LUFS란 무엇이며, 왜 관심을 가져야 하나?

최근 LUFS 에 관심을 갖게 되며 읽은 게시물을 옮겨본다.
https://www.sweetwater.com/insync/what-is-lufs-and-why-should-i-care/

 

음악 산업의 "loudness wars"(음량전쟁)은 모두가 가능 한 "가장 크게" 녹음하려는 경쟁으로, 이것으로 인해 왜곡, 청취자의 피로, 그리고 다이나믹 레인지의 상실과 같은 많은 부작용을 야기 했다. 그러나 loudness wars는 우리 산업의 일부분만이 아니다. 늦은 밤 TV를 시청하다 갑자기 Honest Bob's Mostly Working Used Cars 광고가 바로 이전 프로그램보다 10배 더 크게 들리는 경우를 알고 있을 것이다. 당황하여 이웃들이 소음 불평을 제가히기 전에 리모컨을 집어던지며 볼륨을 줄이지만, 프로그램이 다시 시작되면 다시 볼륨을 올려야 한다.

 

그런데 유럽 방송 연맹(EBU, European Broadcast Union)도 우리와 마찬가지로 이러한 상황을 싫어했으므로 이에 대해 무언가 조치를 취하기로 결정했다. 그 과정에서 그들은 노래나 앨범 컬렉션을 더욱 쉽게 마스터링 할 수 있도록 만들어 주기도 했다. 그들이 한 방법은 다음과 같다.

 

A Peak Experience, on Average (평균적인 피크 경험)

오디오 레벨을 측정하는 주요한 두가지 방법이 있다. Peak 와 RMS(Root Mean Square) 이다. Peak는 오디오가 생성하는 가장 높은 레벨을 측정한다.(매우 짧은 지속 시간 동안의 피크도 포함), RMS는 평균 레벨을 수량화 한다. RMS는 우리 청각과 더 밀접한 관련이 있다. 스네어 드럼은 높은 피크 값을 가지지만, 지속적인 파워 코드 - 그 높은 평균 값 때문에 - 스네어보다 피크가 훨씬 낮아도 주관적으로 더 크게 들릴 것이다. 두 음원의 RMS 레벨이 같다면, 소리 크기 안에서 더 유사하게 들릴 것이다.

 

앨범 내에서 레벨을 맞추기 위해 일부 사람들은 모든 트랙을 최대 피크 값에 맞추는 정규화(Normalize)를 수행한다. 그러나 이는 효과가 거의 없을 때가 많다. 왜냐하면 다른 트렉보다 평균 레벨이 높은 곡은 더 크게 들릴 것이다. 다른 사람들은 RMS 값에 맞추어 정규화 하지만, 그럼에도 불구하고 0을 초과하는 피크가 발생할 수 있으므로 전체 레벨에도 주의를 기울여야 한다. 결국, 레벨을 맞추는 가장 좋은 방법은 주로 주관적이다. 한가지 기술은 모든 트랙을 최대 피크 값에 맞추어 사용 가능한 헤드룸을 활용한 다음, 가장 소리가 작게 들리는 트랙을 찾아내고 나머지 트랙의 레벨을 가능한 한 그 트랙과 일치시키는 것이다. 이는 과학적으로 정확한 방법은 아니지만 충분한 실험과 시행착오를 통해 만족스러운 균형을 찾을 수 있다.

 

LUFS

EBU R128 표준에 관한 웹상의 참고자료들은 이 표준이 어떻게 유도되었는지, 다양한 변형들, 그리고 그 뒤에 있는 세부 사항들에 대해 상세히 다루고 있다. 하지만 여기서는 실제 활용 방법에 초점을 맞추도록 한다. 기본적으로 우리는 기존의 VU 또는 피크 미터의 능력을 뛰어넘는 Loudness Meter를 사용하게 되었는데, 이는 Loudness Units라는 사양을 기반으로 한다. LUFS는 Loudness Unit Full Scale의 약어로, Loudness Units을 전체스케일(시스템이 다룰 수 있는 최대 레벨)로 변환한 것을 의마한다. Steinberg Cubase, PreSonus Studio One Professional, MagixSamplitude, iZotope Insight 등의 프로그램들은 이런 종류의 미터링을 포함하고 있다.

 

간략히 말하면, Loudness Units는 음악 조각의 지속적인 시간 동안의 평균 레벨을 분석하여 인식되는 음량을 측정하는 단위이다. 이론적으로는 두 음악 조각이 동일한 LUFS 값을 가진다면, 실제로도 그들은 같은 음량으로 들릴 것이고, 최고 레벨이나 RMS 측정 결과와는 무관하게 일관된 음량으로 들릴 것이다. 따라서, 마스터링 단계에서 트랙 간에 음량을 일관되게 조절 하려면 LUFS 측정 값을 확인하는 것이 유용하다.

