다이내믹을컨트롤하다 [The Way to Control the Dynamic]

1. 서론

컴프레서는 오디오 다이내믹 계열 이펙터 중의 하나로 입문자, 종사자에겐 여전히 다루기 어려운 기기이다. 컴프레서라는 이름에서 이를 직역한 압축기라는 개념이 무엇을 압축하는지에 대한 혼란으로 기인하여 오디오 기기에 대한 접근과 이해를 더욱 어렵게 하는지도 모른다.

이번 글은 컴프레서에 대한 개론 수준에서 조금 더 직관적으로 이해를 돕기 위해 시각적인 파형의 변화를 예시로 컴프레서의 작동 원리에 관해 설명하였다. 또한, 컴프레서의 기능 중 음색 변조에 대해서는 적용 전과 후의 엔벨로프(ADSR) 변화를 비교 설명함으로써 시간 축에 대해 미시적인 변화의 이해를 돕고자 하였다.

시간 축과 SPL 축의 변화 뿐만 아니라 주파수 대역에 따른 새로운 파라미터의 변화로 믹싱에 응용력과 폭을 넓힐 수 있는 사이드 체인 기법에 관해서도 설명하였다. 이외에도 입력 신호에 대한 감지 소자에 따라 컴프레서의 작동 방식도 다루어 컴프레서의 활용 범위를 넓힐 수 있게 하였다.

2.  컴프레서 개론

1) 컴프레서

오디오 컴프레서(Compressor)는 다이내믹 계열 이펙터로 입력 신호의 레벨을 조절하여 출력하는 기기이다. 자동 음량 조절기로써 오디오 신호 레벨의 편차를 줄여준다. 즉, 컴프레서의 뜻은 오디오 신호의 다이내믹 레인지를 비율에 맞춰 줄여준다는 의미이다.

그림 1. 디아내믹 레인지 변화

컴프레서를 사용하는 목적은 크게 두 가지가 있다. 첫째는 신호 레벨의 편차를 줄여 고른 음압으로 신호 전송의 안정성을 줄 수 있으며, 둘째는 시간에 따른 신호의 엔벨로프(Envelop)를 변화시켜 원하는 음색으로 만들 수 있다.

그림 2. 컴프레서에 의한 오디오의 레벨 편차 변화
그림 3. 컴프레서에 의한 오디오의 엔벨로프 변화
그림 4. 컴프레서 그래프
그림 5. AVID Dyn3 Compressor
그림 6. SSL Native의 BUS Compressor 2

그림 4는 입력 신호의 크기에 대한 출력 신호의 크기를 나타내는 그래프이다. 입력되는 신호가 컴프레서의 트레숄드 레벨에 도달하면 컴프레서가 동작하기 시작한다. 1:1의 비율이면 컴프레서를 사용하는 의미가 없을 정도로 변화가 없다. 1:2, 1:3은 트레숄드 레벨을 넘어서는 신호에 대해 1/2, 1/3의 레벨로 줄여준다. 이때 어느 정도의 비율로 줄일 것인지, 얼마나 빨리 줄일 것인지, 얼마나 빨리 복원할 것인지, 그리고 급격하게 줄일 것인지, 완만하게 줄인 것인지, 줄인 만큼 전체 레벨을 얼마나 올릴 것인지는 컴프레서의 각종 파라미터로 조절할 수 있다.

  • Threshold Level (dB)

문턱이라는 뜻으로 압축을 시작하는 레벨이다. 신호가 이 기준에 도달하지 못하면 컴프레서는 동작하지 않는다.

그림 7. 트레숄드 동작 레벨의 예시

※ 왼쪽과 같이 -19dB의 레벨로 트레숄드가 걸려 있으면 –10dB의 음원은 컴프레서가 작동을 하며 –20dB의 음원은 작동하지 않는다.

