44.1kHz와 24비트는 무엇이 다를까: 디지털 소리의 두 축

시간을 나누는 숫자와 크기를 나누는 숫자

오디오 파일에 적힌 44.1kHz, 48kHz, 16비트, 24비트는 모두 같은 품질 점수가 아니다. 샘플레이트는 시간 방향에서 얼마나 자주 값을 기록하는지, 비트 깊이는 각 값의 크기를 어떤 표현 단계로 기록하는지와 관계한다. 그래프를 떠올리면 가로 방향의 측정 간격과 세로 방향의 표현 정밀도를 나누어 생각하기 쉽다.

예를 들어 48kHz는 한 채널에서 1초에 48,000개의 샘플을 기록한다는 뜻이다. 24비트는 초당 측정 횟수가 아니다. 두 값을 섞어 이해하면 비트 깊이를 높여 더 높은 주파수를 녹음한다는 잘못된 설명에 도달하기 쉽다. Audacity 용어집은 이 두 용어를 구분해 정의한다.

샘플레이트에는 주파수의 경계가 있다

대역이 제한된 신호를 제대로 표현하려면 샘플레이트는 포함할 가장 높은 주파수의 두 배보다 커야 한다. 샘플레이트의 절반을 나이퀴스트 주파수라고 부른다. 정확히 그 경계의 모든 신호를 문제없이 기록한다는 뜻은 아니며, 실제 변환에서는 경계 부근을 다루는 필터도 고려해야 한다.

44.1kHz의 절반은 22.05kHz이고, 48kHz의 절반은 24kHz다. 이는 수학적 경계이지 그 높이까지 모든 장비가 충실히 녹음하거나 누구나 들을 수 있다는 보증이 아니다. Audacity의 디지털 오디오 기초와 샘플레이트 자료는 샘플링과 실제 대역의 차이를 설명한다.

비트 깊이는 진폭을 표현하는 여유다

일반적인 정수 PCM에서 비트 깊이가 커지면 샘플의 진폭을 표현할 수 있는 단계가 늘어난다. 16비트는 65,536개, 24비트는 16,777,216개의 가능한 코드값을 갖는다. 실제 소리와 표현된 값의 차이는 양자화 오차와 관련된다. 다만 더 큰 숫자를 선택한다고 마이크의 잡음이나 방의 소음이 사라지는 것은 아니다.

편집 프로그램의 32비트 부동소수점은 32비트 정수와 같은 방식으로 숫자를 나누는 형식이 아니다. 내부 처리에서 유용한 여유를 줄 수 있지만, 입력 장비에서 이미 잘린 파형을 무조건 복원하는 마법은 아니다. 형식과 녹음 장비의 기능을 구분하자. Audacity의 비트 깊이 설명도 표현 범위와 다른 제한 조건을 함께 다룬다.

파일 크기를 직접 계산해 보기

압축되지 않은 PCM의 데이터 크기는 대략 시간 × 샘플레이트 × 채널 수 × 비트 깊이 ÷ 8로 계산할 수 있다. 1분, 48kHz, 모노, 24비트라면 60 × 48,000 × 1 × 24 ÷ 8 = 8,640,000바이트다. 스테레오는 같은 조건에서 채널이 두 개라 데이터량이 두 배다. 실제 파일에는 헤더 등이 더해진다.

• 먼저 최종 제출 형식과 필요한 채널 수를 확인한다.
• 원본과 편집 파일을 남기고 배포본은 따로 만든다.
• 압축 파일의 비트레이트를 비트 깊이와 혼동하지 않는다.

숫자를 무조건 높이기보다 원본의 기록 상태, 편집 과정, 배포 조건을 함께 보자. 이미 제한된 소스를 높은 샘플레이트 파일로 바꾸어도 없던 녹음 정보를 새로 얻지는 못한다. 포맷 이름만 비교하기보다 같은 내용의 파일을 실제 사용할 조건에서 확인하는 편이 판단에 도움이 된다.