게임사운드기초 2주차 - 사운드의 역할 및 특징

실습을 위한 Cakewalk 설치

사운드란 무엇인가

- 배경음악 (기존에는 한 수업에서 다뤘으나, 난이도와 분량이 문제로 인해 수업을 분리하게 됨.)

- 음향효과 (효과음, 환경음)

환경음은 효과음의 일종. 있고 없고의 공간감 차이가 명확하게 달라진다.

사운드의 역할 및 특징

일반적인 특징

- 현실감을 느끼게 하고 몰입을 도우며 그에 따라 게임의 흥미를 증진 시키는 기능

- 영상 사운드의 특징과 유사함.

- 게임 또한 디지털콘텐츠로서 영화와 같은 콘텐츠와 공통점이 많기 때문

 

차별적인 특징

- 어떠한 행동 즉 마우스의 클릭이나 키보드 자판을 입려 시에 효과음을 발생시키는 경우

- 이 때 발생하는 효과음은 경고음이 될 수도 있고  FPS 게임의 경우 총의 발사음이 될 수도 있다.

사운드 구현의 제약

- 용량에 대한 고려

- 플랫폼(Platform)에 따른 표현 능력의 제약

 

게임 사운드는 용량의 제약을 어마무시하게 많이 먹는다.

제대로 된 게임 사운드의 포맷이 무손실로 되는 순간 용량 괴물이 된다.

수많은 사운드가 메모리에 올라가는 순간 최적화 문제가 생기게 된다.

프로그래머 분들은 알아두는 것이 좋다. 용량과 메모리에 대한 고민을 해야 한다.

효과음 제작 과정

 

현실에 있는 사운드는 레퍼런스가 있기 때문에 만들기 쉽다.

하지만 신디사이저류의 캐주얼 게임 사운드는 현실에 없는 사운드이기 때문에

사운드 디자이너의 창의적인 역량이 그대로 드러난다. 많은 상상력이 필요하고, 어렵다.

음향 효과 기획

 

어느 파트이건 마찬가지이겠지만, 제작 일정에 대한 기획을 명확히 하지 않으면 안 된다.

음향 제작

1. 이펙트 라이브러리(Effect Library)를 이용한 제작

이펙트 라이브러리는 사운드 이펙트 제작 스튜디오에서 판매를 목적으로 제작한 음향 효과이다.

주로 헐리웃 등의 해외 포스트 프로덕션에서 제작되는데

CD 형태로 제작되거나 웹에서 온라인 주문을 통해 각 소리를 개별 판매한다.

 

2. 신디사이저(Synthesizer)를 이용한 제작

신디사이저(Synthesizer)는 소리를 합성하는 기계이다.

즉 새로운 소리를 창조하는 장치로서 컴퓨터 음악에 활용된다.

음향 효과, 특히 게임에서 많이 사용되는 FX음이나 마법 계열 음향 효과를 만들어 내는데 가장 많이 사용된다.

 

3. 폴리(Foley) 작업을 이용한 제작

잭 폴리(Jack Foley)라고 많은 초기 영화들의 음향 효과를 담당했던 사람의 이름을 따온 것으로,

폴리 작업은 음향을 위한 배우라고 할 수 있는 폴리 연기자에 의해서 출연 배우의 연기에 따르는 모든 소리를 녹음하는 것을 말한다.

 

4. 녹음(Recording)

- 성우녹음

- 신디사이저녹음

- 폴리녹음

 

5. 사운드 프로그래밍(Sound Programming)

프로그래머는 기획서에 정해진 음향 효과 파일 이름과 실제 파일 이름의 일치 여부를 판단한 후,

게임 디자이너가 의도한 바에 따라 음향 효과가 사용되는 게임 속 캐릭터의 행동이나 상황 등에 맞게 삽입하면 된다.

 

6. 테스트(Test)

게임 디자이너는 음향 효과가 본인이 의도한 대로의 기능을 발휘하는지 여부를 판단하게 된다.

그리고 많은 음향이 동시에 출력 시 플레이어의 귀를 피곤하게 만들거나 플레이어의 게임 몰입을 방해하지 않는지 등의 여부를 판단하게 된다.