트레숄드 레벨은 컴프레서의 사용에 매우 중요하다. 트레숄드 레벨 이상은 컴프레서가 압축하여 다이내믹 레인지도 줄어들고 음색도 달라지므로 레벨 편차가 큰 음원일수록 트레숄드 레벨 지점을 경계로 그 효과에 차이가 생기게 된다. 미국의 믹싱 엔지니어인 토니 마세라티(Tony Maserati)는 다이내믹의 차이가 큰 보컬 트랙의 경우 verse와 chorus를 두 개의 악기처럼 분리하여 각각 프로세스를 한다.

그림 8. verse와 chorus 레벨 차이가 큰 경우 믹싱 방법 예시

위의 보컬 트랙 예시처럼 verse와 chorus의 레벨 차이가 큰 경우 chorus를 기준으로 컴프레서의 트레숄드 레벨을 설정하면 verse는 그 레벨에 도달하지 못해 효과를 볼 수 없다. 이 경우 다이내믹 레인지의 균일함 정도와 음색에 차이가 생기게 된다. 이때 그림 8의 1-1과 1-2처럼 트랙을 분리하고 verse는 9dB을 보상하여 충분한 레벨이 되도록 Trim을 조절한 후 각각 컴프레서를 적용하면 효과를 높일 수 있다. 그림 8의 1-1의 트림으로 보상한 후 컴프레서를 적용하는 것과 컴프레서를 적용한 후 이후에 메이크업 게인으로 보상하는 것은 효과가 다르다.

  • Ratio

트레숄드 레벨을 넘어서는 신호에 대한 압축 비율이다. 대체로 1:10의 비율 이상이면 리미터로 간주한다. 레이시오가 1:1이면 신호의 레벨이 트레숄드 레벨을 넘어서서 컴프레서가 작동해도 효과가 없다.

ratio 1:1 – 트레숄드 레벨 이상이 10dB라면 10dB 그대로 출력된다.
ratio 1:2 – 트레숄드 레벨 이상이 10dB라면 5dB로 감쇄되어 출력된다.
ratio 1:5 – 트레숄드 레벨 이상이 10dB라면 2dB로 감쇄되어 출력된다.

  • Attack Time (us, ms)

트레숄드 레벨 이상의 신호를 얼마나 빠르게 줄일 것인지에 대한 시간이다.

아래는 각각 어택 타임 0.1ms, 10ms, 30ms를 적용한 예시이다.

그림 9. 어택 타임에 따른 컴프레서 작동
  • Release Time (ms)

컴프레서가 동작한 이후 신호가 트레숄드 레벨 이하로 내려올 때 압축한 레벨을 얼마나 빠르게 회복시킬지에 대한 시간이다. 아래 이미지는 각각 릴리즈 타임 5ms, 30ms, 80ms를 적용한 예시이다. 즉, 신호가 트레숄드 레벨 이하에 있으면 감쇄가 풀리게 되므로 이때 내려간 레벨 페이더가 얼마나 빨리 유니티 게인으로 회복되느냐를 생각한다면 어택 타임과 릴리즈 타임에 대한 이해에 도움이 될 것이다.

그림 10. 릴리즈 타임에 따른 컴프레서 작동

※ 아래 그래프는 컴프레서의 어택 타임과 릴리즈 타임의 이해를 돕기 위한 예시이다. 트레숄드 레벨은 –19dB로 설정되어 있고 신호는 –10dB 레벨로 3초간 지속되다가 –20dB로 줄어든다. 어택 타임과 릴리즈 타임의 변화에 따라 신호가 어떻게 변하는지 알 수 있는 예시이다.

그림 11. -10dBfs, -20dBfs 오리지널 정현파
그림 12. 어택 타임 10us, 릴리즈 타임 5ms
그림 13. 어택 타임 10ms, 릴리즈 타임 30ms
그림 14. 어택 타임 30ms, 릴리즈 타임 80ms
  • Knee

트레숄드 레벨에서 압축비에 따라 변하는 정도를 나타낸다. 값이 작으면 트레숄드 레벨 지점에서 급격하게 압축되며 값이 커질수록 완만하게 압축된다. 트레숄드 레벨 지점을 전후로 음색의 변화 차이가 클 수 있으므로 이를 완만하게 조절할 수 있다.

