OpenAL
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1. 개요
OpenAL은 3차원 오디오를 위한 크로스 플랫폼 API로, 2000년 Loki Software에 의해 윈도우 게임을 리눅스로 이식하기 쉽게 하기 위해 처음 개발되었다. OpenAL은 다양한 운영 체제와 하드웨어를 지원하며, 소스 객체, 오디오 버퍼, 리스너를 사용하여 소리를 3차원 공간에서 자연스럽게 구현한다. OpenAL은 OpenGL의 확장 메커니즘을 활용하여 기능을 제공하며, OpenAL Soft, Rapture3D OpenAL 드라이버, 애플 OpenAL, MojoAL 등 다양한 구현체가 존재한다.
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| OpenAL - [IT 관련 정보]에 관한 문서 | |
|---|---|
| OpenAL | |
| 기본 정보 | |
| 이름 | OpenAL |
| 종류 | 응용 프로그램 프로그래밍 인터페이스 |
| 개발자 | 로키 소프트웨어 |
| 개발 원 | 크리에이티브 테크놀로지 |
| 최신 버전 | 1.1 (설치 프로그램 2.1.0.0) |
| 최신 버전 발표일 | 2009년 11월 |
| 프로그래밍 언어 | C |
| 지원 운영체제 | 15개 운영체제 (지원 플랫폼 참고) |
| 장르 | 응용 프로그램 프로그래밍 인터페이스 |
| 라이선스 (샘플 구현) | v1.1 이후: 사유 소프트웨어 v1.1 이전: LGPL 초기 버전: BSD |
| "OpenAL" 상표 | 불명확, 크리에이티브 랩스(Creative Labs, Inc.) 소유 |
| OpenAL Soft | |
| 최신 버전 | 1.21.0 |
| 최신 버전 발표일 | 2020년 11월 4일 |
| 프로그래밍 언어 | C |
| 라이선스 | LGPL |
| 공식 웹사이트 | OpenAL Soft 공식 웹사이트 |
2. 역사
OpenAL은 2000년 로키 소프트웨어가 윈도우 게임을 리눅스로 포팅하는 것을 쉽게 하기 위해 처음 개발하였다.[37][3] 로키 소프트웨어가 문을 닫은 후, 이 프로젝트는 한동안 자유 소프트웨어/오픈 소스 커뮤니티에 의해 유지되었으며, NVIDIA nForce 사운드 카드 및 마더보드에 구현되었다. 이후 크리에이티브 테크놀로지가 개발과 호스팅을 담당하였다.
1. 1 버전(2009년) 이후, 크리에이티브의 샘플 구현은 독점적으로 바뀌었으며, 자유 라이선스로 된 마지막 릴리스는 여전히 프로젝트의 Subversion 소스 코드 저장소를 통해 접근할 수 있다. 그러나 OpenAL Soft는 널리 사용되는 오픈 소스 대안이며, 활발하게 유지 관리되고 확장되고 있다.
OpenGL ARB를 모델로 한 "아키텍처 검토 위원회"(ARB)가 있을 것이라고 명시되어 있지만, 그러한 조직은 결성된 적이 없으며 OpenAL 사양은 일반적으로 공개 메일링 리스트에서 이메일을 통해 처리되고 논의된다.
크리에이티브가 호스팅한 원래 메일링 리스트인 openal-devel은 2003년 3월부터 2012년 8월경까지 운영되었다.[4] 심플 디렉트미디어 레이어(Simple DirectMedia Layer)를 개발한 로키 출신인 라이언 C. 고든은 2014년 1월 OpenAL.org에서 새로운 메일링 리스트와 웹사이트를 시작했다.[5] 2023년 2월 현재, 이 리스트는 계속 사용되고 있다.
2. 1. 초기 역사 (로키 소프트웨어)
OpenAL은 2000년 로키 소프트웨어가 윈도우 게임을 리눅스로 포팅하는 것을 쉽게 하기 위해 처음 개발하였다.[37] 로키가 문을 닫은 후, 이 프로젝트는 한동안 자유 소프트웨어/오픈 소스 커뮤니티에 의해 유지되었으며, NVIDIA nForce 사운드 카드 및 마더보드에서 구현되었다.2. 2. 크리에이티브 테크놀로지
로키 소프트웨어(Loki Software)가 상용 윈도우용 게임을 리눅스로 쉽게 이식하기 위해 OpenAL을 개발했다.[3] 로키가 소멸된 후 얼마 동안은 자유 소프트웨어/오픈 소스 커뮤니티에서 유지보수되었으며, 엔비디아(NVIDIA)의 nForce 사운드 카드와 마더보드에 탑재되었다. 현재는 크리에이티브 테크놀로지가 개발의 대부분과 호스팅을 담당하고 있다.1.1부터 크리에이티브 테크놀로지는 구현을 독점적으로 하였다. 마지막 오픈 소스 버전은 Subversion 저장소에서 입수 가능하다. 하지만 OpenAL Soft가 오픈 소스 버전의 대체로서 널리 보급되었다.
