[특집]  3D 사운드 구현과 설치 - 3D 사운드의 세계 Part II

3D 서라운드의 새로운 2막 1장

돌비 디지털부터 이어져 왔던 2D 서라운드의 시대가 막을 내리고 3D 서라운드의 새로운 2막 1장이 열리고 있다. 지난 주에는 국내 하이엔드 멀티채널/홈시어터 전문 '시어터랩'에서 오로 3D 쇼케이스가 있었고 이후 돌비 애트모스(Atmos) 등의 3D 서라운드 사운드에 대한 시연회가 활발하게 준비 중에 있다.

이것은 단순히 5.1에서 7.1채널 등으로 채널을 증가시키는 수준이 아닌 수평적인 사운드를 3D로 확장한 것으로 홈시어터의 패러다임을 바꿀만한 사건이라고 할 수 있다. 아직 머리 위에 스피커를 설치하는 것에 대한 명쾌한 솔루션이 많지 않지만 이 부분에 대한 해법이 생긴다면 빠른 시간 안에 홈시어터 시장의 일대 지각변동일 일어날 것은 자명한 일처럼 여겨진다.

그렇다면 현재 오로 3D와 돌비 애트모스 등 3D 서라운드 포맷의 양대 산맥으로 수면 위에 올라온 각각의 포맷을 극장이 아닌 가정 내의 리스닝 룸에서 실현시키기 위해서 필요한 것과 구현 방법은 무엇일지 고민해봐야 할 때다. 지난번 소개했던 1부에 이어 2부에서는 단순히 포맷에 대한 인식을 넘어 우리의 실내 환경에서 어떻게 설치할 수 있는지에 대한 솔루션을 제안하고자 한다.

3D 서라운드 포맷의 구현 방식 – 오로 3D(Auro 3D)

벨기에의 갤럭시 스튜디오가 만들어낸 3D 서라운드 포맷인 오로 3D는 기본적으로 수직에 3개의 레이어를 만들어 마치 구 형태의 음장 안에 감상자가 앉아 있는 느낌을 만들어낸다. 이것은 기본적으로 우리가 현재 5.1채널, 7.1채널로 구성한 2D 로우(Low) 레이어에 수직 음장을 만들어내는 하이트(Height) 레이어를 추가하는 것으로부터 시작된다. 이렇게 구현한 것이 오로 3D 서라운드 시스템의 기본적인 시스템이라고 할 수 있는 9.1채널 구성이다. 아래 이미지에서 볼 수 있듯이 기본 5.1채널 위에 프런트 하이트 2채널, 리어 하이트 2채널을 추가하면 가장 심플하게 9.1채널 오로 3D 시스템이 완성된다.

9.1채널에 더해 머리 위에 스피커를 설치한 톱(Top) 채널, 일명 'Voice of God'을 추가하면 더욱 실감나는 오로 3D 사운드를 즐길 수 있다. 이렇게 10.1채널이 완성되고, 하이트 센터 스피커 채널을 추가하면 11.1채널이 완성된다. 궁극적으로 완성형 오로 3D 시스템이라고 할 수 있는 13.1채널은 로우 레이어에 리어 백 서라운드 스피커를 추가하여 구성한다. 한편 룸 크기에 따라 서브 우퍼를 추가해 13.2채널 등으로 확장하는 것이 가능하다.

루카스 필름에서 최초의 오로 3D 지원 영화 Red Tails의 믹싱을 마치고 공개하며 주목을 받았던 이유는 무엇보다 기존의 5.1채널, 7.1채널 등의 로우 레이어로만 구성된 시스템에 하이트 레이어를 추가했다는 데 있다. 머리 위의 'Voice of God' 채널도 물론 중요하지만 기존의 2D 서라운드 포맷과 선을 긋게 만드는 것이 바로 하이트 레이어이기 때문이다.

3D 서라운드 포맷의 구현 방식 – 돌비 애트모스(Dolby Atmos)

오로 3D에 비해 돌비의 애트모스는 의외로 상당히 단순한 구조다. 돌비 애트모스는 오브젝트 기반의 서라운드 포맷으로 오로 3D처럼 레이어를 나누기는 하지만 톱 레이어는 빠지고 기존 2D 서라운드 포맷에 하이트 레이어만 추가한 형태로 볼 수 있다. 그러나 로우 레이어를 담당하는 스피커 바로 위에 하이트 채널을 추가하는 오로 3D와 달리 돌비 애트모스는 중앙 쪽으로 스피커를 배치한다.

