48kHz냐 96kHz냐 — 샘플레이트·비트뎁스·디더

DAW에서 새 프로젝트를 만들면 창이 하나 뜹니다. 샘플레이트 44.1kHz, 48kHz, 88.2kHz, 96kHz, 192kHz. 비트뎁스 16비트, 24비트, 32비트 플로트.

여기서 잠깐 멈칫하게 됩니다. 숫자가 크면 좋을 것 같아서 96kHz를 골랐다가 컴퓨터가 버벅대서 후회하기도 하고, 뭔지 몰라서 기본값 그대로 넘어가기도 해요. 그러다 바운스 창에서 「디더」라는 체크박스를 만나면 한 번 더 멈춥니다.

이 숫자들은 한 번 이해해두면 다시 고민할 일이 없습니다. 다만 잘못 다루면 곡의 음정과 속도가 통째로 바뀌는 사고가 나기 때문에, 뜻은 알고 넘어가는 게 좋습니다.

① 그 설정창이 묻는 건 두 가지 📐

소리는 원래 끊김 없이 이어지는 파형입니다. 컴퓨터는 이걸 그대로 못 담아서, 일정한 간격으로 점을 찍어 숫자로 적어둡니다. 모눈종이에 곡선을 옮겨 그리는 것과 같아요.

🔹 샘플레이트 — 1초에 점을 몇 번 찍느냐입니다. 모눈종이의 가로 칸이에요. 48kHz면 1초에 4만 8,000번 찍습니다

🔹 비트뎁스 — 점의 높이를 몇 단계로 재느냐입니다. 모눈종이의 세로 칸이에요. 16비트면 6만 5,536단계, 24비트면 약 1,677만 단계입니다

사진의 화소처럼 칸이 촘촘할수록 소리가 "선명해진다"고 생각하기 쉬운데, 오디오에서는 두 숫자가 하는 일이 딱 나뉩니다. 샘플레이트는 얼마나 높은 음까지 담느냐를, 비트뎁스는 바닥에 깔리는 잡음이 얼마나 작으냐를 정합니다.

② 샘플레이트 — 절반까지만 담긴다 📈

샘플레이트에는 규칙이 하나 있습니다. 샘플레이트의 절반 주파수까지만 담을 수 있다는 겁니다. 이 절반 지점을 나이퀴스트 주파수라고 불러요.

🔹 44.1kHz — 22.05kHz까지

🔹 48kHz — 24kHz까지

🔹 96kHz — 48kHz까지

사람 귀가 듣는 범위는 대략 20Hz에서 20kHz입니다. 그러니 44.1kHz만 돼도 들리는 소리는 전부 담깁니다. 점과 점 사이가 비어서 소리가 계단처럼 재생되는 것도 아니에요. 절반보다 낮은 주파수는 점만 가지고도 원래의 매끄러운 파형을 그대로 되살릴 수 있습니다.

문제는 절반을 넘는 소리가 들어왔을 때입니다. 이 소리는 그냥 사라지지 않고, 엉뚱한 낮은 주파수로 접혀서 내려옵니다. 44.1kHz 프로젝트에 30kHz 성분이 들어오면 14.1kHz에 원래 없던 소리가 생겨요. 이게 에일리어싱입니다. 영상에서 빨리 도는 바퀴가 거꾸로 도는 것처럼 보이는 것과 같은 원리예요.

녹음할 때는 오디오 인터페이스의 AD 컨버터가 절반 위를 미리 잘라내니 걱정할 게 없습니다. 신경 쓸 곳은 DAW 안이에요. 디스토션처럼 배음을 새로 만드는 플러그인은 프로젝트 안에서 절반을 넘는 소리를 만들어내거든요. 이런 플러그인의 오버샘플링 옵션은 플러그인 안에서만 샘플레이트를 몇 배로 올려 처리하고 다시 내려서, 이 접힘을 줄여줍니다.

점으로 저장한 소리가 정말 매끄럽게 되살아나는지는 눈으로 보는 게 빠릅니다. Xiph.Org의 몬티 몽고메리가 오실로스코프로 직접 보여주는 영상이 있어요. 영어지만 화면만 따라가도 이해됩니다.

▶ Digital Show and Tell — 계단처럼 보이는 디지털 신호가 아날로그로 나오면 매끄러운 파형이 되는 장면

③ 왜 하필 44.1과 48일까 📼

20kHz의 두 배면 40kHz인데, 왜 44,100이라는 어중간한 숫자가 표준이 됐을까요. 이유는 비디오테이프입니다.

