사운드카드의 이해 - 비프 음에서 3D 음향까지 사운드카드를 말한다!

	2002.07.31

컴퓨터에서 ‘삑삑’ 비프 음만 들어도 신기했던 시절이 있었다. 이미 추억 속에 사라진 지 오래지만... 요즘 나오는 사운드카드는 환상적인 3D 음향을 만끽할 수 있다. 동영상이나 MP3, 3D게임에서 사운드카드는 사실성을 높여주는 중요한 수단이다. PC에서 소리를 들을 수 있다는 것은 이제는 너무 당연한 일이다. 하지만 IBM PC가 처음 개발될 때를 생각하면 가히 혁명에 가까운 일이다. 원래 사무용으로 시작한 만큼 소리는 일종의 사치였다. 덕분에 초기의 사운드는 PC가 고장났는지 알려주기 위해 간단한 비프 음만 내는 수준에 불과했다. XT(8088)기종을 봐도 본체에 작은 스피커 하나만 달았을 뿐이었다. 이 스피커에서 나오는 비프 음을 들으면서 게임을 즐겨야 했다. 그만큼 IBM 호환 기종이 나온 초기까지도 사운드에 대한 배려는 전혀 없었다. 기술발전과 소비자의 필요성에 힘입어 PC의 쓰임새는 많이 달라졌다. 사무용으로만 쓰던 시대는 이미 지난 지 오래다. 한글이나 엑셀이 안돼서 업그레이드를 하는 경우를 보는 것은 정말 어려운 일이 되었다. 요즈음의 PC쓰임새와 성능에서 가장 중요하게 생각하는 것은 멀티미디어 작업이다. 게임이나 영화 등을 PC로 즐기는 게 너무나 자연스러울 만큼 멀티미디어 기능을 얼마나 효율적으로 쓸 수 있는지가 PC를 고를 때 중요한 선택 기준이 됐다. 멀티미디어의 양대 축은 그래픽과 사운드다. 이 가운데 중요성이 높아지는 사운드에 관해서 살펴본다.

사운드카드의 역사 » 컴퓨터의 가장 기본적인 소리를 내는 PC 스피커. XT부터 쓰였다. 최근에 나오는 메인보드는 대부분 사운드 기능을 가지고 있다. ① AdLiB 처음 나온 사운드 장비에 대한 의견은 분분하지만 본격적인 사운드카드로 애드립(AdLiB) 카드를 꼽는다. 캐나다에 본사를 둔 애드립사가 만들었고 보통 애드립카드라고 불렀다. 지금 수준에서 보면 유치할 정도로 음질이 떨어지지만 당시에는 PC에서 사운드를 들을 수 있다는 이유 하나만으로도 큰 인기를 모았다. 애드립카드는 메모리에 특정 파형을 입력시켜 놓고 사운드를 내보낼 때 이 파형을 이용해서 소리를 합성하는 방식을 이용했다. 따라서 원음과는 상당한 차이가 있었고 비트박스에서는 더 심했다. 애드립카드의 결정적인 단점은 녹음을 할 수 없다는 것과 뒤떨어지는 음질이다. ② 사운드블라스터 사운드블라스터(Sound blaster)는 사운드카드의 한 시대를 풍미했던 브랜드로 지금도 사운드카드의 표준으로 인정받는다. 이 제품을 만든 크리에이티브(Creative)사는 미국이 아니라 싱가포르에 본사를 둔 다국적 기업이다. 사운드블라스터는 원래 게임 블라스터(Game Blaster)라는 이름으로 불렸다. 그만큼 사운드와 게임은 밀접한 관계였고 그 덕분에 지금도 사운드카드에는 게임포트를 달고 있다. 크리에이티브사는 자사의 제품이 인기를 끌면서 이름을 사운드블라스터로 바꿔서 다시 선보였다. 이 제품이 바로 사운드카드의 전설이 된 사운드블라스터 1.0이다. 게임을 즐길 때 제대로 된 효과음을 표현할 수 있게 됐다는 게 가장 큰 특징이다. 사운드블라스터에 관한 이야기는 뒤에서 자세하게 다루기로 한다. » 사운드 블라스터 32W. ISA방식에 30핀 메모리를 추가할 수 있다. Vibra16 + Emu8000 칩셋을 달았다. ③ 옥소리 » 아직도 옥소리 사운드카드의 드라이브 등을 찾는 경우가 많다. 옥소리를 발표할 당시만 해도 도스(DOS) 환경이었다. 노래방 문화가 퍼지는 시기여서 한동안 옥소리 카드는 일반인에게 노래방카드라는 애칭으로 잘 알려지기도 했다. 옥소리의 성능은 사운드블라스터에 못지 않았지만 윈도우 환경으로 바뀌면서 제대로 적응하지 못해 실패했다. 윈도우 95 이상에서 호환성이 상당히 떨어졌지만 적어도 우리나라에서는 사운드블라스터와 당당하게 겨뤘던 토종 사운드카드의 대명사다. 뒤에 한솔전자가 인수했다가 사운드카드 부분을 포기해서 사라지는 듯 했다. 다시 훈테크가 사운드트랙이라는 브랜드로 새롭게 내놓는다. 사운드트랙은 음질 면에서 사운드블라스터 못지 않고 오히려 비슷한 값에서는 더 뛰어나다는 평도 적지 않았다. 다만 설정이 번거로운 데다 깔기도 어렵다는 게 흠이었다. ④ 기타 그래비스사의 울트라 사운드 시리즈는 웨이브 테이블 음원을 쓴 제품으로 사운드카드에 램을 단 최초의 제품이기도 하다. 음질은 만족스러운 편이었지만 쓰기가 불편한 데다 값도 비싸 인기를 끌지 못했다. 애드립카드를 기본으로 음성 지원 기능을 더한 코복스(Covox Speech Thing)카드도 나왔지만 곧이어 나온 사운드블라스터의 성능과 인기에 밀렸다. 