 

측정값은 음수로 나타내며, -5 LUFS, -10 LUFS, -13 LUFS 등과 같이 나타내는데, 이는 전체 스케일을 기준으로 한 것이다. 값이 작은 음수값일 수록 평균 레벨이 더 높은 것이다. 그러나 이 시스템의 아름다움은 다음과 같다. Youtube와 같은 방송사는 표준 LUFS 레벨을 결정하여 사람들이 계속해서 볼륨을 조절하지 않아도 되게 할 수 있으며, 모든 오디오를 해당 LUFS레벨에 맞추기만 하면 된다. (일부 회사는 레벨을 확인하는 고유한 방법을 사용할 수 있지만, 결과는 대체로 비슷하다.) 물론 오디오를 지나치게 압축하여 -5 LUFS와 같은 갚으로 만들 수 있지만, Youtube는 이를 -13 LUFS로 조절하여 다른 모든 것과 같은 수준의 음량으로 만든다. 또는 넓은 다이나믹 레인지의 재즈트랙이 -18 LUFS로 측저되면, 이 레벨이 -13 LUFS로 높아질 것이다. 따라서 1990년의 하드코어 벨기에 테크노 트랙은 현악 사중주 녹음과 거의 같은 인식되는 음량을 가질 수 있다.

 

방송을 위해서 권장되는 표준은 -23 LUFS이다. 하지만 이는 음악을 재생하기 위해 마스터링 하는 것과 다르다. 우리는 종종 원하는 다이나믹 레인지에 얼마나 많은 영향을 미칠지 주관적으로 결정하며, 어떤 LUFS에 마스터링할지도 우리 마음대로 선택할 수 있다. 사실, 특정한 LUFS 숫자에 맞추는 것을 목표로 시작하는 것은 이상적이지 않다고 생각한다. 초반에는 LUFS에 대해 걱정하지 않고 내가 좋은 소리로 마스터링 하는 것을 선호한다. 때로는 더 높은 숫자, 때로는 더 낮은 숫자로 마스터링을 하게 되는데, 이는 소재에 따라 다르다. 그러나 "바르게 들리는" 무언가를 얻은 후에 그것이 LFUS 스케일에서 어디에 위치하는지 분석하면 다른 트랙의 레벨을 조정하여 일관성을 유지하기 쉬워진다.

 

또한 스트리밍 서비스나 CD, 다운로드로 재생될 때도 고려해야 한다. CD의 경우, 원하는 만큼 더 높은 볼륨으로 마스터링 할 수 있지만, -9 LUFS를 넘어서면 대부분의 다이나믹 레인지가 손상된것 같다. 클럽 트랙의 경우, 방송사나 Youtube와 같은 스트리밍 서비스처럼 클럽을 위한 표준 레벨은 없기 때문에, -6 LUFS와 같이 더 높은 평균 레벨로 마스터링하고 싶을 수도 있다. 그렇지만 당신의 트랙이 방송되면, 이론적으로 다른 음악과 같은 레벨로 조정이 될 것이다.

 

대략적으로 얘기하면, "록과 EDM이 만난" 음악을 -11.4 LUFS 정도로 마스터링 하고 있다. 이는 다이나믹 레인지와 배경 잡음을 넘어서 들릴 수 있는 최적의 지점처럼 보인다. -6 LUFS로 자른 곡과 비교하면(아래 그림) 내 곡은 훨씬 부드럽게 들린다. 그러나 -6 LUFS로 조정한 곡을 -11.4 LUFS로 맞추면 인식된 음량이 동일해지는데, 실제로 내 곡은 더 다이내믹스가 있어서 주관적으로 약간 더 크게 들린다.

 

LUFS를 맞추지 않으면, 낮은 파동 형태의 소리가 훨씬 크게 들린다. 그러나 LUFS를 맞추면 심지어 이렇게 다른 파동의 형태라도 같은 인식된 음량을 가지게 된다.

물론, 이 두가지 버전이 자동차 재생을 위해 사용된다면(USB나 CD), -11.4 LUFS의 버전은 더 부드럽게 들릴 것이다. 다행히도 현대 기술 덕분에 많은 자동차 오디오 시스템에는 볼륨 조절 다이얼 이라는 훌륭한 새로운 기능이 있다. 이를 통해 원하는 만큼 크거나 작게 음량을 조절할 수 있으면서도 오디오의 다이나믹 레인지를 보전할 수 있다.

 

A Practical Example(실제 예시)

최근에 공개된 "Joie de vivre" 프로젝트(11/11 공개)는 하나의 연속된 세트로 이루어져 있어서 한 곡에서 다음 곡으로 일관된 레벨을 갖는 것이 매우 중요하다. 아래는 앨범을 제작하는 데 사용하는 워크플로우이다. 이것은 마스터링이 아닌 앨범 조립에 관한 것이다. 앨범 조립을 시작하기 전에 음악은 원하는 대로 들릴 수 있어야 한다. Waves L3를 사용하여 인식된 평균 레벨을 미세하게 조절한다(이 작업에 아주 효과적이다) 이 과정에서 노래의 마스터링 자체를 하지는 않는다.

