컴퓨터 개발 목적은 복잡하고 반복되는 계산을 빠르게 하기 위함이다. 실제로 컴퓨터 내부에서는 수많은 연산이 계속되고 있으며, 그 결과들의 조합을 통하여 사용자가 원하는 출력을 얻게 된다. 우리들이 사용하고 있는 PC는 자체에 Beep(삐하는 신호음)을 낼수 있는 회로를 마더보드에 가지고 있으며, 컴퓨터 케이스에 연결된 소형 스피커를 통하여 하드웨어적인 에러 발생시 Beep음을 통해 경고음을 내는데 사용할 수 있다. 하지만 이것은 단지 Beep음에 지나지 않으므로 보다 전문적인 사운드를 컴퓨터에서 듣기 위해서는 사운드 카드를 PC에 장착하거나 혹은 사운드칩이 내장된 마더보드를 구입해야 한다.
사운드 카드의 일반적인 모습은 위의 그림과 같다. 메인이 되는 사운드 칩과 거기에 연결된 DAC와 ADC 그리고 외부 입출력 포트가 사운드 카드의 주요 부품 구성의 모습이다.

1) 사운드 칩

사운드 카드의 주요 부품중의 하나인 사운드칩은 Yamaha, EMU, Ensoniq, Trident, ESS 등의 여러 회사에서 개발되고 있다. 이들 칩이 하는 역할은 주어진 패러미터에 의해 음을 생성하는 것이다. 이중에서 EMU의 경우 전문가용의 신디사이저 등에도 채용되는 칩이다.

2) ADC/DAC

ADC(Analog Digital Conveter)와 DAC(Digital Analog Converter)는 사운드 카드에서 필수적인 부품이다. 이 부품이 얼마나 좋은 것을 썼느냐에 따라 사운드 카드의 음질이 달라지게 된다.

ADC는 사운드카드에 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어 주는 역할을 하며, DAC는 사운드 카드의 디지털 신호를 외부 스피커등에서 출력할 수 있도록 아날로그 신호로 바꾸어주는 역할을 하게 된다. 사운드 카드는 오디오 CD에서 사용하는 16비트를 기준으로 사용하는데 (과거에는 8비트 사운드 카드도 있었다.) 외부 출력을 위한 DAC는 20비트 제품을 사용하기도 하며, 그 이유는 음질 향상을 위해서이다.

사운드 카드에서 DAC를 거치지 않고 직접 디지털 신호를 출력하기도 하는 데 S/PDIF를 이용한다. S/PDIF는 Sony와 Phlips의 디지털 시그널 규격으로서 디지털 장비의 표준 규격으로 사용되고 있다. 이 경우 외장 DAC를 통하여 스피커에 연결하게 되며, 사운드 카드의 음질 향상을 위해서 사운드 카드의 DAC 보다는 외장 DAC를 선호하는 사람들이 많다.

3) MIC 입력

사운드 카드에서 외부의 소리를 입력하기 위한 방법으로 MIC 입력을 지원한다. 노래방등의 마이크를 연결하는데 사용하며, 주로 Mono로 처리되는 단자이다. 사운드 카드에 따라서는 스테레오 MIC를 지원하기도 한다.

4) Line 입력

스테레오 아날로그 입력을 위해 사용한다. 테입이나 기타 음원 소스로부터 아날로그 시그널을 입력하는데 사용되며 사운드 카드의 ADC를 거쳐서 디지털 시그널로 전환된다. 이 과정을 샘플링이라고 부른다. 샘플링에 대해서는 참고 자료 부분에 보다 자세히 기술되어 있다.

5) Line 출력

사운드 카드는 자체 내장 앰플 가진 제품이 있다. 이 경우 외부 스피커(앰프가 내장되거나 앰프를 통해서 연결하는 스피커)에서 노이즈가 들어갈 수 있으며, 사운드 카드 자체의 앰프 출력이 낮고 음질 자체도 외부 앰프에 떨어진다. 따라서 외부 앰프에 직접 연결하기 위해서 Line 출력를 많이 이용하며, 현재 판매되는 대부분의 컴퓨터는 앰프를 내장하고 있으므로 이 역시 Line 출력에 연결되어야 한다.

6) 스피커 출력

사운드 카드의 내장 앰프를 통해 증폭된 시그널을 이용한 출력을 의미한다. 외부에 연결된 스피커에 앰프가 없을 경우 사용하며, 사운드 카드중에는 내장 앰프가 설계되지 않은 제품이 있으며, 고급 제품의 경우 음질 향상을 위해 내장 앰프를 지원하지 않는 경우가 일반적이다.