돌비 애트모스의 기본적인 구성은 기존 5.1채널에 더해 천장에 2개의 서라운드 스피커를 추가해 5.1.2채널을 구성하거나 4개를 추가하여 5.1.4채널을 사용하는 것이다. 물론 현재 7.1채널로 셋업된 시스템이라면 천정에 2개의 스피커를 추가해 7.1.2 시스템을 또는 4개를 추가해 7.1.4채널 서라운드 스피커 시스템으로 변신시킬 수 있다. 이 때 중요한 것은 돌비 애트모스라는 3D 서라운드 포맷을 즐기기에는 7.1.2보다는 5.1.4, 즉 천장 스피커를 늘리는 것이 더욱 유리하다는 점이다.

3D 서라운드 포맷 구현을 위해 필요한 것은?

어찌되었건 3D 서라운드 포맷은 레이어가 추가되는 것이고 당연히 기존의 2D 서라운드 스피커 시스템에 적게는 2개 또는 많게는 6개 이상의 스피커가 추가로 필요하다.

이를 위해 가장 일반적인 방법은 인-월/인-실링(In-Wall/In-Ceiling) 스피커를 사용하는 것이다. 이외에도 현재 전 세계 유명 메이커에서 생산, 시판중인 서라운드 스피커들을 활용할 수 있다.

하이트 레이어를 만들어내는 스피커만 추가하기 위해서는 오로 3D나 돌비 애트모스 모두 벽 보다는 천장에 매달거나 매립해야 하기 때문에 인-월/인-실링 스피커가 필수적이다. 각 제조사마다 설치 방식이나 스피커 설계 기법 등이 다르니 스펙을 유의해서 살펴보아야 한다. 또한 3D 서라운드 스피커 시스템의 경우에도 사운드의 일체감 등을 위해 제조사를 통일 하는 것도 중요하므로 최대한 서라운드 스피커를 여러 형태로 다양한 라인업을 갖추고 있는 메이커를 선택하는 것이 좋다. 예를 들어 토템 어쿠스틱(Totem Acoustic) 같은 제조사가 대표적이다.

한편 오로 3D에 비해 돌비 애트모스는 약간 다른 방식의 서라운드 스피커를 새롭게 도입하고 있다. 기본적으로 스피커의 인클로져가 없는 인-월/인-실링 스피커를 천정에 매립하는 형태가 일반적이지만 돌비 애트모스 포맷을 지원하는 AV 리시버 제조사(온쿄, 파이오니아 등)은 새로운 방식의 스피커 시스템으로 돌비 애트모스 포맷의 3D 서라운드 효과를 낼 수 있는 방식을 제안하고 있다. 바로 돌비 애트모스 인에이블드(Enabled) 스피커 스피커라는 것인데, 이것은 천정에 스피커를 매립하거나 매달기 힘든 주거 형태를 가질 경우 직접 천정에 매달지 않고도 그에 준하는 효과를 내게끔 설계된 스피커다.

사진처럼 천장을 향해 경사를 이룬 배플에 유닛이 장착되어 있어 이 스피커를 프런트와 리어 스피커 위에 올려놓으면 천장에 반사된 음이 청취자에게 전달되어 돌비 애트모스의 3D 서라운드 사운드를 즐길 수 있다. 다만 직접음이 아닌 반사음이기 때문에 그 효과가 줄어들 수 있다는 단점을 갖고 있지만, 천장 스피커 설치가 어려운 가정에서는 차선책으로 고려해 볼만하다.

3D 서라운드 홈시어터 시스템 셋업

이론적인 설명은 이 즈음에서 마치고 실재 3D 서라운드 사운드를 홈시어터 시스템에 도입한 사례를 소개한다. 시공을 진행한 곳은 현재 3D 서라운드 쇼케이스를 진행하고 있는 홈시어터/멀티채널 전문 업체 시어터랩이다.