1970년대 말에는 디지털 오디오처럼 큰 데이터를 담을 저장 장치가 마땅치 않았습니다. 그래서 디지털 신호를 영상 신호처럼 바꿔서 비디오 녹화기에 기록했어요. 소니가 1979년에 내놓은 PCM-1600이 그런 장비였고, 초기 CD의 마스터는 이 계열 장비로 비디오테이프에 담겨 공장으로 갔습니다.

영상은 한 화면이 가로줄 여러 개로 이뤄지는데, 줄 하나에 샘플을 3개씩 넣었습니다. 계산하면 이렇게 됩니다.

🔹 NTSC(미국·일본·한국) — 화면당 245줄 × 초당 60화면 × 3 = 44,100

🔹 PAL(유럽) — 화면당 294줄 × 초당 50화면 × 3 = 44,100

두 방송 방식 어느 쪽 녹화기에서도 딱 떨어지는 숫자가 44,100이었던 거예요. 이 숫자가 CD 규격에 그대로 들어가서, CD는 16비트 44.1kHz가 됐습니다.

소니 PCM-1630. PCM-1600의 후속 기종으로, 비디오테이프에 디지털 오디오를 기록해 CD 마스터를 만들던 장비입니다 / 출처: Akakage1962 / CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

CD는 1982년 10월 1일 일본에서 처음 발매됐습니다. 그날 CBS/소니가 내놓은 50장 가운데 카탈로그 번호가 맨 앞이었던 음반이 빌리 조엘의 『52nd Street』여서, 흔히 첫 번째 CD로 꼽힙니다.

▶ Billy Joel - My Life — 『52nd Street』 수록곡. 4년 뒤 이 앨범이 첫 번째 CD가 됩니다

1985년에는 다이어 스트레이츠의 『Brothers in Arms』가 나옵니다. 소니의 24트랙 디지털 레코더로 녹음하고 믹싱과 마스터링까지 전부 디지털로 진행한 앨범이에요. CD로만 100만 장 넘게 팔린 첫 앨범이었습니다.

▶ Dire Straits - Money For Nothing — 녹음부터 마스터까지 디지털로 만든 앨범의 대표곡

48kHz는 방송과 영상 쪽에서 왔습니다. 초당 24·25·30프레임 같은 영상 프레임 수와 계산이 잘 맞아서 업무용 영상 장비의 표준이 됐어요. 그래서 지금도 음악은 44.1kHz, 영상은 48kHz라는 구분이 남아 있습니다. 미국 오디오 공학회(AES)도 대부분의 용도에 48kHz를 권장합니다.

④ 96kHz로 올리면 더 좋아질까 🤔

들리는 범위가 20kHz까지라면 96kHz나 192kHz는 왜 있을까요. 얻는 것과 잃는 것을 나눠 보겠습니다.

얻는 것

🔹 에일리어싱이 줄어듭니다 — 배음이 접히기 전까지의 공간이 넓어집니다. 오버샘플링을 프로젝트 전체에 건 것과 비슷해요

🔹 피치를 크게 내릴 때 유리합니다 — 피치를 내리면 20kHz 위에 있던 소리가 들리는 범위로 내려옵니다. 그래서 효과음 제작에서는 높은 샘플레이트로 녹음하는 일이 많습니다

잃는 것

🔹 용량이 두 배 — 24비트 스테레오 파일이 48kHz에서는 1분에 약 17MB, 96kHz에서는 약 35MB입니다

🔹 CPU 부담도 대략 두 배 — 1초에 계산할 점이 두 배라서, 올릴 수 있는 플러그인 수가 눈에 띄게 줄어듭니다

🔹 초음파가 오히려 방해될 수 있습니다 — 20kHz 위의 성분이 앰프나 스피커를 지나면서 들리는 대역에 왜곡을 만들 수 있다는 지적이 있습니다

현장도 한쪽으로 통일돼 있지 않습니다. 다프트 펑크의 『Random Access Memories』(2013)는 프로툴스 세션을 96kHz로 돌리면서, 같은 신호를 아날로그 테이프에도 동시에 녹음했습니다. 믹스 엔지니어 믹 구자우스키는 사운드 온 사운드 인터뷰에서 디지털 쪽이 조금 더 또렷하고 어택이 잘 살았지만, 곡에 따라서는 테이프 쪽의 편안한 소리를 골랐다고 말했어요.