7) CD-In 입력

컴퓨터에 연결된 CD-ROM 드라이브로부터 시그널을 입력받아 사운드 카드의 출력단과 믹싱할 수 있는 단자이다. 주로 CD-ROM 드라이브에 오디오 CD를 플레이하기 위해 사용된다. 또한 특별한 애드온 카드의 경우 사운드 믹싱을 하기 위한 단자로서 사운드 카드의 CD-In을 사용하는 경우도 있다.

8) AUX 입력

CD-In 입력외에 또 다른 외부 입력을 위해 사용되는 입력 단자이다. 이 역시 사운드 카드의 출력단과 믹싱되어 출력된다.

9) 조이스틱/MIDI 포트

외부 장치인 조이스틱이나 MIDI 모듈을 연결하기 위해 사용된다. 사운드 블래스터 계열의 카드의 경우 하나의 포트를 통하여 조이스틱 혹은 MIDI를 지원한다. MIDI 모듈을 사용하기 위해서는 미디 모듈과 연결할 수 있는 별도의 케이블이 필요하다. MIDI 컨트롤의 경우 Uart모드를 호환하고 있다.

웨이브 테이블 방식의 사운드 폰트


MIDI 모듈의 경우, 음원샘플이라고 불리우는 롬데이터를 가지고 있다. 여기에는 여러 악기, 효과음등의 데이터가 저장되어있으며, 사용자가 이를 불러내어 음악을 연주하거나 특수 효과를 사용할 수 있다. 따라서 MIDI 모듈의 가장 큰 차이점은 모듈에 내장된 음원 샘플의 질과 양에 의해 결정되며, 이를 공급하는 제조 회사 마다의 특색을 지니고 있다.
사운드 카드의 경우, 별도의 롬에 데이터를 저장하여 공급하는 경우가 있으며 과거에 주로 사용하였던 방법이다. 현재는 사운드 카드에 장착된 별도의 램에 사운드 폰트라고 불리우는 음원 샘플을 로딩하거나 혹은 시스템의 메모리상에 사운드 폰트를 로딩하여 음원 샘플로서 사용하는 방법이 일반적이다. 시스템 메모리를 사용하는 사운드 폰트 로딩의 경우 데이터 입출력 대역폭이 큰 PCI 기반의 사운드 카드에서 주로 사용하는 방법이며, ISA 기반의 카드의 경우 사운드 카드 자체에 음원 샘플(사운드 폰트)로딩을 위한 폰트램을 장착하거나 추가할 수 있도록 되어있다.

1) 웨이브 테이블 방식의 장점

웨이브 테이블을 사용하는 사운드 카드의 경우, 사운드 폰트의 로딩이 자유로으므로 사용자의 취향에 맞추어 음원 샘플을 사용할 수 있다. 또한 사운드 폰트만 준비있다면 램의 크기에 따라서 4/8/16/32등의 자유롭게 로딩되는 샘플의 크기를 결정하므로서 보다 원음과 가까운 음원의 사용이 가능하다. 국내에서는 몇몇의 사용자들이 음원 샘플을 사용하여 사운드 폰트를 제작하고 있으며, 통신망 등에서 쉽게 구할 수 있다.

이들 음원 샘플들은 MIDI 음원 규격인 GM이나 GS를 호환하므로서, 이들을 내장한 MIDI 모듈을 사용하여 제작한 MIDI파일을 플레이할 수 있다. 음원 샘플은 실제의 악기 소리를 샘플링한 데이터 이므로 일반적으로 사운드 폰트의 크기가 클수록 원음과 가까운 소리를 내게 된다.

2) PCI 사운드 카드의 시스템 메모리 사용

PCI 사운드 카드는 133MB/s의 대역폭을 지원하는 PCI 버스상에서 동작한다. 이들 사운드 카드는 5MB/S의 대여폭을 가진 ISA카드에 비해 월등히 큰 대역폭을 사용할 수 있으므로 자체 내에 사운드 폰트용 램을 가지지 않고도 컴퓨터의 시스템 메모리를 사운드 폰트를 로딩하기 위해서 사용하더라도 시스템에 부하를 주지 않게된다.


4 스피커 사운드 시스템

사운드 카드에 연결되는 스피커는 기존의 방식은 2스피커에 의한 것으로 전방의 좌/우의 스레레오 분리에 의해서 였으며, 3D 사운드 효과를 위해서 음의 변형을 통한 효과를 주었다. 하지만 근래에 들어서는 4 스피커를 사용한 사운드 시스템이 사용되고 있다.

4 스피커 시스템에서는 전방 좌/우, 후방 좌/우에 각각 위성 스피커를 배치하므로서 3D 사운드 효과를 내게된다. 또한 리버브, 딜레이 등의 여러 이펙트 효과를 사용하므로서 마치 콘서트홀에 청취자가 앉아있는 듯한 느낌을 가질 수 있다. 이런 이펙트 효과는 여러 효과들이 이미 디자인되어 스킴 형태로 지원되는 경우가 많으며, 사용자가 원하는 효과를 미리서정한 스킴을 선택하면 각 이펙터의 패러미터들이 자동으로 설정되는 구조로 되어있다. 또한 게임 등에서도 이런 효과를 활용하여 실감있는 게임을 즐길 수 있다.

