Sample Rate & Bit Depth

 

Sample rate Rate & Bit Depth 이해하기

 

우리는 Logic Pro, Cubase, Pro Tools 등의 DAW에서 프로젝트를 생성할 때, Sample Rate와 Bit Depth을 설정해야 하는 것을 보게된다.

Sample Rate에서는 44.1kHz 혹은 48kHz, 96kHz 등을 본 적이 있을 것이며, BIt Depth는 16bit, 24bit 등을 본 적이 있을 것이다.

 

이러한 것들은 무엇을 나타내는 것이고 왜 알아야 하는걸까?

Sample Rate와 Bit Depth에 따라서, 오디오의 퀄리티와 용량 등이 달라진다.

 

자연의 소리를 아날로그로 변환하고, 또 아날로그를 디지털로 변환하면서 우리의 DAW에서 오디오 파형으로 만날 수 있게 되는데,

DAW에 원본소리를 가져오는 것은 원본 파형을 샘플링한다는 말을 사용한다.

그리고 Sample Rate와 Bit Depth를 통해서 원본소리를 어떻게 표현해내는지가 달라진다.

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Sample Rate : 오디오 파일의 주파수 범위 결정

 

Sample Rate는 샘플 속도라는 뜻으로, 1초에 얼마큼의 오디오 데이터를 수집하는지, 즉 얼마 큼의 스냅숏을 찍을 것인지를 뜻한다.

쉽게 말하면, 사진에서의 화소 및 픽셀로, 영상에서는 프레임 수가 되는 것인데, 숫자가 클수록 더 선명하고 깨끗한 것이다.

샘플 속도가 높을수록 원본 파형을 제대로 구현을 할 수 있다.

 

 

위의 그림과 같이 원본 파형이 있는데 A와 같이 낮은 Sample Rate로는 원본 파형을 똑같이 구현해 낼 수 없을 것이다.

그러나, B에서는 높은 Sample Rate로 원본 파형을 제대로 구현해낼 것이다.

 

그렇다면, Sample Rate를 얼마로 설정해야 하는걸까?

나이퀴스트 이론에서는, 표현하고자 하는 오디오 파형의 한 주기를 2번 수집할 수 있는 속도면, 원본 파형과 똑같이 구현을 할 수 있다고 한다. 즉, 진동 한 주기를 찰칵찰칵 하고 두 번 찍는 것이다.

따라서, 표현하고자 하는 소리의 가장 높은 주파수의 2배 이상으로 Sample Rate 을 설정하면, 똑같이 소리를 구현할 수 있게 된다.

 

이전에 사람의 가청 주파수는 20kHz에서 20,000kHz라고 하였다. 그렇다면, 최소 40,000kHz 이상의 Sample Rate는 필요로 할 것이다.

옛날의 CD에서 구현할 수 있는 주파수 범위는 24,050Hz까지로, 44.1kHz의 Sample Rate이었으며, 의도마다 다르긴 하겠지만, 대부분  간단한 음악 및 영상 오디오 작업을 할 때는 48kHz로 DAW 프로젝트를 설정한다.

 

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Bit Depth : 진폭 값, 다이내믹 레인지

 

Bit Depth는 원본 음파의 세기(진폭)의 범위를 나타낸다.

세기에도 단계가 있다. 우리가 피아노 건반을 칠 때, 살살 누르면 소리도 그와 같이 살살 날 것이고, 세게 누르면 그만큼 세게 표현이 된다.

이렇듯 디지털에서 그러한 세기를 단계별로 표현 할 수가 있고, Bit Depth 가 높을수록 표현할 수 있는 세기의 단계는 많아지는 것이다.

 

 

위의 그림과 같이, 길이를 측정하는 자로 상상을 해보자. 만약 수치가 1cm 단위로 되어 있다면 센티미터의 단위로 밖에 길이를 표현할 수 없겠지만, 밀리미터 단위로 되어 있다면 조금 더 세밀하게 길이를 측정할 수 있다.

즉, 그 심도를 더 세밀하게 표현을 할 수 있는 것이다.

 

 

1bit당 6dB의 세기를 표현할 수 있다.

8bit는 48dB까지의 폭을 사용할 수 있으며, 16bit는 96dB, 24bit는 144dB까지 사용을 할 수 있게 된다.

Bit Depth 또한 의도마다 다르게 설정을 할 수 있지만, 간단한 음악 및 영상 오디오 작업을 할 때는 대부분 24bit로 DAW 프로젝트를 설정하여도 무방하다.

 

 

Sample Rate 및 Bit Depth 모두 숫자가 클수록 음질이 좋은데 용량은 더 커진다.