사운드 포맷 (손실, 무손실)

 

관련 설명은 링크의 4번 설명 참조.

https://dev-sieun.tistory.com/131 

[특강] 게임 사운드 제작 기초 및 응용 - 1주차 : 기본 게임 사운드 이론, 셋업

 

 

[손실 압축포맷] mp3 (MPEG Audio Layer-3)

 

손실압축포맷의 대표적인 방식으로 확장자는 'mp3'이며 CD에 가까운 음질을 유지하면서 일반 CD의 10분의 1 이상으로 압축이 가능하다.

사람은 모든 소리를 들을 수 없다. 심리 음향학(pycho-acoustics)에 의하면 큰소리 이후에 작은 소리를 인식하지 못하는 사람의 특성을 기준으로 인지 하지 못하는 주파수 대역과 실재로 소리가 나도 듣지 못하게 되는 부분을 유추해서 고유의 알고리즘을 이용해 압축할때 이를 삭제하게 된다. 그래서 이런 압축 방식을 '인지 압축 방식(Perceptual Coding)'이라 부르기도 한다. 당연히 한번 손실이 이루어진 mp3파일은 원래 상태로 디코딩을 해도 다시 음질이 좋아지지는 않는다.mp3의 알고리즘에 대한 원천 특허는 브라운 호퍼사와 톰슨멀티미디어에서 가지고 있으며 윈앰프를 만든 nullsoft에서도 mp3에 관한 특허를 가지고 있다. mp3로 인코딩 하기 위한 모든 코덱은 특허료를 지불해야 하며 현재 mp3에 관한 특허는 20여개가 훨씬 넘는다. 사실 mp3 250Kbps 이상이면 인간의 귀로 구분하는 것이 거의 불가능하다.

 

[손실 압축포맷]  VBR/CBR/ABR

VBR/CBR/ABR등은 음악파일 변환을 위한 비트레이트의 몇가지 기준이다.

VBR : VBR(Vraiable Bitrate)은 가변비트레이트를 얘기하는 것으로 매초당 기록하는 정보의 양이 변하는 것이다. 다시 말해 기록해야 할 음악정보가 많은 경우 많은 비트를 할당하고 그 반대인 경우는 사용할 비트를 줄여 용량을 줄이는 방식이다.

ABR : "가용비트율"을 말하는 것으로 원래는 ATM포럼에서 정의한 전송서비스 관련용어이다.

CBR : CBR은 사용자가 임의로 일정한 비트레이트 값을 정해 그 값으로 고정해서 기록하는 것이며 만약 128Kbps로 기록한다고 할 때 기록해야 할 소리가 많은 부분에도 128Kbps로 반대로 음악은 없이 목소리만 흘러나오는 부분을 기록할 때도 역시 초당 128Kbps를 사용하므로 효율이 떨어지게 된다.

 

[손실 압축포맷]  OGG

mp3에는 특허료를 비롯한 비용이 발생하게 되므로 mp3유료화에 반대하는 사람들이 미국 MIT의 학생이었던 크리스토퍼 몽고메리를 중심으로 mp3를 대체할 목적으로 만든 파일포맷이 바로 ogg(오그보비스)이다.

ogg의 개발 목표는 mp3보다 더 높은 압축률과 더 뛰어난 음질 그리고 오픈소스 형식으로 사용 및 배포,개발에 제한 없어야 한다는 것이다. 무엇보다 ogg포맷을 상업용으로 사용한다 하더라도 제한이 없다는 점이 가장 큰 장점이다. 다만 mp3에 비해 음질이 더 좋아지긴 했어도 이역시 손실 압축방식이다.

 

[손실 압축포맷]  WMA (Windows Media Audio)

윈도우를 만드는 Microsoft에서 개발한 음악포맷으로 최대의 장점은 스트리밍 서비스가 가능하다는 것이다.

