사운드 이론

2021/05/03 - [IT/Study] - 애니메이션 이론

 

사운드

• 정보 전달 시 사운드를 이용함으로 얻는 장점 

 미디어의 상승 효과 

 

• 여러 미디어를 같이 사용할 수록 정보 전달 효과 커짐 

 동기 유발 

 

• 여러 미디어를 혼합함으로 동기나 흥미 유발 

 

• 청각, 시각, 청각+시각 정보 전달의 비교 

 청각 정보를 사용하면 정보의 전달 효과가 커짐 

 

• 음악, 음성, 음향 효과 

 

• 디지털 오디오 

 아날로그 사운드를 디지털로 변환 

 

• 미디 (MIDI)

 전자악기와 컴퓨터 간의 정보 교환

 

사운드 기본 개념

• 소리는 공기의 진동인 음파로 사람의 귀에 전달 

 

• 음원에서 물체가 진동하여 공기라는 매체의 압력을 변화시킴으로 생성 

 파형의 형태로 우리의 귀에 전달됨 

 사운드 처리 = 파형을 가공, 편집하는 것을 의미 

 

• 사이클(cycle): 일정 시간 간격마다 반복되는 동일한 모양 

 

• 주기(period): 한 사이클이 걸리는 시간 

 음파는 보통 완전히 균일한 주기를 갖지 않음 

 어느 정도 주기를 갖고 있으면 음악적으로 들림 

 

• 사운드 3요소 

 주파수: 음의 높낮이

 진폭: 음의 크기 

 음색: 음의 특성

 

사운드 기본 요소 

1. 주파수

• Frequency (Hz, 헤르츠) 

 소리의 높낮이를 결정 

• 주파수가 높으면 고음, 낮으면 저음 

 사람이 낼 수 있는 주파수는 약 300Hz~3.5kHz 

 사람은 대략 20Hz부터 20kHz까지의 소리를 들을 수 있음 

 사람의 청각은 약 1kHz~5kHz에 가장 민감

• 악기별 주파수

 

2. 진폭

• Amplitude (dB, 데시벨) 

 소리의 크기와 관련 

• 진폭이 크면 큰소리, 작으면 작은 소리 

 사람의 귀는 소리 크기의 변화보다 변화 비율(logarithm)에 영향을 받음 

• 1에서 2로 변했을 때와 2에서 4로 변했을 때 동일한 변화가 있는 것으로 느낌 

 사람이 편하게 들을 수 있는 소리의 범위는 0~90dB

 

세기(db)	예
160	가까운 곳에서 들리는 제트기의 엔진 소리
140	청취하기에 고통스러운 소리
120	공항 활주로에서 들리는 소리
100	지하철에서의 소음
80	일반적인 공장에서의 소음, 번잡한 거리에서의 소음
60	일상적인 대화 소리
40	나직한 대화 소리
20	조용한 거실에서 들리는 소리
0	최저 가청음

3. 음색

• Tone color 

 음의 높이와 크기가 같아도 악기마다 고유한 특징이 있음 

 악기 마다 고유의 주파수(기본파)가 존재 

 악기 마다의 특성인 울림통에서 진동하며, 기본파 이외 그 악기의 기본파의 정수배에 해당하는 고조파라는 것을 생성 

 기본파와 고조파가 합성이 되어, 악기의 고유한 소리가 생성 

 음색의 생성 원리

사운드 파일 크기

• 파일의 크기(byte) = 표본화율(주파수) * 해상도(비트) * 모드(모노=1, 스테레오=2) * 시간(초) 

 표본화율 

• 1초 동안에 추한 표본수(디지털화 횟수) 

• 높을 수록 원음에 가까운 음으로 디지털화 

 데이터양 증가 

 1분 길이의 음악 CD 

• 44,100(Hz) * 16(bit) * 2(stereo) * 60(초) = 84,672,000

• CD 한 장의 용량이 650MB이므로 그 안에 약 10~15곡 음악 저장 가능  압축해서 저장하거나 전송해야 함

 

 

사운드 파일 형식

 

• WAV 

 윈도우 운영체제에서 사용되는 사운드 표준 포맷 

 PCM 방식처럼 압축하지 않은 사운드와 ADPCM과 같은 압축 방식 모두 지원 

 

• AU 

 유닉스 환경에서 사용 

 

• MPEG 

 인터넷을 통한 사운드 데이터의 전송을 가능하게 만든 포맷 

 Layer-3 방식을 사용하는 경우 mp3 

 

• AIFF 

 매킨토시, 오디오 전자 장비, 비압축 무손실 압축 포맷 

 

• RA

      리얼 오디오 압축 방식

 