시어터랩은 국내 최초로 오로3D 서라운드 포맷을 꾸준히 실험해오며 시스템을 업그레이드해왔다. 그리고 최근 주력제품인 레퍼런스급 프로세서 데이터샛(Datasat) RS20i에 완벽한 오로 3D 펌웨어 업그레이드가 이루어지면서 급물살을 타게 되었다. 또한 본사에서 제공하는 오로3D 샘플러가 도착하면서 쇼케이스와 시연이 이루어지고 있다.

기본적으로 오로 3D 시스템이지만 경우에 올해 돌비 애트모스 지원 블루레이 타이틀이 출시를 앞두고 있는 하반기에는 돌비 애트모스 지원 펌웨어의 업데이트가 예정되어 있어 3D 서라운드 포맷을 모두 지원하는 세계 최초의 제품이라고 할 수 있다. 그렇다면 지금부터 3D 서라운드 스피커 시스템의 인스톨 과정을 살펴보도록 하자.

시어터랩은 홈시어터 전용 공간으로 시공되어 있으며 천정이 석고보드 재질이다. 이 석고보드를 잘라내 하이트 레이어와 톱 레이어를 담당하는 인-월/인-실링 스피커를 설치했다. 기본적으로 오로 3D 포맷에 최적화시켰지만 돌비 애트모스와도 호환될 수 있도록 스피커 시스템을 선정, 인스톨에 들어갔다. 다음은 오로 3D의 총 세 개 레이어를 중심으로 한 인스톨 과정이다.

Low 레이어 ▷

프런트 채널은 미국의 초하이엔드 스피커 메이커인 YG Acoustics의 헤일리(Hailey) 스피커가 맡았으며 센터 스피커도 동사의 센터 스피커인 소냐(Sonja) 1C가 설치되었다. 리어 채널은 토템 어쿠스틱의 서라운드 스피커 라인업 중 레퍼런스급 스피커 Tribe V 스피커를 채널당 2개씩 총 5개씩 적용했다. 추가로 리어 백 서라운드 스피커도 추가했다. 리어백 스피커는 영국을 대표하는 하이엔드 스피커 메이커 윌슨 베네시의 Square 3가 담당한다. 서브우퍼 또한 하이엔드 멀티채널 분야에도 일가견이 있는 윌슨 베네시의 Torus 서브우퍼 시스템을 적용했다.

특히 토템 어쿠스틱의 Tribe V는 토템이 자체 개발한 엄청난 자력의 토렌트(Torrent) 드라이버를 채용해 On-wall 마운팅 상태에서도 최고의 성능을 자랑한다. 34Hz에서 25kHz까지 커버하는 막강한 성능의 서라운드 스피커라고 할 수 있다. 이로써 로우 레이어는 총 7.1채널에 10개의 스피커를 사용해 셋업했다.

Height 레이어 ▷

오로 3D의 하이트 레이어는 3D 서라운드를 2D와 구분짓는 가장 큰 차이점이라고 할 수 있다. 벽에 매다는 방식이 아니라 각 프런트, 리어 스피커 위에 설치하여 하이트 레이어를 구성한다. 작업을 마친 모습은 마치 환풍구 같은 모습이지만 매립을 위해 석고보드를 잘라내고 인-실링 스피커를 매립했다. 사용된 모델은 토템 어쿠스틱의 Tribe In-Ceiling 스피커로 리어 채널와 메이커와 라인업을 통일시켜 음색을 일관성 있게 가지고 나간 모습이다.

네오디뮴 마그넷을 채용한 LONG-THROW 우퍼를 채용했으며 6옴 임피던스를 갖기에 긴 청취거리에서도 토템 어쿠스틱의 전매특허인 뚜렷한 이미징과 포커싱 능력을 즐길 수 있다. 4.5인치 우퍼 두 발과 1.25인치 소프트 돔 트위터, 그리고 그 아래 3개의 패시브 우퍼로 구성되어 있으며 재생 대역은 47Hz에서 25kHz이다. 하이트 채널에는 전면 좌/우와 센터, 그리고 리어 좌/우 등 총 5개의 토템 Tribe In-Ceiling 스피커가 사용되었다.

