비트크루셔
Bitcrusher |
비트크러셔(Bitcrusher)는 디지털 오디오 데이터의 해상도나 대역폭을 줄여 왜곡을 일으키는 오디오 효과다.그 결과로 발생하는 정량화 소음은 감소량에 따라 "따뜻한" 소리 인상 또는 가혹한 인상을 초래할 수 있다.
방법들
일반적인 비트크러셔는 오디오 충실도를 낮추기 위해 샘플링 속도 감소와 분해능 감소라는 두 가지 방법을 사용한다.
샘플율감소
디지털 오디오는 빠르게 변화하는 오디오 파형의 진폭을 인코딩하는 일련의 숫자 샘플로 구성되어 있다.상당한 지속시간의 광대역 파형을 정확하게 나타내려면 디지털 오디오는 높은 샘플링 속도로 다수의 샘플을 필요로 한다.속도가 높을수록 파형의 정확도가 높아진다. 속도가 낮을수록 소스 아날로그 신호는 신호의 최대 주파수 성분을 제한하기 위해 저역 통과로 필터링되어야 한다. 그렇지 않으면 신호의 고주파 성분이 별칭으로 지정된다.특히 샘플링 주파수(샘플링 속도)는 신호의 최대 주파수 성분의 최소 2배 이상이어야 한다. 샘플링 주파수의 1/2인 이 최대 신호 주파수를 나이키스트 한계라고 한다.
샘플링 이론은 샘플링 속도가 디지털로 표현되는 파형의 "매끄러움"에 영향을 미친다는 것이 일반적인 오해지만, 이는 사실이 아니다; 샘플링 이론은 샘플링 속도(즉 나이키스트 한계치)에 의해 지원되는 최대 신호 주파수까지 디지털(분산) 신호가 정확히 아날로그(연속파) 소스를 나타낸다는 것을 보장한다.개별 표본의 한정된 정밀도에서 발생하는 정량화 소음이 왜곡된 경우는 제외한다.원래의 신호는 이상적인 저역 통과 필터를 통해 저역 통과 이산 신호를 우회하는 것만으로 정확하게 재구성할 수 있다(완벽한 수직 컷오프 프로필 포함).그러나 이상적인 필터는 제작이 불가능하므로, 패스밴드와 스톱밴드 사이의 점진적인 전환이 수반되는 실제 필터를 사용해야 하며, 그 결과 주어진 샘플링 속도에 대해 나이키스트 한계치까지 모든 주파수를 정확하게 기록할 수 없다.해결책은 샘플링과 연속파 재구성에 모두 사용되는 필터의 전환대역을 수용하는 양만큼 샘플링 속도를 높이는 것이다. 예를 들어 콤팩트 디스크는 샘플링 속도를 위한 Nyquist 한계가 22.05임에도 불구하고 샘플링 속도를 44.1kHz의 샘플링 속도를 사용하여 20kHz를 거의 초과하지 않는 오디오를 녹음하는 것이다.kHz. 또 다른 고려사항은 완벽한 재구성을 위해 샘플을 최소 지속시간의 이상적인 임펄스로 렌더링해야 하지만 모든 실제 하드웨어는 샘플에 대해 직사각형 펄스를 생성한다. 일부 저품질 디지털-아날로그 변환 장치는 기본적으로 샘플을 직사각형 펄스로 출력하는 단계파 변환을 사용한다.샘플링 기간과 동일한 지속시간을 가지는 것.이 경우에도 샘플링 속도가 증가하면 결과적으로 왜곡되는 것을 줄이고 보상할 수 있다.그렇더라도 동기부여와 관계없이 샘플링 주파수에 추가되는 여백이 재구성된 파형을 더 부드럽게 만드는 것이 아니라 변환 대역의 주파수를 더 낮은 주파수로 앨리어싱하는 것을 막을 뿐이며 이는 신호를 비선형적으로 왜곡시킬 수 있다는 것은 아무리 강조해도 지나치지 않다.
오늘날 DOW는 일반적으로 44.1kHz 이상의 샘플링 속도를 사용한다.초기 디지털 기어는 저장된 오디오의 메모리를 보존하기 위해 훨씬 더 낮은 샘플링 속도를 사용했다.예를 들어 1979년의 말하기 & 철자는 8 kHz 샘플링 속도를 사용했다.
