[스크랩] SACD 집중탐구

                                                                       

 

80년대 초반 필립스와 소니가 개발한 콤팩트 디스크(CD)는 그 동안의 전통적인 오디오 포맷에 대한 인식을 바꾼 획기적인 개

발이었다. 아날로그 레코딩이 주류를 이루던 당시에 CD는 녹음과 재생에서 음악 신호를 디지털로 처리했고, 사용자들은 12cm

디스크에 담긴 드라마틱한 고선명의 사운드와 빠른 동작, 편안한 취급 방법에 놀라워 했다. 그밖에 여러 장점을 가지고 있는

CD는 시장에서 LP를 빠르게 대체해 나갔고, 현재 가장 보편적인 오디오 매체로 자리하고 있다.

CD는 음악 신호의 주파수 파형을 양자화시켜 그 진폭값을 2진법으로 표현하는 PCM(Pulse Code Modulation)방식을 사용하

고 있다. 이 PCM 방식은 기본적으로 44.1kHz의 샘플링과 16bit 양자화 방식으로 디지털 데이터의 녹음과 재생에 쓰이고 잇는

데, 당시로서는 가장 발전돈 기술이었으며, A/D 컨버터와 주변 기기의 발전, 디지탈 필터, D/A컨버터의 기술적 발달은 CD음악

의 훌륭한 재생을 이룩하게 했다.

CD에 쓰이는 PCM방식은 녹음 기술에 있어 가장 발전된 방식으로, 음악 재생의 표준으로 자리 잡았지만, 재생 주파수 범위와

다이내믹 레인지는 인간이 들을 수 있는 범위만 수록하여 자연적으로 존재하는 소리의 범위는 작게 담겨지게 되었다. 그렇지

만, 디지탈 기술의 발달은 보다 광범위한 정보의 수록과 더불어 음질을 향상시켰는데, 이러한 기술은 고품질 사운드의 구현을

가능케 하여 CD의 재생 한계를 넘어서게 되었다.

 

이렇듯 디지탈 기술이 계속 발전해 새로운 범위에 이르게 되자 이러한 기술의 구현을 위해 소니와 필립스는 다시 한번 모여 새

로운 매체를 개발했는데, 그것이 슈퍼 오디오 CD(SACD)다. 슈퍼 오디오 CD는 녹음과 재생에 필요한 샘플링 주파수와 양자화

레벨에서 혁명적인 디지탈 신호 처리 기술을 보여 주는데, 음악 신호를 DSD(Direct Stream Ditital) 기술로 처리하여 전면적인

디지탈 녹음에 새롭게 접근했다.

 

 

PCM방식은 능가하는 디스크 용량의 혁신적인 증가

 

 

우선적인 SACD의 음질을 결정하는 DSD포맷에 대해 간략히 이야기하자면, 음파의 펄스에 초점을 맞추어 이를 음악 신호로 표

현해내는 것이다. 파동의 형태는 공기 중으로 진동하는 음파와 동일한 것으로, DSD에 의해 표현되는 음악 신호가 비록 디지탈

데이터일지라도, 그것은 실제 음파와 거의 똑같은 특징을 포함하고 있다. 그러한 원리는 이 신호들이 아날로그 로우패스 필터

를 지남으로써, 재생시 오리지널 아날로그 신호를 회복하는 것이 가능하기 때문이다. PCM과 비교할 때, 이러한 수적인 데이터

는 완전히 분리되어 DSD에서 아날로그 데이터와 똑같게 프로세싱된다. DSD의 메커니즘은 녹음과 재생에 있어 100kHz를 넘

는 주파수 응답과 가청 주파수를 뛰어넘는 120dB의 다이내믹 레인지에 있다. 그 결과로 음악재생에 있어 현저하게 순음악적이

고 믿을 수 있는 오리지널 사운드의 구현이 가능해졌다. 게다가 DSD포맷은 일반 PCM 방식의 CD보다 네 배가 넘는 정보를 수

록할 수 있으며, 이것이 대용량 디스크로서 SACD의 발전을 촉구해 왔다. 이러한 초대용량의 SACD는 2채널에서부터 6트랙 이

상의 멀티 채널은 물론, 앞으로 그 사용의 한 예로써 대두되는 대량의 스틸 사진과 텍스트 데이터, 기타 여러 정보들의 저장이

가능하다.

SACD의 크기는 일반 CD와 똑같은 직경 12cm, 두께 1.2mm를 지니고 있다. 가장 중요한 것은 일반 CD 용량의 여섯 배에 해당

하는 4.7GB 용량인데, 이것은 2채널 스테레오 방식으로 녹음할 때 100분이 넘는 시간을 수록할 수 잇다. 실제로는 레코딩 시간

은 각 타이틀에 의존하다. 디스크를 플레이어에 걸면, 수록되어 잇는 마스터 TOC(Table of Contents)를 자동으로 읽어 디스크

정보와 연주자 정보를 볼 수 있다. 또한 SACD는, 99트랙을 담을 수 있는 일반 CD에 비해 따로 255개의 트랙을 담을 수 있다.