▶ Daft Punk - Get Lucky — 96kHz 프로툴스와 아날로그 테이프에 동시에 녹음한 앨범의 대표곡

그래서 귀로 구분이 되느냐는 아직도 논쟁거리입니다.

🔹 구분 못 한다는 쪽 — 2007년 AES 저널에 실린 마이어와 모런의 실험입니다. 고해상도 음원을 그대로 튼 것과, 중간에 16비트 44.1kHz로 한 번 바꿨다가 되돌린 것을 블라인드로 비교하게 했어요. 554번의 시도에서 정답률은 49.8%, 동전 던지기와 같은 수준이었습니다

🔹 구분할 수 있다는 쪽 — 2016년 같은 저널에 실린 조슈아 라이스의 메타 분석입니다. 실험 18건, 400명 이상, 1만 2,500번이 넘는 시도를 합쳐 보니 "작지만 통계적으로 의미 있는" 구분 능력이 나타났고, 훈련받은 사람들은 정답률이 60% 정도까지 올라갔습니다

어느 쪽이 맞든 차이가 있더라도 아주 작다는 점은 양쪽 결과가 같습니다. 닐 영은 2014년에 24비트 192kHz 음원을 내세운 휴대용 플레이어 포노(Pono)를 내놨습니다. 킥스타터에서 620만 달러를 모을 만큼 화제였지만 2017년에 서비스를 접었어요.

▶ Neil Young - Harvest Moon — 고해상도 음원을 앞장서 주장해온 뮤지션의 대표곡

곡을 만드는 입장에서는 48kHz면 충분하고, 필요한 플러그인에서만 오버샘플링을 켜는 쪽이 가장 효율적입니다.

⑤ 비트뎁스 — 바닥 잡음의 깊이 📏

비트뎁스는 점의 높이를 몇 단계로 재느냐였습니다. 단계가 모자라면 실제 높이와 적어둔 숫자 사이에 오차가 생기고, 이 오차는 아주 작은 잡음으로 들립니다. 이 잡음이 깔린 바닥을 노이즈 플로어라고 해요. 비트를 늘린다는 건 이 바닥을 더 아래로 끌어내리는 일입니다.

비트 하나가 늘 때마다 잡음은 약 6dB 내려갑니다. 가장 큰 소리와 바닥 잡음 사이의 거리를 다이내믹 레인지라고 하는데, 계산하면 이렇습니다.

🔹 16비트 — 약 96dB. CD 규격입니다

🔹 24비트 — 약 144dB. 지금의 녹음 표준입니다

완성된 음악을 듣는 데는 16비트의 96dB로도 모자라지 않습니다. 그런데도 녹음을 24비트로 하는 이유는 여유 때문입니다.

녹음할 때는 클리핑이 무서워서 레벨을 넉넉히 낮춰 받습니다. 16비트에서 피크를 -20dBFS쯤으로 낮추면 그만큼 다이내믹 레인지를 버리는 셈이라, 나중에 컴프와 게인으로 끌어올릴 때 바닥 잡음이 같이 올라옵니다. 24비트는 바닥이 워낙 깊어서 낮게 받아도 문제가 없어요. 사운드 온 사운드의 테크니컬 에디터 휴 롭존스는 피크가 -10dBFS 근처에 오도록 받는 걸 권합니다.

그리고 144dB는 이론값입니다. 실제 AD 컨버터는 아날로그 회로의 잡음 때문에 120dB 안팎이 한계입니다. 24비트 파일의 맨 아래쪽은 어차피 컨버터 잡음이 채우고 있어요. 녹음 비트뎁스를 24비트보다 올려도 얻는 게 없는 이유입니다.

⑥ 32비트 플로트 — 클리핑이 안 나는 숫자 🧮

16비트와 24비트에는 0dBFS라는 천장이 있습니다. 천장을 넘는 순간 숫자가 더 올라갈 데가 없어서 파형이 잘려요. 이게 디지털 클리핑입니다.

32비트 플로트(부동 소수점)는 숫자를 "값 × 배율"로 적습니다. 값의 정밀도는 24비트 수준으로 유지하면서 배율을 따로 붙이는 방식이라, 천장 위로도 아래로도 한참 더 적을 수 있어요. 레코더 제조사 사운드 디바이시스의 설명으로는 표현 범위가 1,528dB, 위쪽으로는 +770dBFS까지입니다.

