게인 스테이징은 오디오 프로덕션의 핵심 요소다. 이를 이해하기 위해서는 레벨과 게인의 차이를 이해하는 것부터 시작해야 한다.
레벨은 오디오 채널의 출력 값을 말하며, 게인은 입력받는 오디오 인풋에 대해 증가시키거나 감쇠하는 음량 이득값을 뜻한다.
라인 레벨은 오디오 기기 간 상호 접속에서의 출력 값들을 정의한다. 프로 라인 레벨과 컨슈머 라인 레벨로 나뉘며, 각각 +4dBu와 -10dBV의 값을 가진다. 이는 Balanced(XLR/TRS)과 Unbalanced(RCA/TS) 입력으로 구분 가능하다.
게인 스테이징 시나리오
마이크 프리앰프부터 시작해 아날로그-디지털 변환기까지의 신호 경로다.
이 과정은 오디오 인터페이스를 통해 이루어지며, 각 단계에서 적절한 증폭 값을 결정하는 것이 중요하다.
특히, 마이크 레벨에서 프로 오디오 레벨까지의 증폭 과정을 거치면서, 입력 신호는 -60dBV에서 -40dBV 범위의 마이크 레벨에서 시작해, +4dBU 이상의 라인 레벨 또는 프로 오디오 레벨로 증폭된다.
이 시나리오에서 각 단계의 증폭값은 마이크의 감도, 원하는 사운드의 질감, 그리고 최종적인 믹스에서의 역할을 고려하여 결정된다.
라인 레벨이나 프로 오디오 레벨로 증폭된 신호는 디지털 도메인으로 변환되기 전에 충분한 헤드룸을 유지해야 한다. 이는 클리핑이나 왜곡 없이 최대한의 다이나믹 레인지를 활용할 수 있게 해준다.
헤드룸은 일반적인 오퍼레이팅 레벨로부터 신호의 왜곡이 일어나기 이전까지의 범위로 정의내릴수 있다.
디지털의 경우 비트뎁스에 따라 일관된 다이나믹 레인지를 가지지만, 아날로그 장비의 경우 장비의 특성, 회로의 구조 등에 따라서 다양한 헤드룸을 가지게 되는 것이 특징이다.
디지털 변환 과정에서의 게인 스테이징은 디지털 상대 레벨, 즉 dBFS를 기준으로 한다.
디지털 도메인에서의 최대 레벨은 0dBFS이며, 이를 초과하는 신호는 클리핑과 소리의 열화를 초래한다. 따라서, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계에서는 클리핑이 발생하지 않도록 신중하게 게인을 조절해야 한다.
ITB 게인 스테이징
ITB (In-the-box)시나리오에서는 32-bit float audio가 중심적인 역할을 한다.
현 세대에 존재하는 대부분의 DAW(Digital Audio Workstation)는 내부 오디오 처리 엔진의 비트뎁스로 32-bit float를 사용하며, 이는 오디오 프로세싱에서 혁명적인 변화를 가져왔다.
Floating-Point 방식은 0dBFS을 초과한 신호도 클리핑 없이 다시 복구할 수 있는 능력을 제공한다.
이는 DAW의 마스터 채널을 거쳐 DAC로 출력되기 전 단계에서만 가능하다. (DAC가 0dBFS를 초과하는 신호를 변환하는 경우에는 클리핑이 발생한다.)
32-Bit Float Files Explained
32-bit float audio의 주요 장점은 높은 다이나믹 레인지와 오버로드에 대한 내성이다. 이는 플러그인과 가상 악기를 사용할 때 특히 유용하다.
실제로, 이 기술은 사용자가 신호 체인 내에서 극단적인 설정을 실험할 수 있게 해주며, 후단에서 쉽게 조정할 수 있다.
디지털 오디오의 이러한 처리 방식은 프로덕션의 유연성을 대폭 향상시키며, 클리핑과 같은 원치 않는 왜곡 없이 더 큰 헤드룸과 더 나은 음질을 보장한다.
이러한 32-bit floating point 시스템에서의 게인 스테이징은 여전히 중요하며 신호의 최종 출력 단계에서 클리핑을 방지하기 위해 적절한 레벨 관리가 필요하다.
이는 특히 마스터링 단계에서 중요하며, 최종 믹스가 모든 플랫폼에서 일관된 품질을 유지할 수 있도록 한다.
따라서, 현대의 DAW 환경에서도 게인 스테이징은 믹스와 마스터링의 품질을 결정짓는 결정적인 요소로 남아 있다.