스트리밍 서비스는 해당 음악을 하드디스크에 저장하고 듣는 것이 아니라 메모리(버퍼메모리 또는 가상메모리)에 저장하면서 실시간으로 음악을 재생하도록 하는 서비스 입이다. 이러한 서비스는 전송속도가 열악하던 모뎀시절에 원활한 서비스를 위해 개발된 것이다.하지만 스트리밍 서비스를 좀더 완벽하게 하기 위해서는 용량을 줄이는 게 우선이었기 때문에 wma포맷은 다른 음악포맷에 비해 용량이 상당히 작다. mp3파일이 44100Hz, 16bit, Stereo를 저장하기 위해 128 Kbps가 소용되며 한곡에 약 3.5 ~ 4 MB의 용량을 필요로 하는데 반해 WMA는 동질의 사운드를 저장하기 위해 65Kbps 만을 필요로 하므로 약 절반의 용량인 1.6~1.8 MB 정도로 음악파일 하나를 표현할 수 있다.

 

[손실 압축포맷]  ASF (Advanced Streaming Format)  

1996년 인텔이 만든 차세대 멀티미디어 파일 포맷이다. 역시 스트리밍이 가능하다는 점이 장점이며 ASF는 통합 멀티미디어 파일로 오디오뿐 아니라 비디오, 이미지 등도 포함시킬 수 있다. 음질은 가장 떨어지지만 용량은 가장 작다.

 

[손실 압축포맷]  RAM, RM

리얼원 플레이어를 개발한 리얼네트워크에서 좀더 완벽한 스트리밍 서비스를 위해 개발한 포맷이지만 우리나라에서는 많이 사용되고 있지는 않다. 한때 XXX동영상을 서비스하는 거시기한 회사들이 이 포맷을 많이 사용했었으나 근래는 많이 사용되지 않는다. 다만 외국에서는 라디오 방송등에 적극 활용하고 있다고 한다.

 

[손실 압축포맷]  AC3

1992년 돌비 연구소는 이전의 영화 음향이었던 돌비 프로로직을 발전시킨 5.1채널의 Digital Sound인 돌비 디지털을 발표하였다. 흔히 PC계열의 용어나 LD등에 표기된 AC-3(Audio-Code 3)라고

불려지는 것이 바로 그것인데, 돌비사의 세 번째 디지털 오디오 프로젝트라고 해서 AC-3라고 불려졌지만, 1996년 이후 새로운 로고와 명칭을 돌비 디지털로 변경하여 불려지게 되었다. 돌비 디지털은 이전의 돌비 프로로직의 리어 채널이 모노였던 것을 좌우 분리가 가능하도록 스테레오로 변환하였으며, LFE 채널을 포함시킨 것이다. 일반적으로 돌비 프로로직이 100Hz에서 7,000Hz까지의 주파수가 출력이 가능한데 비해 DVD미디어를 이용한 돌비 디지털의 경우는 사람의 가청 주파수를 넘는 20Hz에서 20,000Hz까지 기록이 가능하다. 돌비 디지털은 통상 448Kbps/sec의 주파수 신호를 12:1의 비율로 압축하며 샘플링 주파수 또한 최고 48Kbps까지 대응하여 영화상에서의 음향을 높은 음질로 제공한다. 최초로 돌비 디지털이 적용된 영화로는 1992년 ‘배트맨’이며 현재 가장 많은 영화들이 돌비 디지털을 채택하고 있다. 그리고 이를 채용한 영화관이 전 세계적으로 19,000여 관이 넘는 것으로 조사된 바 있고 앞으로도 계속 늘고 있는 추세이다.

 

[손실 압축포맷]  DTS(Digital Theater System)

DTS는 돌비 디지털과 같은 5.1채널 극장 오디오 포맷의 일종으로 극장에서 DTS의 첫 포문을 연 작품은 스티븐 스필버그의 ‘쥬라기 공원’ 이며

