돌비 래버러토리스

1. 개요

돌비 래버러토리스는 1965년 레이 돌비가 영국 런던에 설립한 회사로, 오디오 노이즈 감소 기술인 돌비 노이즈 리덕션 시스템을 개발했다. 이 회사는 영화 사운드 개선에도 기여하여 돌비 스테레오, 돌비 디지털, 돌비 애트모스 등 다양한 서라운드 사운드 기술을 선보였다. 돌비는 오디오 노이즈 감소, 오디오 인코딩/압축, 오디오 프로세싱, 비디오 프로세싱, 디지털 시네마 등 다양한 기술을 개발했으며, ATSC 표준 관련 논란이 있었다.

2. 역사

레이 돌비가 1965년 영국 런던에서 돌비 래버러토리스를 설립했다. 같은 해에 그는 카세트 테이프 녹음 시 배경 잡음을 줄이는 기술인 돌비 노이즈 리덕션 시스템을 발명했다. 이 기술에 대한 최초의 미국 특허는 4년 뒤인 1969년에 출원되었다. 이 방식은 처음으로 영국의 데카 레코드에서 사용했다.

1976년에는 회사 본사를 미국 캘리포니아주 샌프란시스코로 옮겼다. 돌비 랩스가 생산한 첫 번째 제품은 타입 A 돌비 노이즈 리덕션을 통합한 돌비 301 장치였으며, 이는 전문 녹음 스튜디오에서 사용하기 위한 것이었다.

돌비는 KLH의 헨리 클로스의 설득으로 그의 노이즈 리덕션 기술의 소비자용 버전을 제조하게 되었고, 1968년에 타입 B를 출시했다.

돌비는 또한 영화 사운드를 개선하고자 했다. 조사 결과, 광학 사운드의 많은 제약이 상당한 배경 잡음에서 비롯된다는 것을 발견했다.

돌비 사운드를 사용한 첫 번째 영화는 시계태엽 오렌지(1971)였다. 이 회사는 스탠리 큐브릭으로부터 연락을 받았는데, 그는 영화의 광범위한 믹싱을 용이하게 하기 위해 돌비의 노이즈 리덕션 시스템을 사용하고 싶어했다. 이 영화는 모든 프리믹스와 마스터에 돌비 노이즈 리덕션을 사용했지만, 출시된 프린트에는 기존의 광학 사운드트랙을 사용했다. 칼란(1974)은 돌비 인코딩된 광학 사운드트랙을 사용한 최초의 영화였다. 1975년 돌비는 여러 오디오 채널과 노이즈 리덕션 시스템을 포함하는 돌비 스테레오를 출시했다. 돌비 인코딩된 스테레오 광학 사운드트랙을 사용한 첫 번째 영화는 리스트조마니아(1975)였지만, 이는 LCR(Left-Center-Right) 인코딩 기술만 사용했다. 최초의 진정한 LCRS(Left-Center-Right-Surround) 사운드트랙은 1976년 영화 스타 탄생에 인코딩되었다.

돌비는 가정용으로 시스템을 약간 수정하여 서라운드 채널만 추출하는 돌비 서라운드를 출시했으며, 극장용 돌비 스테레오와 동등한 가정용 버전인 돌비 프로 로직을 출시했다.

돌비는 영화관용 디지털 서라운드 사운드 오디오 데이터 압축 방식을 개발했다. 돌비 스테레오 디지털(현재는 단순히 돌비 디지털이라고 불림)은 1992년 영화 배트맨 2에 처음으로 적용되었다.

2005년 2월 17일, 이 회사는 주식회사가 되어 뉴욕 증권 거래소에서 DLB라는 심볼로 주식을 상장했다.

2010년 6월 18일, 돌비는 돌비 서라운드 7.1을 발표하고, 극장 7.1 서라운드 사운드를 제공하기 위해 전 세계 극장에 7.1 서라운드 스피커 설비를 구축했다. 이 형식으로 출시된 첫 번째 영화는 픽사의 토이 스토리 3였다.

