돌비 스테레오

돌비 스테레오(영어: Dolby Stereo)는 돌비 래버러토리스에서 만든 사운드 형식이다. 이 형식은 두 가지 완전히 다른 기본 시스템의 통일된 브랜드이다. 하나는 35mm 필름의 옵티컬 사운드 트랙에 사용되는 1976년 돌비 SVA(스테레오 가변 면적) 시스템이고,^[1] 다른 하나는 70mm 프린트의 6채널 자기 사운드 트랙에 대한 돌비 스테레오 70mm 노이즈 감소 시스템이다.^[2]

돌비 스테레오

제품 분야	사운드 형식 서라운드 사운드 상표
보유자	돌비 래버러토리스
국가	미국
시작	1976년(49년 전)(1976)
관련 브랜드	돌비 디지털
시장	전세계
웹사이트	돌비 스테레오 - 공식 웹사이트

돌비 SVA는 영화의 음향 효과 개발과 월터 머치의 사운드 디자인 이론화를 크게 향상시킨다.^[1] 1982년, 하이파이 기능이 있는 소비자용 VCR이 도입되면서 가정용 돌비 서라운드로 채택되었고, 1987년에는 돌비 프로 로직 홈 디코딩 시스템으로 더욱 개선되었다.

돌비 SVA

두 시스템 중 돌비 SVA가 훨씬 더 중요하며, 거의 모든 영화관에서 고품질 스테레오 사운드를 구현할 수 있게 했다. 6트랙 자기 스테레오는 1952년부터 시네라마 영화에서 사용되었고, 폭스는 1953년 시네마스코프 시스템의 일부로 4트랙 스테레오 자기 사운드를 도입했지만, 이 기술은 비용이 많이 들고 신뢰할 수 없음이 입증되었다.^[3] 대도시를 제외하고 대부분의 영화관은 자기 사운드트랙 재생 시설이 없었으며, 대부분의 영화는 모노 옵티컬 사운드트랙으로 계속 제작되었다. 돌비 SVA는 옵티컬 사운드 프린트에 고품질 스테레오 사운드트랙을 넣는 방법을 제공했다.

돌비 스테레오로 인코딩된 35mm 필름의 옵티컬 사운드트랙은 스테레오 사운드를 위한 좌 및 우 트랙뿐만 아니라, 1970년대에 "쿼드러포닉" 또는 "쿼드" 사운드를 위해 개발된 것과 유사한 매트릭스 디코딩 시스템(돌비 영화 매트릭스 또는 돌비 MP^[4])을 통해 세 번째 센터 채널과 주변 사운드 및 특수 효과를 위해 극장 측면 및 후면 스피커용 네 번째 서라운드 채널을 전달한다. 이는 이전에 하나의 모노 옵티컬 채널에 할당되었던 트랙 공간에서 4트랙 자기 시스템과 마찬가지로 총 4개의 사운드 채널을 제공했다. 돌비는 또한 A-타입 노이즈 감소 기술을 돌비 스테레오 시스템에 통합했다.

역사

돌비 랩스는 영화 스튜디오가 스튜디오 자기 필름 녹음에 돌비 A타입 노이즈 감소를 사용하면서 영화 사운드에 참여하게 되었다. 제작 과정 전반에 걸쳐 돌비 노이즈 감소를 사용한 첫 번째 영화는 시계태엽 오렌지 (영화)(1971)이지만, 표준 "아카데미" 옵티컬 사운드트랙으로 출시되면서 이점의 상당 부분이 상실되었다. 이는 돌비가 개봉 프린트의 옵티컬 사운드트랙에 A타입 노이즈 감소를 적용해야 한다는 제안으로 이어졌다.^[5]

1970년대 초반에는 1930년대 이후 거의 변하지 않았던 옵티컬 사운드트랙의 품질 향상에 대한 관심이 다시 불붙었다. 특히, 악명 높은 "아카데미 곡선"(1938년 영화 예술 과학 아카데미에서 지정한 옵티컬 트랙의 영화 재생을 위한 표준 주파수 응답)이 여전히 사용되고 있었다. 이는 노이즈와 왜곡의 가청도를 줄이기 위해 극장 시스템의 고주파 응답을 급격히 떨어뜨리는 것이었다. 돌비는 아카데미 곡선을 트랙의 돌비 A타입 노이즈 감소로 대체할 것을 제안했다. 1974년 영화 칼란을 시작으로 10편의 영화가 돌비 인코딩 모노 사운드트랙으로 개봉되었다. 극장에는 돌비 A타입 노이즈 감소 모듈과 스피커/청중의 전기 음향 주파수 응답을 이퀄라이징하기 위한 3차 옥타브 이퀄라이저가 장착되었다. 이는 영화 사운드를 위한 새로운 국제 표준을 만들었다.^[6][7]