Top 레이어:

일명 'Voice of God' 이라는 채널로 불리는 톱 레이어 채널은 하이트 채널에 사용되었던 토템 어쿠스틱의 Tribe In-Ceiling 스피커가 사용되었으며 추가로 토템 어쿠스틱의 Mask In-Ceiling 스피커를 선택했다. 단순한 유닛처럼 보이지만 인-월 무한 배플 스피커이며 트위터와 우퍼가 동일한 배플 위에 설계된 타입이다. 8인치 구경의 폴리프로필렌 우퍼와 1인치 동축 네오디뮴 돔 트위터로 구성되어 있는 Mask In-Ceiling 스피커는 91dB의 높은 능률과 6옴 임피던스로 구동이 수월한 편이다. 재생 대역은 40Hz에서 20kHz까지로 크기에 비해 상당히 넓은 대역을 커버한다.

톱 레이어를 책임지는 스피커는 원래 1개만 설치해도 되지만 Tribe In-Ceiling 1개를 머리 위 중앙에 배치하고 Mask In-Ceiling 스피커를 2개씩 묶어 모두 5개의 스피커를 사용하여 풍성한 톱 레이어를 만들어낸다.

위에서 설명한 3개의 레이어에 사용된 스피커는 모두 20개로 이들 모두를 가동시키면서 13.1채널의 완벽한 오로 3D 서라운드 시스템이 완성되었다. 그리고 이 시스템은 돌비 애트모스 포맷의 서라운드 포맷과도 호환된다. 현재 돌비 애트모스 포맷은 5.1채널에서 9.1채널까지의 2D 서라운드 시스템에 서라운드 스피커를 2개 혹은 4개까지 천정에 추가하는 방식이다. 이 때는 오로 3D 포맷을 기반으로 설치된 스피커 시스템에서 톱 레이어를 책임지는 스피커는 OFF 시키고 하이트 프런트 좌/우 스피커와 하이트 리어 좌/우 스피커를 사용한다.

 

3D 서라운드 포맷 음향 테스트

위에서도 언급했듯이 시어터랩의 서라운드 스피커 시스템은 오로 3D 포맷에 최적화시킨 상태이지만 돌비 애트모스에도 대응할 수 있는 시스템으로 구축했다. 그래서 오로 3D와 돌비 애트모스의 각 포맷별로 시연해 볼 수 있었다.

공간을 가득 채우는 음장감이 특징 - 오로 3D

오로 3D의 데모 디스크에는 영화, 음악, 앰비언스, 숍 루프, 테스트 시그널 등등 여러 카테고리 아래에 여러 영상들이 담겨 있다. 그리고 이 샘플 영상들을 보면 기존의 2D와는 완전히 새로운 3D 서라운드의 세계로 빠져들게 된다.

앰비언스 카테고리에서 9.1채널로 믹스다운된 'Passing Tractor' 샘플을 재생하면 조용한 숲 이미지가 펼쳐지고 부엉이 우는 소리가 나무 위에서 들려온다. 아주 적막한 숲 속에서 갑자기 나무 저 위에서 들려오는 부엉이 소리는 기존 2D 서라운드에서는 제대로 느끼기 어려운 부분이다. 하지만 더욱 충격적인 건 그 다음에 일어난다. 왼쪽 후방에서부터 서서히 트랙터가 달려오더니 청취자 어깨 바로 옆으로 지나가는 트랙터의 높이가 느껴진다. 상당히 높은 곳에서 덮쳐 오는 듯한 느낌에 흠칫 놀라게 된다.

테스트 샘플 중 'Fireworks'는 불꽃놀이 장면을 화면 전체에 꽉 차게 담아내고 있다. 폭죽이 땅에서 발사되어 화면의 중앙 또는 화면 맨 위에서 터지는 등 폭죽마다 터지는 위치가 다른데 그러한 위치를 폭죽이 터지는 사운드에서 느낄 수 있다. 화면에서 보여지는 대상의 위치가 음향과 완전히 동기화되는 것이 얼마나 리얼리티를 살려내는지 확인할 수 있다. 특히 기존 2D 시스템에서는 체감하기 어려웠던 수직상의 입체감은 굉장했다.