2012년 4월, 돌비는 픽사의 영화 메리다와 마법의 숲에 처음 적용된 오버헤드 사운드를 추가하는 새로운 영화 기술인 돌비 애트모스를 소개했다.

2014년 2월 24일, 돌비는 도레미 랩스를 현금 92.5와 4년에 걸쳐 획득할 수 있는 추가적인 20를 포함하여 인수했다.

3. 기술

돌비 래버러토리스는 레이 돌비가 1965년 영국 런던에서 설립한 회사로, 오디오 신호 처리 및 관련 기술을 개발해왔다.

돌비는 카세트 테이프 녹음 시 발생하는 배경 잡음을 줄이는 돌비 노이즈 리덕션 시스템을 발명했다. 이 기술은 영국의 데카 레코드에서 처음 사용되었으며, 이후 BBC 등 여러 회사에서 전문적인 노이즈 리덕션 시스템으로 활용되었다.

1976년, 회사는 본사를 미국 캘리포니아 샌프란시스코로 이전했다. 초기에는 전문 녹음 스튜디오용 노이즈 리덕션 장치인 돌비 301을 생산했으며, 이후 헨리 클로스의 제안으로 소비자용 버전도 출시했다.

돌비는 영화 사운드 개선에도 기여했다. 광학 사운드의 배경 잡음 문제를 해결하기 위해 노력했으며, 시계태엽 오렌지(1971)를 시작으로 여러 영화에 돌비 기술이 적용되었다. 1975년에는 돌비 스테레오를 출시하여 영화 사운드에 혁신을 가져왔다.

이후 돌비는 돌비 디지털, 돌비 애트모스 등 다양한 디지털 서라운드 사운드 오디오 데이터 압축 방식을 개발하여 영화, 가정, 모바일 등 다양한 환경에서 몰입감 넘치는 음향 경험을 제공하고 있다.

돌비의 기술은 다음과 같이 분류할 수 있다.

* 오디오 노이즈 감소
* 오디오 인코딩/압축
* 오디오 프로세싱
* 비디오 프로세싱
* 디지털 시네마
* 라이브 사운드

3.1. 오디오 노이즈 감소

돌비 래버러토리스(Dolby Laboratories)는 아날로그 테이프 녹음 시 발생하는 노이즈를 줄이기 위한 다양한 기술을 개발했다.

* 돌비 A/B/C/S 유형의 NR: 아날로그 테이프 녹음에서 발생하는 노이즈를 줄이는 기술이다.
* 돌비 SR (Spectral Recording): 1986년부터 사용된 전문 4채널 노이즈 감소 시스템으로, 아날로그 녹음 및 전송의 다이내믹 레인지를 최대 25 dB까지 향상시킨다. 녹음 및 후반 작업 엔지니어, 방송사 및 기타 오디오 전문가들이 사용한다. 아날로그 영화 사운드의 표준이며, 현재 거의 모든 35mm 영화 인쇄물에 포함되어 있다. 디지털 사운드트랙이 있는 영화의 경우, SR 트랙은 디지털 재생 장치가 없는 영화관에서 사용되거나, 디지털 트랙에 문제가 발생할 경우를 대비한 백업으로 사용된다.
* 돌비 FM: FM 방송 라디오용 노이즈 감소 시스템이다. 1971년 WFMT를 시작으로 몇몇 라디오 방송국에서 시도되었다. 돌비 B를 사용했으며, 25마이크로초 프리엠퍼시스가 결합되었다. 필요한 디코더가 내장된 소수의 튜너 및 리시버 모델이 제공되었다. 카세트 데크의 내부 돌비 B 디코더를 라인 레벨 패스 스루 경로에 연결하여 돌비 FM 방송에 사용할 수 있도록 하는 몇 가지 카세트 데크 모델도 있었다. 그러나 이 시스템은 성공하지 못하고 1974년까지 쇠퇴했다.
* 돌비 HX Pro: 고급 테이프 레코더에서 헤드룸을 증가시키는 기술이다. 녹음되는 신호의 고주파 성분이 증가함에 따라 바이어스가 낮아지고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 녹음되는 실제 오디오에는 아무런 영향을 미치지 않으며, 특별한 디코더가 필요하지 않다. 이론적으로 모든 HX Pro 녹음 테이프는 모든 데크에서 더 나은 사운드를 낼 수 있다.

