[음향/미디] 컴프레서 (Compressor) 01

컴프레서는 미디를 다루면서 가장 많이 언급되고 사용되는 이펙터 중 하나입니다. 컴프레서는 제가 입문했을 때 가장 헷갈리던 이펙터 중 하나였는데요. 이번 포스팅에서는 컴프레서의 기본적인 개념과 파라미터들에 대해서 적어보았습니다.

Ableton Live의 Compressor

(1) 컴프레서의 개념

컴프레서에서의 Compress는 직역했을 때 ‘압축하다’, ‘누르다’라는 뜻을 가지고 있습니다. 입문하는 많은 사람들이 이 ‘압축하다’는 말 때문에 소리를 압축한다고 오해를 하는 경우가 있습니다. 하지만 컴프레서는 소리를 압축하는 것이 아니라 다이내믹 레인지를 압축한다는 표현이 올바릅니다. 여러 가지 파라미터에 대한 설명은 제쳐두고 이야기했을 때 컴프레서는 ‘정해진 기준치에 맞춰 자동으로 볼륨을 줄이는 이펙터’라고 간단하게 말할 수 있을 것입니다.

만약 위 문장도 어렵게 느껴진다면, 음량의 폭을 줄이는 이펙터라고 이해하시면 좋습니다. 보편적으로는 큰 소리를 작게 만드는 역할을 하는데, 입력되는 소리의 큰 소리를 줄임으로 큰 소리와 작은 소리 사이의 차이를 줄입니다.

*다이내믹 레인지(Dynamic Range)란 신호의 음량 변화폭을 나타낸 단위 혹은 장비가 처리할 수 있는 가장 작은 소리와 가장 큰 소리의 범위를 말합니다.

그림 1) Dynamic Range 예시 이미지

기능에 대한 간단한 예시를 들자면, 컴프레서는 다이내믹 레인지가 20dB인 신호를 10dB로 압축시켜 음량 변화의 범위를 적게 만드는 역할을 합니다. 뿐만 아니라 소리의 엔벨로프를 조정하여 트랜지언트를 변화시키는 기능을 합니다. 악기의 피크레벨이나 과도한 레벨 변화를 제어하기 위한 조정 파라미터가 있습니다.

(2) 컴프레서의 개발 및 연혁

컴프레서는 1950년대 2차 세계대전 중에 개발된 Fairchild 660/670 리미터에 근간을 두고 있습니다. 전쟁 중 다양한 음량의 무전을 받아야 했던 사람들은 수시로 무전의 볼륨을 줄이거나 높일 필요가 없는 리미터를 필요로 인해 개발되었습니다.

이후에는 릴투릴 테이프 머신 시대에서 녹음된 소리를 카세트테이프의 다이내믹 레인지에 맞추기 위해 사용되었다고 합니다.

그림 2) Fairchild 670

아날로그 컴프레서에는 다음과 같은 다양한 타입이 있습니다. Fairchild 660과 670과 같은 Vari-Mu (Variable Mu) 타입, La-2a로 익숙한 Electro-Opto 타입, 다소 생소하지만 Neve 33609로 널리 알려진 Class-A 타입, 1176으로 유명한 FET 타입, 글루 컴프레서에서 사용된 VCA 타입 등이 있습니다. 각각에 대한 자세한 설명은 다음 포스팅에서 준비해 보겠습니다.

(3) 컴프레서의 구조

컴프레서에는 다수의 조정 파라미터가 있는데 Threshold, Ratio, 니(Knee), 어택/릴리스 타임, Makeup Gain 등이 있습니다.

➀ Threshold
우선 Threshold는 컴프레서가 동작을 시작하는 기준 레벨을 정하는 파라미터이며, 스레숄드를 넘어간 입력 신호를 정해진 압축 비율에 따라 제어합니다. 만일 입력 신호의 평균 레벨을 스레숄드 위로 조정하면 모든 레벨이 압축되므로 프로그램이 심하게 변하게 되고, 반대로 입력 신호의 최대 레벨이 스레숄드를 넘지 않는다면 컴프레서는 입력 신호의 음량에 어떠한 변화도 주지 않게 됩니다.

➁ Ratio
Ratio는 컴프레서의 압축 비율로 스레숄드를 넘어서는 신호의 크기가 줄어드는 비율을 의미합니다. 컴프레서의 압축 비율을 높이면 높일수록 스레숄드 위의 신호 레벨은 심하게 감소하지만 음향적인 측면에서 강한 응집력이 생깁니다. 통상적으로 압축 비율이 낮으면 컴프레션, 압축 비율이 높으면 리미팅(Limiting)이라 합니다.

