제로 L-Acoustics의 수입사인 (주)클라우시스는 본사 건물 1층에 L-ISA를 사용한 프리-프로덕션이 가능한 시스템을 갖추고 있어서 데모룸 겸 작업실로 활용하고 있다.
사용자가 시스템을 구성하는 커스텀 솔루션은 두 갈래로 나눠진다. Iosono나 Astro Spatial과 같이 전용 프로세서 하드웨어와 전용 패닝 소프트웨어를 사용하는 방법, 그리고 완전히 소프트웨어를 기반으로 하는 방법이다.
먼저 전자는 통합 솔루션 방식에 비해 스피커 유연성이 높다는 장점이 있다. 현재 한국에 수입되어 실제 사용사례가 있는 솔루션은 앞서 언급한 Iosono와 Astro Spatial의 두 가지가 있으며 두 제품 모두 전용 프로세서 엔진에서 최대 128개의 객체 콘트롤과 128계통의 출력을 지원하고 있어서 성능 면에서 앞서 언급한 L-ISA나 Soundscape보다 오히려 앞서는 점이 있다. 특정 스피커 브랜드에 구애받지 않는다는 장점은 스피커 시스템을 다양하게 설계할 수 있다는 것을 의미하기도 하며 이에 따라 현재 이 두 시스템은 상업전시공간, 예술전시공간, 라이브 이벤트 등에서 폭넓게 활약하고 있다.
마지막으로 소개할 방법은 완전한 소프트웨어 접근법이다. 출력계통을 다양하게 구성하면서도 플러그인 유연성이 뛰어나야 하기 때문에 이 분야에서만큼은 Pro Tools보다는 오히려 매우 저렴한 DAW인 Reaper가 주로 이용된다. 사실, 이 정도 시스템을 구현하는 유저들은 상당한 전문가이기 때문에 DAW에 큰 구애를 받지 않으며 Pro Tools의 높은 비용도 대개는 문제가 안된다. Reaper는 64채널의 플러그인 버스 구조를 갖고 있으며 입출력 라우팅이 극도로 자유롭기 때문에 선호되는 것 뿐이다.
프로세싱 엔진. 최대 96개의 객체 처리가 가능하고 출력 계통은 64채널에 이른다.
통합 시스템 구성
L-Acoustics L-ISA
L-Acoustics L-ISA는 현재 통합 Immersive Sound 시스템으로는 가장 널리 알려져 있다. 이들이 발표한 L-ISA 시스템은 기존의 콘솔과 L-ISA 프로세서, 객체지향 믹싱을 돕는 L-ISA 콘트롤러 소프트웨어, LA Network Manager를 이용한 앰프/DSP 콘트롤, Soundvision을 통한 시뮬레이션과 적합한 시스템 튜닝 등이 맞물린 토탈 패키지를 지향한다. L-ISA가 내부에서 많은 역할을 하기 때문에 시그널 플로우 자체는 복잡하지 않다. 먼저 콘솔에서 어느 정도 정리된 소스를 Optical MADI 혹은 MADI BNC를 통해 L-ISA의 DSP 입력에 배치시킨다. 모든 입력 채널은 ‘객체(object)’로 다뤄지며 최대 96개의 객체까지 입력이 가능하다. 사운드 프로세싱은 크게 두 가지로 진행되는데, 하나는 소스에 대한 위치를 선정하는 ‘Spatial Processing’으로 여기에서 패닝, 공간감, 거리감, 상하 위치 등을 부여한다. 또 하나는 ‘Room Engine’으로 스피커의 오디언스 - 존 안에 들어온 청자들에게 마치 다른 공간에 들어온 듯한 느낌을 주도록 룸의 잔향을 모사하는 것이다. 이를 통해 믹싱 환경을 상황에 맞게, 콘텐츠에 맞게 완벽하게 변화시킬 수 있게 된다. 이렇게 음장감 및 위치정보가 입력된 소스은 출력 루팅에 따라 L-ISA가 알아서 적절하게 분배한다. 전체 출력 채널은 총 64채널로, 이는 스피커의 개수가 아니라 스피커 클러스터의 개수를 의미한다.