2. 3. 오픈 소스 전환과 OpenAL Soft
로키 소프트웨어(Loki Software)가 상용 윈도우용 게임을 리눅스로 쉽게 이식하기 위해 OpenAL을 개발하였다.[37][3] 로키가 소멸된 후 얼마 동안은 자유 소프트웨어/오픈 소스 커뮤니티에서 유지보수되었으며, 엔비디아(NVIDIA)의 nForce 사운드 카드와 마더보드에 탑재되었다. 2012년경까지 크리에이티브 테크놀로지가 호스팅(및 대부분 개발)했다.1.1 버전(2009년) 이후, 크리에이티브의 샘플 구현은 독점적으로 바뀌었으며, 자유 라이선스로 된 마지막 릴리스는 여전히 프로젝트의 Subversion 소스 코드 저장소를 통해 접근할 수 있다. 그러나 OpenAL Soft는 널리 사용되는 오픈 소스 대안이며, 활발하게 유지 관리되고 확장되고 있다.
OpenAL 헌장은 OpenGL ARB를 모델로 한 "아키텍처 검토 위원회"(ARB)가 있을 것이라고 말하지만, 그러한 조직은 결성된 적이 없으며 OpenAL 사양은 일반적으로 공개 메일링 리스트에서 이메일을 통해 처리되고 논의된다.
크리에이티브가 호스팅한 원래 메일링 리스트인 openal-devel은 2003년 3월부터 2012년 8월경까지 운영되었다.[4] 심플 디렉트미디어 레이어(Simple DirectMedia Layer)를 개발한 로키 출신인 라이언 C. 고든은 2014년 1월 OpenAL.org에서 새로운 메일링 리스트와 웹사이트를 시작했다.[5] 2023년 2월 현재, 이 리스트는 계속 사용되고 있다.
2. 4. 메일링 리스트 및 커뮤니티
OpenAL 헌장에는 OpenGL ARB를 모델로 한 "아키텍처 검토 위원회"(ARB)가 있을 것이라고 명시되어 있지만, 그러한 조직은 결성된 적이 없으며 OpenAL 사양은 일반적으로 공개 메일링 리스트에서 이메일을 통해 처리되고 논의된다.크리에이티브가 호스팅한 원래 메일링 리스트인 openal-devel은 2003년 3월부터 2012년 8월경까지 운영되었다.[4] 심플 디렉트미디어 레이어(Simple DirectMedia Layer)를 개발한 로키 출신인 라이언 C. 고든은 2014년 1월 OpenAL.org에서 새로운 메일링 리스트와 웹사이트를 시작했다.[5] 2023년 2월 현재, 이 리스트는 계속 사용되고 있다.