그림 15. Knee 값에 따른 컴프레서 그래프
  • Makeup Gain

컴프레서로 출력되는 신호를 증폭한다. 트레숄드 레벨 이상의 신호가 특정 비율에 따라 감쇄되었으므로 포스트 앰프로 보상하는 용도이다. 

단, 아래의 이미지처럼 컴프레서를 적용함과 동시에 원래의 신호에서 하모닉스가 추가 발생하게 되므로 과도한 메이크업 게인은 필요 이상의 THD 왜곡을 줄 수 있다. 트랙의 게인(Gain)이나 트림(Trim)을 사용하여 컴프레서로 입력되는 신호의 레벨이 –20dBfs까지 이르도록 먼저 조절하고 컴프레서를 거친 후 레벨을 보상한다. 입력 레벨이 낮을수록 과도한 메이크업 게인으로 보상하게 되므로 하모닉스도 함께 증가하게 된다. 결과적으로 THD는 높아지고 SN비는 낮아지게 되어 음질이 나빠진다.

그림 16. -20dBfs 1kHz 정현파 오리지널
그림 17. AVID 컴프레서 적용 시 하모닉스 발생

따라서 컴프레서를 적용하기 위해서는 입력 신호가 반드시 –20dBfs까지 이르도록 충분한 레벨을 확보하여야 한다.

  • Feed Forward 방식과 Feed Backward 방식

이번에는 앞서 설명한 메이크업 게인이 언제 개입하고 언제 작동하느냐에 따라 특징이 달라진다. 크게 두 가지의 방식이 있다.

그림 18. Feed Forward 방식

피드 포워드 방식은 감쇄가 모두 끝나고 포스트 앰프인 메이크업 게인이 적용되는 방식이다. 따라서 포스트 앰프인 메이크업 게인으로 생긴 변화와 하모닉스의 증가는 감쇄에 영향을 주지 않는다. 급격한 트랜지언트의 변화에도 빠르게 작용한다.

그림 19. Feed Backward 방식

피드 백워드 방식은 포스트 앰프인 메이크업 게인을 먼저 적용하고 이것을 되돌려 받아 감쇄하는 방식이다. 이 과정으로 약간의 시간차가 생긴다. 그 때문에 급격한 트랜지언트의 변화에 대응하지 못하는 단점이 있다. 이 방식은 포스트 앰프로 생긴 변화와 하모닉스가 감쇄에 영향을 준다.

2) 컴프레서의 음색 변화

그림 20. 컴프레서 작동 시 엔벨로프

음색의 변화는 시간에 따른 소리의 엔벨로프 변화로 인지한다. 컴프레서는 ADSR을 조절할 수 있으므로 음량을 조절하는 것 뿐만 아니라 음색(Timbre)도 바꿀 수 있다. 

 어택 타임과 릴리즈 타임에 대해 직관적으로 이해하는 방법은 음향 콘솔의 볼륨 페이더의 반응 속도로 이해하면 쉬울 것이다.
어택 타임이 빠르다 -> 볼륨 페이더를 빠르게 내린다
어택 타임이 느리다 -> 볼륨 페이더를 느리게 내린다
릴리즈 타임이 빠르다 -> 볼륨 페이더를 빠르게 복원한다
릴리즈 타임이 느리다 -> 볼륨 페이더를 느리게 복원한다

Ratio 1:2,  Attack time 10us
   -> 볼륨 페이더를 트레숄드 이상의 50% 레벨 지점까지 급히 내린다.
Ratio 1:2,  Attack time 50ms
   -> 볼륨 페이더를 트레숄드 이상의 50% 레벨 지점까지 50ms 동안 내린다.
Ratio 1:2,  Release time 5ms
   -> 50% 내려진 볼륨 페이더를 원래의 유니티 게인으로 급히 복원한다.
Ratio 1:2,  Release time 100ms
   -> 50% 내려진 볼륨 페이더를 원래의 유니티 게인으로 100ms 동안 복원한다.