요즘 DAW는 대부분 내부 계산을 32비트 플로트(또는 64비트 플로트)로 합니다. 그래서 믹스 도중에 채널 미터에 빨간불이 들어와도, 마스터 페이더를 내려서 최종 출력만 0dBFS 아래로 맞추면 소리가 깨지지 않습니다. 트랙을 32비트 플로트로 바운스해두면 0dBFS를 넘은 부분도 그대로 살아 있어서, 나중에 게인만 내리면 복구돼요.

다만 한계가 있습니다. 아날로그 단계는 그대로 깨집니다. 마이크, 프리앰프, AD 컨버터에는 여전히 천장이 있어서, 인터페이스 입력에서 이미 클리핑된 소리는 어떤 형식으로 저장해도 깨진 채로 남아요. 최종 파일을 16비트나 24비트로 내보낼 때도 천장은 다시 생깁니다.

최근에는 녹음 단계부터 32비트 플로트로 받는 필드 레코더도 나왔습니다. 2019년에 나온 줌 F6가 대표적이에요. 게인이 다른 AD 컨버터 두 개를 겹쳐 써서, 작은 소리와 큰 소리를 한꺼번에 받아두는 방식입니다. 집에서 오디오 인터페이스로 녹음한다면 24비트로 받고, 프로젝트 내부만 32비트 플로트면 됩니다.

줌 F6. AD 컨버터 두 개와 32비트 플로트 녹음을 결합한 필드 레코더입니다 / 출처: HerrOlli / CC BY-SA 4.0 via Wikimedia Commons

🛒 Zoom F6 — 줌 공식

⑦ 디더 — 일부러 넣는 아주 작은 잡음 🌫️

24비트로 작업한 곡을 16비트로 내보내려면 아래쪽 8비트를 버려야 합니다. 그냥 잘라내면 어떻게 될까요. 큰 소리에서는 티가 안 납니다. 문제는 리버브 꼬리나 페이드아웃처럼 아주 작은 소리예요. 이런 소리는 맨 아래 한두 단계 사이만 오가는데, 잘라내는 순간 오차가 소리를 따라 규칙적으로 반복되면서 거친 왜곡이 됩니다.

디더는 자르기 전에 아주 작은 잡음을 일부러 섞는 처리입니다. 잡음이 섞이면 오차가 더 이상 소리를 따라가지 않고 고르게 흩어져서, 왜곡 대신 일정한 "쉬—" 하는 잡음으로 바뀝니다. 귀에는 이쪽이 훨씬 덜 거슬려요. 애플의 마스터링 가이드도 디더를 왜곡을 줄이는 대신 잡음을 조금 받아들이는 트레이드오프라고 설명합니다.

지켜야 할 건 세 가지입니다.

🔹 비트를 줄일 때만 — 24비트에서 16비트로 내보낼 때가 대표적입니다. 32비트 플로트로 내보낼 때는 필요 없어요

🔹 맨 마지막에 — 디더를 건 뒤에 게인을 만지거나 샘플레이트를 바꾸면 디더의 효과가 깨집니다. 리미터 뒤, 내보내기 직전이 제자리입니다

🔹 한 번만 — 여러 번 걸면 잡음만 쌓입니다. 마스터링을 맡길 믹스 파일에는 걸지 않고, 16비트로 줄이는 사람이 마지막에 한 번 겁니다

24비트로 내보낼 때는 어떨까요. 아이조톱은 이때도 디더를 권하지만, 24비트에서는 디더 잡음이 워낙 작아서 보통 음량으로는 들리지 않는다고 덧붙입니다. 어느 쪽이든 귀로는 구분하기 어려워요. 16비트로 줄일 때만은 꼭 거세요.

⑧ 어디에 내느냐에 따라 달라지는 규격 📦

공식 문서에 나온 내용만 추리면 이렇습니다.

🔹 스포티파이 — FLAC을 가장 선호하고 WAV도 받습니다. 44.1kHz 이상, 원본 마스터가 24비트면 24비트로. "마스터링한 샘플레이트와 비트뎁스 그대로" 보내라고 합니다

🔹 애플 뮤직(Apple Digital Masters) — 24비트 소스를, 원래 작업한 가장 높은 샘플레이트 그대로 보내라고 합니다. 낮은 해상도 파일을 억지로 올려서 보내지 말라는 말도 같이 적혀 있어요

🔹 CD — 16비트 44.1kHz로 정해져 있습니다. 디더가 꼭 필요한 곳이 여기입니다

🔹 영상 — 48kHz가 표준입니다. 넷플릭스는 48kHz 24비트를 요구하고, 유튜브도 업로드 권장 샘플레이트가 48kHz입니다

개인이 음원을 낼 때는 유통사를 거치니, 받는 형식은 유통사 안내를 따르면 됩니다. 원칙은 하나예요. 작업한 그대로 보낼 것. 44.1kHz로 만든 곡을 96kHz로 변환해 보낸다고 없던 정보가 생기지는 않습니다.