➂ Attack/Release Time
어택 타임(Attack Time)은 악기의 엔벨로프를 변화시키는 파라미터로, 입력 신호를 받은 컴프레서가 작동하는데 소요되는 시간을 말합니다. 여기서 작동한다는 말은 컴프레서가 Threshold 이상의 음량이 지정된 압축 비율에 따라 감소하는 것을 의미합니다.
릴리즈 타임(Release Time)은

➃ Knee
니(Knee)는 빠른 어택 타임과 높은 압출 비율에서 발생할 수 있는 돌발적인 음색 변화에 유연성을 제공하는 기능이다. 종류로는 압축 신호와 비 압축 신호의 음색을 극명하게 들어내는 하드 니(Hard Knee)와 두 신호의 음색을 자연스럽게 연결하는 소프트 니(Soft Knee)가 있습니다.

(4) 검출 방식

RMS / Peak 스위치는 Multiband Dynamics가 입력 신호의 레벨의 변화에 응답하는 시간에 영향을 줍니다.

➀ 피크(Peak) 검출 방식

Peak는 교류 신호의 최고값을 뜻하고, 연속하는 음악이나 악기 신호가 순간 최고점에 달하는 순간의 값을 말합니다. 이 방식은 컴프레서가 음원의 순간적인 피크 레벨 신호를 입력 신호로 감지해 반응합니다. 특히 피크 검출은 높은 압축 비율에서 순간 피크 신호를 제어하는데 절대적으로 필요하며 음원의 음색 변화 없이 레벨만을 높이고 싶을 때 주로 사용합니다.

➁ RMS 검출 방식

RMS란 Root Mean Square의 약자로, 음원의 실효값을 의미합니다. 파형에서 시시각각으로 변하는 값을 2승 하여 평균한 것의 평방근으로 나타냅니다. 이 방식은 컴프레서가 음원의 RMS 값을 입력신호로 감지해 반응합니다. 이 방식의 컴프레서는 레벨을 압축하기 전에 어느 정도의 피크 레벨을 허용하기 때문에 음원 대부분이 적당히 압축되도록 스레숄드 레벨을 설정 시 더욱 자연스러운 음을 얻을 수 있습니다.

(5) 부가 기능

➀ 사이드체인(Sidechain)

사이드체인은 전자음악과 미디를 하면서 정말 많이 사용되는 용어 중 하나입니다. 많은 사람들이 사용하고 있지만 뜻을 정확히 이해하고 있는 사람들은 생각보다 적습니다. 많은 사람들이 사이드체인은 볼륨이 자동으로 조정되는 것, 소리가 울렁거린다고 말하는 경우가 많습니다. 사이드체인이란 정확히 무엇을 의미할까요?

그림 3) 사이드체인 시그널플로우

사이드체인은 컴프레서 동작에 필요한 오디오 입력, 혹은 이펙터가 본래의 입력 신호가 아닌 대체 신호를 받아 작동하는 것을 의미합니다.
사이드체인은 컴프레서나 익스펜더 같은 다이내믹 계열의 이펙터에서 주로 사용되는 것으로 알려져 있지만 그 외의 다른 이펙터에도 사이드체인 기능이 존재합니다.

(6) 컴프레션 방식

Downward와 Upward 컴프레션

보편적인 컴프레션 방식인 다운워드(Downward) 컴프레싱은 위에서 설명한 것과 같이 Threshold를 넘는 신호의 레벨을 낮추는 것입니다. 이 방식은 큰 신호를 줄이고, 다이내믹의 범위를 줄입니다. 하지만 Threshold 아래에 있는 신호의 레벨을 올려서 신호의 다이내믹 레인지를 줄이는 업워드 컴프레션 또한 존재합니다. 아래의 그림에서 알 수 있듯, 이 두 가지 종류의 컴프레션을 적용하면 다이내믹 레인지가 원래 신호의 다이내믹 보다 좁아집니다.

그림 4) 다운워드 컴프레션과 업워드 컴프레션

* 다운워드 컴프레션 : 큰 신호를 조용하게 한다.
* 업워드 컴프레션 : 조용한 신호를 크게 한다.


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참고 문헌

장인석, 더 레코딩
김태호, 컴프레서 특성에 따른 플러그인 비교분석
김도헌, 컴프레서? 잘 알고 계신가요? 정확한 이론과 정확한 사용 방법을 알려드립니다.
에이블톤 라이브 10 매뉴얼 기어라운지 번역본
위키피디아, 컴프레서