1. DSD vs. PCM 비교 DSD 는샘플링방식을기존 CD 의 PCM 방식이아닌 1-bit 방식의 PDM(Pulse-density modulation) 기반이기에샘플링레이트에대한표기법이일반 PCM 형식과는다르다. PCM 규격의경우먼저비트수가언급되고샘플링레이트가표기되

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진운 견
6 years ago
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Tech Note: PC 에서 DSD 파일을사용하기위해필요한관련기술설명 작성자 : 반오디오주식회사홍진표 작성일 : 2013.8.9 DSD 는 Direct-Stream Digital 의약자로서소니와필립스가등록상표로만든 PDM(Pulse-density modulation) 기반의사운드코딩기법이다.

1 Tech Note: PC 에서 DSD 파일을사용하기위해필요한관련기술설명 작성자 : 반오디오주식회사홍진표 작성일 : DSD 는 Direct-Stream Digital 의약자로서소니와필립스가등록상표로만든 PDM(Pulse-density modulation) 기반의사운드코딩기법이다. 이기술을사용하여제작한음반을 SACD(Super Audio Compact Disc) 라고부르며전용기기에서만재생가능한형식이었다. SACD 는차세대 CD 규격으로 DVD-Audio 규격과함께경쟁을벌였으나, 두규격모두기존 CD 의벽을넘지못하고정착하지못하였다. 메이저음반사의참여도이끌어내지못하였고재생기기의가격이높기에일부 Hi-Fi 애호가만사용할수밖에없었다. 또한음악의소비패턴이물리적인음반의구매가아닌인터넷다운로드방식으로변화되면서시대에흐름에부응하지도못하였기에상업화에는실패한것으로평가되고있다. 이런 DSD 가최근에는 SACD Ripping 방법이공개되어인터넷상에서유통되고일본의 e-onkyo 에서디지털음원을판매하면서다시주목을받고있다. 그림 : DSD 로고 Bann Audio 1

1. DSD vs. PCM 비교 DSD 는샘플링방식을기존 CD 의 PCM 방식이아닌 1-bit 방식의 PDM(Pulse-density modulation) 기반이기에샘플링레이트에대한표기법이일반 PCM 형식과는다르다. PCM 규격의경우먼저비트수가언급되고샘플링레이트가표기되는것이비해서 DSD 는 bit depth 가단지 1-bit 이므로주파수만표기된다.

2 1. DSD vs. PCM 비교 DSD 는샘플링방식을기존 CD 의 PCM 방식이아닌 1-bit 방식의 PDM(Pulse-density modulation) 기반이기에샘플링레이트에대한표기법이일반 PCM 형식과는다르다. PCM 규격의경우먼저비트수가언급되고샘플링레이트가표기되는것이비해서 DSD 는 bit depth 가단지 1-bit 이므로주파수만표기된다. 그림 : PCM vs. DSD, PCM 의경우정해진샘플시간에따라진폭을일정비트 폭 ( 그림에서는 16 비트 ) 으로계수하여기록하여재생하는방식이지만 DSD 는주파수를 높이고진폭의차이를스위치 1 비트인 On/Off 로단순하게표현하는방식이다. 출처 : Wikipedia 보통 CD 의샘플레이트의 64 배라고불리는 MHz 의 DSD 가가장일반적으로사용되며실제 SACD 제작에사용된샘플레이트이다. 여기서주의해야할것은마케팅정책상 CD 의 64 배라고홍보하는것은과장된것으로실제해상도가 64 배는아니다. 64 배라는것에 bit depth 가빠져있으므로 CD 에대응한다면여기서 16 을나누어야한다. 그렇기에산술적으로만보아도 CD 의 4 배해상도일뿐이다. 또한 DSD 시그널은미리 7 차 Bann Audio 2

3 Delta-Sigma modulation 을처리해놓은것으로기술적인해상도의한계가존재한다. 소니의공식발표자료를보면 MHz 의 DSD 파일은 Dynamic Range 가 120dB 이므로실제로는 PCM 20bit 에해당하는것이며, 재생주파수범위가 20Hz~50Hz 이므로샘플레이트로보아 96kHz PCM 에대응한다. 이렇게보면 MHz 의 DSD 음원은 24bit 96kHz PCM 파일보다음질적으로뒤떨어진다. DSD 의실질샘플레이트가낮아최신 24bit 192kHz 의 PCM 규격과경쟁할수없기에, DSD 의샘플링레이트를 2 배늘려 5.6MHz 를사용하기도한다. 이것을 Double-rate DSD 또는 DSD128 이라고부른다. 이외에도 4 배늘린 Quad-rate DSD 가있으나일반음원으로발매된적은없는것으로알고있다. 여러가지샘플레이트를가진 DSD 파일이있기에원래 SACD 에수록된해상도의음원을 DSD64 라고부르고 Double-rate DSD 를 DSD128, Quad-rate DSD 를 DSD512 로구분한다. DSD64(Normal DSD) SACD 에담긴형식으로 MHz 샘플링레이트음원 DSD128(Double-rate DSD) - 5.6MHz 샘플링레이트음원 DSD256(Quad-rate DSD) 11.3MHz 샘플링레이트음원, 거의사용되지않는다 Bann Audio 3