; 돌비 A NR

: 20~20,000Hz를 4분할하여 각 대역에서 압축, 신장을 수행한다. 이를 통해 약 10~15dB의 S/N비 개선을 얻을 수 있다.

; 돌비 SR NR

: 돌비 A NR, 돌비 B NR, 돌비 C NR의 단점을 해소했다. 현재도 영화 상영용 필름의 아날로그 트랙에 사용되고 있다.

; 돌비 B NR

: 민생용 보급형 기기용으로, 돌비 A NR의 간략화된 버전이다. 민생용 표준 노이즈 리덕션 시스템으로 보급되었다.

; 돌비 C NR

: 민생용 고급형 기기용으로, 돌비 B NR의 2배 효과를 가지며, 대상 음역은 중음역까지 확장되었다.

; 돌비 S NR

: 민생용 최상위 기기용으로, 돌비 C NR을 개량한 노이즈 리덕션 시스템이다. 돌비 B NR을 사용한 간이 재생이 가능하지만, 1990년이라는 음악 미디어의 디지털화가 가속화된 시대에 발표되었기 때문에 채용 사례는 드물다.

; 돌비 HX

: 후술할 돌비 HX PRO의 전신이 되는 기술로, 콤팩트 카세트에서 고역 주파수의 다이내믹 레인지를 향상시키는 기술이다. 10kHz 부근의 고역 주파수가 개선된다. ( 노멀 포지션용 테이프를 사용한 경우)

; 돌비 HX PRO

: 자기 테이프에 음성을 아날로그 녹음할 때는 "교류 바이어스 방식"이 사용된다. 이는 음성 신호에 105kHz~210kHz의 "바이어스 전류"를 중첩하여 녹음하는 것으로, 이로 인해 주파수 특성과 S/N비가 대폭 개선된다. 그러나 음성 신호에 포함된 고역 성분은 스스로 바이어스 전류로 작용하여 주파수 특성을 미묘하게 변화시킨다. 돌비 HX PRO는 음성 신호의 고역 성분의 양에 맞춰 바이어스 전류의 양을 항상 변화시켜 실효 바이어스 전류를 일정하게 유지한다. 돌비 HX PRO는 노이즈 리덕션과는 달리, 원리적으로 녹음 시에만 작동하는 기능이다. 따라서 이 기능을 켜고 녹음된 테이프는 어떤 플레이어에서도 재생할 수 있으며, 돌비 HX PRO의 효과는 나타난다.

3.2. 오디오 인코딩/압축

돌비 래버러토리스는 다양한 오디오 인코딩 및 압축 기술을 개발해왔다. 주요 기술은 다음과 같다:

* [[돌비 스테레오]]: 1975년에 출시된 아날로그 광학 기술로, 4개의 채널(좌, 중, 우, 서라운드)을 지원한다. 영화 스타 탄생(1976)에서 처음 사용되었다.
* [[돌비 서라운드]]: 돌비 스테레오를 가정용으로 변형한 기술이다.
* [[돌비 프로 로직]], [[돌비 프로 로직 II]], [[돌비 프로 로직 IIx]], [[돌비 프로 로직 IIz]]: 서라운드 사운드를 디코딩하고 더 많은 채널로 확장하는 기술이다.
* [[돌비 디지털]](AC-3): 손실 오디오 압축 형식으로, 모노부터 5.1 채널까지 지원한다. DVD와 HDTV(ATSC) 표준 등에서 사용된다.
* [[돌비 디지털#돌비 디지털 서라운드 EX|돌비 디지털 서라운드 EX]]: 돌비 디지털에 매트릭스 인코딩된 센터 리어 서라운드 채널을 추가하여 6.1 채널 출력을 지원한다.
* [[돌비 디지털 플러스]](E-AC-3): 돌비 디지털을 기반으로 한 손실 오디오 코덱으로, 더 높은 데이터 전송률과 채널 수를 지원한다. HD DVD의 표준 오디오 형식으로 채택되었다.
* [[돌비 디지털 라이브]]: 비디오 게임 등의 대화형 미디어를 위한 실시간 하드웨어 인코딩 기술이다. PC나 게임 콘솔의 오디오 신호를 5.1 채널 돌비 디지털 형식으로 변환하여 S/PDIF 케이블을 통해 전송한다.
* [[돌비 TrueHD]]: 스튜디오 마스터와 동일한 비트 대 비트 사운드 재생을 제공하는 무손실 오디오 코덱이다.
* [[돌비 애트모스]]: 객체 기반 오디오 기술로, 수평 및 수직 사운드 배치를 통해 몰입형 오디오 경험을 제공한다. 영화 메리다와 마법의 숲(2012)에 처음 적용되었다.
* 돌비 AC-4: 오디오 채널 및/또는 오디오 객체를 포함할 수 있는 손실 오디오 압축 형식이다.
* [[HE-AAC|돌비 펄스]]: HE-AAC v2 코덱에 돌비 메타데이터를 추가한 것이다.
* [[돌비 E]]: 디지털 2채널 포스트 프로덕션 및 방송 인프라를 통해 서라운드 및 다채널 오디오를 배포하는 데 최적화된 전문 코딩 시스템이다.

3.3. 오디오 프로세싱

* 돌비 헤드폰: 일반 스테레오 헤드폰에서 5.1 서라운드 사운드를 시뮬레이션하는 가상 서라운드 구현이다.
* 돌비 가상 스피커: 두 개의 표준 스테레오 스피커 구성에서 5.1 서라운드 사운드를 시뮬레이션한다.
* 오디스트리: 사운드 향상 기술이다.
* 돌비 볼륨: 볼륨 레벨 변경을 줄인다.
* 돌비 모바일: HTC 디자이어 HD, LG 아레나 및 LG Renoir와 같은 휴대폰용으로 특별히 설계된 돌비의 서라운드 사운드 기술 버전이다.
* 안드로이드용 돌비 오디오 플러그인: 안드로이드 개발자가 Fire HD, Fire HDX 및 삼성 갤럭시 탭 3 시리즈를 비롯한 모바일 및 태블릿 장치에 내장된 돌비 디지털 플러스 기술을 활용할 수 있도록 하는 Java 라이브러리 형태로 패키지된 API이다.
* 돌비 보이스: 엔터프라이즈급 웹 회의를 위한 하드웨어 및 소프트웨어 제품이다.

3.4. 비디오 프로세싱

* 돌비 콘트라스트(Dolby Contrast)는 로컬 디밍 방식을 통해 LED 백라이트 유닛을 갖춘 LCD 화면의 이미지 대비를 향상시킨다.
* 지각 양자화(PQ, Perceptual Quantizer)는 SMPTE에서 SMPTE ST 2084로 발표했으며, 최대 10,000cd/m²의 휘도 수준으로 높은 동적 범위(HDR) 비디오를 표시할 수 있는 전송 함수이며, Rec. 2020 색 공간과 함께 사용할 수 있다.
* 돌비 비전(Dolby Vision)은 HDR10 미디어 프로필과 유사한 콘텐츠 마스터링 및 전달 형식으로, 콘텐츠 제작 및 프로덕션에서 전송 및 재생에 이르기까지 모든 단계에서 높은 동적 범위(HDR)와 넓은 색 영역(ITU-R Rec. 2020 및 2100)을 모두 지원한다. 돌비 비전에는 지각 양자화기(SMPTE ST-2084) 전기 광학 전송 함수가 포함되어 있으며 최대 밝기 10,000니트(실제로는 4,000니트)인 디스플레이를 지원한다. 비디오의 각 장면 또는 프레임에 대해 정적 메타데이터(SMPTE ST 2086) 및 동적 메타데이터(SMPTE ST 2094-10, 돌비 형식)를 사용하여 마스터링 디스플레이 색도 정보를 인코딩할 수 있다. 돌비 비전 메타데이터는 HDMI 인터페이스 버전 1.4b 이상을 통해 전송될 수 있다. 돌비 비전 IQ는 실내 밝기에 따라 돌비 비전 콘텐츠를 최적화하도록 설계된 업데이트이다.
* ICtCp는 HDR(High Dynamic Range) 및 WCG(Wide Color Gamut)에 맞게 설계된 향상된 색상 표현을 제공한다.