Soundscape 시스템의 핵심은 DS100 프로세서이다.
d&b audiotechnik Soundscape d&b는 L-Aoustics와 대등하게 경쟁할정도로 수준 높은 Immersive Sound 시스템을 공급한다. 다만 국내에서만큼은 아직 명확한 사용사례가 없어 아쉬움을 자아낸다. 전반적인 구조 및 구성은 L-ISA의 것과 흡사하다. 먼저 콘트롤 프로세서는 DS100이 맡는다. 입출력 매트릭스와 입출력 계통은 공히 64×64의 구조를 갖는다. d&b의 ArrayCalc 시뮬레이터와 R1 네트워크 콘트롤이 통합된 워크플로우가 Soundscape 시스템의 가장 큰 장점이다. 객체지향 패닝 소프트웨어는 d&b En-Scene이다. 콘트롤 가능한 개체는 최대 64채널로 DS100 프로세서와 연계해서 작동하는만큼 하드웨어 입출력 스펙의 제약을 받는다. 타사 제품에 비해 특별한 장점은 En-Space에서 드러난다. 공간 음향을 IR 데이터를 사용해 모사하는 방식으로 마치 가변음장 시스템과 같은 효과를 발휘한다. 타사 제품군들이 인스톨 현장을 위주로 설계된데 비해 투어링 현장에서 수준높은 공간음향 모사가 가능한 것이 큰 장점이다.
Iosono의 핵심인 Core
전용 프로세서 구성
Iosono 3D Sound Iosono는 별도의 PC 콘트롤 소프트웨어와 하드웨어 프로세싱을 합친 개념의 제품이다. MADI 혹은 AES3를 통해 128×128의 입출력 구조를 제공하며 곧 Dante 입출력도 지원할 예정이다. 기본적으로 5.1, 7.1, 11.2 등의 극장용/가정용 표준 출력 구조를 지원하기 때문에 호환성이 뛰어나며 리니어 타임코드를 포함한 각종 원격 제어 프로토콜을 지원하기 때문에 라이브쇼에서도 사용이 편리하다. 제조사도 이를 염두에 뒀는지 투어링 등급의 하우징 및 전원공급 옵션을 갖춘 점도 인상적이다. 입출력 스펙은 24bit/96kHz로 대부분의 고품질을 요구하는 현장에 대응이 가능하다.
SARA II 렌더링 엔진이 Astro Spatial 시스템의 두뇌다. 기존 콘솔 시스템과 호환될 뿐 아니라 태블릿 등으로 원격 제어가 편리한 워크플로우를 제공한다.
Astro Spatial Audio Astro Spatial은 SARA II 렌더링 엔진을 중심으로 3차원 음장을 공급하는 시스템이다. 기본적으로는 32채널 입력과 64채널 출력을 제공하지만 필요에 따라 확장할 수 있는 유연성이 강점이다. 이에 따라 현장의 요구나 예산에 따라 시스템을 맞춰서 구성이 가능하다. 현재 MADI와 Dante 입출력을 모두 지원하고 있어서 호환성이 높으며 편리한 객체지향 패닝 소프트웨어는 물론 독특한 트래킹 시스템까지 옵션으로 지원하고 있기 때문에 예컨대 무대 위에서 가수나 배우에 트래킹 장치를 장착해서 무대 위의 움직임을 실시간으로 믹싱에 반영하는 것이 가능하다.
소프트웨어 기반으로 가장 강력한 시스템의 구성이 가능한 Flux Spat Revolution
소프트웨어 구성
Flux Spat Revolution 이 분야에서 가장 유명한 소프트웨어는 Flux의 Spat Revolution이다. 일반적인 모노 소스는 물론 A-Format, B-Format 앰비소닉 입력, MS 입력, 바이노럴 등 현존하는 거의 모든 형태의 입력이 가능하며 입력 및 출력 채널 계통 수는 입출력 인터페이스에 달렸을 뿐 실질적으로 무제한이다. 샘플링레이트는 384kHz에 이르러 지금까지 언급된 그 어떤 솔루션보다 강력한 기능을 자랑한다. 가격 면에서도 홈페이지에서 구매할 수 있는 영구소장 라이선스가 2,000달러가 채 되지 않으며 이마저도 부담된다면 월 구독 프로그램을 이용할 수도 있다. 가장 큰 장점이라면 역시 낮은 가격과 유연성이다. 입출력 인터페이스에 그 어떤 구애도 받지 않으며 머릿속으로 생각하는 그 어떤 배치도 가능하다.
또한 Open Sound Control (OSC)을 지원해 현재 출시된 콘트롤 서페이스류와 높은 호환성을 유지하기 때문에 구성에 따라 복잡한 라이브 이벤트가 가능한 것도 큰 장점이다. 물론 단점도 많다. 가장 치명적인 단점은 역시 PC 기반이기 때문에 안정성 면에서 불안감을 안겨준다는 것이다. 지금까지 PC가 라이브 이벤트에서 딱히 불안정성을 더한다는게 규명되지는 않았지만 아무래도 전용 기기에 비해 PC가 더 불안하다는 선입견을 떨치기가 쉽지 않다. 그리고 모든 입출력 계통을 사용자 스스로 구성해야 한다는 것도 부담요소다. Iosono, Astro Spatial만 하더라도 MADI 혹은 Dante를 통해 기존의 콘솔 및 입출력 시스템과 공존시키는 것이 손쉽게 가능하지만 이 방법은 PC에 고가의 MADI 혹은 Dante 입출력 인터페이스를 설치해야 한다. 물론 전용 하드웨어 시스템 비용에 비해 여전히 저렴할 수 있지만 구성에 면밀한 계획을 세우지 않으면 그야말로 ‘주렁주렁’의 극치를 맛보게 될 수 있다.