이 제품은 음성과 음악을 동시에 들을 수 없다는 게 치명적인 약점이었다. 사운드카드는 어떤 구조를 갖고 있을까? ① 소리 입력 마이크나 오디오 같은 외부 음향 기기로부터 소리를 받는 곳이다. 이곳으로 들어오는 데이터는 아날로그로 되어있고 ADC로 보내진다. ② ADC ADC(Analog-to-Digital Converter : 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 바꿔 주는 칩)는 사운드카드로 들어온 아날로그 데이터를 0과 1로 된 디지털 데이터로 바꿔 준다. ③ 롬(ROM) 롬은 디지털 신호로 된 데이터를 어떻게 다루어야 하는지에 대한 방법을 갖고 있다. 요즘 사운드카드는 일반 롬(Read Only Memory) 대신에 EP롬(Erasable, Programmable Read Only Memory)을 쓴다. EP롬은 데이터를 다루는 새로운 방식의 명령어가 개발되었을 때 바로 업데이트할 수 있게 이전의 내용을 지우고 새로운 데이터를 담을 수 있다. ④ DSP ADC는 0과 1로 된 디지털 신호들을 DSP(Digital Signal Processor)에 보낸다. DSP는 소리에 관한 연산을 담당하는 칩으로 메인보드에 있는 CPU의 부담을 줄인다. DSP는 롬 칩으로부터 받은 데이터를 어떻게 다루어야 하는지에 대한 방법(명령어)을 갖고 있어 그 방법에 따라 데이터를 다룬다. 일반적으로 DSP는 디지털 신호를 압축해 데이터 크기를 작게 만든다. ⑤ DSP는 압축한 데이터를 CPU에 보내고 하드디스크에 저장하게 된다. ⑥ CPU는 하드디스크나 CD롬 등에 저장된 데이터를 수행하라는 명령을 받으면 압축되어 있는 데이터를 하드디스크 등에서 가져와 DSP에 넘겨준다. ⑦ DAC DSP는 CPU로부터 받은 압축된 데이터를 원래대로 푸는 연산을 한 다음 DAC(Digital-to-Analog Converter : 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 바꿔 주는 칩)로 보낸다. 이 데이터는 DAC를 거쳐 사람이 들을 수 있는 아날로그 신호로 바뀐다. ⑧ 소리 출력 스피커에서 소리가 나기 위해서는 아날로그 신호가 스피커를 움직일 정도로 세야 하기 때문에 사운드카드는 아날로그 신호를 증폭해 스피커로 보낸다. 자체적으로 앰프가 있는 스피커나 헤드폰을 쓸 때는 라인 아웃 단자를 통해서 들을 수 있다. ① 사운드 칩셋(음원 칩) : 사운드를 직접 만드는 곳으로 사운드카드에서 가장 핵심적인 역할을 한다. 음원 칩 종류에 따라서 음질과 음색도 달라진다. 서로 다른 제조사가 만든 제품이라도 똑같은 음원 칩을 채택하면 비슷한 소리를 낸다. 지금은 야마하, ESS, 어리얼, 크리에이티브사 등이 만든 음원 칩을 주로 이용한다. ② ADC/DAC : 이 칩은 아날로그 신호를 디지털 신호로 또는 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꿔 준다. 사람이 들을 수 있는 소리는 아날로그이며 컴퓨터에서 다루는 소리는 디지털이기 때문에 없어서는 안 되는 칩이다. 사운드 칩도 중요하지만 이 칩의 성능에 따라 음질이 달라지기도 한다. 흔히 8비트, 16비트 사운드카드라고 하는 것은 이 칩셋이 처리하는 방식을 말하는 것이다. ③ 커넥터/잭 : 연결 단자가 여러 개로 나뉘어 있으면 커넥터(Connector), 구멍 하나로 연결할 수 있으면 잭(Jack)이라고 부른다. 커넥터는 주로 사운드카드와 다른 내부 장치를 연결할 때 이용하고 잭은 외부 연결에 쓰인다. - 커넥터 : 사운드카드마다 다르지만 보통 CD롬 드라이브와 AUX 등 내부 연결 커넥터 3～4개를 갖추고 있다. 요즘은 디지털 입출력을 할 수 있는 디지털 커넥터를 단 사운드카드도 자주 보인다. 사운드카드는 거의 모두 미디와 조이스틱을 연결할 수 있는 외부 커넥터를 갖췄다. 사운드카드가 게임이나 음악 작업과 밀접한 관계가 있기 때문이다. - 잭 : 사운드카드 뒷면을 보면 보통 3～5개 가량 잭을 달고 있다. 라인 아웃과 스피커 아웃 단자가 기본이지만 하나만 갖춘 제품도 종종 볼 수 있다. 차이점은 증폭 기능 여부에 있다. 스피커 아웃 단자를 거치는 전기 신호는 사운드카드 자체에 있는 앰프에서 증폭해 출력한다. 하지만 요즘은 전기 신호를 증폭하면서 음이 왜곡되는 현상이 생기는 탓에 사운드카드에 이런 증폭 앰프를 넣지 않는다. 따라서 사운드카드 대신 PC용 스피커가 이런 증폭 기능을 갖는 게 일반적인 추세다. 