현재 전세계적으로 18,000여 극장이 DTS를 채택하고 있어 극장가에서는 어느 정도 돌비 디지털과 동급의 포맷 형식으로 인정받고 있다. 현재는 가정용 LD나 DVD미디어를 통해서도 DTS를 접해볼 수 있으며 돌비 디지털의 강력한 경쟁자이기도 하다. 돌비 디지털에 비하면 후발 주자로서 국내판 DVD에서는 DTS가 가능한 타이틀이 흔하지가 않지만 국내 최초의 DTS 지원 타이틀인 ‘쉬리’를 시작으로 기존 코드 1번에서도 좋은 인기를 얻었던 U-571등이 DTS로 제작되는 등, 국내 타이틀도 속속 DTS 사운드를 지원하고 있으며, 그 품질 또한 코드 1번과 큰 차이가 없는 정도까지 발전한 상태이다. DTS는 돌비 디지털에 비해 후발주자이기는 하지만 제원과 스펙상으로는 돌비 디지털을 훨씬 능가하는 면을 보인다. 쉬운 예로 돌비 디지털의 경우 평균적으로 448Kbps/sec의 전송률을 보이지만 DTS는 이를 훨씬 뛰어넘는 1.4Mbps/sec의 전송률을 가지고 있다. 어차피 돌비 디지털의 경우도 인간의 가청 주파수를 넘어서는 주파수 대역폭을 가지고 있기 때문에 DTS가 데이터량이 크다 해도 음질적 차이를 느끼기는 어렵다는 것이 일부의 주장이기도 하지만 대부분의 매니아들이나 이용자들이 돌비 디지털보다는 DTS를 더 선호하는 것은 사실이다. 그러나 실질적으로 DTS와 돌비 디지털이 음질적으로 차이가 있다고 하더라도 왠만한 시스템에서는 그 차이를 느끼기가 힘들뿐만 아니라 일부 매니아들 사이에서도 그 차이에 대해서 회의적인 경향이 있다는 것도 인지를 하는 것이 좋을 듯 하다 . 3:1의 정도의 비율로 압축되어진다.

 

무손실 압축포맷

손실 압축포맷 형식 파일들의 가장 큰 장점은 원본과 비슷한 음질에 비해 용량이 작다는 것이지만,

반면에 가장 큰 단점은 음질저하는 어쩔 수 없다는 것과 원래대로 복원이 불가능하다는 점이다.

이를 해결하기 위해 개발된 포맷이 바로 무손실 압축포맷이며

zip파일과 같이 데이타 압축에 사용하는 알고리즘을 이용하므로 원본과 동일하게 복원이 가능하다.

 

APE

a fast and powerful lossless audio compressor 라고 밝히고 있는 것처럼 빠르고 강력하며 손실이 없는 압축음악포맷이다. CD에서 바로 추출하거나 웨이브 파일을 손실없이 압축한 것이며 압축된 파일자체가 음악포맷이므로 바로 재생이 가능하다.

보통 푸바를 이용해 재생을 하게 되며 Monkey's Audio설치시 Winamp를 위한 플러그인도 함께 설치되므로  윈앰프에서도 재생이 가능하다. APE는 WAVE로 복원이 가능하고 압축과 복원을 반복해도 음질저하가 일어나지 않는다. 즉 용량이 작은 웨이브파일이라고 보셔도 무방하다. Monkey's Audio라는 프로그램으로 CD에서 추출이 가능하며 Wave파일로 복원도 가능하다. 다만 압축률이 약 50%정도이므로 웨이브 파일에 비하면 획기적으로 용량이 줄어들었다고 볼 수 있다. mp3에 비하면 대단히 큰 용량이라 일부 고음질을 추구하는 유저들사이에서 많이 사용되고 있다. 독특한 점은 cue파일을 생성하므로 ape파일로 CD이미지를 추출후 다시 wav형식으로 바꾸면 함께 생성된 cue파일을 이용해 데몬에서 인식시키거나 네로를 이용해 원본과 동일한 CD를 만들 수 있다.

효과음의 종류

- 이펙트

- 엠비언스

- 다이알로그(보이스)

 

음악

- 인터페이스 화면 음악

- 스테이지와 맵 음악

- 캐릭터의 테마 음악 등...

 

음향효과

- 게임 인터페이스의 메뉴/기능 관련

- 캐릭터 관련

- 개체 관련

- 공격/방어/타격/피격 관련

- 상황 관련 등...

사운드의 정의

물체가 진동을 하면 이 진동은 어떠한 매체를 통해 사람의 청각(고막)으로 전달되어 소리로서 듣게 되는 것이다.

즉, 두 손바닥을 서로 마주칠 때 발생하는 진동이 공기를 통해 우리 귀에 전달된다.