• WMA 

 인터넷 통해 데이터를 계속 받으면서 동시에 재생 

 윈도우 미디어 플레이어의 표준 포맷 

 

• ASF 

 마이크로소프트사의 스트리밍 미디어 

 

• MID 

 미디 파일 

 곡 정보를 기록할 별도의 필드 없음 

 

• RMI 

 MID 파일 단점 해결 

 곡에 대한 추가 정보를 기록할 수 있음

 

• FLAC(Free Lossless Audio Codec)

 MP3처럼 오디오 파일을 저장하는 파일형식

 원본 오디오와 비교하여 음원의 손실이 없다는 것이 FLAC의 장점 이다. (=무손실 음원)

 

 

 

WAV

 

• 윈도우 표준 사운드 포맷

• 마이크로소프트사와 IBM사가 만듦

• 파일 크기가 mp3에 비해 10배 이상 큼

• 무압축 방식  아날로그 형태의 소리를 손실 없이 그대로 디지털 형태로 만들어서 뛰어난 음질

• 대부분의 사운드 편집 프로그램에서 기본적으로 지원하는 포맷

 

AU

• Audio의 앞 두글자

• Unix 계열의 컴퓨터에서 샘플링 작업

 

MPEG(mp3)

• 독일의 브라운호퍼 연구소에서 1988년 처음 개발

• 오디오 CD와 맞먹는 음질을 보이면서 데이터의 크기는 1/10에 불과한 압축률을 가지기 때문에 현재 가장 광범위하게 사용

• mp3 player 

 외부에서도 들을 수 있음 = 활용 범위 넓다

• Layer-1: 압축률 1:4 • Layer-2: 압축률 1:6~1:8 • Layer-3: 압축률 1:10~1:12

 

AIF(F)

• Audio Interchange File Format의 이니셜

• 애플사에서 처음 개발, 매킨토시 표준 사운드 포맷

• 파일 크기가 큰 단점

• 뛰어난 음질

• QuickTime

 

RA

• Real Audio

• 마이크로소프트의 asf 이전, 실시간 오디오 재생 목적으로 웹에서 가장 많이 사용 됨

• 인터넷 라디오 방송국이나 실시간 음악방송 (스트리밍)

• RealPlayer

 

WMA

• Windows Media Audio의 이니셜

• 실시간으로 오디오 들을 수 있게 설계

• 높은 압축률 + 뛰어난 음질

 

ASF

• Advanced Streaming Format 

• 스트리밍 방식 지원

• 오디오, 비디오, 이미지 URL, 실행 프로그래밍 등 포함

 

AC3

• DVD 표준 사운드 포맷

• 돌비 연구소 5.1 채널

 

OGG

• mp3 대안의 사운드 파일 포맷

 

 

 

 

사운드 프로그램 실습

• Audacity

다운로드

 

WMA 파일 불러오기

• FFmpeg Import/Export Library 가 필요함

• http://lame.buanzo.org/#lamewindl

 

MP3 파일 저장

• mp3 인코더인 Lame이 별도로 필요함 

 내보내기 시도할 때, 옆 창 출현

 

오디오 파일 불러오기

• 열기: 첫 번째 트랙

 

• 가져오기: 함께 작업

 

 

컨트롤 바

 

• 재생/반복 (Space) 

 Shift를 누른 채 클릭하면 선택한 곳 반복 재생 

 cf. 트랙 위에서 shift를 누르면서 클릭하면, 구간 선택 가능 

• 녹음 (R) 

 분할 녹음 하고 싶을 경우 

 녹음을 멈춘 뒤, shift를 누르고 다시 버튼 클릭

 

오디오 파형 편집 및 보기

• 잘라내기: Ctrl+X 

• 복사: Ctrl+C 

• 붙여넣기: Ctrl+V 

• 영역이외 제거: Ctrl+T 

• 영역 무음 처리: Ctrl+L 

• 작업 취소: Ctrl+Z

 

툴바

 

 

 

오디오 파형 선택

• 그리기 도구 

 

 파형 하나하나 수정 가능

 (최대한 확대 필요)

 

• 시간 이동 도구 

 선택한 부분을 마우스로 움직여 위치 지정 가능

 

• 다중-도구 모드 

 이것 저것 동시에 처리

 

 

 

 

오디오 파형 효과 넣기

• 효과 메뉴에서 이것 저것 테스트 해보자

 

 

녹음

• 내 목소리를 녹음해보자

• 유명 가수의 노래에 내가 피처링을!

 

저장

• 내보내기(Export Audio)를 선택 

 mp3, wav 등으로 저장

• 선택 내보내기(Export Selected Audio)    

 선택한 부분만 내보내기 가능

• 저장 시 주의 사항 

 파일 이름이 원본과 같을 경우, 원본 손상

 

 

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