요즘은 사운드카드도 입체감을 강조하면서 앞쪽 두 개와 후방 분리 단자를 따로 갖추기도 한다. 보통 달린 앰프는 3～4와트 가량으로 이 정도면 PC용 스피커에 충분한 성능이다. 앰프 성능에 대한 오해 가운데 하나가 무조건 용량 큰 앰프가 성능이 좋다는 선입견이다. 앰프 용량이 크면 소리도 크게 낼 수 있지만 실제로 사람이 그렇게까지 큰 소리를 들을 수는 없다. 앰프 용량이 커지면 값도 비싸지므로 무조건 큰 앰프를 고집하는 것은 어리석다. 그밖에 마이크를 끼울 수 있는 마이크 입력 단자. 외부 장치와 연결할 수 있는 라인 인 단자가 있고 디지털 출력이나 광 출력을 고려해 따로 단자를 단 고급형 제품도 있다. 잡음을 없애기 위해 금이나 백금으로 도금한 제품까지 찾아볼 수 있다. » 사운드 블라스터 라이브! DE의 입출력 단자. 4채널 스피커를 쓸 수 있어 스피커 출력 단자가 두 개가 달려있다. 단자는 잡음을 조금이라도 줄이기 위해 금으로 도금되어있다. - CD 인 : PC에 달려있는 CD롬의 사운드를 받는 곳이다. 즉 CD롬 드라이브에 오디오 CD를 넣었을 때 이곳으로 소리를 받는다. - AUX 인 : CD롬 이외의 입력을 위한 곳이다. - 조이스틱 포트 : 게임을 위한 조이스틱을 연결하는 곳이다. 기본적으로 조이스틱은 1개 이상 달 수 없다. - 스피커 아웃 : PC 스피커를 연결하는 곳이다. 사운드카드에는 자체적으로 앰프를 갖고 있다. 따라서 앰프 없이 스피커를 연결해도 증폭된 사운드를 들을 수 있다. - 마이크 인 : 마이크를 연결하는 곳이다. 사운드카드로 노래방 프로그램을 쓰거나 인터넷폰을 쓸 때 이 단자로 목소리를 입력한다. - 라인 인 : 외부 소리를 입력하기 위한 곳이다. 스테레오 단자로 아날로그 입력을 하는 데 쓰인다. 테이프나 CD 등의 오디오 기기의 소리를 입력할 수 있다. - 라인 아웃 1 : 사운드카드에서 나는 소리를 외부로 아날로그로 출력하는 곳이다. 스피커 아웃과 다른 점은 사운드카드에 있는 앰프를 통과하지 않은 순수 음으로 출력한다는 점이다. 오디오 기기 등에 연결할 때는 이 단자를 이용한다. - 라인 아웃 2 : 4채널 사운드카드에만 있는 단자다. 즉 스피커 2조를 연결할 수 있다. 이 단자에 리어 스피커를 연결한다. 사운드카드는 어떤 원리로 움직일까? ① PCM(Pulse Code Modulation) 방식 실제로 녹음한 디지털 데이터를 이용해 소리를 내는 방식이다. 마이크를 거쳐서 입력된 소리는 사운드카드의 AD(Analog to Digital)에서 디지털 신호로 바뀐다. 이 때 소리를 샘플링해서 저장한다. 샘플링 방법에 따라서 8비트와 16비트 등으로 나뉘고 필요할 때마다 저장한 소리를 불러내어 듣게 된다. 입력된 소리(아날로그 신호)를 PC에서 쓰는 디지털 신호로 바꾸려면 음을 고저, 시간대 별로 분해해야 하는데 이 때 비트수의 차이가 생긴다. » 음의 분해. 분해 능력에 따라 비트수의 차이가 생긴다. 8비트와 16비트의 분해방법 구분 8비트 16비트 고저 256단계 65,000단계 기술이 발전하면서 비트수도 점점 늘어난다. 요즘 쓰이는 사운드카드는 거의 모두 16비트가 기본이고 성능이 좋은 제품은 20비트 이상도 찾아볼 수 있다. 이 방식은 비교적 간단하게 자연 음에 가까운 소리를 표현할 수 있다는 게 장점이다. 하지만 소리를 블록으로 나누고 고저를 표시하는 탓에 저장 용량이 크다는 게 흠이다. 윈도우에서 쓰는 웨이브(WAVE) 파일이 PCM 방식을 이용한 대표적인 예다. 칩셋으로는 사운드블라스터의 EMU-8000과 사운드블라스터 라이브!의 EMU10K1 등이 있고 야마하 YM 시리즈도 여기에 속한다. » 크레에이티브의 사운드 블라스터 라이브! DE. 전형적인 PCI방식의 사운드카드로서 고급형 사운드카드의 사실상 표준이다. PCM방식으로 소리를 만든다. ② FM 방식 FM 방식은 주파수 변조 방식으로 불리기도 한다. FM 방식은 덩치 큰 파일로 저장하는 PCM 방식을 보완한 것으로 음의 파형을 이용해서 저장한 다음 소리를 만들 때 이 주파수를 변조해서 자연 음에 가까운 소리를 합성해서 재생한다. 다시 말해 주파수를 이용해서 지구상에 존재하거나 심지어는 존재하지 않는 소리까지 합성해서 재생하는 것이다. 저장 용량도 작지만 실제로 존재하는 소리를 그대로 재생하는 게 아닌 탓에 현실감이 떨어진다는 게 흠이다. » FM방식 사운드칩셋의 블록 다이어그램. FM방식은 소리를 합성해서 비교적 간단하게 음을 만들어낸다. 초기에 나왔던 애드립카드가 FM 방식을 이용했고 OPL2라고 불리는 야마하사의 YM3812와 OPL3라고 불린 YMF262 등도 마찬가지지만 요즘은 거의 쓰이지 않는다. ③ MIDI 방식(Musical Instrument Digital Interface) MIDI는 샘플링이라는 방식을 이용한다. 