 

공기 = 사운드 (소리)

우주에는 공기가 없으므로 소리도 없다.

 

사운드(소리)는 압력과 시간이라는 두 축으로 표기된다.

- 압력의 축에 의해서 소리의 크기가 정해진다.

- 시간의 축에 의해서 소리의 높고 낮음이 결정된다.

 

- 가장 높은 구간 : 피크

- 가장 낮은 구간 : 트러프, 하지만 마이너스 피크라고 더 많이 부른다.

- 피크가 이루어지는 한 사이클을 1프리퀀시라고 한다. (1초에 1번 위와 같은 파장이 일어나면 1freq이다.)

 

시험문제 1번은 비트와 프리퀀시의 차이에 대해 서술하는 것과 같이 나올 것이다.

소리의 구성 요소

소리의 높이 (음정)

Frequency (단위 : Hz)

진동수가 많을 수록 고음, 진동수가 적을 수록 저음.

 

16bit (영점을 기준으로 ±8)  96db (±48)

데이터의 최대치를 넘어가면

 

- 주파수 응답 : 사람의 가청 주파수 범위에서 동일한 수준의 기준 입력이 제공되었을 때

음향 장비의 도표화된 결과물을 주파수 응답 곡선이라고 한다.

 

소리의 크기 (음량)

단위 : db (데시벨 : 두 개의 레벨 사이의 강도 차이를 표현하는 로그값)

진폭이 커지면 소리가 커지고 진폭이 작아지면 소리가 작아짐.

 

귀는 약 :1(10,000,000,000:1)의 에너지 범위에 걸쳐 작동한다. 이는 엄청나게 광범위한 것이다. 이렇게 광범위한 수치 범위를 인간의 입장에서 개념화하기는 힘들기 때문에, 대수 단위가 적용되어 측정값을 보다 다루기 쉬운 수치로 압축하였다. 음압 레벨(sound-pressure lv디, SPL), 신호의 레벨, 그리고 신호 레벨 사이의 상대적인 변화를 측정하는 단위는 데시벨(decibel,dB)이고 말 그대로 벨(Bell)의 10분의 1을 의미하는 용어이다.

 

대수(logarithm, log)는 큰 수치를 더욱 다루기 쉬운 작은 숫자로 줄이는 수학 함수이다.

 

음향에서 우리는 두 레벨 사이의 강도 차이를 표현하는 데(언제나는 아니지만 대개 표준이 되는 기준 레벨과 측정된 레벨을 비교할 때도)대수 값을 사용한다. 이 두 레벨의 차이가 매우 크기 때문에, 이 같은 큰 숫자를 수학에서 10의 지수(exponent) 값으로 작게 만들어야 한다.

 

스테레오 옵션을 제공하면 파일 크기가 절반으로 줄어든다.

 

클리핑 : 범주를 초과한 데이터가 생기면서 음원이 손상되는 현상.

클리핑이 발견되는 순간 극한의 점수 감점이 있을 예정. 절대 있어서는 안 된다.

 

 

소리의 색깔 (음색)

 

 

조별과제 안내

킥킥 나는 청강이라 안하지롱

 

조별 발표 주제

4주차 : 이퀄라이저 (제일 먼저 발표해야 함)

- 컨트롤러, 필터

 

5주차 : 딜레이

- 템포 계산법

 

6주차 : 리버브

- 딜레이와의 차이

- 거리 정위

 

7주차 : 컴프레서 (제일 어려움)

- 타격감

 

사운드 디자이너가 이 기본적인 네개를 모르는 것은 말도 안 되는 일이다. 무조건 알아야 함.

 

공통 조사 항목

1. 만들어진 역사

2. 사용법 (핵심 컨트롤러에 대한 설명)

3. 게임 활용 예시

제로크로싱

사운드를 편집 할 때는 제로 크로싱을 기준으로 편집해야 자연스럽게 가공 할 수 있다.

사운드포지와 같은 편집 프로그램은 가장 근접 거리의 제로크로싱을 자동으로 잡아주는 스내핑 기능이 있다.

Cubase, Cakewalk, Logic과 같은 프로그램에도 내장되어 있다.