시스템은 잘 작동했지만, 극장 소유주들은 스테레오가 추가될 때까지 기술에 투자하기를 꺼려했다. 필름 프린트의 일반적인 사운드트랙 영역에 2채널 옵티컬 스테레오 사운드트랙을 넣는 아이디어는 새로운 것이 아니었다. 스테레오 선구자인 앨런 블룸라인은 1933년에 이미 그러한 시스템을 사용하여 실험적인 스테레오 영화를 만들었으며, 웨스트렉스의 J. G. 프레인은 1955년에 SMPTE에 유사한 시스템을 제안했다.^[8]

그러나 1970년경에는 자기 기록 방식이 대부분의 개봉 프린트에서 옵티컬 사운드트랙을 대체하지 못할 것이 분명해졌고, 1970년대 초 이스트먼 코닥은 R. E. 울리그가 1972년 SMPTE에 제출한 논문에서 설명했듯이 이 아이디어를 되살렸다.^[9] 처음에는 RCA가 제작한 2채널 16mm 필름 레코더를 사용하여, 코닥은 블룸라인과 프레인이 이전에 했던 것과 거의 동일하게 2채널 스테레오 사운드트랙을 녹음했지만, 이 절반 폭 트랙에서 사용할 수 있는 제한된 다이내믹 레인지를 개선하기 위해 돌비 노이즈 감소를 추가했다.^[7]

남은 문제는 스크린 중앙에 대화를 고정하는 데 필수적이라고 여겨지는 센터 채널의 부족이었다. 울리그는 후속 논문에서 이 문제를 논의했다.^[10] 그는 세 번째 센터 채널을 제공하기 위해 사운드트랙 영역을 세 부분으로 나누는 가능성을 고려했지만, 다이내믹 레인지에 미치는 부정적인 영향과 필름 프로젝터를 변환하는 데 관련된 문제 때문에 기각했다. 대신 그는 좌우 채널의 간단한 믹스로 센터 채널 스피커에 공급할 것을 제안했지만, 이는 스테레오 분리도를 저하시키므로 완전히 만족스럽지 않았다. 그가 자신의 아이디어를 가져와 돌비와 협력한 후, 35mm 스테레오 가변 면적 옵티컬 인코딩 및 디코딩 시스템인 돌비 SVA가 등장했고, 나중에 ISO 2969 산업 표준으로 채택되었다.^[1]

이때 돌비는 코닥과 협력하여 이 시스템을 개발했다. 센터 채널 문제에 대한 돌비의 해결책은 가정용 "쿼드러포닉" 시스템을 위해 개발된 매트릭스 디코더를 기반으로 하는 "방향성 강화" 매트릭스 디코더를 사용하여 필름에 녹음된 좌우 채널에서 센터 채널을 복구하는 것이었다. 이를 위해 원래 사용된 매트릭스 디코더는 산수이 QS 매트릭스를 라이선스 받아 사용했다. 이 시스템은 1975년 켄 러셀 감독의 영화 리즈에 사용되었다.

매트릭스는 서라운드 스피커를 위한 네 번째 채널을 제공하도록 확장되어, 1950년대 시네마스코프 4트랙 자기 스테레오 시스템과 동일한 스피커 레이아웃을 가진 4채널 시스템을 훨씬 저렴한 비용으로 구현할 수 있게 했다.

이 4채널 시스템은 돌비 스테레오로 브랜드화되었고, 1976년 영화 스타 탄생에서 처음 사용되었다. 1979년 봄부터 새로운 맞춤형 매트릭스가 산수이 QS 매트릭스를 대체했다. 이는 그 해의 헤어와 허리케인에 처음 사용되었다.^[11][7]

처음에는 돌비 스테레오 장비가 시네마스코프 4트랙 스테레오용 앰프와 스피커가 이미 설치된 대형 극장에 주로 설치되었다. 그러나 4채널 시스템을 효과적으로 사용한 1977년 영화 스타워즈의 성공은 소규모 극장 소유주들에게 처음으로 스테레오 장비를 설치하도록 장려했다.