샘플링을 이용해서 음을 저장하고 출력할 때는 저장한 음을 그대로 이용하거나 조금만 변조를 해서 거의 자연 음에 가까운 소리를 재생하는 것이다. 원래 전자 악기를 위한 표준이지만 요즘에는 사운드카드에서도 중요한 요소로 자리잡았다. 미디 인터페이스 표준으로는 영국의 롤랜드사가 만든 MPU-401이라는 사운드카드를 들 수 있다. 윈도우 3.1을 써본 사람이라면 그리 낯설지 않은 제품으로 소리를 하드디스크 등에 파일 형태로 저장하고 다시 사운드카드의 메모리로 가져와서 재생한다. 미디를 쓰는 사운드카드는 당연히 메모리를 조금씩 갖거나 시스템 메모리 일부를 빌려쓰기도 한다. 미디를 제대로 쓰려면 보통 미디 악기라고 불리는 미디 모듈과 미디 인터페이스 카드, 음악을 만들 때 쓰는 시퀀싱 프로그램이 필요하다. 미디는 호환성을 위해 규격을 정해놓았다. 야마하의 GM(General MIDI), 롤랜드의 GS(General Standard)로 나뉘는데 두 가지 규격은 거의 모두 호환성을 유지하지만 조금씩 차이가 있다. » 미디의 표준처럼 쓰이는 롤랜드 MPU-401/AT 인터페이스 카드. 주로 미디악기와 컴퓨터의 연결에 쓰인다. 음원 칩이 사운드카드의 성능을 좌우한다 PC 성능은 CPU 외에도 메모리나 그래픽카드 등 다른 요소의 영향을 많이 받는다. 하지만 사운드카드는 칩셋에 따라서 음질과 음색 등 성능이 사실상 결정된다. 주요 제조사는 크리에이티브와 야마하, ESS, 어리얼(Aureal)을 들 수 있다. 이전에는 엔소닉(Ensoniq)과 옵티(Opti) 등도 있었지만 지금은 모두 크리에이티브사가 인수했다. 소프트웨어 분야가 마이크로소프트와 반대 진영으로 나뉘고 CPU가 인텔과 비 인텔로 나뉘는 것처럼 사운드카드 칩셋도 크리에이티브와 반대 진영의 대결 구도라고 할 수 있다. 보통 저가형은 야마하와 ESS가, 고급 시장은 어리얼이 크리에이티브사와 경쟁하고 있다. ① 야마하(Yamaha) 초기에 사운드카드를 썼던 이용자라면 야마하 YM3812 칩셋을 기억할 것이다. YM3812 칩셋은 OPL2라는 이름으로 더 잘 알려졌는데 OPL이라는 이름 자체가 야마하 음원 칩셋을 분류한 명칭으로 쓰일 만큼 유명했다. 분류 명칭은 OPL, OPM, OPN 등이 있고 분류마다 OPL2, OPL3, OPL4 등 레벨을 다시 나눈다. OPL3에서는 YMF262라는 칩셋이 유명했다. OPL2, 3는 모두 FM 방식이고 OPL4 방식을 이용한 칩셋 가운데에는 YMF278이 있고 웨이브 테이블 미디를 쓸 수 있다. 요즘 나오는 야마하 칩셋은 모두 XG라는 이름을 붙였는데 전통적으로 야마하 칩셋은 미디 분야에서 강하다. YMF724, 725, 727 등이 있는데 다이렉트 사운드 3D(DS3D)를 쓸 수 있는 칩셋 가운데 값이 싸고 성능도 우수해 인기가 높다. » 야마하 사운드 칩셋을 쓴 훈테크의 사운드카드. XG라는 상표명이 선명하다. 센튜라3D라는 소프트웨어 기술로 3D 사운드를 들려준다. A3D 1.x와 DS3D는 하드웨어적으로 EAX는 소프트웨어적으로 쓸 수 있다. ② ESS 저가형 사운드 시장을 거의 석권했던 사운드 칩셋이다. 야마하보다 값이 더 싸다. 모델은 ESS 1868, 1869 등이 있는데 값이 싼 데다 사운드카드가 필요로 하는 기본 기에 충실하다. 반면에 3D 사운드에 약하다는 게 단점으로 꼽힌다. 같은 회사가 만든 마에스트로라는 칩셋도 있고 다이얼패드가 대중화되면서 사운드카드를 고를 때 중요한 선택 기준이 된 풀 듀플렉스(Full Duplex)도 쓸 수 있다. 풀 듀플렉스를 쓸 수 있어야 다이얼패드 같은 인터넷폰 서비스를 이용할 때 상대방이 내 목소리를 제대로 들을 수 있다. 요즘에는 야마하에 밀리는 추세다. » 다이아몬드 멀티미디어사의 몬스터 사운드 MX400. 고급형 모델이지만 사운드 칩셋은 비교적 값싸고 성능이 떨어지는 ESS Canyon 3D를 달았다. ③ 크리에이티브 크리에이티브라는 이름은 몰라도 사운드블라스터라는 이름은 한번쯤 들어봤을 것이다. 윈도우가 표준 운영체제로 자리잡으면서 윈도우 호환성이 중요하게 됐지만 도스(MS-DOS) 시절만 해도 사실상 표준인 사운드블라스터와 호환되는 지가 사운드카드를 고를 때 중요한 선택 기준이었다. 사운드블라스터의 역사가 곧 사운드카드의 역사로 통할만큼 사운드블라스터는 사운드카드에서 절대적인 위치를 차지하는 이름인 셈이다. » 사운드 블라스터 라이브! 시리즈 가운데 최고급 모델인 플래티넘. 이름처럼 단자를 백금으로 도금했다. » 사운드 블라스터 라이브! 