‘헤드룸’이 정확히 뭐고, 왜 중요한가요?

질문 : '헤드룸'이 정확히 뭐고, 왜 중요한가요?

역자 서문 ; 지난 여러 번 동일한 내용으로 번역하고 공부하면서 내린 결론에 대한 정리가 잘 되어 있는 간단한 내용의 Q&A가 있어서 번역하였습니다. 이 질답을 정확히 이해 한다면 장비의 레벨 때문에 헤매는 일은 없을 것 같고, 본인의 정확한 기준을 세울 수 있을 거고, 여러 신호 레벨에 대한 이해를 가지고 있음을 확신하셔도 될 것 같습니다.

질문 : 저는 제 곡을 믹싱하거나 녹음하는 작업들이 많아지는 신디주자입니다. 저를 당황하게 하는 이슈가 바로 '헤드룸'입니다. 예를 들어, 제가 가지고 있는 포커스라이트 사파이어 프로 26IO의 경우 메뉴얼에는 파이어와이어의 전원을 쓰지 않고 별도의 PSU(power supply unit)를 사용함으로 프리앰프에서 6dB의 헤드룸을 추가할 수 있다고 쓰여있습니다. 제가 보기엔 이게 좋아 보이기는 하는데, 그래서 어떻다는 거죠? 헤드룸이 뭐고, 내가 왜 더 얻고 싶어해야 하나요? 그게(헤드룸이) 있는지 없는지 제가 어떻게 알죠?  그리고 헤드룸에서 제가 어떤 이득을 얻을 수 있나요?

 

SOS 기술편집장 Hugh Robjohns답변 :

전부 좋은 질문들입니다. 오디오를 전달하는 모든 시스템(아날로그이든 디지털이든)은 두 가지 제약을 가지고 있습니다; 사운드 레벨이 낮아지는 부분에서는 노이즈플로워 라는 게 있습니다. 통상 백그라운드 히스 노이즈때문에 원래 신호가 희미해질 수 있습니다; 음압이 커지는 부분에서는 클리핑이라는게 있습니다. 클리핑이 일어나는 지점에서는 커지는 신호를 더 이상 수용할 수 없고 디스토션만을 만들어내게 됩니다. 후자(클리핑)는 통상 다루는 오디오 신호의 레벨이 이 아날로그 회로에 공급되는 전원의 전압 레벨에 근접하도록 커지게 되었을 때 발생하거나, 디지털시스템에서는 디지털화된 자릿수(포맷)의 제한으로 더 이상 양자화된 숫자들을 표시할 수 없을 때 발생합니다.

 

우리는 당연히 오디오 신호의 품질을 최대화 하기 위해서는 신호 레벨이 이 양극단 사이에 있도록 유지해야 합니다; 노이즈 플로워보다는 충분히 크면서 클리핑 포인트보다는 안전하게 낮은 그 어디쯤이죠. 아날로그 시스템에서는 이 기준을 실제 작업하는 기준 신호 레벨을 정하고 사람들이 적당한 방법으로 레벨 메터를 가늠해서 그 기준 레벨 근처에 신호레벨이 위치하여 사용할 수 있도록 독려하도록, 단순하고 실용적으로 만들었습니다. 예를 들어 VU메터들은 0VU가 +4dBu가 되도록 정의했습니다. 프로수준의 아날로그 장비들에 있어서의 클리핑 지점은 일반적으로 +24dBu정도인데 이 레벨은 VU메터에 표시되는 기준레벨보다 대략 20dB정도 더 높습니다.

 

이 20dB의 가능한(그러나 이론적으로는 사용되지 않는) 다이내믹 레인지 공간을 헤드룸이라고 부르거나 헤드룸 마진이라고 합니다. 이 헤드룸은 기대되지 않는 순간적이거나 큰 사운드를 클리핑시키지 않고 수용할 수 있는 버퍼 공간을 제공해 줍니다. 이 영역은 아날로그 미터링 시스템에서는 헤드룸 마진을 표시할 수 없기 때문에 의미가 없습니다. 이는 보이지 않는 안전 영역인데 이 영역은 간과하기 쉽거나 당연히 여기기 쉽습니다. 대부분의 디지털 시스템에서의 머터기들은 전체 헤드룸 영역을 모두 보여주는 경향이 있습니다. 때문에 미터들은 0dBFS에서의 클리핑 지점을 기준으로 아래쪽로 표시를 하게됩니다.  이러한 디지털 단위에서의 위쪽 20dB 또는 유사한 범위는 아날로그 시스템의 미터에서는 통상 볼 수 없는 부분인 헤드룸 영역을 나타냅니다. 결과적으로 많은 사람들이 그들이 다룬 신호레벨이 피크 없이 충분히 높은 레벨에 있으면 디지털 시스템상에서 '레코딩 레벨 수준 아래에' 있다고 느낍니다. 그렇지만 이러한 경우 사실은 그 신호들은 실제로는 '레코딩 레벨 수준 위에' 있게 되며, 순간적인 디스토션의 아주 큰 위험에 처하게 됩니다.

 

왜 당신의 인터페이스 장치가 외장 전원 장치로 동작할 때 더 큰 헤드룸을 제공하는가 하는 이유는 PSU가 USB로부터 받은 전원으로 동작할 때보다 더 높은 전압을 제공할 수 있기 때문입니다. 더 높은 전압을 제공한다는 의미는 더 큰 신호 전압을 수용할 수 있다는 것을 의미합니다. 이번 경우에는 전압이 두배 정도 더 커지고 이는 6dB 더 큰 헤드룸 마진을 얻게 됨을 의미합니다. 더 많은 헤드룸은 당신이 클리핑 디스토션을 만들어내는 순간적인 피크 신호(전압)들에 대해 덜 걱정해도 되고, 일반적으로 더 열린, 그리고 자연스러운 사운드로 변환할 수 있음을 의미합니다. 따라서 좋은 거죠~

 

원본 : http://www.soundonsound.com/sos/feb10/articles/qa0210_4.htm

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