Ambisonics를 적절히 이용하면 특정 브랜드에 구애받지 않으면서도 강력한 3D 믹싱 시스템의 구현이 가능하다.
DIY Ambisonics 놀랍겠지만, 조금만 부지런하게 검색하고 알아보면 거의 공짜에 가까운 비용으로 소프트웨어 시스템을 구축할 수 있다. 사용자의 능력에 따라 극명하게 갈리겠지만 주의깊게 구성하고 작업한다면 앞서 언급한 그 어떤 시스템에 뒤지지 않는 음질과 현장감, 정위감을 구현할 수도 있다.
이 분야에서 가장 많이 사용되는 DAW 소프트웨어는 Reaper이다. 무료 사용자의 경우 5초간의 안내 메시지만 읽고 나면 일체의 기능 제한 없이 이용할 수 있으며, 유료 라이선스 비용 역시 기능에 비하면 턱없이 저렴하지만 64채널의 플러그인 버스구조와 제한없이 라우팅이 가능한 유연성으로 인해 최대 7차 앰비소닉 프로세싱 환경의 구성이 가능하다. 7차 앰비소닉은 스펙상 10kHz 정도까지 방향성을 제공하지만 실제로 사용해보면 상업적 퀄리티 기준에 부합할 정도로 뛰어나다.
현재 완전 무료로 사용할 수 있는 Ambisonics 관련 플러그인은 IEM Plug-in Suite가 가장 유명하며 ATK나 혹은 Facebook에서 무료 배포하는 FB360 툴킷도 매우 유용하다. 검색해보면 수많은 Ambisonics 관련 유료툴들이 존재하기 때문에 시스템 구성에 큰 어려움은 없을 것이다.
치명적인 단점으로는 앞서 Spat Revolution의 모든 단점에 더해 소스에 거리감을 더하기 위해서는 일일히 플러그인을 걸거나 스트립에서 적절한 처리를 해줘야 한다는 것이다. 또한 대부분의 DAW의 플러그인 구조가 세부 파라미터에 MIDI 콘트롤을 지원하기 때문에 실시간 라이브 이벤트는 불가능하지는 않지만 그 구성이 매우 복잡하고 어려워 큰 규모의 이벤트에서는 사용하기 어렵다는 것이다. 이에 따라 이 시스템은 라이브 이벤트보다는 예술전시나 상업전시 등에 더 어울린다.
글 이무제 기자
최근 Immersive Sound가 오디오 시장의 이슈를 장악하는 듯 하다. 사실 많은 수량의 스피커를 놓고 입체감을 준다는 개념은 지금은 낡은 느낌마저 드는 5.1채널 시스템이나 7.1채널 시스템에서 이미 실현되었다. 해묵은 듯한 논의가 지금 새롭게 이슈가 되는 이유는 현실적 여건과 시장의 요구, 그리고 한계에 부딪힌 스피커 산업이라는 복합적인 배경을 원인으로 한다.
어쨌든 관객 혹은 청자 입장에서는 다량의 스피커로 인한 현실적이고 더 높은 퀄리티의 음악을 감상할 수 있다는 것은 큰 어드밴티지다. 실제로 2019년 3월 17일, LA 필하모닉 오케스트라의 [Celebrating John Williams] 공연은 국내에서 최초로 L-Acoustics의 L-ISA 시스템이 적용된 공연으로 당시 호기심에 참석한 음향 엔지니어들은 압도적인 정위감과 해상력에 감탄을 표했다(본지 2019년 4월호 게재). L-Acoustics뿐만이 아니다. d&b audiotechnik과 같은 하이엔드 투어링 스피커 제조사들도 이 전쟁에 뛰어들었고 이후 Adamson을 비롯해 많은 스피커 제조사들이 MILAN 네트워크 오디오 연합을 구축하면서 시장의 지각변동이 감지되고 있다.
이런 상황에서 Immersive Sound는 지난 수십년간 시장을 지배했던 스테레오를 대체할 대안이 될 것인가? 아니면 특정 상황에서만 사용되는 방법론이 될 것인가? 시스템 디자인은 물론 믹싱 방법론을 근본부터 뒤흔드는 Immersive Sound에 대해 알아보도록 하자.
