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사운드폰트

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1. 개요

사운드폰트는 사운드 카드에서 사용할 수 있는 음색을 담은 파일 형식으로, 주로 MIDI 기기의 음색을 보완하기 위해 개발되었다. 1990년대 초 E-mu Systems와 Creative Labs에 의해 최초로 개발되었으며, 이후 사운드폰트 2.0, 2.01, 2.04 등 여러 버전으로 발전했다. SF2 확장자를 가진 파일 형태로, 사운드 카드의 메모리에 로드되어 사용되며, PCM 형식의 샘플과 다양한 음악 합성 매개변수를 포함한다. 사운드폰트는 MIDI 재생을 위한 저렴하고 간편한 솔루션으로 사용되었지만, 현재는 VST와 같은 기술의 발전으로 사용 빈도가 줄어들었다. 사운드폰트 파일을 다루기 위한 다양한 소프트웨어가 존재하며, 편집 및 제작을 위한 프로그램도 개발되었다.

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사운드폰트
기본 정보
파일 확장자.sf2, .sf3
MIME 유형audio/sfont
audio/x-soundfont
audio/sf2
audio/x-sf2
기술 정보
종류오디오 샘플 파일 형식
개발이뮤
유형 코드isf2
컨테이너RIFF
파생DLS
추가 정보
설명시퀀스 음악에 사용되는 오디오 샘플을 담는 파일 형식

2. 역사

사운드폰트 기술은 여러 발전을 거듭해 왔다. 1994년 첫 번째 버전인 1.0이, 1996년에는 두 번째 버전인 2.0이 공개되었다. 1998년에는 2.0을 개량한 2.1 버전이, 2005년에는 2.4 버전이 공개되었다. 초기에는 E-mu Systems가 개발을 주도했다.

사운드폰트는 원래 사운드 카드를 포함한 MIDI 기기의 음색을 보완하기 위해 만들어졌다. 하지만 현재는 컴퓨터 등 MIDI 기기의 성능이 발전하면서 VST가 주로 사용되고 있다. 그럼에도 불구하고 사운드폰트는 상대적으로 작은 용량으로 다양한 음원을 담을 수 있어, 인터넷을 통해 무료로 배포 및 공유되기도 한다.

과거에는 여러 회사들이 독자적인 사운드폰트 형식을 사용하기도 했다. 예를 들어 엔소닉은 "*.ecw", Aureal Semiconductor영어는 "*.arl" 및 "*.dls", Trident Microsystems영어의 4DWave-DX는 "*.dls" 확장자를 사용했다. 이들 형식은 서로 호환되지 않았다. 그러나 예외적으로 Trident Microsystems영어의 4DWave-NX처럼 "*.sf2"를 포함한 다양한 확장자의 사운드폰트를 지원하는 경우도 있었다.[8]

과거에는 컴퓨터 성능이 부족하여 사운드폰트 사용이 제한적이었으나, 현재는 Core 2 Duo와 같은 고성능 CPU가 등장하면서 재평가되고 있다.

2. 1. 초기 버전 (1.0)

E-mu Systems와 크리에이티브가 1990년대 초에 최초의 사운드폰트 파일 형식을 개발하였다.[3] 이 버전의 사양은 대중에게 공개되지 않았다. 1994년 크리에이티브의 Sound Blaster AWE32가 이 버전을 활용한 최초이자 유일한 주요 장치였다. 이 형식의 파일은 일반적으로 SBK영어 파일 확장자를 가졌다.

2. 2. 사운드폰트 2.0

사운드폰트 2.0은 1996년에 개발되었다. 이 파일 형식은 지각적으로 가산되는 실제 세계 단위를 사용하여 데이터 표현을 일반화하고, 형식 내에서 일부 악기 레이어링 기능을 재정의했으며, 진정한 스테레오 샘플 지원을 추가하고, 동작을 지정하기 어려운 첫 번째 버전의 일부 모호한 기능을 제거했다. 이 버전은 사운드폰트 형식을 업계 표준으로 만들기 위해 공개 사양으로 완전히 공개되었다. 모든 사운드폰트 1.0 호환 장치는 공개 직후 사운드폰트 2.0 형식을 지원하도록 업데이트되었고, 결과적으로 1.0 버전은 구식이 되었다. 이 형식 및 다른 모든 2.x 형식의 파일은 일반적으로 파일 확장자가 .SF2이다.[3]

2. 3. 사운드폰트 2.01 (2.1)

1998년 E-mu의 Audio Production Studio 사운드 카드 제품과 함께 도입되었다.[4] 이 버전은 사운드 디자이너가 MIDI 컨트롤러가 신시사이저 매개변수에 영향을 미치는 방식을 구성할 수 있는 기능을 추가했다. 이는 2.0과 양방향 호환되는데, 2.01 형식을 렌더링할 수 있는 신시사이저는 정의상 2.0 형식도 렌더링하며, 2.0 형식만 렌더링할 수 있는 신시사이저는 새 형식을 읽고 렌더링하지만 새 기능을 적용하지는 않는다는 의미이다.[3]

2. 4. 사운드폰트 2.04 (2.4)

사운드폰트 2.04는 2005년 Sound Blaster X-Fi와 함께 도입되었다.[2] 2.04 형식은 24비트 샘플을 지원한다. 2.04 형식은 2.01 형식과 양방향으로 호환되므로, 2.0 또는 2.01 형식만 렌더링할 수 있는 신시사이저는 자동으로 24비트 샘플을 사용하여 16비트 정밀도로 악기를 렌더링한다.