다음은 트레숄드 레벨, 어택 타임, 릴리즈 타임에 따른 엔벨로프의 변화를 나타낸 이미지이다. 악기에 따라, 목적에 따라 각각의 파라미터 값을 어떻게 설정하고 접근하는 것이 좋은지 보여주는 예시이다.

그림 21. 신호 레벨 이상의 트레숄드일 때의 엔벨로프

트레숄드 레벨이 신호 레벨에 이르지 않으면 컴프레서는 전혀 작동하지 않는다.

그림 22. 레이시오 1:2, 어택 타임 10us, 릴리즈 타임 5ms

레이시오 1:2이면 트레숄드 레벨 이상의 신호에 대하여 50% 음량으로 감쇄한다. 어택 타임 10us는 컴프레서의 가장 짧은 어택 타임을 말한다. 트레숄드 레벨을 넘어서면 바로 감쇄된다. 릴리즈 타임 5ms는 컴프레서의 가장 짧은 릴리즈 타임이다. 그러나 어택 타임과는 다르게 바로 복원하지 않고 5ms의 시간 동안 원래의 유니티 게인으로 복원한다. 즉, 트레숄드 레벨 아래로 내려오는 순간까지는 50%로 감쇄되었으므로 5ms 동안 유니티 게인으로 돌아가게 되며 원래의 레벨과 만나게 된다.

그림 23. 레이시오 1:2, 어택 타임 10ms, 릴리즈 타임 5ms

레이시오는 이전 엔벨로프와 동일하며 트레숄드 레벨 이상의 신호는 전체적으로 50% 감쇄가 일어난다. 어택 타임 10ms는 50% 레벨까지 10ms 동안 감쇄한다. 릴리즈 타임 5ms는 원래의 유니티 게인으로 복원하는 시간이다. 이때에도 트레숄드 레벨 이하를 감지하고 5ms의 시간이 걸리게 된다.

그림 24. 레이시오 1:2, 어택 타임 50ms, 릴리즈 타임 30ms

레이시오는 이전 엔벨로프와 동일하며 어택 타임 50ms로 인해 엔벨로프의 어택과 디케이의 중간에 이르기까지 50% 감쇄 지점까지 이르게 된다. 따라서 이전의 엔벨로프와 큰 차이가 생기게 되므로 음색이 변화가 더욱 도드라진다. 50ms 이후엔 게속 50% 감쇄가 진행되다가 트레숄드 레벨 이하로 내려오는 지점부터 30ms까지 유니티 게인으로 회복되고 이후에 원래의 레벨과 만나게 된다. 위의 4가지 엔벨로프의 예시를 통해 어택 타임과 릴리즈 타임이 엔벨로프에 어떻게 관여하고 그 결과로 음색에 어떤 차이가 생기는지 확인하였다.

  • 익스팬더와 게이트 (Expander & Gate)
그림 25. 익스팬더(왼쪽)와 게이트(오른쪽) 그래프

익스팬더와 게이트는 같은 원리로 작동한다. 컴프레서는 다이내믹 레인지를 줄여주는 방식이라면 익스팬더는 이름처럼 다이내믹 레인지를 넓혀준다. 트레숄드 이하의 작은 소리는 비율에 따라 더 줄여주고 트레숄드 이상의 큰 소리는 원래의 레벨을 유지하게 해준다. 컴프레서와 반대의 원리라고 이해하면 된다.

그림 26. 컴프레서와 익스팬더의 다이내믹 레인지 변화
그림 27. 익스팬더 트레숄드 기준 동작 예시

24dB로 되어 있는 트레숄드를 기준으로 왼쪽의 이하 레벨의 신호는 비율에 맞춰 감쇄되고 있고 오른쪽 그 이상으로 넘는 신호는 원래의 유니티 레벨로 복원되어 출력되고 있음을 나타낸다.

그림 28. 게이트 트레숄드 기준 동작 예시

이번엔 –25dB가 트레숄드로 설정되어 있는 게이트의 예시이다. 왼쪽의 이하 레벨의 신호는 차단되어 출력되지 않고 오른쪽 그 이상의 레벨에서는 정상 출력되고 있다.