- 4 스피커를 지원하는 사운드 카드

현재 국내에서 시판되는 제품중에서 사운드 블래스터 Live/밸류 모델과 훈테크의 PCI 사운드카드가 4 스피커 시스템을 지원하고 있다. 또한 마더보드에 사운드 칩을 내장한 제품중에는 아날로그 출력은 2스피커이지만 S/PDIF를 사용할 경우 4스피커 시스템을 지원하기도 한다. 보다 자세한 것은 사용자의 사운드 카드 매뉴얼 상의 스펙을 확인하는 것이다

현장감있는 사운드 효과를 주기한 위한 방법으로서 Creative Labs는 EAX를 제안했으며, 동사의 Sound Blaster Live/Value에 최초로 지원되기 시작했다. 현재는 타회사의 사운드 카드 및 Creative Labs의 다른 카드까지 EAX를 지원하기 시작했다.

EAX 란 ?

EAX는 게임 등에서 현실감있는 사운드 효과를 내기위해서 게임 개발자들이 유용하게 사용할 수 있도록 만들어진 API 이다. 게임등에서 동굴, 수로, 홀 등의 여러 환경을 구성하고자 할 때, 이를 지원하는 API를 호출하고 관련된 패러미터들을 설정하므로서 간단히 효과음에 대한 설정이 이루어진다.

EAX를 지원하는 게임의 경우 EAX API를 이용하여 보다 현실적인 효과음 처리가 가능하며, EAX를 지원하지 않는 게임일지라도 EAX 프리셋이라고 부르는 것을 사용하므로서 EAX를 간접적으로 사용할 수 있다. 또한 Creative Labs의 사운드 카드가 아닌 다른 회사의 사운드 카드 역시 EAX를 지원할 수 있다.


EAX 버전별 비교

EAX는 1.0, 2.0, 3.0이 있으며 현재 사용되고 있는 것은 1.0과 2.0이다. Creative Labs의 LiveWare 2.0에서 EAX 2.0이 지원되며, 차후 마이크로소프트사의 DirectX에도 포함될 예정이다. EAX 3.0의 경우 관련 스펙이 발표되었으며 아직 사운드 카드에 적용되지는 않았다.

EAX 1.0

게임에서 지역에 따른 음향의 반사와 잔향음을 랜더링할 수 있다.
환경 설정에 대한 다양한 프리셋을 제공한다.
음원과 청취자의 거리에 따른 음의 반사 정도를 자동으로 조정할 수 있다.

EAX 2.0

방안의 구역이나 장애물간의 효과(장애, 흡장)를 시물레이션 할 수 있다.
방안의 크기를 조정하여 음의 반사와 지연등을 개별적으로 조정하기 위하 완벽한 패러미터를 포함하는 인터페이스를 제공한다.
음원과 소스간의 위치에 따른 음의 반사를 관리하고 자동으로 조정할 수 있는 향상된 모델을 지원한다.
자연적인 소리의 방사를 시물레이션하기 위한 모델과 소리를 흡수하는 모델이 향상되었다.

EAX 3.0

각각의 음원에 대해서 음의 반사를 조정한다.
개발자에게 모든 환경 패러미터를 공개한다.
환경들간의 동적인 모핑을 지원한다.
음원과 소스간의 위치에 따른 음의 반사를 관리하고 자동으로 조정할 수 있는 모델이 더욱 향상되었다.
광출력이란 S/PDIF를 통한 전기적인 디지털 신호를 빛을 이용한 디지털 신호로 출력 하는 것을 말한다. 광출력의 이용은 MD나 DAT 같은 디지털 기기에서 주로 사용하며, CD-ROM 플레이어 등에서 광출력을 직접 지원하는 제품들이 있다.

국내의 경우 MD 매니아들에 의해서 광출력의 요구가 확대되고 있으며, S/PDIF에 광출력을 위한 TOS 링크를 직접 장착하는 매니아들도 있는 실정이다.

국내에서는 훈테크, 중도전자, 제이씨현 등에서 광출력 브래킷을 발매하고 있다. 그중에서 훈테크와 중도전자의 제품은 S/PDIF 단자를 직접 이용하는 방법이기 때문에 여느 카드에서도 사용이 가능하지만, 제이씨현이 발매하는 Creative Labs의 광출력 브래킷은 사운드 블래스터 Live/밸류 모델의 보드상의 확장 커넥터를 통해서 연결하는 애드온 보드 방식이다.