불확실한 미래를 준비하는 대안인가?
어떻게 될 것인지를 예측하려면 먼저 과거와 현재를 봐야 한다. 스피커 제조사 입장에서는 디지털 기술의 급격한 발달로 인한 계측 장비의 발달이 매우 뼈아프게 다가왔다. 예전에는 자신들만의 노하우로 좋은 스피커는 오로지 깊은 역사를 가지고 대량의 투자를 할 수 있는 제조사만이 만들 수 있었다. 하지만 지금은 ‘이 스피커가 왜 좋은 소리가 나는지’를 계측장비로 통해 객관화시켜 규명할 수 있게 되었고, 이에 따라 중국산을 비롯한 제3세계의 스피커들이 단순히 가격대비 성능이 아닌, 진지하게 논의될 수 있을만큼 높은 성능을 갖추게 되었다. 대중적인 스피커 제조사들은 이 변화를 감지하고 생산기지를 인건비가 싼 곳으로 옮기고 새로운 기술들을 과감히 개발하면서도 가격을 낮추기에 이르렀다. 실제로 최근 5년 내에 출시된 저가 브랜드 스피커를 보면 이전과는 달리 높은 성능과 우수한 음질, 내구성, 사용성은 물론 네트워크를 사용한 통합 콘트롤 기능까지 전부 구현하고 있다. 쉽게 말해서 전체 스피커 성능이 평준화된 것이다. 이 상황에서 프리미엄 브랜드가 할 수 있는 일은 두 가지다. 후발주자가 따라오지 못할 정도의 신기술을 개발하거나, 혹은 그냥 가격을 낮춰버리던가…
최소한 L-Acoustics와 d&b audiotechnik, 그리고 Meyer Sound를 비롯한 프리미엄 스피커 제조사들은 전자의 답을 택한 것 같다. 원래 스피커 제조사였던 이들이 L-ISA나 Soundscape, Constellation과 같은 장비를 개발한다는 것은 대단한 모험이다. 이는 사실 믹싱 콘솔 제조사나 FX프로세서 제조사, 혹은 소프트웨어 회사들이 해왔던 영역이기 때문이다. 어쨌든 이들은 실용적으로 사용할만한 3D 객체지향 믹싱 툴까지 개발하여 자사의 스피커 및 DSP 시스템과 통합한 ‘토탈 패키지’를 지향하고 있으며 벌써부터 상당수 공연에서 성공적으로 사용되었을 정도로 완성도도 높다.
지금까지 스피커 제조사 위주로 이야기를 했지만 전용 프로세서를 사용한 시도는 더욱 이전부터 이뤄져왔다. Iosono 3D Sound나 Astro Spatial은 높은 완성도의 프로세서로 객체지향 믹싱과 다중 스피커 레이아웃을 지원한다. Iosono만 해도 스피커 레이아웃 출력 계통이 128채널에 이르기 때문에 현존하는 거의 모든 요구조건에 맞출 수 있다.
낮은 비용으로 해결하려면 소프트웨어만으로 구축하는 방법도 있다. Spat Revolution은 저렴한 가격이지만 고가의 하드웨어 프로세서에서 지원하는 거의 모든 기능을 빠짐없이 지원한다. 또한 기존의 DAW와 플러그인을 사용한 Ambisonics 시스템을 구축하면 매우 적은 비용과 더불어 유연성까지 확보할 수 있다.