  • 디에서 (Dessser)

디에서는 컴프레서를 응용하여 치찰음(sibilant)을 줄여주는 이펙터이다. 컴프레서에 이퀄라이저를 사이드 체인으로 연결하여 특정 음역대의 레벨에 따라 전체 다이내믹 레인지를 줄인다. 컴프레서는 전체 주파수에 대해 감쇄하지만 6~8kHz 대역에 주로 발생하는 치찰음, 또는 특정 주파수 대역으로 인해 전체적인 음색의 손상, 음량의 손실을 최소화하면서 안정적으로 다이내믹을 컨트롤할 수 있다.

그림 29. AVID De-esser 플러그인

어떤 음원에 7.5kHz을 기준으로 –6.1dB까지 디에싱하는 예시이다. LISTEN을 누르면 이펙터를 적용할 음역을 들려준다. 이 경우는 7.5kHz 대역을 들려준다. 이 상태에서 FREQ을 가변하면 원하는 포인트를 찾을 수 있다. HF ONLY는 특정 주파수를 기준으로 전체를 감쇄하던 상태에서 이것이 활성화되면 FREQ를 기준으로 고음역만 디에싱한다. 사이드 체인의 LPF와 같은 기능이다. 이외에도 디에서 플러그인 중에 EQ처럼 특정 주파수 대역만 감쇄하는 디에서도 있다.

3.  컴프레서의 비밀 인자 – 오디오 레벨 디텍터

컴프레서에서 직접 컨트롤할 수 있는 6대 파라미터인 Threshold, Ratio, Attack, Release, Knee, Makeup Gain과 ADSR의 변화에 대해 알아보았다. 다른 컴프레서도 명칭과 방식이 조금씩 다를 뿐 대체로 기본 원리는 비슷하다. 이번에는 작동 방식에 따라 입력 신호에 직접 관여하여 오디오에 영향을 주는 비밀 인자, 오디오 레벨 디텍터에 대해 알아본다.

그림 30. 컴프레서 회로도

컴프레서의 6대 파라미터 중 트레숄드는 오디오 입력 레벨의 감쇄 지점을 정한다. 이때 입력 신호가 트레숄드의 지점에 도달했는지 아닌지를 확인하는 감시자가 있다. 바로 레벨 디텍터이다(Level detector). 입력 신호 레벨이 트레숄드보다 높으면 신호 레벨을 줄이도록 명령한다. 이때 어느 정도의 비율로, 어느 정도의 빠르기로, 줄이고 복원할지는 6대 파라미터로 정한다.

1) PEAK Detected vs RMS Detected

디텍터는 작동 방식에 따라 크게 2가지로 나뉜다. 피크 디텍티드(Peak Detected) 방식과 알앰에스 디텍티드(RMS Detected) 방식이다. 이 두 가지의 디텍터에 따라 소리의 특성이 달라지는데 이것을 잘 파악하면 컴프레서를 이해하고 활용하는 데 큰 도움이 될 수 있다. 또, 이 방식은 음역별 에너지의 정도에 따라 작동이 되거나 감쇄의 양이 달라질 수 있는데 특히, 이퀄라이저와 컴프레서를 직렬로 연결할 때 이퀄라이저 다음에 컴프레서를 걸 것이냐, 컴프레서를 먼저 걸고 이퀄라이저를 걸 것이냐를 결정하는 매우 중요한 요소가 된다. 이퀄라이저 이후에 컴프레서를 연결하면 이퀄라이저로 다듬어진 신호가 컴프레서로 전달되므로 컴프레서의 작동에 영향을 준다. 컴프레서를 먼저 걸고 그 이후에 이퀄라이저를 걸면 컴프레서의 작동에 영향을 주지 않는다. 이 부분에 대해선 뒤에 사이드 체인 부분에서 자세히 다루도록 한다.