시리즈의 기능을 확장시켜주는 라이브 드라이브. 케이스의 5.25인치 베이에 꼽고 안쪽으로 사운드 블라스터와 연결한다. 입출력 기기를 쉽게 연결할 수 있다. 사운드블라스터 16은 사운드카드 가운데 최고의 명품(名品)으로 꼽힌다. 사운드블라스터 16의 후속작인 사운드블라스터 AWE32가 채택한 EMU800은 앞에서 설명한 웨이브 테이블 미디를 쓸 수 있는 칩셋이다. EMU800은 자체적으로 메모리 512KB를 갖고 있었고 원래 프로미디어라는 사운드카드에 쓰이다가 나중에 크리에이티브에 합병되면서 사운드블라스터가 채택했다. EMU800은 얼마 전 선보인 사운드블라스터 라이브! 시리즈에서 EMU10K1 칩셋으로 거듭난다. EMU10K1 칩셋은 1,000MIPS와 트랜지스터 200만 개를 집적했고 131 오디오 채널을 이용해서 DS3D와 하드웨어 가속, EAX 기능을 이용할 수 있다. 얼마 전 크리에이티브사는 EMU10K1 대신 다른 칩셋을 채택한 고급 사운드카드를 선보이겠다고 발표했다. 자세한 제원은 아직 알 수 없지만 사운드블라스터라는 이름만으로도 상당히 기대되는 제품이다. ④ 어리얼 다른 칩셋은 거의 모두 ISA 방식부터 쓸 수 있었지만 어리얼은 PCI 방식부터 제품을 만들기 시작했다. 당시로는 획기적인 일이었는데 음질과 기술면에서 한 단계 진보했다는 평가를 받았다. 처음 선보였던 칩셋은 AU8820 볼텍스(Vortex)다. AU8820 볼텍스의 가장 큰 특징은 DS3D와 A3D를 하드웨어적으로 가속할 수 있다는 점이다. 여기에서 가장 중요한 것은 A3D라는 애플리케이션으로 뒤에서 더 자세하게 다룰 것이다. 후속 모델은 600MIPS, 64 동시 발음, 256 PCI 웨이브 테이블, 320음 미디, 최대 여덟 개까지 쓸 수 있는 다중 스피커, DVD 디코딩, 돌비 AC-3 디코딩을 쓸 수 있도록 할 예정이다. 물론 무엇보다 가장 중요한 것은 독자적인 사운드 애플리케이션인 A3D 2.0이다. 다만 경영난에 시달리다 얼마 전 파산한 상태인 탓에 후속작이 제대로 나올지 불투명한 상태다. » 몬테고 3D. 옵션보드를 써야만 4 스피커를 쓸 수 있는 모델이다. 사운드카드에 불어닥친 3D 사운드 열풍 요즘 나오는 사운드카드는 단순한 스테레오(Stereo) 효과를 넘어 실제 현장에 있는 듯한 현장감을 강조한다. 3D 사운드를 표현하는 방식은 그동안 갖가지 기술이 쓰였고 앞으로도 나올 예정이다. 처음에는 스피커 두 개를 쓰는 2웨이 180˚의 서라운드 기법을 주로 이용했지만 요즘에는 4웨이 360˚ 3D 사운드 기법이 일반화되는 추세다. 3D 사운드 기술은 SRS(Sound Retrieval System), 돌비 디지털 AC3, 돌비 프로로직, 어리얼사의 A3D, 크리에이티브의 Q 사운드 등을 예로 들 수 있다. ① SRS » SRS의 TruSound. 2개의 스피커로도 상당히 실감나는 입체음향을 낼 수 있어 컴퓨터 이외에도 TV 등 각종 가전제품에 많이 쓰인다. 초기 3D 사운드를 만드는 쓰인 방식으로 실제로 3D 사운드를 표현하는 게 아니라 사람의 귀가 3D로 착각하도록 만든다. 비교적 쉬운 기술이어서 값이 싸지만 실제로 정확한 3D 사운드가 아니라는 게 단점이다. 기술적으로는 확장 스테레오 방식이라고 부르기도 한다. 스피커 두 개로 스테레오 사운드의 좌우 넓이를 강조하고 스피커 바깥쪽에도 소리가 들리는 것처럼 착각을 유도하는 것이다. » SRS의 TruSound기술을 써서 두 개의 스피커로도 3D 사운드를 즐길 수 있는 PC오디오 뉴큐(NewQ) ② 돌비사운드(Dolby Sound) » 돌비 버추얼 사운드. 왼쪽은 여러 개의 스피커를 쓴 그림이고 오른쪽은 스피커의 수를 2개로 줄이고도 비슷한 3D 사운드 효과를 얻을 수 있다. 이런 노력은 모든 제조사들의 끊임없는 관심사이다. 돌비사운드는 비교적 돈이 많이 드는 3D 사운드 방식이라는 게 흠이다. 장비도 많이 필요해 극장처럼 대형 시설에서 주로 이용한다. 돌비사운드는 세부 항목이 많은데 이 가운데 DVD가 채택한 돌비 디지털 AC3가 3D 사운드의 표준으로 인식되고 있다. 돌비 디지털 AC3는 스피커 여섯 개가 필요해 부담스럽다는 게 단점이어서 스피커 두 개로도 비슷한 효과를 낼 수 있는 트루 사운드(True Sound) 기술 개발이 이뤄지고 있다. 원래 돌비사운드는 PC 사운드를 기반으로 개발한 것이 아니다. 주로 테이프 녹음에서 특유의 잡음을 줄여주는 노이즈 리덕션(Noise Reduction)과 영화 사운드의 입체 음향과 관련한 사실상의 표준으로 유명하다. 일렉트로닉 아츠사의 MBA99 같은 스포츠 게임을 보면 돌비 마크를 볼 수 있다. 