4 2. DSD 관련논란들 2-1. 기술적논란 오디오평론가들은물론학계전문가들도 DSD 에대해서로다른시각을가지고있다. DSD 옹호론과무용론이존재한다. 소니는아날로그시그널을디지털로변환하는 A/D 컨버터에서부터 1bit 로처리하여중간변환과정없이최종재생장치인 1bit 방식의 DAC 을통해소리를재생하면기존 PCM 방식의단점인양자화오류와디지털필터사용으로인한아티팩트 (Artifact) 를최소화할수있기에소리가더좋다고주장하고있다. 이주장이완전히틀린것은아니다. 그러나거의모든음반들이거의예외없이편집과정을거치게되는것을생각해본다면문제가있다. DSD 를 PCM 변환없이 EQ 나 Channel Mixing 하는프로그램을제작하는것은극단적으로어렵고, 편집에가장많이사용하는 Pro Tool 소프트웨어가이를지원하지않기에 DSD 신호를 PCM 으로변환하여야만편집이가능하다. 발매된 SACD 중녹음에서재생까지완전히 delta-sigma 방식을유지하는극히소수의 direct cutting 음반 ( 필자는한번도보지못했다 ) 을제외하고는모두 DSD( 녹음 ) PCM( 편집 ) DSD( 마스터링 ) 의과정을거치게된다. 그리고최근발매된거의모든 Delta-Sigma DAC Chip 들은모두 1-bit 가아닌 Multi-bit Delta- Sigma 기술을사용해서제조되고있다. 음질에가장큰영향을미치는상위 6-bit 를 R2R 방식으로만들고나머지모자라는해상도를 Delta-Sigma 프로세싱을통해보완하는기술이 사용된다. 그렇기에 Multi-bit Delta-Sigma DAC Chip 에서조차 DSD 시그널을 1-bit 방식으로 처리하지않는다. 현실적으로소니가주장한 DSD 재생은이루어지지않고있다 발매음반수부족 메이저음반사에서 SACD 에대해회의적이었기에앨범자체를발매하지않았고, 따라서마이너음반사위주로앨범이나왔기에발매된앨범수도적다. 현재는소니가 SACD 관련마케팅을포기하였기에새로운앨범발매도제한적이다. 그렇기에시중에서구할수있는앨범들은과거에제작된것들이며그종류도매우적은편이다. 고음질판매사이트 (e-onkyo) 에서는 DSD 형식은물론 PCM 형식의 WAV 나 Flac 파일도같이구매가가능하기때문에꼭 DSD 파일을구해서재생해야한다고고집해야할이유는없다. Bann Audio 4

5 2-3. 음질논란 Delta-sigma modulation 기법을사용한제품이가진공통적인음질특성은 PCM 방식과비교해서음이가늘어진다는점이다. 저역의표현능력이다소떨어지게되고음의중심이살짝고음쪽으로이동하는문제가있다. 이러한음질성향비교는 DAC 가이드 에서언급한 Deltasigma DAC 와 Multi-bit Ladder DAC 의성향차이와동일하다. Bann Audio 5

6 3. SACD Ripping SACD 를지원하는 PC 용광학드라이브가발매된적이없기때문에 CD 나 DVD, Blue-Ray 와같은음반들과달리음반에담긴내용을꺼낼수없었다. 그러나 Play Station 3 라는게임기를해킹해서저작권보호기능을무력화시키고장착된 SACD 음반내용을데이터로변환하여하드디스크에저장할수있는프로그램이배포되면서갑자기 DSD 파일이주목을받게되었다. 물론모든 Play Station 3 에서가능한것은아니고 2006 년에서 2007 년도에생산된제품으로 펌워에 (Firmware) 버전이 3.55 인것만이가능하며리핑절차역시까다롭기에일반인들이 접근하기에는힘들다. 또한이러한리핑행위를일본에서는새로운법률을제정해서불법으로규정하고있다. 현재구할수있는 DSD 파일들은대부분이러한리핑과정을거친음원들이불법적으로유통된것이다. 미국이나유럽계고음질파일을판매회사에서는 DSD 파일을취급하지않고 24bit 96kHz 나 192kHz 의 PCM 형식의파일만을취급하고있다. 구매할수있는 DSD 파일들은 일본 e-onkyo 에서만제공하고있다. 여타회사들이 DSD 파일을취급하지않는것은여러 제약이있기에보편적이지않기때문이다. Bann Audio 6

