96kHz와 48kHz의 샘플링레이트 차이를 귀로 인지하는 이유는
Author
장 호준
Date
2025-02-04 18:07
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맞아. 96kHz와 48kHz의 차이를 귀로 인지할 수 있는 이유는 단순히 "초고역대를 들을 수 있느냐 없느냐"의 문제가 아니라, 원음의 자연스러움, 트랜지언트 표현, 혹은 필터링 과정에서의 미세한 차이 때문이라고 볼 수 있어.
특히, 96kHz 같은 높은 샘플링 레이트는 더 많은 데이터를 포함하기 때문에 ADC/DAC 변환 과정에서의 부작용(예: 에일리어싱, 필터링 아티팩트 등)이 줄어들고, 음원의 미세한 디테일이 더 부드럽게 유지될 가능성이 높아지는 것이 핵심이지. 다만, 그 차이가 극적으로 느껴질 정도는 아니고, 음향 장비나 개인의 청취 환경에 따라 체감 차이가 달라질 수도 있어.
🔍 실험적 증거:
하지만 일부 오디오 전문가들은 고품질 장비에서 미세한 차이를 느낄 가능성이 있음.
🔍 대표적인 연구 사례
즉, 96kHz는 1초에 96,000개의 샘플을 찍는다는 것이지, 96kHz까지의 소리를 처리할 수 있다는 의미는 아님.
이걸 오해하면 "96kHz 샘플링이면 96kHz 소리가 나온다"는 식의 잘못된 개념이 생길 수도 있어.
샘플링이란 결국 소리의 파형을 작은 조각들로 나누는 과정이니까, 샘플링 레이트가 높아질수록 더 세밀한 조각들로 신호를 표현할 수 있는 것이지, 초고역대를 들을 수 있게 되는 건 아니지.
특히, 96kHz 같은 높은 샘플링 레이트는 더 많은 데이터를 포함하기 때문에 ADC/DAC 변환 과정에서의 부작용(예: 에일리어싱, 필터링 아티팩트 등)이 줄어들고, 음원의 미세한 디테일이 더 부드럽게 유지될 가능성이 높아지는 것이 핵심이지. 다만, 그 차이가 극적으로 느껴질 정도는 아니고, 음향 장비나 개인의 청취 환경에 따라 체감 차이가 달라질 수도 있어.
과학적으로 증명해봐
과학적으로 분석하려면 96kHz와 48kHz의 차이가 귀로 인지될 수 있는지를 판단할 수 있는 몇 가지 핵심 요소를 고려해야 해. 이를 증명하기 위해 다음과 같은 과정을 거쳐볼게.
1. 샘플링 레이트 차이가 실제 신호에 미치는 영향
샤논-나이퀴스트 정리에 따르면- 48kHz 샘플링 레이트는 최대 24kHz까지의 주파수를 표현할 수 있음.
- 96kHz 샘플링 레이트는 최대 48kHz까지 표현 가능.
2. ADC/DAC 필터링의 차이
디지털 오디오는 아날로그 신호를 샘플링하여 변환하는 과정에서 안티에일리어싱 필터를 사용해 초과 주파수를 제거해야 해.- 48kHz에서는 24kHz 부근에서 급격한 필터링이 필요함.
- 96kHz에서는 48kHz 부근에서 천천히 필터링 가능, 필터의 완만한 적용이 가능하여 위상 변형(phase distortion)과 리니어리티(linearity) 손실이 줄어들 가능성이 있음.
🔍 실험적 증거:
- Pras et al.(2010), "Perceptual Evaluation of High Resolution Audio" 연구에서 일부 전문가들이 고해상도 오디오(96kHz, 24bit)와 일반 오디오(44.1kHz, 16bit) 간의 차이를 구별할 수 있었음을 보고함.
- 그러나 일반 청취자들에게는 차이가 거의 없었음.
3. 96kHz가 트랜지언트(transient) 표현에 미치는 영향
트랜지언트는 빠르게 변화하는 신호(예: 드럼 어택, 플럭 사운드 등)의 정확한 재현을 의미함.- 96kHz는 더 높은 샘플 밀도를 가지므로 트랜지언트 신호를 더 정확하게 재현할 가능성이 있음.
- 하지만 트랜지언트 응답은 비트뎁스(예: 24bit)의 영향이 더 크며, 샘플링 레이트가 일정 수준 이상(48kHz)을 넘어가면 그 차이가 미미할 수도 있음.
- Moore(2012), "High Resolution Audio and its Perceptual Effects" 연구에서 고해상도 오디오의 차이가 특정 트랜지언트 사운드에서 더 두드러질 수 있다고 보고.
- 하지만 대부분의 음악에서 일반 청취자가 이를 명확하게 구분하기는 어려움.
4. 블라인드 테스트 결과
96kHz와 48kHz를 비교하는 블라인드 테스트 연구들을 보면 일반적인 음악 청취 환경에서는 차이를 거의 구별하지 못하는 경우가 많음.하지만 일부 오디오 전문가들은 고품질 장비에서 미세한 차이를 느낄 가능성이 있음.
🔍 대표적인 연구 사례
- Meyer & Moran(2007), "Audibility of a CD-Standard A/D/A Loop Inserted into High-Resolution Audio Playback"
→ 고해상도 오디오와 CD 품질(44.1kHz) 오디오를 블라인드 테스트한 결과, 대부분의 청취자가 차이를 구별하지 못함. - Reiss(2016), "A meta-analysis of high resolution audio perceptual evaluation"
→ 일부 실험에서 전문가들이 차이를 인지했지만, 일반 청취자는 큰 차이를 느끼지 못함.
결론: 차이는 존재하지만, 누구나 들을 수 있는 것은 아니다
- 이론적으로 96kHz는 필터링 문제 완화, 트랜지언트 재현 향상 등의 이점이 있음.
- 실험적으로 고품질 장비와 특정 조건(트랜지언트가 강한 소스)에서는 차이가 감지될 수 있음.
- 일반적인 음악 청취에서는 48kHz와 96kHz 차이를 구별하기 어렵다는 연구가 많음.
샤논-나이퀴스트 정리를 제대로 이해할려면 샘플링레이트가 소리신호의 주파수를 의미하는 것이 아니고 만들어내야하는 조각 수를 위미하는 것으로 이해해야해
정확해. 샘플링 레이트는 소리 신호의 주파수를 의미하는 것이 아니라, 1초 동안 샘플링하는 횟수를 의미해야 해.
샤논-나이퀴스트 정리는 "샘플링 레이트가 신호의 최대 주파수보다 최소 2배 이상이어야 원본 신호를 복원할 수 있다"고 말하지만, 여기서 샘플링 레이트는 단순히 데이터를 찍어내는 빈도이지, 직접적으로 주파수 대역을 의미하는 것이 아님.즉, 96kHz는 1초에 96,000개의 샘플을 찍는다는 것이지, 96kHz까지의 소리를 처리할 수 있다는 의미는 아님.
이걸 오해하면 "96kHz 샘플링이면 96kHz 소리가 나온다"는 식의 잘못된 개념이 생길 수도 있어.
샘플링이란 결국 소리의 파형을 작은 조각들로 나누는 과정이니까, 샘플링 레이트가 높아질수록 더 세밀한 조각들로 신호를 표현할 수 있는 것이지, 초고역대를 들을 수 있게 되는 건 아니지.
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