이는 단지 전체적인 소리나 배경만 돌비로 인코딩했다는 것을 의미한다. 예를 들어 스포츠 게임에서 소리를 프로로직 방식으로 인코딩해 관중의 함성이 뒤쪽 스피커에서 들리게 하는 수준인 셈이다. 돌비사운드 방식은 보조 스피커, 다중 스피커 방식이라고도 부른다. 다시 말해 스피커 두 개 외에 보조 스피커 여러 개를 두는 방식이라는 뜻이다. 돌비사운드 방식은 스피커 개수나 위치에 따라서 세부적으로 나뉜다. 가장 흔한 방식은 2-2 방식으로 앞쪽 좌우에 두 개, 뒤쪽 좌우에 두 개를 두는 것이다. 3-1 방식은 주로 영화관에서 쓰이는데 앞쪽에 스피커 세 개를 놓고 뒤쪽에 한 개를 둔다. DVD가 대중화되기 시작하면서 인기를 끌고 있는 5.1 방식도 3-1 방식을 확장한 것이다. 5.1 방식은 앞쪽에 센터 스피커를 기준으로 좌우에 두 개를 놓고 뒤쪽 좌우에 두 개, 베이스를 담당하는 서브우퍼까지 갖췄다. 지금까지는 가장 진보하고 대중적인 3D 사운드 방식이지만 값이 너무 비싼 게 흠이다. 바로 전 단계인 4.1 방식은 5.1 방식에서 센터 스피커만 뺀 것이다. ③ Positional 3D PC에서 가장 많이 쓰는 방식으로 스피커 두 개로 사람의 착각을 유도하거나 실제로 스피커 네 개를 써서 3D 사운드를 표현한다. Positional 3D는 물체의 움직임에 맞춰 음도 따라서 움직이는 방식을 이용한다. 음원의 위치에 따라서 음도 계속 바뀌기 때문에 가장 효과적으로 활용할 수 있는 분야는 게임을 들 수 있다. 레인보우 6 같은 게임을 예로 들면 적이 앞이나 뒤에서 나타날 수 있다. 그때마다 위치를 계산해서 소리를 만든다. 미리 녹음한 것을 재생하는 게 아니라 이용자의 요구에 맞춰서 그때마다 실제로 소리를 계산해서 만들기 때문에 인터랙티브 3D 사운드라고도 부른다. 소리를 계산하려면 그만큼 높은 제원을 갖춘 시스템이 필요하다. EAX와 A3D PC에서 쓰는 다른 부품과 마찬가지로 이전에는 사운드카드도 모두 ISA 방식이었다. 지금도 일부 제품은 ISA 방식을 이용하기도 한다. 초기에는 ISA 슬롯을 그대로 유지한 채 따로 DSP(Digital Signal Processor)를 달아서 3D 사운드를 표현하려고 했지만 별다른 성과를 거두지 못했다. » 최초의 PCI방식 사운드 카드 몬데고 사운드. 다이아몬드 멀티미디어 제품이다. 처음 나온 PCI용 사운드카드는 몬스터 사운드 3D였다. 몬스터 사운드 3D는 당시에는 금기로 여겼던 사운드블라스터와의 호환성을 과감하게 포기했다. 물론 이렇게 호환성을 무시한 채 PCI를 과감하게 도입한 데에는 마케팅 전략이 크게 작용했다. 경쟁사인 사운드블라스터도 아직까지 ISA 슬롯을 쓴 데 비해 자사 제품은 PCI 슬롯을 이용했다는 점을 최대한 부각시키려는 것이었다. 하지만 이런 마케팅 문제를 떠나서 ISA 방식은 3D 사운드를 표현하기 위한 최소한의 제원도 갖추지 못한 게 사실이다. 이 때 처음으로 나온 개념이 바로 A3D 1.0이다. 충격을 받은 크리에이티브사는 자사의 첫 번째 PCI 버전인 사운드블라스터 PCI 64를 발표했다. 사운드블라스터 PCI 64는 이전 칩셋 대신 새로 인수한 엔소닉의 ES1370 칩셋을 채택한 제품이다. ES1370 칩셋은 리버브와 코러스를 하드웨어적으로 쓸 수 있었고 MT-32, GM & GS 호환, 미디 채널(16개), 하드웨어 동시 발음 64개, 스피커 네 개, DS3D 등을 쓸 수 있었다. 사운드블라스터 PCI 64는 게임에서만 스피커 네 개를 이용할 수 있었던 탓에 완벽한 3D 사운드카드라고 부르기에는 부족했다. 나중에 크리에이티브사는 똑같은 칩셋을 단 사운드블라스터 PCI 128과 성능을 높인 ES1371 칩셋을 단 사운드블라스터 PCI 128 디지털을 차례로 발표한다. 엔소닉 칩셋의 약점을 보완해 새롭게 선보인 제품이 바로 바로 사운드블라스터 라이브! 시리즈다. 이 제품은 새로운 칩셋인 EMU10K1을 이용했고 이 때부터 본격적으로 EAX를 쓸 수 있게 됐다. A3D(Aureal 3D) 지금까지 살펴본 3D 사운드는 게임을 위주로 한 것이다. 요즘 나오는 게임을 보면 거의 모두 ‘A3D 지원’이나 ‘EAX 지원’이라는 문구를 쉽게 찾아볼 수 있다. 이 가운데 최초로 3D 애플리케이션이라는 영광을 차지한 게 바로 A3D다. A3D는 가장 먼저 선보인 PCI용 사운드카드인 몬스터 사운드 3D에서 쓰인 애플리케이션으로 지금 윈도우가 표준으로 삼는 DS3D(Direct Sound 3D)에도 많은 영향을 끼쳤다. 원래 마이크로소프트사는 어리얼사의 A3D를 이용해서 다이렉트X 3.0의 사운드 파트를 만들었다. 