Immersive Sound의 기원 - LCR 시스템
Immersive Sound를 이해하려면 먼저 인체가 듣는 방식부터 알아야 한다. 인체는 두 귀로 방향감과 입체감을 느끼게 되는데, 이는 1)음량 차이, 2)시간 차이의 두 가지 방식을 사용하는 것이다. 인간의 두 귀를 마이크로폰으로 생각해보면, 귀 안에 무지향성(압력형) 마이크로폰이 약 17cm 정도의 거리를 두고 배치되어 있는 것이다. 그리고 인체의 머리 크기는 자연스럽게 700Hz 이상 대역에서 방향성을 형성하는 배플(Baffle)이 되어준다. 귓바퀴 역시 작은 배플의 역할을 하며 크기를 고려한다면 약 3~5kHz 대역부터 앞으로 향하는 방향성을 형성하게 해준다. 이에 따라 실제로 실험을 해보면 인체는 700Hz 이하 대역에서는 주로 시간차를 이용해 방향성을 인지하며, 700Hz~2kHz의 대역은 시간과 음량차를 둘 다 이용, 그리고 2kHz 이상의 대역은 주로 음량차이를 이용해 방향성을 인지한다고 알려져 있다. 또한 지각 범위를 보면 L/R에 서로 시간차가 없는 경우는 L/R 각각 8dB의 음량 차이 안에서 정위감을 느끼며, L/R에 서로 음량차가 없는 경우에는 L/R 각각 약 3.5ms의 시간차이 안에서 정위감을 느낀다. 즉 전자의 경우 한 쪽이 8dB 크다면 반대쪽은 소리가 없는 것처럼 느끼며 후자의 경우라면 한 쪽에서 3.5ms 이상 소리가 빠르게 들어올 경우 마찬가지로 반대쪽은 소리가 없는 것으로 느낀다는 것이다. 이 단서를 조금만 생각해보면 현대의 스테레오 스피커 시스템이 얼마나 스윗스팟이 좁은지를 알 수 있다. 쉽게 말해서 스테레오 스피커 시스템이 설치된 곳의 스윗스팟은 좌우 음량차 8dB 이내, 그리고 좌우 시간차이는 적어도 4ms 이내로 들어와야 한다는 것이며 이는 청자의 위치에서 스피커간의 상대적인 거리차이가 1~2m 이내여야 한다는 것이다. 이는 현실적으로 불가능하기 때문에 현대의 대형 투어링 시스템에서는 저음의 시간차이는 주로 카디오이드 패턴을 만들기 위해 사용되며 저음은 방향성이 없는 것으로 간주한다. 의미있는 대역인 700Hz 이상만 본다면 좌우 음량 차이 8dB이라는 조건만 만족하면 되는데, 이는 생각보다 쉽지 않으며 고음 영역일수록 달성하기 어려운 숫자가 된다.
예컨대 대형 베뉴의 시스템에서 오른쪽 위치에 앉은 청자는 왼쪽 스피커의 사운드는 거의 듣지 못하기 때문에 비록 큰 음량으로 명료하게 소리를 듣는다고 해도 팬텀 이미지를 통한 공간감, 정위감은 전혀 느끼지 못하며 실질적으로 모노나 마찬가지인 상황인 것이다.
이를 극복하고 스윗스팟을 넓혀 훨씬 넓은 지역에 정위감을 전달하기 위한 테크닉이 바로 LCR 시스템이다. 주로 센터 스피커에는 스피치, 사이드 스피커에는 음악을 배치한다고 알려져 있지만 그보다는 두 스피커 사이의 음량으로 형성되는 팬텀 이미지를 좀 더 정밀하게 실현한다고 보는 것이 맞을 것이다. 무대 한 가운데 스피커를 배치해야 한다는 이유 때문에 국내 공연 상황에서는 거의 쓰이지 않지만 상당수의 믹싱콘솔은 자체적으로 LCR 패너를 내장하고 있는 경우가 많다. 물론 이상적으로 설계된 LCR 시스템은 각 스피커의 개별 클러스터가 전체 공간에 균일하게 에너지를 전달하는 것을 목표로 하기 때문에, 센터 스피커에 스피치를 배치하는 것은 LR 스피커 배치에서 생길 수 있는 시간차 왜곡을 근본적으로 없애주기 때문에 유용한 테크닉이다.
어쨌든 결론은 많은 스피커를 이용한 정교한 패닝 시스템은 규모가 큰 공간일수록 스윗스팟을 넓히는데 도움이 된다. 오해하지 말아야 할 것은, 이는 음영지역을 커버하기 위한 분산 스피커 시스템과는 완전히 다르다는 것이다. 지금 논하는 주제는 큰 공간 안에서 다중의 스피커를 사용해 스윗스팟 안에서 마치 실제로 듣는 듯한 가상 현실적 정위감을 전달하는 목적으로써의 스피커 시스템을 다루는 것이다.
또한 두 번째로 오해하지 말아야 할 것은 기존의 5.1이나 7.1과 같은 가정용/극장용 스피커 시스템과는 상당부분 다르다는 것이다. ‘높은 현장감을 전달한다’는 면에서는 같은 지점을 지향하지만 투어링 제조사들이 지향하는 것은 ‘좀 더 넓은 스윗스팟에 정확한 무대 정위감을 제공하는 것’으로 좀 더 라이브 사운드적인 접근을 한다는 것이다. 이에 따라 Immersive Sound 시스템은 3D 스피커 배치 뿐 아니라 무대의 악기나 가수 배치를 명확히 표현하기 위한 목표의 frontal 배치까지도 포함하는 개념이다.