그림 31. 피크 디텍티드 방식

피크 디텍티드 방식은 위의 사진처럼 신호의 레벨을 그대로 인식한다. 이때부터 바로 감쇄가 작동된다. 이것은 어느 음역에서든 피크가 트레숄드에 도달하게 되면 바로 감쇄한다는 의미이다. 상대적으로 저음역보다 고음역부터 감쇄가 먼저 일어난다. 트랜지언트에 해당하는 어택과 디케이 부분이 가장 높은 피크에 해당하므로 상대적으로 중저음이 몰려 있는 서스테인과 릴리즈는 트레숄드가 트랜지언트를 지나서 그 이하로 더 내려와야 감쇄가 된다. 그래서 저음역보다 고음역이 더 많이 감쇄되고 음색이 어두워지게 된다.

⦁ 빠져나갈 피크가 없다⦁ 어둡고 답답해진다
⦁ 상대적 저음역대 통과⦁ 확실한 감쇄 효과
⦁ 상대적 고음역대 감쇄
그림 32. 알엠에스 디텍티드 방식

알앰에스 디텍티드 방식은 150ms~300ms 사이의 신호 레벨을 평균값으로 감지한다. 바로 반응하지 않고 상대적으로 감쇄가 느리게 동작하게 된다. 여기에서 150ms~300ms는 바로 청감의 반응 속도와 유사하기 때문에 알앰에스 디텍티드 방식이 피크 디텍티드 방식에 비해 청감상 감각적으로 들리게 된다. 즉각적으로 반응을 하지 않으므로 이 감지 시간보다 짧은 음원, 특히 타악기 종류는 감쇄가 잘 안 된다. 또, 트랜지언트도 감지가 되기도 전에 지나쳐버려 상대적으로 고음역이 통과된다. 평균값으로 감쇄가 일어나는 시점은 상대적으로 피크가 지나쳐 버린 이후의 일이므로 중저역대가 주로 감쇄된다. 따라서 상대적으로 고음역보다 저음역이 더 많이 감쇄되고 음색은 밝다.

⦁ 상대적으로 피크를 놓친다⦁ 밝고 자연스럽다
⦁ 상대적 고음역대 통과⦁ 둔감한 감쇄 효과
⦁ 상대적 저음역대 감쇄
그림 33. 킥과 하이햇의 엔벨로프별 음역 구분

이 차이를 대표적인 리듬 악기인 킥과 하이햇의 ADSR을 예시로 살펴보면 이해하기 쉽다.

킥의 트랜지언트에 해당하는 AD(Attack, Decay) 부분은 고음 성분이 많고 SR(Sustain, Release)은 저음 성분이 많다고 할 수 있다. 이때 피크 디텍티드 방식의 컴프레서를 사용하면 AD에 해당하는 트랜지언트부터 바로 감쇄가 되므로 고음역부터 감쇄되고 트레숄드가 저음역에 해당하는 SR에 이르지 않았다면 감쇄가 되지 않아 그대로 남게 된다. 이번엔 알앰에스 디텍티드 방식의 컴프레서를 사용하면 AD에 해당하는 트랜지언트는 150ms~300ms 내의 평균값으로 계산은 되지만 이미 지나가 버리게 되고 그 평균값은 이후 서스테인에 관여하게 되므로 고음역은 남고 저음역이 주로 감쇄된다.

그림 34. 킥의 피크 디텍티드와 알앰에스 디텍티드 엔벨로프 변화

하이햇은 그림 35의 오른쪽 엔벨로프처럼 트랜지언트가 킥보다 급격하고 서스테인이 아주 낮게 지속되는 고음역의 악기이다. 주로 SR보다 AD 쪽에 음의 에너지가 몰려 있다고 볼 수 있다. 이때 피크 디텍티드 방식을 사용하면 AD부터 감쇄가 되므로 전체적인 음량이나 음색을 컨트롤할 수 있게 된다. 반면 알앰에스 디텍티드 방식을 사용하면 AD에 대해선 계산만 하게 되고 통과가 되어 버리며 이후의 서스테인에 관여하게 되는데 그 자체가 레벨이 낮고 저음역은 거의 없으므로 감쇄의 효과가 적다.