 

1. 각 트랙을 마스터 버스 압축이나 리미팅 없이 스테레오 파일로 다운믹스 한다.

2. 각 트랙을 피크 노멀라이징 하여 -1.5dB로 맞춘다(모든 트랙을 피규 정규화 하게 될테니 오디오에 대해 아무것도 모르는 바보라고 말하기 전에 계속 읽어주길) 약간의 헤드룸을 확보하면 나중에 필요한 경우 레벨을 미세하게 조절할 수 있다.

3. 각 트랙을 Studio One의 프로젝트 페이지로 가져와서 앨범을 조립한다.

4. 처리되지 않은 트랙의 LUFS를 확인한다. 이 경우 대략 -17에서 -23 LUFS 정도로 나오는데, 이는 모든 트랙이 같은 인식된 평균 레벨을 가지지 않음을 나타낸다.

5. 각 트랙에 Waves L3 Multimaximizer(아래 그림)을 삽입하여 각 트랙의 평균 레벨을 일관되게 조절 한다.

L3는 일관된 LUFS 측정을 보장하기 위해 필요한 다이나믹스 처리 양을 조절하는 데 우수한 도구이다. 이는 게인 리덕션이 많아 보일 수 있지만, 트랙들은 최대 사용 가능한 헤드룸을 모두 소모하지 않으므로 일부 감소는 단순히 처리를 피크를 줄일 수 있는 지점으로 가져오는데 사용 된다.

6. 각 트랙의 최대화 정도를 설정하여 처리된 오디오의 LUFS 측정이 -11.4가 되도록 조절한다. (다시 말하자면, 이는 특정 프로젝트에 대한 개인적인 기호이며 규칙은 아니다). Studio One의 미터링은 모든 처리 및 레벨 변경을 포함하여 처리 전과 후의 LUFS를 보여준다. 어떠한 변경을 가하면 미터링이 측정값을 업데이트 하라고 알려준다. 최대화 정도를 조정하고 업데이트하고, 조정하고 업데이트하는 식으로 진행하여 각 트랙이 -11.4 LUFS로 측정되도록 조정한다.

 

LUFS 알고리즘은 뭔가에 미터를 붙이는 것보다 훨씬 복잡하다.(예를 들어, 페이드 아웃을 측정해야 할 부분으로 포함하지 않는 등), 하지만 이 모든 계산은 백그라운드에서 이루어진다. "Joie de Vivre"의 경우, 편집된 트랙을 듣고 난 결과로 모든 트랙이 같은 인식된 평균 레벨을 가졌다. 같은 평균 레벨을 달성하기 위해 더 많은 최대화가 필요한 트랙은 필요한 만큼 얻었으며, 더 적은 최대화가 필요한 트랙은 더 적게 하였다.

 

이것은 끝난것이 아니다. 기타 연주자들에게 비유를 해보면, 기타의 Plek을 정밀하게 다듬고 너트를 컴퓨터로 제어되는 정확도로 자를 수 있는 Plek 기계가 있다 하더라도, 결과물을 검토하고 가능한 조정에 대한 판단을 내릴 수 있는 인간의 개입이 여전히 필요하다.

 

More Metering (더 많은 미터링)

Studio One Profesional의 미터링(아래 그림)은 다른 네 가지 중요한 매개변수를 보여준다. 이러한 데이터는 트랙이나 레벨, 최대화의 양에 일부 변경이 필요한지 여부에 대한 판단을 다시 해야 할 수도 있음을 나타낸다(작가의 방식을 사용한다면.)

 

LRA는 다이나믹 레인지의 측정값이다. 일반적인 범위는 5(매우 적은 다이나믹 레인지, 상업적인 음악이나 공격적인 클럽 믹스의 경우)에서 15(라이브 어쿠스틱 녹음)까지이다. 이것을 LUFS 측정값의 현실적인 판단으로 활용한다. 글쓴이의 음악 대부분은 11에서 8 사이의 다이나믹 레인지 값을 가지며, 이는 다소 제한된 다이나믹 레인지를 가지므로 음악이 약간 더 두드러지게 들린다. 그러나 하나의 곡에서 7의 값이 나왔기 때문에 조금 더 자세히 살펴봤다. 비록 주관적으로는 다른 트랙과 같은 레벨처럼 들리기는 했지만, 이 곡은 본질적으로 다이나믹 레인지가 그리 높지 않은 댄스 믹스였기 때문에 변경하지 않았다. 하지만 이런 피드백을 받는 것이 도움이 된다.