⑨ 권장 설정과 자주 나는 사고 ⚠️

여기까지를 한 장으로 줄이면 이렇습니다.

샘플레이트를 48kHz로 잡으면 나중에 영상에 붙일 일이 생겨도 변환이 필요 없습니다. 음원만 낼 거라면 44.1kHz도 똑같이 좋은 선택이에요.

설정을 몰라서 생기는 사고 가운데 가장 흔하고 당황스러운 건 샘플레이트가 안 맞아서 음정과 속도가 바뀌는 사고입니다. 44.1kHz로 녹음한 파일은 "1초에 44,100개"라는 전제로 적어둔 숫자들이에요. 이걸 변환 없이 48kHz로 재생하면 같은 점들을 1초에 48,000개씩 읽어버립니다. 속도는 약 8.8% 빨라지고 음정은 약 1.5반음 올라가요. 3분 30초짜리 곡이 3분 13초로 줄어듭니다. 48kHz 파일을 44.1kHz로 읽으면 반대로 느려지고 낮아집니다.

요즘 DAW는 파일을 불러올 때 대개 자동으로 변환해주지만, 이럴 때는 여전히 사고가 납니다.

🔹 작업 도중에 프로젝트 샘플레이트를 바꿨을 때 — DAW에 따라 이미 있던 오디오가 그대로 빨라지거나 느려집니다

🔹 인터페이스와 DAW의 샘플레이트가 따로 놀 때 — 다른 프로그램이 인터페이스 설정을 바꿔놓은 경우입니다. 갑자기 전체가 낮게 들리거나 지직거리면 여기부터 확인하세요

🔹 협업 파일을 주고받을 때 — 상대가 44.1kHz로 보낸 스템을 48kHz 세션에 변환 없이 넣으면 음정도 템포도 미묘하게 어긋납니다. 파일을 보낼 때 샘플레이트와 BPM을 같이 적어 보내면 이런 일을 막을 수 있습니다

디더를 두 번 거는 실수도 흔합니다. 믹스 바운스에서 한 번, 마스터링에서 또 한 번 거는 경우예요. 마스터링을 맡길 믹스 파일은 24비트나 32비트 플로트로, 디더 없이 넘기세요.

자주 나오는 질문

Q. 이미 44.1kHz로 작업 중인 곡이 있는데, 48kHz로 바꿔야 하나요?

A. 바꾸지 않아도 됩니다. 44.1kHz는 지금도 음원 발매에 그대로 쓰이는 규격이에요. 작업 중간에 프로젝트 샘플레이트를 바꾸는 쪽이 오히려 사고가 나기 쉽습니다. 영상용으로 48kHz가 필요해지면 완성본을 내보낼 때 변환하면 됩니다.

Q. 샘플 팩 파일은 44.1kHz인데 프로젝트는 48kHz예요. 괜찮은가요?

A. 괜찮습니다. 대부분의 DAW가 불러올 때 프로젝트에 맞춰 변환하거나 재생할 때 실시간으로 맞춰줍니다. 불러온 샘플의 음정이 이상하게 높거나 낮게 들릴 때만 변환 설정을 확인하면 돼요.

Q. 오버샘플링은 다 켜는 게 좋은가요?

A. 배음을 만드는 플러그인, 그러니까 새추레이션·디스토션·클리퍼·리미터에서 효과가 큽니다. 켤수록 CPU를 더 쓰니, 세게 거는 곳부터 켜고 귀로 비교해 보세요.

마무리

새 프로젝트 창을 다시 열어보면 이제 숫자의 뜻이 읽힙니다. 샘플레이트는 얼마나 높은 음까지 담을지, 비트뎁스는 바닥 잡음을 얼마나 낮출지를 정하는 값이에요.

고를 건 많지 않습니다. 48kHz(또는 44.1kHz), 24비트, 그리고 끝까지 바꾸지 않기. 디더는 16비트로 줄이는 마지막 순간에 한 번만 겁니다.

숫자를 올린다고 곡이 좋아지지는 않습니다. 설정은 한 번 정해두고, 남는 CPU와 시간은 곡에 쓰세요.

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