그림 35. 하이햇의 피크 디텍티드와 알앰에스 디텍티드 엔벨로프 변화
그림 36. 40Hz와 1kHz의 정현파 그래프

오른쪽 그래프처럼 저음에 해당하는 40Hz와 고음에 해당하는 1kHz의 정현파를 각각 출력하고 알앰에스 디텍티드 방식의 컴프레서가 어떻게 동작하는지 확인해 보았다. 앞에서 피크 디텍티드와 알앰에스 디텍티드의 원리와 차이점에서 알 수 있듯이 음역에 따라 알앰에스 디텍티드 방식은 감쇄에 어느 정도 차이가 생기는지 확인해 보았다.

VCA 컴프레서 중 대표적인 API 2500 컴프레서로 각각의 정현파에 대해 테스트를 해봤다. 물론 이것은 WAVES에서 복각한 플러그인으로 오리지널 아웃보드와 똑같다고 할 수는 없다.

그림 37. 40Hz(좌)와 1kHz(우)에 대한 컴프레서 셋업

40Hz와 1kHz의 API 2500 컴프레서의 파라미터 셋업 값은 그림 37과 같이 동일하지만, 다음의 그림 38처럼 감쇄되는 레벨에 차이가 있음을 확인할 수 있다.

그림 38. 40Hz(좌)와 1kHz(우)에 대한 WAVES 컴프레서 감쇄의 차이

UAUDIO의 API 2500 컴프레서에서도 정도의 차이는 있지만 아래 그림 39를 보면 두 음역간의 감쇄에도 차이가 있음을 알 수 있다.

그림 39. 40Hz(좌)와 1kHz(우)에 대한 UA 컴프레서 감쇄의 차이

※ 참고로 모델링 플러그인이란 오리지널 아웃보드 이펙터에 대한 특성과 장점을 구현한 것이므로 반드시 똑같다고 할 수 없으며 그 차이가 품질의 차이라고도 볼 수 없다.

이것으로 알앰에스 디텍티드 방식의 컴프레서는 음역에 따라 반응하는 정도가 다름을 알 수 있다.

 2) 컴프레서의 비밀 병기 – 사이드 체인

지금까지 알아본 피크 디텍티드 방식과 알앰에스 디텍티드 방식의 단점을 극복할 방법은 무엇일까? 피크 디텍티드 방식의 경우엔 즉각적인 반응 속도가 장점이지만 음역에 따라서 원치 않는 동작이 생길 수도 있다. 중음역은 안정적이지만 고음역의 피크 변동이 심해 감쇄를 안정적으로 가져가고자 할 때 고음역만 차단하도록 할 수 있다. 이렇게 되면 원하는 중음역의 신호만 반응하도록 할 수 있다. 반대로 알앰에스 디텍티드 방식의 경우엔 피크엔 안정적이지만 불안정한 저음역이 감쇄에 관여하게 될 때 이 부분을 차단하면 그 이상의 음역으로 안정적인 컴프레싱을 할 수 있다. 이것이 주로 컴프레서마다 달린 사이드 체인의 기능이다. 

그림 40. AVID의 Protools Dyn3

  AVID의 Protools Dyn3 컴프레서 플러그인은 왼쪽 이미지와 같이 두 개의 필터 타입으로 사이드 체인 모드를 제공한다. 해당 필터의 IN을 누르면 사이드 체인으로 동작한다. 

 LF의 IN을 누르고 500Hz로 설정하면 500Hz 이상의 주파수만 디텍터로 보낸다. 500Hz이하는 컴프레서의 동작에 관여하지 않는다. 예를 들면 애시드 음악에 베이스의 그루브를 손상시키지 않으면서 컴프레싱을 하고 싶을 때 이 필터를 쓰면 베이스 음역을 건드리지 않고 감쇄할 수 있다. 필터가 아닌 옆의 벨 타입으로 설정하면 그 음역 인근을 기준으로 감쇄한다. 특정 음역대의 레벨에 맞춰 감쇄할 수 있다. HF도 LF와 기능은 같다. 열쇠 모양의 버튼은 외부 음원에 맞춰 감쇄하는 기능이다. 특히, 킥이나 스네어에 연동하여 베이스에 걸어주면 그루브가 향상된다.