이 시스템의 주요 특징은 하위 호환성이었다. 동일한 프린트를 모노 사운드를 사용하는 오래된 드라이브인 극장부터 돌비 스테레오 장비를 갖춘 영화관까지 어디에서나 재생할 수 있어 배급을 위한 값비싼 이중 프린트 재고가 필요 없었다. 돌비 스테레오의 성공은 35mm 개봉 프린트에서 자기 스테레오의 최종 소멸을 가져왔다. 그 이후로는 70mm 프린트만 자기 사운드를 사용했다.

1990년대 초반, 돌비 SR 노이즈 감소는 35mm 영화 상영에서 돌비 A타입 NR을 대체하기 시작했다. 돌비 디지털로 인코딩된 모든 개봉 프린트에는 돌비 SR 아날로그 사운드트랙이 포함되어 있는데, 이는 디지털 트랙 오작동 시 백업 역할과 돌비 디지털 재생 장비가 없는 극장을 위한 것이다.

2021년 기준^[update], 디지털 시네마의 등장으로 영화 공간에서 돌비 스테레오의 시장 점유율은 급격히 감소했다. 이는 여전히 35mm 필름을 상영하는 영화관의 백업 역할을 한다.

돌비 스테레오 매트릭스

돌비 스테레오 매트릭스 (또는 돌비 4:2:4 매트릭스)^[12]는 간단하다. 좌(L), 중앙(C), 우(R), 서라운드(S)의 네 가지 원본 채널은 다음 공식에 따라 좌측 총합 및 우측 총합(LtRt)^[13][12] 두 채널로 결합된다.

돌비 스테레오 믹스	좌 (L)	우 (R)	중앙 (C)	서라운드 (S)
좌측 총합 (Lt)	${\displaystyle 1}$	${\displaystyle 0}$	${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}}$	${\displaystyle +j{\frac {1}{\sqrt {2}}}}$
우측 총합 (Rt)	${\displaystyle 0}$	${\displaystyle 1}$	${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}}$	${\displaystyle -j{\frac {1}{\sqrt {2}}}}$

여기서 j = 90° 위상 편이

이 센터 채널 정보는 Lt와 Rt 모두에서 동위상으로 전달되고, 서라운드 채널 정보는 Lt와 Rt 모두에서 역위상으로 전달된다. 이는 모노 재생과 좋은 호환성을 제공하는데, 모노 재생은 모노 스피커에서 L, C, R을 재생하며 C는 L 또는 R보다 3dB 높은 레벨로 재생되지만 서라운드 정보는 상쇄된다. 또한 C가 좌우 스피커 모두에서 재생되어 팬텀 센터를 형성하고 서라운드가 두 스피커 모두에서 확산 방식으로 재생되는 2채널 스테레오 재생과도 좋은 호환성을 제공한다.

간단한 4채널 디코더는 단순히 합 신호(L+R)를 센터 스피커로 보내고, 차이 신호(L-R)를 서라운드로 보낼 수 있다. 그러나 이러한 디코더는 인접 스피커 채널 간의 분리도가 좋지 않아, 센터 스피커를 위한 모든 것이 좌우 스피커에서도 센터 스피커 레벨보다 겨우 3dB 낮은 레벨로 재생된다. 마찬가지로 좌측 스피커를 위한 모든 것이 센터 및 서라운드 스피커 모두에서 재생되며, 역시 좌측 스피커 레벨보다 겨우 3dB 낮다. 그러나 좌우 채널 간, 센터 및 서라운드 채널 간에는 완전한 분리도가 있다.

이 문제를 극복하기 위해 영화관 디코더는 "논리" 회로를 사용하여 분리도를 향상시킨다. 논리 회로는 어떤 스피커 채널이 가장 높은 신호 레벨을 가지는지 결정하고 우선순위를 부여하여 인접 채널로 공급되는 신호를 감쇠시킨다. 반대 채널 간에는 이미 완전한 분리도가 있으므로 감쇠할 필요가 없으며, 사실상 디코더는 L과 R 우선순위, C와 S 우선순위 사이를 전환한다. 이는 돌비 스테레오 믹싱에 일부 제약을 가하며, 사운드 믹서가 사운드 믹스를 적절하게 믹싱하도록 보장하기 위해 돌비 스테레오 인코더와 디코더를 동시에 통해 사운드 믹스를 모니터링했다.^[11] 논리 회로 외에도 서라운드 채널은 좌우 스피커를 위한 프로그램 자료가 서라운드 채널로 누설되는 경우 항상 의도된 스피커에서 먼저 들리도록 다양한 크기의 극장에 맞춰 최대 100ms까지 조절 가능한 딜레이를 통해 공급된다. 이는 "선행 효과"를 활용하여 소리를 의도된 방향으로 국지화한다.