7 4. DSD 파일형식 Play station 3 로 SACD 를 Ripping 할때저장하는파일형식을선택할수있다. 이때 SACD 전체를이미지파일로보관하거나개별음악트랙들을특정파일형식으로저장한다. 이파일형식들에대해서설명한다면다음과같다. DSD 음원을담는파일형식은 DFF, WSD, DSF 의 3 종류가있다 Scarlet Book ISO 이미지형식 CD 가 Red Book 표준에의거한다면 SACD 는 Scarlet Book 이라는표준규격이적용되어있다. 문제는이이미지파일형식이기존의 CD-ROM, DVD 형식과는전혀다른것이기에 Deamon 프로그램으로는 Mount 해서내용을꺼내거나할수없다. 이미지자체를그대로읽어서재생하는것은 Foobar2000 에서 SACD 관련 Plug-In 을설치하면가능하지만이것이불편한경우가많기때문에음악트랙별로따로파일로만드는것이더 유리하다. SACD_Extract 라는별도의프로그램을이용하면 Scarlet Book ISO 이미지파일에 담겨있는개별음악트랙들을특정파일형식으로변환하여저장할수있다. SACD_Extract 는 다운로드해서구할수있다. Command prompt 명령어기반이기때문에사용하기어려운점이있다. 프로그램자체가작기때문에 ISO 이미지파일이있는폴더에이프로그램을복사한후 시작 보조프로그램 명령프롬프트 를실행시킨후다음과같은명령어형식으로사용하면된다. 보다자세한사용법은 에기술되어있다. DSDIFF 로의변환 : SACD_Extract -2 p c i ISO 파일이름.iso DSF 로의변환 : SACD_Extract -2 s c i ISO 파일이름.iso 4-2..DFF - DSDIFF(Direct Stream Digital Interchange File Format) SACD 를제작할때사용하는마스터파일형식을 DSDIFF 라고한다 ( 이것이이미지파일은 아님에주의하기바람 ). 내부적으로상당히복잡한형식구분을가지고있으며단일트랙의 파일을저장하기위해사용되는것보다는음반한장전체의내용형식을규정하는용도로 Bann Audio 7

8 사용된다. DSDIFF 파일은확장자로.DFF 를사용하며필립스에서 2000 년에처음규정한파일형식이다. 음반한장전체는물론개별파일을저장하기위해서도사용될수있다. 주의할점은이형식내부적으로 DSD 스트림을압축해서저장하는 DST(Direct Stream Transfer format for lossless encoded DSD audio) 무손실압축기능도지원하기에주의해서옵션을지정해서저장하지않는다면특정프로그램에서는재생을하지못할수도있다. DSD 와 DST 는압축하지않는 wav 형식과무손실압축한 flac 으로비유하면쉽게이해할수있다 WSD(Wideband Single-bit Data) 일본업체들이대다수인 1-bit-Audio-Consortium 에서 2002 에발표한파일형식으로일반적으로 사용되지않는형식이다. 일본계 DSD 전용장비나프로그램에서만지원하는형식으로 보편적으로사용되지않는다 DSF(DSD Disc Format) 소니에의해서 2005 에발표된파일형식으로,.DFF 형식과매우유사하지만앨범전체의정보를모두담을수있는처리기능이없고유일하게하나의트랙음원만저장하는형식이다. 반면 DFF 보다메타데이터정보를 IDv3 형식으로확장해서처리할수있도록규정되어있기때문에앨범이미지까지도파일내부에보관할수있기에가장활용도가높다. 주의점으로는 SACD_Extract 프로그램을이용해서.DFF 파일형식으로변환할경우앨범이미지메타데이터정보가포함되기때문에.DFF 파일형식보다상당히큰크기가될수있는점이다. Bann Audio 8

5. DSD 재생방식의종류 DSD 파일재생방식은크게 2가지로나뉜다. 원본 DSD 파일에담겨있는 DSD 스트림을 DAC에그대로보내재생할것인가, 아니면 DSD 신호를 PCM 데이터로변환하여재생할것인지의하나를선택할수있다. 이러한구분이있는것은기존에정의된국제방송규격표준에서는 DSD 전송방식에대해서규정하고있지않기때문이다.