 

                                                       

 

SACD는 세 가지 종류로 구분된다. 그림에서 보이는 것처럼 한 개의 HD 레이어만을 수록한 싱글 레이어 디스크, 두 개의 HD레

이어를 수록한 듀얼 레이어 디스크, 그리고 CD 레이어와 HD 레이어를 같이 수록하고 있는 하이브리드 디스크가 그것이다. 이

세가지 디스크의 호환성을 보면, 우선 SACD 플레이어는 SACD는 물론 일반 CD도 재생할 수 잇다. 하지만, 일반 CD플레이어

에서는 이 세가지 SACD디스크 중에서 CD레이어를 포함하고 잇는 하이브리드 디스크만 재생할 수 있다. 현재 보유하고 있는

CD플레이어에서 SACD를 재생하고 있다면 그것은 하이브리드 디스크이기 때문에 가능하다

 

 

SACD는 일반 CD처럼 한 면만 기록한다. 세 가지 디스크 중에서 듀얼 레이어와 하이브리드 디스크는 바깥쪽 레이어가 반투과

성이라 각기 파장이 다른 레이저에 따라 정보를 읽어 올 수 있으며, 한 면만 쓰기 때문에 일반 CD처럼 윗면에 라벨링이나 프린

팅이 가능하다.

SACD는 저작권 보호를 위해 PSP(Pit Signal Processing)기술을 이용해 디스크 표면에 아주 미세한 홈을 뚫어 워터마크

(Watermark)를 새겨 넣는다. 이 워터마크는 눈에 보이는 것과 보이지 않는 두 가지가 새겨지는데, 플레이어는 보이지 않는 워

터마크를 인지할 수 있어 이 두 가지 워터마크에 의해 재생 여부가 가려진다. 즉 보이지 않는 워터마크가 없는 디스크는 플레이

어가 재생하지 않으며, 이 두 가지 워터마크가 완벽하게 복제하는 것은 거의 불가능하다

 

 

SACD는 훌륭한 음질은 물론, DSD시스템을 이용한 멀티 채널 레코딩, 대량의 텍스트와 이미지 저장, 여러 가지 방법의 디스크

사용, 저작권 보호 등 다양한 기능을 보유하고 있다. 사실 SACD가 일반 CD를 대체할 것이라고 확신할 수는 없다. 현재 엄청난

양의 CD플레이어와 CD가 전세계적으로 사용되고 있기 때문이다. SACD제작업체는 일반 CD의 생산이 계속되어 보다 훌륭한

음악의 공급이 이루어지길 기대하고 있다. 하지만 SACD가 일반 CD에 비해 월등한 음질을 지니고 있음을 간과할 수 없는 것

도 사실이다. 여러 가지 조사에서 SACD와 일반 CD 모두 일반인들에게 성공적으로 평가되어, 일반 CD가 갑자기 사라지지 않

을 것이며, SACD 또한 외면당하지 않을 것임을 보장하고 있다.

데이터의 왜곡과 손실 없는 고순도의 신호 처리 기능
일반 CD의 PCM 녹음에 사용되는 A/D컨버터들은 높은 샘플링 주파수를 1bit로 컨버팅한다. PCM신호를 만들기 위해서는

64fs, 1bit 데이터가 델타 시그마 모듈레이터와 손실 필터를 지나야 하는데, 이렇게 된 후에는 샘플 레이트가 낮아진 멀티 비트

PCM데이터로 컨버팅 된다(64fs->fs). 대부분의 CD플레이어들은 디지탈 신호를 아날로그로 전환하기 위해 1bit D/A컨버터를

채택하고 있다. 이러한 기기에서는 PCM신호를 얻기 위해 디지탈 필터를 통과하는 고주파 오버샘플링을 거치며, 이후에 델타

시그마 모듈레이터를 지난 신호는 1bit 데이터 펄스 스트림으로 되돌아가고 또한 정보가 기록된다. 손실된 PCM신호가 디스크

에 기록될 때는 44.1kHz, 16bit로 변환되는데, 샘플링 주파수를 넘어가는 데이터들은 제거된다.

일반 CD나 SACD 모두 1bit A/D 컨버터와 델타 시그마 모듈레이터를 사용하지만, SACD의 다른 점은 신호 처리를 철저히 행한

다는 것이다. 일반 CD는 녹음을 데이터 처리하는데 있어 손실 필터가 필요하지만, SACD의 녹음시 1bit 데이터는 1bit포맷으로

직접 디스크에 수록된다. 이 다이렉트 녹음방식은 SACD의 가장 큰 장점이기도 하다.

DSD포맷의 샘플링 주파수는 2.8224MHz로 일반 CD가 지닌 44.1kHz의 64배에 이른다. 이 주파수는 1초에 2.8224 x 1,000,000

번의 반복을 통해 1bit 데이터로 디스크에 기록한다(보통 CD와 같은 디지탈 사운드는 16bit, 44.1kHz로 변환되어 있는데, 이는

아날로그를 디지탈로 바꿨을 때 얼마나 세밀하게 분해하였는지를 나타내준다. 8bit는 2의 8제곱인 256개로 16bit는 2의 16제곱

인 65,356개로 분해하였다는 뜻이고, 44.1kHz는 이를 1초 동안 44,100번 반복했다는 뜻이다). 비트수는 CD에 사용되는 것의

1/16정도이긴 하지만, 샘플링 주파수는 64배로 높고 그 결과로 DSD용량은 일반 CD의 네 배를 넘는다. 그렇기 때문에 주파수

 영역이 거의 1.4MHz로 확장되는 것이 가능하다.

DSD 방식 데이터는 PCM 방식과 동일한 델타 시그마 모듈레이터로 직접 보내진다. PCM 방식 디지탈 데이터는 그림과 같이

여러 가지 필터링을 거치지만, DSD는 그러한 과정을 거치지 않는다. 이것은 원래 간직하고 있는 순도가 그대로 유지될 수 있

음을 뜻하지만, PCM 방식은 여러 단계를 거치는 과정에 왜곡되어져 DSD와 같은 고순도가 불가능하다.
　

출처 : 클래식오두막

글쓴이 : Min9 원글보기

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