3. 특징

사운드폰트는 사운드 카드를 비롯한 MIDI 기기 자체의 빈약한 음색을 보완하기 위해 만들어졌다. 그러나 현재는 컴퓨터 등 MIDI 기기의 성능이 올라가 VST가 주로 쓰이고 있다. 그럼에도 불구하고 사운드폰트는 상대적으로 작은 용량으로 다양한 음원을 담을 수 있기 때문에 인터넷 등을 통해 무료로 배포 및 공유되는 경우가 많다.

사운드폰트는 보통 하나 이상의 음색을 담은 SF2 포맷 파일로 존재하며, 사운드 카드의 메모리로 읽어들여 사용한다. 사용 방법이나 형식이 글꼴 파일(폰트)과 흡사하여 사운드폰트라는 이름이 붙었다. 기본적으로 GM의 음색 배열과 동일하게 사용되는 경우가 많지만, 일부 음색만 따로 사용하는 등 자유롭게 쓸 수 있다. SFPack, SFArk와 같은 압축 포맷도 존재하며, 압축을 해제하려면 별도의 프로그램이 필요하다.[8]

SF2는 옷을 겹쳐 입는 듯한 감각으로 음색을 조합할 수 있는 샘플러 음원과 같은 것이다. SF2 데이터는 사운드 카드 상의 ROM 또는 HDD에 저장되어 PC의 메인 메모리에 읽혀 사용된다. 예를 들어, 사운드 블라스터를 사용하는 경우에는 전자에, VSTi 등 소프트웨어 음원으로 SF2를 다루는 경우에는 후자에 해당한다.

SF2는 문자 폰트와 매우 유사하게 취급된다. 문자 폰트는 미리 내장된 문자를 읽어 한 글자씩 표현하는 것처럼, SF2도 내장된 음색을 읽어 소리를 낸다. 또한, 여러 SF2를 겹쳐 사용할 수 있어 다양하게 멜로디 풀을 재조합할 수 있다.

이 외에도 다양한 사용법이 있지만, 기본적으로 GM 규격을 기반으로 사운드 뱅크가 구성되어 하나의 사운드폰트로 성립된다. 이처럼 고가의 샘플러와 같은 기능을 저렴하게 구현하고 도입할 수 있다는 점이 사운드폰트의 특징이다.

음색의 피치, 필터 조작, 볼륨 변화, 모듈레이션 엔벨로프 등을 조작할 수 있으며, 리버브, 코러스, 비브라토 속도와 같은 이펙트도 간편하게 조작할 수 있다. GM 규격으로 정의된 128종의 음색 배열에 얽매이지 않고, 사용자 취향에 맞춰 배열할 수 있다는 특성이 있다. 따라서 임의의 wav 파일을 하나의 인스트루먼트에 묶어 하나의 음색으로 완성할 수 있어, AKAI나 E-MU 샘플러와 같은 기능을 합리적으로 실현할 수 있다.

주로 일반 청취용(일반적인 MIDI 청취) SF2와 제작용(작곡용) SF2로 구분하여 사용한다. 단, 제작용의 경우 작곡가의 작곡 스타일이나 악곡의 모티프, 이미지에 따라 사운드 뱅크를 재구성하거나 새로 만들어야 할 수도 있다. (물론, 청취와 작곡 양쪽 모두 작곡자가 좋다고 생각하면 같은 SF2를 사용해도 무방하다.)

직접 샘플링한 파형 데이터나 유료 샘플링 CD 등에 수록된 파형 데이터로 SF2를 생성할 수도 있다. 또한, 인터넷에서 무료 SF2를 수집하여 사용할 수도 있다. 품질은 다양하지만, 해외 사이트를 포함하면 방대한 SF2 파일이 공개되어 있다. 단, 저작권에 유의해야 한다.

MIDI 음원 전반에 대해 말할 수 있는 것이지만, 반드시 "대용량 = 고품질"은 아니다. 작은 용량이라도 어떤 오케스트라에도 잘 어울리는 음색이 있을 수 있으며, 대형 메이커의 샘플러와 마찬가지로 사용자의 감성이나 기술에 따라 음질이나 특성이 좌우된다.

4. 작동 방식

사운드폰트 파일은 PCM 형식의 샘플(악기 소리를 녹음한 데이터)을 포함하며, 이 샘플들은 음악 키보드의 특정 영역(섹션)에 연결(매핑)된다.[8] 사운드폰트 파일은 샘플 외에도 루프, 비브라토 효과, 건반을 누르는 세기(벨로시티)에 따른 음량 변화와 같은 다양한 음악 합성 옵션(매개변수)들을 포함한다.

