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03.모노에서 WFS까지, 오디오 기술의 역사




모노에서 WFS까지, 오디오 기술의 역사

에디슨의 측음기부터 시작한 역사

  • 1877년 12월 에디슨 측음기 발명, 역사상 최초로 소리를 재생
  • 소리가 시간과 장소의 한계를 벗어나 언제 어디서든 들을 수 있는 오디오 문화가 시작
  • 1900년 발더마르 폴젠 최초의 녹음기 발명
  • 1915년 다비드 사알노프 가정용 라디오 뮤직박스 발명
  • 1920년 최초의 웨스턴하우스 전기회사 라디오 방송
  • 1930년 영국의 블럼라인이 지연과 크기 차이를 조절하여 스테레오 재생을 위한 기술 개발
  • 1950년 오데온레코드사에 의해 양면 레코드 처음 개발
  • 1957년 영국의 테카사에서 스테레오 방식의 LP 개발
  • 1970년대 중반 돌비연구소에서 돌비 스테레오 기술 발표 : 극장의 사운드시스템이 멀티채널로 발전
  • 1982년 소니에 의해 0과 1의 기호에 의해 소리를 녹음하고 재생할 수 있는 CD 발명 : 디지털 오디오 시대의 개막
  • 1987년 최초의 CD 재생기가 개발

표본화 (Sampling)

  • 아날로그 파형을 디지털로 변환하기 위해 표본을 취하는 것
표본화 율 (sampling rate)
  • 1초 동안 취한 표본의 수
  • 단위는 주파수와 같은 Hz
  • CD는 44.1kHz의 표본화 율
  • 44kHz는 입력되는 아날로그 데이터를 1초 동안 4만 4천번으로 세분하여 샘플링 했다는 것
  • 표본화 율이 높을 수록 원음에 가까운 으므로 디지털화되지만 데이터의 양은 증가한다.

양자화 (quantization)

  • 표본화된 샘플을 디지털 형태로 표현할 때 어느정도의 정밀도로 표현할 것인지를 의미한다.
    • 즉 표준화된 각 샘플에서 실제 값을 표현하기 위한 비트수를 의미한다.
  • CD는 16비트로 양자화를 수행하는데 이는 디지털화된 샘플 값을 65,536 단계로 표현한다는 의미

돌비 스테레오 디지털 (Dolby Stereo Digital)

  • 돌비의 5.1채널
    • 전방에 좌,우,중앙 3개 채널
    • 후방에 좌,우 서라운드 채널
    • 저음역 강조를 위한 LFE(Sub-woofer, Low Frequencey Enhancement)채널 로 구성

기타 멀티 채널 기술

  • THX에서는 10.2 채널 서라운드 기술 개발
  • UHDTV 방송 서비스에서 오디오 신호는 일반적으로 10개 채널 이상의 다채널 오디오로 정의
  • 일본 NHK 에서는 극장과 같은 넓은 공간에서 22.2 채널의 오디오를 제공

앰비소닉(Ambisonic)

  • 입체 음향 이미지를 만드는 시스템
  • 공간상의 한 점에 입사하는 특정 방향과 모든 방향의 입사신호를 획득하는 방식으로 동작한다.
  • 음장마이크 : 효과적으로 4개의 마이크를 위치시킨 것
    • A-Format : 4개의 마이크의 출력신호
    • B-Format : A-Format을 W, X, Y, Z의 포맷으로 변경한것
      • W : 전방향 마이크 출력, X : 전/후 마이크 출력, Y : 좌/우 마이크 출력, Z : 상/하 마이크 출력

WFS (Wave Field Synthesis), 가상 음장 합성 기술

  • 스피커를 여러개 배치한 스피커 어레이를 이용하여 음장을 재현해주는 기술
  • 호이겐스 원리 : 주 음원에서 발생한 음파를 전면(wave front)에 배치된 여러 음원을 이용하여 재구성 할 수 있다.
  • 스피커의 입력신호를 계산하여, 스피커 어레이 뒤쪽/앞쪽에 위치한 가상의 점 음원을 합성할 수 있다.
  • WFS 신호 생성을 위해서는 객체별로 음원을 확보해야 한다는 단점이 있다.
  • 좁은 공간에서 넓은 청취영역을 제공하는 음장 재현기술로 주목받고 있다.

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