3.5. 디지털 시네마

돌비 디지털 시네마는 기존 필름 프린트를 디지털 데이터로 대체하여 색채 표현, 디테일 재현, 디지털 서라운드를 향상시킨 상영 기술이다.

돌비 서라운드 7.1은 2010년 토이 스토리 3에 처음 적용된 7.1 서라운드 사운드 형식이다. 8채널의 디스크리트 음성을 사용하여 5.1채널 음성에 2개의 독립적인 채널을 추가하여 더욱 풍부한 음향을 제공하며, 3D 영화에 대응한다.

돌비 3D는 DLP(Digital Light Processing, 디지털 광원 처리) 디지털 시네마 상영관에서 3D 영화 상영을 가능하게 하는 기술이다. 프로젝터 내부의 필터 휠을 통해 분광된 영상을 특수 안경으로 보면 입체적으로 보인다. 일반 화이트 스크린을 사용할 수 있고, 연간 라이선스 비용이 없어 경제적이다.

돌비 애트모스는 오버헤드 사운드를 추가하여 몰입형 오디오를 제공하는 극장용 기술이다. 2012년 픽사의 영화 메리다와 마법의 숲에 처음 적용되었다.

돌비 시네마는 돌비 애트모스와 돌비 비전 기술을 결합하여 만든 프리미엄 시네마 콘셉트이다. 아이맥스(IMAX)의 직접적인 경쟁 상대로 개발되었다.

3.6. 라이브 사운드

돌비는 여러 해에 걸쳐 다양한 서라운드 사운드 시스템을 도입했다. 주요 차이점은 다음과 같다.

4. 논란

돌비 래버러토리스는 여러 논란의 중심에 있었다. 특히, 음향 기술과 관련된 특허 및 라이선스 정책은 업계에서 많은 논쟁을 불러일으켰다.

돌비는 영화 사운드를 개선하고자 했다. 회사 역사에 따르면, 돌비는 광학 사운드의 많은 제약이 상당한 배경 잡음에서 비롯된다는 것을 발견했다. 이 잡음을 걸러내기 위해 극장 재생 시스템의 고주파 응답이 의도적으로 억제되었다. 설상가상으로, 이러한 시스템에서 대화의 명료성을 높이기 위해 사운드 믹서들은 왜곡이 심하게 발생하는 고주파 사전 강조로 사운드트랙을 녹음하고 있었다.

돌비는 영화관용 디지털 서라운드 사운드 오디오 데이터 압축 방식을 개발했다. 돌비 스테레오 디지털(현재는 돌비 디지털)은 1992년 영화 배트맨 2에 처음으로 적용되었다. 1995년 레이저디스크로 출시된 긴급 명령과 함께 돌비 AC-3로 홈 시어터 시장에 소개되었지만, 이 형식은 이를 사용하기 위해 필요한 추가 하드웨어 때문에 DVD 사양의 일부로 채택될 때까지 소비자 시장에서 널리 사용되지 않았다.

4.1. ATSC 표준

돌비 디지털은 미국의 HDTV(ATSC) 표준에서 사용되는 오디오 코덱 중 하나이다.