이 외에도 샘플 영상 중 Wolfgang Sieber가 연주한 바흐의 Toccata에서는 교회 천정 저 높은 곳에서 온 하늘을 뒤덮고 바닥으로 뿌려지는 파이프 오르간의 장대한 스케일과 함께 하이트와 톱 레이어의 위력을 느끼기에 충분했다. 돌고래가 물속에서 이동하며 청취자의 머리 위로 솟구치다가 다시 내려오는 장면 등에서도 마치 돌고래와 같은 공간에 있는 듯한 착각을 불러일으켰다. 이 외에 11.1채널의 등은 채널 수가 많아질 수록 화면상의 물체나 주인공 등의 움직임에 따른 사운드의 입체감이 더욱 섬세해졌고 위치감도 뚜렷해졌다.

※ 사용장비

- 데이터샛 RS20i 프로세서
- 데이터샛 RA2400 파워앰프
- 크렐 Illusion 2 프리앰프
- 크렐 Duo 175 파워앰프
- 크렐 Chorus 5200 파워앰프
- 크렐 Chorus 7200 파워앰프
- 오포 BDP-105D 유니버설 플레이어

오브젝트 기반으로 소리의 이동 효과가 탁월 – 돌비 애트모스

돌비 애트모스 데모 디스크에는 'Retail Loop', 'In The Home', 'Amaze Trailer', 'Leaf Trailer', 'F1 Racing' 등 여러 항목의 테스트 영상이 수록되어 있다. 샘플러는 직관적이며 간단하게 잘 만들어져 있고 상단에 'ATMOS in Dolby True HD' 또는 'ATMOS in Dolby Digtal Plus' 중 선택할 수 있는 항목이 있다.

천장에 설치된 스피커 중 돌비 애트모스 포맷에 사용되는 스피커는 모두 4개, 즉 오로 3D에서 사용했던 스피커 중 프런트 하이트 좌/우 채널과 리어 하이트 좌/우 채널의 스피커를 사용하여 돌비 애트모스의 3D 서라운드 포맷의 장점을 충분히 체감할 수 있다. 예를 들어 사운드가 천정의 리어 우측 스피커에서 좌측 전면 프런트 쪽으로 이동하는 모습. 새가 날아다니는 위치가 좌/우, 전/후뿐만 아니라 위/아래 위치까지 수직상의 위치가 생생하게 포착된다. 산만할 수 있을 것이라는 예상은 기우였다!

하늘에서 떨어지는 비 소리도 수직으로 떨어지는 느낌이 리얼하다. 천정에서 바닥을 향해 하강하는 빗방울은 영상과 음향이 완벽하게 동기화되면서 마치 영상 속에 들어가 있는 듯한 착각을 만든다. 수직 채널이 총 4개의 천정 스피커에 의해 표현될 뿐이라고 생각하면 오산이다.

예를 들어 F1 레이싱 영상에서도 마치 현장에 있는 듯한 느낌을 준다. 좌측 하이트 채널에서 리어 서라운드 스피커를 지나 우측 리어, 프런트로 돌아나가는 레이싱 카의 위치가 그대로 전해지며 사운드가 전방위로 여러 각도를 가리지 않고 자유자재로 움직인다. 화면을 보지 않고 눈을 감고 있어도 화면상 레이싱 카의 움직임이 그려질 정도다.

※ 사용장비

- 데논 AVR-X4100W
- 크렐 Duo 175 파워앰프
- 크렐 Chorus 5200 파워앰프
- 크렐 Chorus 7200 파워앰프
- 오포 BDP-105D 유니버설 플레이어

Part I 에서는 3D 서라운드 포맷의 출현 배경과 함께 현재 양대 포맷으로 떠오른 오로 3D 와 애트모스 각 포맷의 특징을 알아보았다. 그리고 이번 Part II 에서는 이러한 포맷을 과연 우리의 실재 감상 환경에서 어떻게 구현할 수 있는지에 대해 알아보았다.

오로 3D 와 돌비 애트모스 둘 다 각각 뚜렷한 기술적 이론과 주장을 가지고 만들어진 것이기에 구현 방법은 다르지만 3D 서라운드 포맷을 이끌어갈만한 자격이 충분한 포맷이다. 더불어 더 다양한 가격대의 대중적인 리시버 제품들의 출시와 함께 편리한 인스톨 서비스가 제공된다면 더할 나위 없을 것이다.

다음 Part III 에서는 이미 수년 전부터 상용화되어 국내에서도 일부 영화관에서 서비스 중인 3D 서라운드의 극장 셋업 시스템을 담아낼 예정이다.