3. API 구조 및 기능
OpenAL의 주요 기능은 소스 객체, 오디오 버퍼, 단일 리스너로 구성된다. 소스 객체는 버퍼에 대한 포인터, 소리의 속도, 위치 및 방향, 소리의 강도를 포함한다. 리스너 객체는 리스너의 속도, 위치 및 방향, 그리고 모든 소리에 적용되는 일반적인 게인(gain)을 포함한다. 버퍼는 PCM 형식의 오디오 데이터를 포함하며, 모노럴 또는 스테레오 형식으로 8 또는 16비트이다. 렌더링 엔진은 거리 감쇠, 도플러 효과 등 소리 효과에 필요한 모든 계산을 수행한다.[1]
최종 사용자가 가상 세계의 3차원 공간을 이동할 때 소리가 매우 자연스럽게 들리도록 해준다. 프로그래머는 OpenGL 기반 3D 그래픽 응용 프로그램에 약간만 추가하면 되므로 구현이 쉽다.[1]
OpenAL 사양은 API의 두 하위 섹션, 즉 실제 OpenAL 함수 호출로 구성된 코어와 렌더링 컨텍스트, 리소스 사용 및 플랫폼 간 잠금 관리에 사용되는 ALC(오디오 라이브러리 컨텍스트) API로 구성된다. 또한, GLUT와 유사하게 더 높은 수준의 '편의' 기능을 제공하는 'ALUT'(오디오 라이브러리 유틸리티 툴킷) 라이브러리도 있다.[1]
향후 기능 확장을 위해 확장 메커니즘을 활용한다. 개별 공급업체는 자체 하드웨어에서 추가 기능을 노출하기 위해 OpenAL 배포에 자체 확장을 포함할 수 있다. 확장은 이전 버전과의 호환성을 위해 유지 관리될 표준 확장을 나타내는 ARB(아키텍처 검토 위원회) 상태로 승격될 수 있다. ARB 확장은 일정 기간이 지난 후 핵심 API에 추가될 가능성이 있다.[1]
3. 1. 소스 객체 (Source Object)
OpenAL의 일반적인 기능은 ''소스 객체'', ''오디오 버퍼'', 단일 ''리스너''로 구성된다. 소스 객체는 버퍼에 대한 포인터, 소리의 속도, 위치 및 방향, 소리의 강도를 포함한다. 리스너 객체는 리스너의 속도, 위치 및 방향, 그리고 모든 소리에 적용되는 일반적인 게인(gain)을 포함한다. 버퍼는 PCM 형식의 오디오 데이터를 포함하며, 모노럴 또는 스테레오 형식으로 8비트 또는 16비트이다. 렌더링 엔진은 거리 감쇠, 도플러 효과 등 소리 효과에 필요한 모든 계산을 수행한다.3. 2. 오디오 버퍼 (Audio Buffer)
OpenAL에서 소리는 ''소스 객체'', ''오디오 버퍼'', ''리스너''로 구성된다. 소스 객체는 버퍼, 소리의 속도, 위치, 방향, 강도를 나타낸다. 리스너 객체는 리스너의 속도, 위치, 방향, 모든 소리에 적용되는 게인을 포함한다. 버퍼는 PCM 형식의 오디오 데이터로, 모노럴 또는 스테레오 형식의 8비트 또는 16비트이다. 렌더링 엔진은 거리 감쇠, 도플러 효과 등의 계산을 수행한다.[1]3. 3. 리스너 (Listener)
OpenAL의 일반적인 기능은 ''소스 객체'', ''오디오 버퍼'', 단일 ''리스너''로 구성된다. 소스 객체는 버퍼에 대한 포인터, 소리의 속도, 위치 및 방향, 소리의 강도를 포함한다. 리스너 객체는 리스너의 속도, 위치 및 방향, 모든 소리에 적용되는 일반적인 게인을 포함한다. 버퍼는 PCM 형식의 오디오 데이터를 포함하며, 모노럴 또는 스테레오 형식으로 8비트 또는 16비트이다. 렌더링 엔진은 거리 감쇠, 도플러 효과 등 소리의 자연스러운 변화에 필요한 모든 계산을 수행한다.3. 4. 렌더링 엔진
OpenAL의 일반적인 기능은 ''소스 객체'', ''오디오 버퍼'', 단일 ''리스너''로 구성된다. 소스 객체는 버퍼에 대한 포인터, 소리의 속도, 위치 및 방향, 소리의 강도를 포함한다. 리스너 객체는 리스너의 속도, 위치 및 방향, 모든 소리에 적용되는 일반적인 게인을 포함한다. 버퍼는 PCM 형식의 오디오 데이터를 포함하며, 모노럴 또는 스테레오 형식으로 8비트 또는 16비트이다. 렌더링 엔진은 거리 감쇠, 도플러 효과 등 필요한 모든 계산을 수행한다.결론적으로, 제대로 작성된 OpenAL 응용 프로그램에서 사용자가 가상 세계의 3차원 공간을 이동할 때 소리가 매우 자연스럽게 동작한다. 프로그래머 관점에서 보면, 기존의 OpenGL 기반 3D 그래픽 응용 프로그램에서 이를 구현하기 위해 추가적인 작업은 거의 필요하지 않다.