통합 솔루션 Vs. 커스텀 솔루션
현재 프로페셔널 오디오 업계에서 Im-mersive Sound에 관한 솔루션을 공급할 수 있는 제조사는 많지는 않다. 하지만 Immersive Sound를 구현하는 방법은 좀 더 다양할 수 있다. 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법은 스피커 제조사에서 제공하는 솔루션을 사용하는 것이다. 예컨대 L-Acoustics와 d&b audiotechnik은 현재 가장 완성도 높고 안정적이며 높은 퀄리티의 Immersive Sound 솔루션을 제공한다. 통합 솔루션을 사용할 때의 장점이라면 역시 스피커, 앰프, DSP, 전송 시스템이 통합되어 있기 때문에 시뮬레이션 단계부터 면밀하게 검토하여 완성도 높은 시스템을 이룩할 수 있다는 것이다.
L-ISA나 Soundscape는 안정적인 프로세싱 엔진과 더불어 믹싱콘솔과 앰프/DSP, 스피커 사이의 모든 시그널을 한 번에 통제가 가능할 뿐더러 완성도 높은 객체지향 패닝 툴과 공간 모사까지 제공한다. Immersive Sound 시스템 구축이라는 ‘모험’을 할 때 이렇게 완성도 높은 시스템은 안정적인 공연 연출에 큰 도움이 된다. 다만, 단점이라면 역시 가격이 높다는 것, 그리고 앰프/DSP는 물론 스피커 시스템까지 하나의 브랜드로 제약이 가해진다는 것이다. 또한 콘텐츠 프로듀싱 입장에서는 특정 시스템에 종속되기 때문에 작품의 구상단계부터 해당 시스템이 필요해진다. 이는 앞으로 창작자와 제작사, 그리고 스피커 시스템 제조사나 현지 디스트리뷰터가 작품 제작단계부터 긴밀히 협조해야 한다는 것을 의미한다. 실제로 L-Acoustics의 수입사인 (주)클라우시스는 본사 건물 1층에 L-ISA를 사용한 프리-프로덕션이 가능한 시스템을 갖추고 있어서 데모룸 겸 작업실로 활용하고 있다.
사용자가 시스템을 구성하는 커스텀 솔루션은 두 갈래로 나눠진다. Iosono나 Astro Spatial과 같이 전용 프로세서 하드웨어와 전용 패닝 소프트웨어를 사용하는 방법, 그리고 완전히 소프트웨어를 기반으로 하는 방법이다.
먼저 전자는 통합 솔루션 방식에 비해 스피커 유연성이 높다는 장점이 있다. 현재 한국에 수입되어 실제 사용사례가 있는 솔루션은 앞서 언급한 Iosono와 Astro Spatial의 두 가지가 있으며 두 제품 모두 전용 프로세서 엔진에서 최대 128개의 객체 콘트롤과 128계통의 출력을 지원하고 있어서 성능 면에서 앞서 언급한 L-ISA나 Soundscape보다 오히려 앞서는 점이 있다. 특정 스피커 브랜드에 구애받지 않는다는 장점은 스피커 시스템을 다양하게 설계할 수 있다는 것을 의미하기도 하며 이에 따라 현재 이 두 시스템은 상업전시공간, 예술전시공간, 라이브 이벤트 등에서 폭넓게 활약하고 있다.
마지막으로 소개할 방법은 완전한 소프트웨어 접근법이다. 출력계통을 다양하게 구성하면서도 플러그인 유연성이 뛰어나야 하기 때문에 이 분야에서만큼은 Pro Tools보다는 오히려 매우 저렴한 DAW인 Reaper가 주로 이용된다. 사실, 이 정도 시스템을 구현하는 유저들은 상당한 전문가이기 때문에 DAW에 큰 구애를 받지 않으며 Pro Tools의 높은 비용도 대개는 문제가 안된다. Reaper는 64채널의 플러그인 버스 구조를 갖고 있으며 입출력 라우팅이 극도로 자유롭기 때문에 선호되는 것 뿐이다.
프로세싱 엔진. 최대 96개의 객체 처리가 가능하고 출력 계통은 64채널에 이른다.