하지만 어리얼사가 독자 노선을 걸으면서 다급해진 마이크로소프트는 새로운 파트너가 필요했다. 마이크로소프트사가 구한 새로운 파트너는 알고리즘과 애플리케이션에서 Qsound Lab, 하드웨어와 효과 처리 분야에서 크리에이티브로 사실상 사운드 분야의 드림팀인 셈이다. 이 세 회사가 손잡고 처음으로 만든 애플리케이션이 다이렉트X 5.0 사운드 파트다. 마이크로소프트사는 다이렉트X 5.0에 이르러서야 본격적으로 3D 사운드를 쓸 수 있게 된 것이다. » A3D를 구현하는데 핵심적인 역할을 하는 오리얼의 보텍스2 사운드 칩셋. 사운드 블라스터와는 다른 음색을 가지고 있고, 3D사운드에 강하다는 평을 듣고 있다. 다이렉트X 5.0이 선보이기 전에는 A3D가 거의 표준처럼 쓰였다. 어리얼사는 다이렉트X의 3D 사운드 분야에 원천 기술을 준 곳이다. 따라서 A3D 1.0과 다이렉트X 5.0의 DS3D는 99% 이상 똑같다. 따라서 DS3D를 쓸 수 있는 사운드카드는 DS3D 명령어 테이블을 A3D 명령어로 리매핑하면 아무 문제없이 A3D를 쓸 수 있다. 어리얼사는 자사의 볼텍스 칩셋에서만 A3D를 완벽하게 쓸 수 있다고 주장하지만 실제로는 ESS, 엔소닉, 야마하 등의 사운드 칩셋에서도 A3D를 쓸 수 있다. A3D용으로 만든 게임도 마찬가지다. » HRTF(Head Related Transfer Function)는 사람의 머리를 기준으로 각 귀에 해당하는 두 개의 오디오 필터로 구성된 물리학적인 함수이다. A3D의 기본 기술은 HRTF(Head Related Transfer Function)라는 복잡한 물리학 공식에 기반을 두고 있다. HRTF는 물리학 함수로 사람의 머리를 기준으로 좌우에 있는 귀에 해당하는 오디오 필터 두 개와 관련한 것이다. HRTF는 소리 방향에 따라서 영향을 받는다. 어리얼사가 볼텍스 칩셋을 이용해서 HRTF를 표현한 것이 바로 A3D 1.X다. HRTF 자체는 스피커가 아니라 헤드폰을 쓴다는 전제 하에서 표현한다. 따라서 일반 스피커에서 들으면 조금씩 차이가 난다. 이 차이를 보정하기 위해 크로스토크 캔슬레이션(Crosstalk Cancellation)을 이용한다. 여기에서 중요한 변수는 소리의 진폭과 위상, 그리고 A3D의 전매특허인 반향효과다. A3D 2.0은 보다 성능을 높인 볼텍스Ⅱ 칩셋을 이용해 훨씬 많은 3D 소스와 샘플 레이트, HRTF 필터를 채택했다. A3D 1.X와 가장 큰 차이는 웨이브 트레이싱(Wave Tracing)이라는 기술이다. 웨이브 트레이싱은 3D를 기하학적인 디자인으로 계산하고 음파가 움직이는 경로를 추적해서 재생하는 방식을 말한다. 이 때 쓰이는 소리는 크게 직접 전달되는 직진파와 1차, 2차 반사파의 세 가지로 나뉜다. A3D 2.0의 가장 큰 장점은 스피커 두 개로도 3D 사운드를 만끽할 수 있다는 것이다. A3D 1.X은 공개 기술이었지만 A3D 2.0은 공개하지 않은 탓에 위축된 게 사실이다. 가장 중요한 협력자인 다이아몬드멀티미디어사도 더 이상 어리얼 칩셋을 이용한 사운드카드를 만들지 않는다. 뛰어난 기술임에 틀림없지만 마케팅과 기술 공개를 이용한 협력과 발전을 너무 무시했다는 점이 아쉽다. » A3D 2.0은 보텍스1보다 성능이 개선된 보텍스2 칩셋을 기반으로 하고 있다. 가장 큰 차이점은 웨이브 트레이싱 기술이다. 이것을 써서 3D를 기하학적으로 디자인한 다음 음파가 이동하는 경로를 추적한다. 가장 최근에 선보인 A3D는 3.0 버전이다. A3D 3.0은 2.0을 기반으로 사운드 소스와 MP3 플레이, 반향효과, 스트리밍 오디오(Streaming Audio), 돌비 디지털 플레이 등 몇 가지 기능을 더했다. 하지만 2.0과 크게 달라진 게 없을 뿐 아니라 폐쇄적인 정책 탓에 이전처럼 게임 업계의 열렬한 지원을 기대하기는 어려울 것으로 보인다. EAX (Environmental Audio Extensions) EA(Environmental Audio)는 PC에서 현장 음을 그대로 재생한 사운드를 가리키는 말이다. 다시 말해 축구장에서 느낄 수 있는 현장감을 게임에 그대로 옮기고 콘서트 현장의 박진감과 현장감도 그대로 즐길 수 있다는 것이다. EA는 스피커 두 개만으로도 표현할 수 있지만 효과적으로 즐기려면 네 개 이상이 필요하다. EA를 표현하기 위한 기술이 바로 EAX다. » EAX 2.0을 확실히 느낄 수 있는 데모. EAX 1.0과의 가장 큰 차이점은 차단과 방해효과이다. 차단효과는 밀폐된 공간 밖에서 들려오는 효과를, 방해효과는 장해물이 있을 때 소리가 회절(回折)되는 효과를 들을 수 있다. A3D가 독자적인 기술로 3D 사운드를 표현하는 데 비해 EAX는 DS3D에 반쯤 다리를 걸친 기술로 표현할 수 있다. 