3. 5. ALC 및 ALUT
OpenAL 사양은 API의 두 하위 섹션으로 구성된다. 하나는 실제 OpenAL 함수 호출로 구성된 코어이며, 다른 하나는 렌더링 컨텍스트, 리소스 사용 및 플랫폼 간 잠금 관리에 사용되는 ALC(오디오 라이브러리 컨텍스트) API이다. 또한 GLUT와 유사하게 더 높은 수준의 '편의' 기능을 제공하는 'ALUT'(오디오 라이브러리 유틸리티 툴킷) 라이브러리도 있다.[1]3. 6. 확장 기능
OpenAL은 향후 추가 기능을 제공하기 위해 확장 메커니즘을 활용한다. 개별 공급업체는 자체 하드웨어에서 추가 기능을 노출하기 위해 일반적으로 OpenAL 배포에 자체 확장을 포함할 수 있다. 확장은 ARB(아키텍처 검토 위원회) 상태로 승격될 수 있으며, 이는 이전 버전과의 호환성을 위해 유지 관리될 표준 확장을 나타낸다. ARB 확장은 일정 기간이 지난 후 핵심 API에 추가될 가능성이 있다.[1]고급 디지털 신호 처리 및 하드웨어 가속 사운드 효과를 위해 EFX(Effects Extension) 또는 EAX를 사용할 수 있다.[1]
4. 한계
OpenAL의 하드웨어 가속을 최대한 활용하려면 벤더/하드웨어별 구현이 필요하며, 이러한 구현은 거의 오픈 소스로 출시되지 않는다. 실제로 많은 지원 플랫폼은 OpenAL을 단순히 플랫폼의 기본 오디오 API(종종 독점) 호출을 변환하는 래퍼 라이브러리로 구현한다. Windows에서는 벤더별 구현이 감지되지 않으면 OpenAL을 DirectSound(일반 소프트웨어) 또는 DirectSound3D(일반 하드웨어)로 변환하는 wrap_oal.dll 래퍼 라이브러리로 대체된다. 후자(DirectSound3D)가 Windows Vista 이후 버전에서 제거되어 최신 버전의 Windows에서는 일반 하드웨어 가속이 효과적으로 중단되었다.[8][9]
4. 1. 단일 리스너 모델
OpenAL의 '단일 리스너' 모델은 단일 인간 사용자에 맞춰져 있으며, 인공 지능, 로봇 시뮬레이션, 또는 협동 음악 공연과 같이 여러 사람이 참여하는 상황에는 적합하지 않다.[6] 이러한 경우에는 다중 리스너 모델이 필요하다. OpenAL은 또한 '소리 전파 지연'을 고려하지 않는데, 소리의 속도는 도플러 효과에만 사용된다. 음원까지의 거리는 진폭 효과(감쇠)로만 변환되며 지연으로 변환되지 않는다. 따라서 OpenAL은 해당 기능을 별도로 추가하지 않는 한 도착 시간차 계산에 사용할 수 없다.[7]4. 2. 소리 전파 지연
OpenAL은 '단일 리스너' 모델로, 단일 사용자 환경에 맞춰져 있다. 따라서 인공 지능, 로봇 시뮬레이션, 협동 음악 공연 등 여러 사람이 참여하는 상황에는 적합하지 않다.[6] 이러한 경우에는 다중 리스너 모델이 필요하다. OpenAL은 '소리 전파 지연'을 고려하지 않으며, 소리의 속도는 도플러 효과에만 사용된다. 음원까지의 거리는 진폭 효과(감쇠)로만 변환되고 지연으로 변환되지 않는다. 따라서 OpenAL은 해당 기능을 별도로 추가하지 않는 한 도착 시간차 계산에 사용할 수 없다.[7]4. 3. 하드웨어 가속 문제
OpenAL의 '단일 리스너' 모델은 단일 인간 사용자에 맞춰져 있으며, 인공 지능, 로봇 시뮬레이션, 또는 협동 음악 공연과 같이 여러 사람이 참여하는 상황에는 적합하지 않다.[6] 이러한 경우에는 다중 리스너 모델이 필요하다. OpenAL은 또한 '소리 전파 지연'을 고려하지 않는다(소리의 속도는 도플러 효과에만 사용된다). 음원까지의 거리는 진폭 효과(감쇠)로만 변환되며 지연으로 변환되지 않는다. 따라서 OpenAL은 해당 기능을 별도로 추가하지 않는 한 도착 시간차 계산에 사용할 수 없다.[7]OpenAL의 하드웨어 가속을 최대한 활용하려면 벤더/하드웨어별 구현이 필요하며, 이러한 구현은 거의 오픈 소스로 출시되지 않는다. 실제로 많은 지원 플랫폼은 OpenAL을 단순히 플랫폼의 기본 오디오 API(종종 독점) 호출을 변환하는 래퍼 라이브러리로 구현한다. Windows에서는 벤더별 구현이 감지되지 않으면 OpenAL을 DirectSound(일반 소프트웨어) 또는 DirectSound3D(일반 하드웨어)로 변환하는 wrap_oal.dll 래퍼 라이브러리로 대체된다. 후자(DirectSound3D)가 Windows Vista 이후 버전에서 제거되어 최신 버전의 Windows에서는 일반 하드웨어 가속이 효과적으로 중단되었다.[8][9]
5. 지원 플랫폼
OpenAL API는 다양한 플랫폼을 지원하며, 크게 운영체제와 게임 기기로 나눌 수 있다.[10] 자세한 지원 현황은 하위 문단을 참고하면 된다.