통합 시스템 구성
L-Acoustics L-ISA
L-Acoustics L-ISA는 현재 통합 Immersive Sound 시스템으로는 가장 널리 알려져 있다. 이들이 발표한 L-ISA 시스템은 기존의 콘솔과 L-ISA 프로세서, 객체지향 믹싱을 돕는 L-ISA 콘트롤러 소프트웨어, LA Network Manager를 이용한 앰프/DSP 콘트롤, Soundvision을 통한 시뮬레이션과 적합한 시스템 튜닝 등이 맞물린 토탈 패키지를 지향한다. L-ISA가 내부에서 많은 역할을 하기 때문에 시그널 플로우 자체는 복잡하지 않다. 먼저 콘솔에서 어느 정도 정리된 소스를 Optical MADI 혹은 MADI BNC를 통해 L-ISA의 DSP 입력에 배치시킨다. 모든 입력 채널은 ‘객체(object)’로 다뤄지며 최대 96개의 객체까지 입력이 가능하다. 사운드 프로세싱은 크게 두 가지로 진행되는데, 하나는 소스에 대한 위치를 선정하는 ‘Spatial Processing’으로 여기에서 패닝, 공간감, 거리감, 상하 위치 등을 부여한다. 또 하나는 ‘Room Engine’으로 스피커의 오디언스 - 존 안에 들어온 청자들에게 마치 다른 공간에 들어온 듯한 느낌을 주도록 룸의 잔향을 모사하는 것이다. 이를 통해 믹싱 환경을 상황에 맞게, 콘텐츠에 맞게 완벽하게 변화시킬 수 있게 된다. 이렇게 음장감 및 위치정보가 입력된 소스은 출력 루팅에 따라 L-ISA가 알아서 적절하게 분배한다. 전체 출력 채널은 총 64채널로, 이는 스피커의 개수가 아니라 스피커 클러스터의 개수를 의미한다.
Soundscape 시스템의 핵심은 DS100 프로세서이다.
d&b audiotechnik Soundscape d&b는 L-Aoustics와 대등하게 경쟁할정도로 수준 높은 Immersive Sound 시스템을 공급한다. 다만 국내에서만큼은 아직 명확한 사용사례가 없어 아쉬움을 자아낸다. 전반적인 구조 및 구성은 L-ISA의 것과 흡사하다. 먼저 콘트롤 프로세서는 DS100이 맡는다. 입출력 매트릭스와 입출력 계통은 공히 64×64의 구조를 갖는다. d&b의 ArrayCalc 시뮬레이터와 R1 네트워크 콘트롤이 통합된 워크플로우가 Soundscape 시스템의 가장 큰 장점이다. 객체지향 패닝 소프트웨어는 d&b En-Scene이다. 콘트롤 가능한 개체는 최대 64채널로 DS100 프로세서와 연계해서 작동하는만큼 하드웨어 입출력 스펙의 제약을 받는다. 타사 제품에 비해 특별한 장점은 En-Space에서 드러난다. 공간 음향을 IR 데이터를 사용해 모사하는 방식으로 마치 가변음장 시스템과 같은 효과를 발휘한다. 타사 제품군들이 인스톨 현장을 위주로 설계된데 비해 투어링 현장에서 수준높은 공간음향 모사가 가능한 것이 큰 장점이다.
Iosono의 핵심인 Core
전용 프로세서 구성
Iosono 3D Sound Iosono는 별도의 PC 콘트롤 소프트웨어와 하드웨어 프로세싱을 합친 개념의 제품이다. MADI 혹은 AES3를 통해 128×128의 입출력 구조를 제공하며 곧 Dante 입출력도 지원할 예정이다. 기본적으로 5.1, 7.1, 11.2 등의 극장용/가정용 표준 출력 구조를 지원하기 때문에 호환성이 뛰어나며 리니어 타임코드를 포함한 각종 원격 제어 프로토콜을 지원하기 때문에 라이브쇼에서도 사용이 편리하다. 제조사도 이를 염두에 뒀는지 투어링 등급의 하우징 및 전원공급 옵션을 갖춘 점도 인상적이다. 입출력 스펙은 24bit/96kHz로 대부분의 고품질을 요구하는 현장에 대응이 가능하다.
SARA II 렌더링 엔진이 Astro Spatial 시스템의 두뇌다. 기존 콘솔 시스템과 호환될 뿐 아니라 태블릿 등으로 원격 제어가 편리한 워크플로우를 제공한다.
Astro Spatial Audio Astro Spatial은 SARA II 렌더링 엔진을 중심으로 3차원 음장을 공급하는 시스템이다. 기본적으로는 32채널 입력과 64채널 출력을 제공하지만 필요에 따라 확장할 수 있는 유연성이 강점이다. 이에 따라 현장의 요구나 예산에 따라 시스템을 맞춰서 구성이 가능하다. 현재 MADI와 Dante 입출력을 모두 지원하고 있어서 호환성이 높으며 편리한 객체지향 패닝 소프트웨어는 물론 독특한 트래킹 시스템까지 옵션으로 지원하고 있기 때문에 예컨대 무대 위에서 가수나 배우에 트래킹 장치를 장착해서 무대 위의 움직임을 실시간으로 믹싱에 반영하는 것이 가능하다.