MIDI 파일은 소리 자체가 아닌, 소리를 재생하기 위한 명령만을 담고 있다. 사운드폰트 호환 신디사이저는 사용자가 지정한 사운드폰트 뱅크를 사용하여 MIDI 파일을 재생한다.

5. 장점과 단점

사운드 블라스터 시리즈를 구매하거나, 프리 플레이어 소프트웨어[9]를 설치하면 저렴하고 간편하게 SF2를 사용하여 MIDI를 재생할 수 있다. GM 음색 배열에 얽매이지 않고 자유롭게 번호(프리셋 넘버나 뱅크 넘버)를 할당할 수 있어, 작곡에 사용할 소리만 넣은 폰트를 만드는 것도 가능하다. 예를 들어, 작곡할 때 "오르간은 필요 없지만 기타를 많이 넣고 싶다"는 식으로 폰트를 구성할 수 있다.

하지만, 임의의 음색을 교체할 수 있는 높은 자유도를 가진 만큼, MIDI의 사양이나 GM 규격, SF2의 사양 등 미리 이해해야 할 지식이 많아 커스터마이징 면에서는 초보 사용자가 쉽게 다루기 어렵다.

초기 사운드 카드에는 사운드 카드에 온보드 메모리를 탑재하거나 증설용 메모리 슬롯을 탑재하여, 해당 메모리에 사운드 폰트를 올려 메인 메모리를 절약할 수 있었다. 하지만 윈도우 98 즈음부터 그런 사운드 카드는 줄어들었고, 메인 메모리와 공유하는 형태가 주류가 되었다. 이 시기 메인 메모리는 32~64MB 정도가 주류였으므로, 큰 폰트를 구성하면 메인 메모리를 대량으로 소비하여 컴퓨터 동작이 느려졌다. 특히 동작에 필요한 사양을 충족하지 못한 컴퓨터에서 SF2 플레이어 등의 소프트웨어로 MIDI를 재생하면 음 끊김이 빈번하게 발생하거나 프리즈되기도 했다.

과거 일부 사운드 블라스터 시리즈에서는 동시 발음 시 파형 데이터의 총 용량이 32MB를 초과하면 재생할 수 없다는 제한이 있었다. OS의 레지스트리를 변경하는 비법을 사용하여 이 32MB 제한을 회피해야 했지만, 윈도우 XP가 주류가 되면서 KXdriver와 같은 비 순정 사운드 블라스터용 드라이버나 VSTi 등의 소프트웨어 샘플러도 나오면서 이러한 여러 제한을 회피할 수 있는 수단이 풍부해졌다.

6. 소프트웨어

사운드폰트 파일을 재생, 편집, 제작할 수 있는 다양한 프로그램이 있다. [http://www.synthfont.com/ SynthFont]와 같은 프로그램이 이에 해당한다.

6. 1. 재생 소프트웨어

사운드폰트를 지원하지 않는 사운드 카드나 음악 제작 프로그램에서 사운드폰트를 사용하기 위한 여러 방법이 있다. 대표적으로 VST 상에서 사운드폰트를 불러올 수 있는 [http://www.rgcaudio.com/sfz.htm SFZ SoundFont Player]가 있다.[9]

6. 2. 편집 및 제작 소프트웨어

크리에이티브 랩스(Creative Labs)의 비엔나(Vienna)는 사운드 블라스터와 같은 특정 사운드 카드가 필요하다.[5] 2002년에 제작된 비에나(Viena)도 있다. 스와미(Swami)[6]리눅스에서 주로 사용되는 MIDI 음악 작곡을 위한 악기 편집 및 관리용 무료 소프트웨어이다. 2013년에 제작된 윈도우, Mac OS, 리눅스용 무료 편집기인 폴리폰(Polyphone)[7]은 음색의 피치, 필터 조작, 볼륨 변화, 모듈레이션 엔벨로프 등을 조작할 수 있으며, 리버브나 코러스 조작, 비브라토 속도 에펙트 조작을 간편하게 할 수 있다.

참조

[1] 웹사이트 Digital Sound Factory releases SoundFont libraries http://rekkerd.org/d[...] 2007-08-30
[2] 웹사이트 SoundFont® Technical Specification 2006 http://www.synthfont[...]
[3] 웹사이트 SoundFont Technical Specification 1998 https://www.synthfon[...] 2024-04-05
[4] 웹사이트 SoundFont 2.1 Application Note http://freepats.zenv[...] 2014-11-10
[5] 문서 Viena, free sf2 editor http://www.synthfont[...]
[6] 문서 Swami, free soundfonts editor for Linux http://www.swamiproj[...]
[7] 문서 Polyphone, free sf2 editor for Windows, Mac OS and Linux https://www.polyphon[...]
[8] 문서 Gillumot Maxi Sound ISISやHoontech SoundTrack 128 DDMA Gold/Rubyなど
[9] 문서 例えば、MIDIプレイヤーや[[TiMidity++]]等がある。



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