샘플링 속도 감소(다운샘플링이라고도 함)는 의도적으로 샘플링 속도를 줄여 오디오 품질을 떨어뜨린다.샘플링 속도가 감소함에 따라 고주파수가 앨리어싱되거나 디지털 신호가 먼저 로우패스 필터링되면 손실된다.원시 단계파 DAC를 사용하거나, DAC 필터 차단 주파수를 샘플링 속도로 추적하도록 조정할 수 없는 대신 최대 지원 샘플링 속도에 대해 나이키스트 주파수의 절반으로 고정하는 경우, 파형도 더 "코레이싱" 사운드가 된다.극도로 감소하면 파형은 심하게 앨리어싱되고 제대로 조정되지 않은 디지털-아날로그 변환으로 인한 비선형 왜곡의 결과로 금속성 사운딩이 된다.(이러한 모든 효과는 다운샘플링되기 전에 신호가 저역 통과로 필터링되고 재생을 위한 DAC 파라미터가 감소된 샘플링 속도에 적합할 경우, 파형이 전화기, 명확한 수신을 가진 AM 라디오 또는 느린 테이프 속도의 자기 테이프 레코더와 같이 대역제한적으로 울리면 방지할 수 있다는 점에 유의하십시오.
해상도감소
디지털 오디오의 샘플은 디지털 메모리에 저장된 정수 또는 부동 소수점 숫자로 기록된다.이 숫자들은 일련의 On/Off 메모리 비트를 사용하여 인코딩된다.비트 수가 클수록 샘플이 샘플링된 오디오 파형의 순간 볼륨 레벨을 더 정확하게 인코딩한다.오늘날 DOW는 연속적인 레이어 처리와 혼합에 더 적합하기 때문에 일반적으로 32비트 부동 소수점 숫자를 사용하지만, 최종 마스터 출력물은 대개 16비트 또는 24비트 정수 표본으로 구성된다.초기 디지털 오디오 기어와 비디오 게임은 8비트 정수 샘플 이하를 사용했다.롤랜드의 클래식한 TR-909 드럼 기계는 6비트 정수 표본을 사용했다.각 샘플에 사용되는 비트의 수는 디지털 신호의 신호 대 잡음 비와 동적 범위에 직접 영향을 미치며, 특히 저역-통과-필터링 백색 노이즈와 유사한 정량화 노이즈라는 종류의 노이즈의 진폭을 결정하게 된다.
분해능 감소는 의도적으로 오디오 샘플에 사용되는 비트 수를 감소시킨다.비트 깊이가 내려가면 파형이 노이즈가 심해지고 미묘한 볼륨 편차가 없어져 로우엔드에서 동적 범위가 줄어든다.극단적인 비트 감소에서는 파형이 많은 하위 피크가 0 진폭으로 평평해지며, 파형이 간섭 없이 낮은 값에서 높은 값과 다시 높은 값으로 갑자기 점프를 하여 클릭과 버즈(사각파)로 감소한다.
주 컨트롤
비트 크러셔 효과는 일반적으로 다음 두 가지 이상의 컨트롤을 가진다.하나는 샘플링 속도를 줄이고 다른 하나는 분해능을 줄인다.
분해능 감소를 위한 노브 또는 슬라이더(예: "비트 깊이", "깊이" 또는 "비트")는 보통 32비트에서 1비트로 조정된다.
David Robinson과 Nick Currie의 LossyWAV 소프트웨어는 청각 왜곡 없이 PCM 파형의 각 세그먼트를 나타내는 최소 비트 깊이를 계산한다.오디오 압축에서 비트 전송률을 낮추기 위한 전처리로 의도되었지만, 품질 설정을 낮게 누르면 비트 크러쉬 왜곡이 발생한다.[1]
샘플링 속도 감소 제어(예:"다운샘플링" 또는 "평균화")는 새로운 샘플링 속도에 대해 Hz로 표시되거나 감소 계수로 표시되기도 한다.샘플링 속도 감소는 새로운 샘플을 만들기 위해 함께 평균화할 연속 샘플 수로 대신 표시되기도 한다.값이 20이면 샘플링 속도가 원래 속도의 20분의 1로 감소한다.
예
|
- 언더그라운드 힙합 아티스트 이솝록은 그의 노래에 이 효과를 섬세하게 사용한다.
- 앨범 Discovery의 Daft Punk의 "Short Circuit"은 2시 12분에 시작한다.
- 2000년 다프트 펑크 싱글 "One More Time"은 멜로디에 비트크러쉬 효과를 사용한다.
- 비트크러셔에 의해 왜곡된 사운드의 예는 독일 밴드 The Notwist의 앨범 "Scred"에 수록된 "Chemicals"의 소개에 있다.
- 예를 들어 롤랜드 TR-909 드럼 기계에 사용되는 샘플은 해상도가 6비트여서 비슷한 소리를 낸다.
- 음악 장르인 하드스타일에서 비트크러싱은 많은 트랙에서 필수적인 효과가 되었다.
- 전자음악 장르인 더브스텝/드럼스텝의 하드 버전에서는 최근 몇 년간 비트크러셔인 '야야 야'와 '요이 요이' 효과가 장르 특유의 '바스웨블'보다 더 많이 사용되면서 인기를 끌고 있다.
- 매드립의 분신인 콰시모토의 노래 샘플에 자주 사용된다.[LAX to JFK, 우주비행사, 랍캣츠 3부 블리츠 등]