소프트웨어 기반으로 가장 강력한 시스템의 구성이 가능한 Flux Spat Revolution
소프트웨어 구성
Flux Spat Revolution 이 분야에서 가장 유명한 소프트웨어는 Flux의 Spat Revolution이다. 일반적인 모노 소스는 물론 A-Format, B-Format 앰비소닉 입력, MS 입력, 바이노럴 등 현존하는 거의 모든 형태의 입력이 가능하며 입력 및 출력 채널 계통 수는 입출력 인터페이스에 달렸을 뿐 실질적으로 무제한이다. 샘플링레이트는 384kHz에 이르러 지금까지 언급된 그 어떤 솔루션보다 강력한 기능을 자랑한다. 가격 면에서도 홈페이지에서 구매할 수 있는 영구소장 라이선스가 2,000달러가 채 되지 않으며 이마저도 부담된다면 월 구독 프로그램을 이용할 수도 있다. 가장 큰 장점이라면 역시 낮은 가격과 유연성이다. 입출력 인터페이스에 그 어떤 구애도 받지 않으며 머릿속으로 생각하는 그 어떤 배치도 가능하다.
또한 Open Sound Control (OSC)을 지원해 현재 출시된 콘트롤 서페이스류와 높은 호환성을 유지하기 때문에 구성에 따라 복잡한 라이브 이벤트가 가능한 것도 큰 장점이다. 물론 단점도 많다. 가장 치명적인 단점은 역시 PC 기반이기 때문에 안정성 면에서 불안감을 안겨준다는 것이다. 지금까지 PC가 라이브 이벤트에서 딱히 불안정성을 더한다는게 규명되지는 않았지만 아무래도 전용 기기에 비해 PC가 더 불안하다는 선입견을 떨치기가 쉽지 않다. 그리고 모든 입출력 계통을 사용자 스스로 구성해야 한다는 것도 부담요소다. Iosono, Astro Spatial만 하더라도 MADI 혹은 Dante를 통해 기존의 콘솔 및 입출력 시스템과 공존시키는 것이 손쉽게 가능하지만 이 방법은 PC에 고가의 MADI 혹은 Dante 입출력 인터페이스를 설치해야 한다. 물론 전용 하드웨어 시스템 비용에 비해 여전히 저렴할 수 있지만 구성에 면밀한 계획을 세우지 않으면 그야말로 ‘주렁주렁’의 극치를 맛보게 될 수 있다.
Ambisonics를 적절히 이용하면 특정 브랜드에 구애받지 않으면서도 강력한 3D 믹싱 시스템의 구현이 가능하다.
DIY Ambisonics 놀랍겠지만, 조금만 부지런하게 검색하고 알아보면 거의 공짜에 가까운 비용으로 소프트웨어 시스템을 구축할 수 있다. 사용자의 능력에 따라 극명하게 갈리겠지만 주의깊게 구성하고 작업한다면 앞서 언급한 그 어떤 시스템에 뒤지지 않는 음질과 현장감, 정위감을 구현할 수도 있다.
이 분야에서 가장 많이 사용되는 DAW 소프트웨어는 Reaper이다. 무료 사용자의 경우 5초간의 안내 메시지만 읽고 나면 일체의 기능 제한 없이 이용할 수 있으며, 유료 라이선스 비용 역시 기능에 비하면 턱없이 저렴하지만 64채널의 플러그인 버스구조와 제한없이 라우팅이 가능한 유연성으로 인해 최대 7차 앰비소닉 프로세싱 환경의 구성이 가능하다. 7차 앰비소닉은 스펙상 10kHz 정도까지 방향성을 제공하지만 실제로 사용해보면 상업적 퀄리티 기준에 부합할 정도로 뛰어나다.
현재 완전 무료로 사용할 수 있는 Ambisonics 관련 플러그인은 IEM Plug-in Suite가 가장 유명하며 ATK나 혹은 Facebook에서 무료 배포하는 FB360 툴킷도 매우 유용하다. 검색해보면 수많은 Ambisonics 관련 유료툴들이 존재하기 때문에 시스템 구성에 큰 어려움은 없을 것이다.
치명적인 단점으로는 앞서 Spat Revolution의 모든 단점에 더해 소스에 거리감을 더하기 위해서는 일일히 플러그인을 걸거나 스트립에서 적절한 처리를 해줘야 한다는 것이다. 또한 대부분의 DAW의 플러그인 구조가 세부 파라미터에 MIDI 콘트롤을 지원하기 때문에 실시간 라이브 이벤트는 불가능하지는 않지만 그 구성이 매우 복잡하고 어려워 큰 규모의 이벤트에서는 사용하기 어렵다는 것이다. 이에 따라 이 시스템은 라이브 이벤트보다는 예술전시나 상업전시 등에 더 어울린다.