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HDR 오디오에서는 현실 세계와 마찬가지로 일반적인 96dB의 16비트 출력 장치보다 동적 범위가 훨씬 큰 게임의 가상 세계의 소리에 볼륨값을 부여할 수 있습니다. HDR 시스템은 아래 그림에서 설명한 바와 같이 이 값을 dBFS로 해석해줍니다.

그림 10. HDR 시스템 입력 및 출력

입력은 임의적(arbitrary) 기준값에 대한 가상 세계의 소리 레벨을 데시벨 (dB)로 표현한 것입니다. 이러한 값은 임의대로 높거나 낮게 선택될 수 있기 때문에 높은 동적 범위를 가지게 됩니다. 출력은 해당 소리의 레벨을 dBFS로 표현한 것입니다. 이 값의 범위는 출력 장치에 따라 다르며 입력의 동적 범위보다 동적 범위가 낮습니다.

간단히 추려서 말하면, HDR 시스템은 다음과 같이 작동합니다. 각 시간 조각(time slice)에서 시스템은 가상 세계에서 가장 높은 볼륨을 할당받은 소리를 선택하여 이 소리를 자동으로 0dBFS의 출력값으로 매핑한 다음 다른 모든 소리들을 비례적으로 매핑하는 것입니다.

예시를 사용해서 설명해 보겠습니다. 왼쪽에 표시된 것처럼 주어진 순간 'Time 1'에 그림 11. “HDR 창”의 가상 세계에서 'Blue'가 +30 dB로 재생된다고 가정해 봅시다. 기준값 (0dB)은 임의적입니다. 'Blue'가 Time 1에서 가장 큰 소리이기 때문에 이 소리는 HDR 시스템의 출력에서 0dBFS로 재생됩니다. 또 다른 소리인 'Purple'은 가상 세계에서 0dB로 재생되는데, 이 소리는 'Blue'보다 30dB 아래 있습니다. 그래서 'Purple'은 HDR 시스템의 출력에서 -30dBFS로 재생됩니다. 세 번째 소리인 'Green'은 가상 세계에서 -66 dB로 재생되기 때문에 HDR 시스템의 출력에서 -96 dBFS로 출력됩니다. 시스템의 출력이 동적 범위인 96dB로 제한되기 때문에 'Green'의 레벨은 가청 영역대를 벗어나기 직전입니다. Time 1에서 'Green'보다 더 작은 소리는 들리지 않게 됩니다.

방금 본 예시에서 가상 세계(입력 쪽)의 [-66, +30] dB라는 범위는 HDR 창이라고 불리기도 합니다. 이 창은 그림 11. “HDR 창”의 왼쪽에 파란색 영역으로 표시되어 있습니다. HDR 창은 고정된 너비를 가지며, 이 너비는 출력의 동적 범위에 의해 결정됩니다. 16 비트 장치의 경우 최대 96dB와 같지만 일반적으로는 이것보다 작습니다. Time 1에서 +30 dB의 소리가 가상 세계에서 가장 큰 소리이기 때문에 -66 dB 미만인 소리는 HDR 창의 아랫쪽에 있으므로 들리지 않게 됩니다.

그 다음 Time 2에 또 다른 소리인 'Orange'가 가상 세계에서 +50 dB로 재생됩니다. 이 새로운 큰 소리를 수용하기 위해서 HDR시스템이 창을 20dB 끌어 올려서 이제 입력 측에서 [-44, +50] dB로 경계가 설정됩니다. 이제 모든 소리가 이 새로운 값으로 매핑됩니다. +50dB인 소리가 0dBFS로 재생되고 +30dB인 소리는 이제 -20dBFS로 재생되며 -66dB인 소리는 이제 창보다 아래에 있기 때문에 완전히 들을 수 없게 됩니다. Orange 소리가 Time 3에서 재생을 멈출 때 HDR 창은 천천히 원래의 값으로 되돌아가서 다른 소리가 이전의 볼륨을 사용하게 됩니다.

그림 11. HDR 창

왼쪽 그림에서 소리의 레벨은 시스템의 입력에서 임의적인(arbitrary) 기준의 데시벨(dB)로 표시됩니다. HDR 창은 파란색 영역으로 표시되어 있습니다. Time 1에서 창의 상단은 재생 중인 가장 큰 소리(Blue)와 일치합니다. Time 2에서 또 다른 소리(Orange)가 +50dB로 재생을 시작할 때 이 창은 즉시 위로 이동하여 이 소리를 수용합니다. -66dB로 재생되는 소리(Green)는 이때 완전히 창보다 밑에 있기 때문에 들리지 않습니다. dBFS에 나타나는 시스템 출력의 결과 레벨은 오른쪽 그림에 표시되어 있습니다. HDR 창이 Orange 소리로 인해 +20dB로 위로 이동하면 다른 소리의 볼륨은 -20dB 만큼 줄어듭니다. 이 시간 동안 Green 소리는 출력에서 완전히 제외됩니다. Orange 소리가 Time 1에서의 Blue 소리와 동일한 출력 레벨에서 재생되는 것을 확인할 수 있습니다. Orange가 재생을 멈추면 HDR 창이 서서히 이전의 레벨로 내려가서 다른 소리의 볼륨이 이에 맞게 증가합니다.

HDR 시스템은 동적 범위 리미터/컴프레서처럼 작동하는 것이죠. 큰 소리가 재생될 때에는 작은 소리를 들리지 않게 하고, 이 작은 소리가 혼자 재생될 때 다시 들리게 하여 믹스에 영향을 줍니다.. 서로 다른 HDR 간에 소리의 상대적 레벨은 그대로 보존되어 더 큰 동적 범위가 있는 듯한 환상을 만들어 냅니다. 실제로 이 상대적 레벨은 출력 장치의 보다 낮은 동적 범위 내에서 압축됩니다. 게다가 보다 큰 소리가 재생될 때 시스템이 자동으로 볼륨을 덕킹함으로써 믹스를 더 깔끔하게 만들어 초점이 확실해집니다. 다음 그림은 이 원리를 설명합니다.

그림 12. 시스템의 입력 측에서 바라본 HDR의 개요

보다 큰 소리가 재생될 때 창은 위로 이동합니다. 입력 측에서 창이 위로 이동할 때 출력 측에서의 소리의 볼륨은 감소합니다. 나뭇잎 소리와 같이 이전에 들리던 소리는 총 소리가 들릴 때 완전히 들리지 않게 됩니다. 시스템 출력에서 소리의 실제 볼륨은 주어진 시간에 창과 소리 사이의 거리에 따라 달라집니다. 여기에서 총소리와 폭발음은 혼자 재생될 경우 시스템에서 동일하게 재생되지만, 폭발음은 총소리보다 더 크게 간주되어 볼륨을 효과적으로 덕킹하기 때문에 청자는 실제로 폭발음이 더 크게 들린다는 인상을 받게 됩니다.