1) 일반적인 광출력 브래킷의 원리

광출력 브래킷은 S/PDIF 출력을 사운드 카드로부터 받은후, 이를 TOS Link를 통해 변환하여 광케이블을 통하여 MD/DAT 등의 장비에 광출력 시그널을 보내게 된다. 광출력 시그널을 붉은색의 빛으로 되어있다.

2) 도터 보드 형태의 광 입/출력 브래킷

사운드 블래스터 라이브/밸류에서 사용하는 방법으로 사운드 카드에 도터 보드를 위한 확장 커넥터가 준비되어 있다. 사운드 블래스터 라이브의 경우 디지털 도터 보드가 제공되는데 여기에는 SPDIF 및 DIN 출력 단자가 있다. 하지만 밸류에는 광브래킷을 끼우지 않는한 이런 단자를 제공할 수 없으므로 SPDIF 일출력을 위해서도 광브래킷(DB2)가 필요하다. 이 패키지에는 광입출력용 케이블이 1개 포함되어 있으므 별도의 케이블 구매가 불필요하다.

DB2 보드의 국내 출시는 사운드 블래스터 라이브(이하 라이브) 사용자 보다는 라이브 밸류 사용자들에게 더욱 의미가 깊다. 라이브 모델의 경우 이미 디지털 브라켓(DB1)이 포함되어 있으며, 밸류 사용자들은 따로 구매해야 했기 때문이다. MD 사용을 목적으로 광출력이 필요없는 경우라면 이 제품의 추가적 구매 요인이 크지는 않다. 다만 라이브 밸류 사용자에게는 광 입/출력 외에도 SPDIF 입/출력, Digital DIN 등이 지원되기 때문에 DB2보드를 구매하므로서 여러모로 유리한 점이 있다.

만약 사운드 블래스터 라이브 사용자가 DB1을 장착한 체 DB2까지 장착하게 되면 다음의 모든 기능을 다 사용할 수 있게 된다. DB1은 라이브에 포함된 디지털 브라켓을 의미하며, DB2는 이번에 출시된 옵티컬 디지털 브라켓을 의미한다. 라이브에 DB1과 DB2가 모두 연결되면 위의 표의 기능을 모두 이용할수 있다. SB Live!에서 DB2 장착시 Optical-to Coaxial, Coaxial-to-Optical 이 가능하며, 돌비 디지털 AC-3시그널을 Bypass 할 수 있다.

Digital DIN 커넥터

Digital DIN은 원형 형태의 커넥터로서 사운드 블래스터 라이브의 DB1 과 DB2에 장착되어 있다. 이 커넥터를 이용하면 스피커(DIN 커넥터를 지원하는)에 디지털 출력을 할 수 있다. 국내에 소개된 모델은 FPS 2000이라고 불리우는 스피커가 4스피커 시스템을 갖춘 DIN에 대응하고 있다.
광출력이란 S/PDIF를 통한 전기적인 디지털 신호를 빛을 이용한 디지털 신호로 출력 하는 것을 말한다. 광출력의 이용은 MD나 DAT 같은 디지털 기기에서 주로 사용하며, CD-ROM 플레이어 등에서 광출력을 직접 지원하는 제품들이 있다.

국내의 경우 MD 매니아들에 의해서 광출력의 요구가 확대되고 있으며, S/PDIF에 광출력을 위한 TOS 링크를 직접 장착하는 매니아들도 있는 실정이다.

국내에서는 훈테크, 중도전자, 제이씨현 등에서 광출력 브래킷을 발매하고 있다. 그중에서 훈테크와 중도전자의 제품은 S/PDIF 단자를 직접 이용하는 방법이기 때문에 여느 카드에서도 사용이 가능하지만, 제이씨현이 발매하는 Creative Labs의 광출력 브래킷은 사운드 블래스터 Live/밸류 모델의 보드상의 확장 커넥터를 통해서 연결하는 애드온 보드 방식이다.


1) 일반적인 광출력 브래킷의 원리

광출력 브래킷은 S/PDIF 출력을 사운드 카드로부터 받은후, 이를 TOS Link를 통해 변환하여 광케이블을 통하여 MD/DAT 등의 장비에 광출력 시그널을 보내게 된다. 광출력 시그널을 붉은색의 빛으로 되어있다.


2) 도터 보드 형태의 광 입/출력 브래킷

사운드 블래스터 라이브/밸류에서 사용하는 방법으로 사운드 카드에 도터 보드를 위한 확장 커넥터가 준비되어 있다. 사운드 블래스터 라이브의 경우 디지털 도터 보드가 제공되는데 여기에는 SPDIF 및 DIN 출력 단자가 있다. 하지만 밸류에는 광브래킷을 끼우지 않는한 이런 단자를 제공할 수 없으므로 SPDIF 일출력을 위해서도 광브래킷(DB2)가 필요하다. 이 패키지에는 광입출력용 케이블이 1개 포함되어 있으므 별도의 케이블 구매가 불필요하다.