9 5. DSD 재생방식의종류 DSD 파일재생방식은크게 2가지로나뉜다. 원본 DSD 파일에담겨있는 DSD 스트림을 DAC에그대로보내재생할것인가, 아니면 DSD 신호를 PCM 데이터로변환하여재생할것인지의하나를선택할수있다. 이러한구분이있는것은기존에정의된국제방송규격표준에서는 DSD 전송방식에대해서규정하고있지않기때문이다. 그렇기에다소특별한처리를통해서 DSD를재생할수밖에없다 Native DSD 재생 DSD 를그대로 DAC 에서재생하는방법을 Native DSD 재생이라고한다. 문제는 PC 의운영체계는 물론재생소프트웨어와하드웨어장치에이르기까지모든소리관련처리가 PCM 으로만가능하기 에특별한조건이만족되어야만 Native DSD 의재생이가능하다. 먼저 DSD 데이터를기존 PCM 기반기기에서전송할수있도록해주는 DoP(DSD Over PCM) 라는규격에대해서이해할필요가있다. DoP는 DSD 데이터를 24bit PCM 데이터에패킹하여전송하는방식이다. 24bit의상위 8비트에 DSD Maker라고불리는특별한구분자를넣어이시그널이 DSD임을구분하고하위 16비트에 1채널 DSD 데이터를넣는방식이다. 상위 8비트의마커는버전에따라여러종류가있다. 과거의 1.0 버전에서는 16진수로 AA값을가지는마커가하나만사용되었지만, 1.1 규격에서는 05과 FA가한샘플마다교대로사용되는방식으로개선되었다. 그림 : DoP 패킷규격. 총 24bit 데이터의하위 16 비트 DSD 데이터가들어가고이것이 DSD 데이터라는구분을나타내는 8bit DSD Marker 가삽입된다. 출처 : DoP open Standard version 1.1 전송된 DoP 신호는최종재생장치인 DAC 에서해석하여처리한다. 문제는 DAC 이이신호가 Bann Audio 9

10 DSD 인지 PCM 신호인지를구분하기위해서규정상최소 32 개의시그널을분석해서마커가연 속되어있는지확인해야한다는점이다. 이확인루틴이대부분의 DAC 에서매끄럽게구현되어 있지않기때문에일반 PCM 을재생하다가 DSD 를재생하면 치익 하는잡음이재생된다. 이외에도또다른단점들이있다. DoP 규격은 PCM 전송방식으로 DSD 데이터를전송하기위해어설프게규정된것이기에운영체제의 Mixer나샘플레이트자동변환루틴을거치게되면데이터가변형되어 DSD 데이터로인식하지못하기에잡음밖에는나지않는다. 또한소리크기를변경해도데이터가변형되므로마찬가지로잡음만재생된다. 반드시 bit perfect한재생으로만제소리를낼수있기에일반음악재생소프트웨어로가아닌전용의음악재생소프트웨어를사용하여야한다. 출력방식은 ASIO나 WASAPI Exclusive만사용가능하다. 그리고 DoP 규격으로일반 DSD64는 24bit 176.4kHz로전송되며 DSD128일경우에는 352.8kH 로전송된다. 문제는대다수의장비들이 352.8kH를지원하지않기에 DSD128은거의재생할수없다고보아야한다. 그리고 Delta-Sigma 기술을사용하고있는 DAC이라고하더라도내부적으로 DAC Chip이 1bit가아닌 6bit Delta-Sigma 기술을사용하기에실제 100% Native DSD 재생은거의이루어지지않는다고보아야한다 DSD to PCM 재생 Native DSD 재생은앞서이야기한것처럼전용의 DSD 재생지원소프트웨어와사운드재생카 드와 DAC 이필요하기에사용면에서여러불편함이야기되거나아예재생을못하는문제가있다. 그래서 DSD 음원을 PCM 형식으로변환하여사용하는것도좋은대안이될수있다. 대표적인포맷변환프로그램은 Korg 사의 Audio Gate 가있다. 필자의테스트결과변환속도는 빠르나음질에는다소문제가있지만나름쓸만한프로그램이다. 이프로그램을이용하면각종 DSD 파일들을 Wav 나 Flac 과같은 PCM 형식으로변환할수있다. 또이렇게파일을변환하지않더라도 Foobar2000 의 DSD 지원 Plug-In 을사용하면 DSD 음원을 실시간으로 PCM 형식으로변환해서재생할수있다. Bann Audio 10

목차 1. 기본사용법 Bann Simple Player 프로그램실행하기 음악파일의등록 설정변경 소리재생장치변경 소리재생장치변경 연주시작 / 중지등

목차 1. 기본사용법 Bann Simple Player 프로그램실행하기 음악파일의등록 설정변경 소리재생장치변경 소리재생장치변경 연주시작 / 중지등 Bann Audio Simple Player 사용자설명서 (Version 0.93 대응 ) Bann Simple Payer 는다양한 sampling rate 와 bit depth 를가진 Wave, Flac, Ape 파일과 DSD(DFF, DSF), MP3, AAC, M4A, CUE 형식의디지털 파일들을좋은음질로재생하기위해만들어졌습니다. 기능이단순하지만대신사용하기쉽다는장점이있습니다.