돌비 서라운드/돌비 프로 로직 (가정용 디코더)

 이 부분의 본문은 돌비 프로 로직입니다.

돌비 서라운드는 돌비의 다채널 아날로그 필름 사운드 형식인 돌비 스테레오의 가장 초기 소비자 버전이다.

돌비 스테레오 매트릭스가 모노 및 스테레오 재생과 호환되기 때문에, 돌비 스테레오로 제작된 영화가 VHS-HiFi, 레이저디스크 또는 스테레오 TV 방송과 같은 스테레오 가정용 비디오 형식으로 출시될 때 원래 2채널 돌비 스테레오 사운드트랙을 사용할 수 있었다. 일부 가정 청취자들은 이 사운드트랙을 극장에서 들었던 방식과 더 유사하게 듣고 싶어 했고, 이를 위해 일부 제조업체는 간소화된 서라운드 디코더를 생산했다. 비용을 절감하기 위해 이 디코더는 센터 스피커 출력과 전문 디코더에 있는 논리 회로를 생략했지만, 서라운드 딜레이는 포함했다. 이 디코더를 영화관에서 볼 수 있는 전문 장치와 구별하기 위해 "돌비 서라운드" 디코더라는 이름이 붙여졌다. "돌비 서라운드"라는 용어는 돌비 스테레오 매트릭스를 통해 녹음된 TV 프로그램이나 바로 비디오 영화에 사용하기 위해 돌비로부터 라이선스를 받기도 했다.

1980년대 후반에는 집적 회로 제조업체들이 돌비 매트릭스 디코더를 설계하기 위해 노력했다. 전형적인 초기 사례는 PMI의 SSM-2125이다.^[14] SSM-2125는 서라운드 딜레이를 제외한 완전한 돌비 스테레오 매트릭스 디코더가 단일 칩에 구현되어, 전문 디코더와 동일한 논리 시스템을 사용하는 가정용 디코더를 소비자에게 판매할 수 있게 했다. 따라서 이 디코더들은 돌비 프로 로직이라는 이름이 붙여졌다.

돌비 스테레오 70 mm 6트랙

돌비 스테레오 70mm 6트랙은 70mm 필름 프린트의 6개 자기 사운드트랙에 돌비 노이즈 감소를 사용하는 것이다. 이는 1976년 개봉한 MGM 영화 로건의 탈출의 일부 프린트에 처음 사용되었다.

토드-AO 포맷은 1955년에 도입되었으며 처음부터 다채널 자기 사운드를 포함하고 있었다. 옵티컬 사운드트랙은 없지만, 일부 70mm 프린트에서는 아날로그 자기 트랙 대신 DTS 디지털 트랙을 사용했다.

원래 레이아웃은 전방 5채널과 서라운드 1채널이었다. 그러나 1970년대에 중간(좌측-중앙 및 우측-중앙) 트랙의 사용은 대체로 포기되었으며, 이 채널들은 비워두거나 인접 채널의 간단한 믹스로 채워졌다. 돌비는 분리도 손실을 초래하는 이러한 후자의 관행을 승인하지 않고, 대신 이 채널들을 LFE(저주파 효과)에 사용하여, 그렇지 않으면 불필요한 중간 전방 스피커의 저음 유닛을 활용했다. 나중에 이 채널들의 사용되지 않은 HF 용량은 토드-AO 레이아웃의 모노 서라운드 대신 스테레오 서라운드를 제공하는 데 사용되어,^[15] 돌비 디지털이 유지하는 현대적인 5.1 채널 할당을 제공했다.

울트라 스테레오

 이 부분의 본문은 울트라 스테레오입니다.

1984년에는 돌비 스테레오에 경쟁자가 나타났다. 울트라 스테레오 랩스는 유사한 스테레오 광학 사운드 시스템인 울트라 스테레오를 도입했다. 이 시스템의 시네마 프로세서는 매트릭스 디코딩 및 컨볼루션 매칭을 개선하여 채널 분리도를 높였다. 포함된 밸런싱 회로는 필름 흔들림과 이전에 음성 누출을 서라운드 채널로 유발했던 좌우 트랙 간의 일부 불균형을 보정했다. 울트라 스테레오 사운드 시스템은 1984년 영화 예술 과학 아카데미에서 기술 공로상을 수상했다.^[16]