냉정하게 말한다면 DS3D를 조금 확장한 것에 불과하다고 해도 과언이 아니다. 크리에이티브사는 마이크로소프트라는 거인을 뺀 채 새로운 표준을 만드는 데 부담을 가졌을 것이다. 하여튼 이렇게 새로운 3D 사운드 애플리케이션을 발표했을 때만해도 전망은 밝은 편이 아니었다. A3D보다 기술적으로 뛰어나다는 평가를 받지 못한 데다 이미 A3D용 게임이 상당수 보급되었기 때문이다. 새로운 무기가 필요했던 크리에이티브사는 EMU10K1 칩셋을 기반으로 한 사운드카드인 사운드블라스터 라이브! 시리즈를 내놓았다. » 디아블로2와 같은 인기있는 게임을 위해서는 전용의 프리셋을 따로 패치형태로 만들었다. EAX는 DS3D에 환경적인 요소를 추가한 개념으로 가장 중요한 쓰임새는 역시 게임이다. 예를 들어 툼 레이더 같은 게임에서 주인공이 동굴에 있으면 동굴 안에 있는 듯한 효과를, 물 속에 있으면 물 속에 있는 듯한 느낌을 그대로 전달한다. » E.A.G.L.E. (Environmental Audio Graphical Librarian Editor). EAX를 구현하기 위한 라이브러리 편집기이다. EAX는 게임을 비롯한 각종 프로그램에 적용시키기 쉽도록 여러 가지 개발도구들을 제공하고 있다. A3D가 독자적인 기술로 개발한 데 비해 EAX는 DS3D를 기반으로 확장한 개념이라는 점이다. 독자적인 기술이 아니라는 게 약점이지만 어떤 환경에서도 적용할 수 있다는 장점도 무시할 수 없다. 여기에 A3D가 폐쇄적인 데 비해 EAX는 공개되어 있다는 것도 매력적이다. 덕분에 EAX를 사운드블라스터 라이브!가 아닌 제품에서도 쓸 수 있도록 만든 EAX 클론도 나올 만큼 대중화됐다. 물론 사운드블라스터 라이브!가 아닌 제품에서는 완벽한 호환성을 유지할 수 없다. 따라서 기술 공개는 하드웨어 개발자보다 게임 제작자에게 매력적이다. » EAX 클론에서는 제대로 작동하지 않는 대표적인 게임인 파이널 판타지 8. EAX클론은 소프트웨어적으로 EAX를 구현하기 때문에 CPU점유율이 높고 게임에 따라서는 이처럼 제대로 작동하지 않을 수도 있다. EAX는 1.0과 2.0으로 나뉘는데 EAX 1.X의 중요한 개념은 포지셔닝(Positioning)을 들 수 있다. 포지셔닝은 소리를 내는 물체의 위치와 움직임에 따른 각종 3D 사운드 효과를 모두 일컫는 말이다. A3D 1.X와 DS3D도 모두 포지셔닝을 이용할 수 있다. DS3D가 포지셔닝을 담당하고 EAX 1.X는 음장 효과를 이용해 공간감을 만든다. 효과를 높이기 위해 적당한 사운드 효과와 미리 계산한 프리셋(Preset)을 이용한다. 지금 쓰는 프리셋은 모두 26가지다. 게임 개발자는 이 가운데 적당한 프리셋을 골라서 쓴다. » EAX는 이미 계산된 프리셋을 가지고 최적의 3D 사운드를 들려준다. 다만 프리셋에 없는 상황에서는 정확한 사운드를 들을 수 없다는 약점이 있다. EAX 2.X는 이전 기술에 차단(Occlusion)과 방해(Obstruction)라는 두 가지 효과를 더했다. 그밖에 더 발전한 거리 신호와 오디오 높이 개념 등 세부 개념까지 넣어 차별화를 꾀했다. 기술적인 차이를 보면 A3D가 더 정확한 위치 효과에 중점을 둔 데 비해 EAX는 공간감을 더 강조한다. A3D는 단순한 사운드 뿐 아니라 3D 그래픽과의 연관성을 중요시한다. 기하학적인 복잡한 계산을 바탕으로 실내를 표현하는 EAX에 비해서 상대적으로 유리하지만 물 속이나 야외 환경 등을 표현하려면 EAX가 더 유리하다. A3D의 가장 큰 장점은 반사 음과 반향 효과라고 할 수 있다. 이런 장점 덕분에 야외보다는 실내를 표현할 때 훨씬 유리하다. EAX는 A3D의 기하학적인 방법 대신 통계적인 계산식을 이용한다. 환경이 바뀔 때마다 사운드를 표현하기 쉽고 이미 만든 프리셋을 이용하기 때문에 쓰기도 편하다. 야외 환경을 표현할 때 훨씬 유리하다. 반대로 프리셋이 없는 사운드 환경에서는 상대적으로 약하다. 그 탓에 아직까지는 A3D의 지지자가 더 많지만 기술 공개와 든든한 동반자인 DS3D까지 더해 EAX가 유리한 분위기인 게 사실이다. 결국 기술 발전은 개발자가 아닌 이용자 중심이어야 한다. 최소의 비용으로 최대의 효과를 얻어야 한다는 경제적인 논리도 무시할 수 없다. 싼값에 3D 사운드를 만끽할 수 있는 사운드카드가 있다면 기술이 조금 떨어지더라도 결코 무시할 수 없다. EAX와 A3D 가운데 어떤 기술이 더 뛰어나다는 평가도 이용자 중심 사고를 떠날 수 없다는 것을 명심해야 할 것이다.