진동으로 음악은 만들어진다

진동이 음악을 만든다고?

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소리는 진동이다. 진동은 강약이 반복적으로 일어날 때 만들어진다. 이 반복이 1초에 몇 번 일어나는지를 나타낸 수치가 헤르츠Hz다. 이 때문에 샘플레이트의 수치를 Hz로 표시한다. 샘플 레이트는 샘플을 만드는 횟수 혹은 비율이라는 뜻으로 입력되는 전기신호를 1초에 몇 번 파악해 샘플로 만드는가를 나타낸다. 예를 들어 '시디 음질은 44,100Hz, 녹음 은 48,000Hz로 하는것이 좋다.'라고 이야기하는 것을 들어봤을 것이다. 전자는 1초에 44,100번 입력신호를 파악해 샘플로 만든다는 뜻이고, 후자는 1초에 48,000번 샘플을 채취한다는 뜻이다.

들리는 소리의 진동 횟수를 알아내려면 그 소리를 최소한 두 번 파악하면 된다. 들리는 소리의 진동 횟수의 2배로 파악해야, 그 소리의 진동 횟수를 알 수 있다는 말이다. 그래서 시디 음질이 44,100Hz인 까닭은 다음과 같다. 가장 높은 가청 주파수인 20,000Hz를 안전하게 디지털로 변환하려면 20,000Hz 이상의 주파수를 차단해야 하 는데, 이 과정에서 소리는 22,050Hz에서 완전히 차단된다. 이 진동수, 22,050Hz의 2배로 샘플링을 하면 시디 음질인 44,100Hz라는 숫자가 나온다.

 

귀에 들리는 가청주파수, 무수한 공기의 진동

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사람이 듣는 공기의 진동 횟수는 범위가 20~20,000Hz다. 20Hz인지 확인하려면 1초에 40 번 확인하면 되지만, 진동이 20,000Hz인지 알기 위해서는 20,000Hz의 2배 인 40,000번을 파악해야 한다. 이 오디오 이론이 컴퓨터가 만들어지기도 전인 1910 년대에 나왔다니 참으로 놀라울 뿐이다. 샘플레이트가 진동수와 연관이 있다면 비트뎁스는 소리 크기와 연관이 있다. 큰 소리 와 작은 소리를 표현하는 단계인데, 조용하게 노래를 부를 때와 크게 소리를 지를 때 의 음압 차이를 표현한다는 말이다.

 

 

녹음에서 사용하는 비트는 16비트 혹은 24비트다. 16비트는 2의 16승, 즉 65,536 단계로 소리 크기를 표현하고, 24 비트는 2의 24승, 즉 16,777,216 단계로 소리 크기를 표현한다. 입력되는 전기신호의 강도를 이처럼 단계별로 나타내고, 이를 사람이 듣는 소리의 단위인 dB로 표현하면 이론적으로 비트당 약 6dB 정도의 표현이 가능하다. 16 비트는 16×6, 약 96dB이다. 즉 작은 소리와 큰 소리를 표현할 때 96dB의 차이로 표현이 가능하다는 뜻이다. 24비트는 24 X6, 이론상 144dB의 차이로 소리를 표현할 수 있다.