그림 41. Tube-Tech의 CL 1B

사이드 체인은 자체적으로 달린 필터와 연동해서 사용하는 방법도 있지만 외부 신호의 입력에 따라 동작되도록 설정할 수 있다. 예를 들어 킥 드럼의 신호에 사이드 체인을 걸어 감쇄가 되도록 하면 킥이 나오는 타이밍에 베이스가 감쇄되면서 그루브가 좋아진다. 이외에도 EDM에서 신스에 연결하는 방법도 있고 다양하게 활용될 수 있다.

4. 레벨 디텍터에 따른 컴프레서의 분류

감지 소자와 작동 방식이 다양한 컴프레서가 있으나 지금까지 알아본 것처럼 피크 디텍티드 방식과 알앰에스 디텍티브 방식은 장단점이 대비되므로 이처럼 두 가지의 부류로 포함하여 구분하고 이해하면 유리한 점이 있다. 이와 관련해서 몇 가지 방식을 간단히 부연 설명하고자 한다.

· vari-mu – 진공관이라는 뜻으로 부드럽고 따뜻한 질감이 장점이다.  

· FET – Field Effect Transistor의 약자로 트랜지스터를 감쇠기로 사용하는 컴프레서의 방식이다. 빠른 어택과 릴리즈가 특징이다.

· VCA – Voltage Controlled Amplifier의 약자로 알앰에스 디텍티드 방식에  많이 쓰인다. 안정적이며 FET보다는 부드럽지만, 빠른 어택과 릴리즈가 장점이다.

· Opto – 옵토셀이라는 광학 소자의 특성을 이용한다. 어택과 릴리즈가 느리며 청감과 비슷한 개성이 특징이다. 

· Discrete – 가변식 입출력의 음질저하 단점을 극복하기 위해 주파수와 음량 값이 고정된 방식이다.

  • 피크 디텍티드 방식 – 빈티지, FET, Discrete
그림 42. AMEK 9098, 루퍼트 니브 디자인, Solid State, Peak Detector
(출처: AMEK)
그림 43. NEVE 3609, 루퍼트 니브 디자인, Discrete, Solid State, Peak Detector, 클래식 2254 피드백 컴프레서 회로
(출처: NEVE)
그림 44. Chandler Germanium, FET, Peak Detector
(출처: Chandler)
그림 45. UAUDIO 1176N, FET, Peak Detector, Class A 출력, 올 버튼 모드 
(출처: UAUDIO)
  • 알앰에스 디텍티드 방식 – Vari-Mu(튜브), VCA, Opto
그림 46. Fairchild 670, vari-mu, RMS Detector (출처: UAUDIO)
그림 47. API 2500, VCA, RMS Detector (출처: API)
그림 48. DBX160, VCA, RMS Detector (출처: DBX) 
그림 49. Teletronix LA-2A, Opto, RMS Detector (출처: UAUDIO)

5. 맺음말

지금까지 컴프레서의 전반적인 기능에 대해서 알아보았다. 컴프레서는 아웃보드 형태의 기기를 거치는 것만으로 특정 하모닉스의 추가로 THD가 변하여 오디오적인 질감, 착색감이 생기기도 하고 소프트 클리핑에 의한 펀치감의 향상으로 따뜻하고 단단해지는 특성을 활용하기도 한다. 이와 같이 공식과도 같은 착색 목적의 컴프레서의 사용은 다른 지면을 통해 다루기로 한다. 컴프레서의 본질적인 기능은 음량의 편차를 줄이는 것으로 본문에서 다루었던 시간 축, SPL 축, 주파수 축의 3가지 방향성에 해서 이해하고 자유롭게 다룰 수 있기를 바란다.


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