"Joie deVivre" 프로젝트의 첫 세곡에 대한 미터링 측정값을 보여준다. LUFS 측정값이 동일하며, RMS 값도 매우 유사하다. 세번째 곡은 더 낮은 LRA 측정값(더 적은 다이나막 레인지)를 가지고 있지만, 웨이브 폼 형태에서 볼 수 있듯이 실제로 첫 두 트랙보다 더 적은 다이나믹 레인지를 가지고 있다.

TP는 True Peak의 약자로, 이는 인터샘플 디스토션을 고려한다. (D/A 컨버터의 스무딩 필터를 통해 신호를 재구성할때 발생할 수 있는 왜곡 - 샘플 레벨을 측정하는 피크 미터가 왜곡을 보여주지 않더라도) 글쓴이는 왜곡을 좋아하지 않아 양 채널의 TP 측정값을 -0.1 이하로 유지하고 싶다. 몇몇 트랙만 TP 측정값이 상승했을 뿐이며(예, +1.2dB or +0.6dB), 해결방법은 트랙 레벨을 낮추고 나서 인식된 레벨을 약간 높이기 위해 최대화 양을 다시 조정 하여 전체 레벨을 보정하는 것이다.

 

RMS는 전통적인 RMS 측정값을 제공하며, 이것은 여전히 중요하다. 신호의 다이나믹을 측정하는 또 다른 방법으로, 다양한 트랙들 간의 일관성을 살펴보는 역할을 한다. 무언가가 몇 dB 이상 벗어나면, 그 차이가 의도적인 것인지 확인하기 위해 원래 트랙으로 돌아가 확인한다.

 

DC는 트랙의 DC 오프셋을 나타낸다. 일반적으로 -무한대 이지만, 때로는 약간의 오프셋이 발생할 수 있으며 큰 문제가 되지는 않는다. 만약 중요한 DC 오프셋이 있다면, 이를 알아두는 것이 중요하다. 왜냐하면 이는 트랙의 헤드룸을 망치고, 레벨을 제대로 일치시키기가 어려워 질 수 있기 때문이다. 원래 트랙으로 돌아거서 DC 오프셋을 제거하면 제한이나 최대화 작업이 더 효율적으로 작동한다.

 

Do We Need to Generate a Zillion Different Masters Now? (수많은 다른 마스터를 생성해야 하는가?)

서로 다른 플랫폼이 서로 다른 표준에 맞추고 있기 때문에 (예:YouTube -13 LUFS, iTunes -16 LUFS), 각 플랫폼별로 별도의 마스터를 만들어야 하나? 이는 당신이 결정해야 할 문제이다. 트랙의 레벨을 올리거나 내려서 목표 레벨에 맞춘다(예: 내 -11.4 LUFS 트랙들의 경우 iTunes에서 재생된다면 어떤 차이가 있을까 생각해 -16 LUFS에 맞춰 음량을 내렸다). 적어도 글쓴이의 경험상으로는, 차이를 느낄만큼 노력이 가치있지 않았다. 또한 음악을 배포할때 aggregator를 통해 릴리즈 한다면, CD, 다운로드 및 스트리밍용으로 각각 별도의 마스터를 생성해야 하므로 복잡한 문제가 될 수 있다. 가능한 최상의 음악을 만들고 원하는 다이나믹을 유지하며, 듣는 이의 귀에 도달한 후 결과는 어찌 나올지 기대해본다. 희망하건데 그들의 재생 시스템은 앞서 언급한 음량 조절 기능을 갖추고 있을 것이다.

 

Yes. This Really Is Pretty Cool..(이것은 꽤 멋지다)

순수주의자들은 우리가 주관적인 레벨 평가에 알고리즘을 이용하는 것을 불쾌하게 생각할 수 있다. 하지만 이것은 매우 효과적인 알고리즘이다. 이전에는 앨범의 레벨을 올바르게 조절하는 데 몇 시간이 걸렸지만, 이제는 약 30분이면 추가적인 미세 조정까지 포함하여 충분하다.

 

확실히 앨범 형식은 과거만큼 인기가 없을 수 있지만, 곡 모음집은 여전히 흔하며 LUFS 미터링은 일관성에 도움이 될 수 있다. 그러나 더 중요한 것은 오늘날 싱글 중심의 세계에서 LUFS가 Loudness War를 휴전시키는데 도움이 된다는 것이다. Spotify에서 최대화를 시켜도 노래를 더 크게 들리게 할 수는 없다. 왜냐하면 Spotify가 다시 내려놓을 것이기 때문이다. 그리고 다이나믹 레인지가 있는 음악을 즐긴다면, Spotify는 음악이 모든 다른 것과 같은 주관적인 레벨로 들리도록 보정해 줄 것이다. 더 많은 다이나믹 레인지와 함께.. 이것은 진보이다.