5. 1. 운영체제
OpenAL API는 다음과 같은 플랫폼 및 운영체제에서 사용할 수 있다:[10]| 운영체제 | 비고 |
|---|---|
| 맥 OS X | Core Audio 지원 |
| iOS | Core Audio 지원 |
| 안드로이드 | OpenSL ES 지원 |
| GNU/리눅스 | OSS, ALSA, PortAudio, PulseAudio 지원 |
| BSD | |
| 솔라리스 | |
| IRIX | |
| 마이크로소프트 윈도우 | DirectSound, 윈도우 멀티미디어 API, Windows Multimedia Device (MMDevice) API 지원 |
| 아미가OS | 3.x 및 4.x[11] |
| MorphOS | |
| 바다 | 2.x |
| 블랙베리 10 | [12] |
| 블랙베리 플레이북 | |
| OpenBSD | [13] |
| QNX | |
| AROS | [14] |
| Mac OS 8, Mac OS 9 |
지원되는 게임 기기로는 게임큐브, 플레이스테이션 2, 플레이스테이션 3, Xbox, Xbox 360, Wii, PSP 등이 있다.
5. 2. 게임 기기
OpenAL을 지원하는 게임 기기로는 게임큐브, 플레이스테이션 2, 플레이스테이션 3, Xbox, Xbox 360, Wii, 플레이스테이션 포터블 등이 있다.6. 애플리케이션
OpenAL은 주로 게임에서 많이 사용되지만, 게임 외 다른 애플리케이션에서도 활용된다.
둠 3, 제다이 아웃캐스트, 제다이 아카데미, 퀘이크 4, 프레이 등 id Software 엔진을 이용한 게임들과 언리얼 2, 언리얼 토너먼트 2003, 언리얼 토너먼트 2004, 포스탈 2, 아메리카스 아미 등 언리얼 엔진을 이용한 게임들이 OpenAL을 사용한다. 배틀필드 2, 프리덤 파이터즈, 히트맨, 사이코너츠 등도 OpenAL을 사용하며, 워소우, 워존 2100 등 자유 소프트웨어 및 오픈 소스 게임에서도 사용된다.
OpenAL 웹사이트에서 더 많은 애플리케이션 목록을 확인할 수 있다.
6. 1. 게임
다음은 OpenAL을 사용하는 것으로 알려진 비디오 게임 목록이다.
6. 2. 기타 애플리케이션
- 블렌더 - 3D 모델링 및 렌더링 도구이다.
- 유니티 - 3D 게임 엔진 및 게임 개발 통합 환경이다.
- Basic4gl - 컴파일러 및 프로그래밍 소프트웨어이다.
7. 구현체
OpenAL은 여러 구현체를 가지고 있으며, 주요 구현체는 다음과 같다.
7. 1. OpenAL SI (Sample Implementation)
Loki에서 제공된 OpenAL 샘플 구현은 현재 유지 관리되지 않는다.OpenAL Soft는 LGPL 라이선스 기반의 크로스 플랫폼 소프트웨어 구현이다. 이 라이브러리는 현재 사용 중단된 독점적인 OpenAL 샘플 구현을 자유롭게 호환 가능한 업데이트/교체용으로 제작되었다. OpenAL Soft는 모노, 스테레오(HRTF 및 UHJ 포함), 4 채널, 5.1, 6.1, 7.1, B-Format 출력을 지원한다. 앰비소닉 자산도 지원한다.[29][30]
7. 2. OpenAL Soft
OpenAL Soft는 LGPL 라이선스로 배포되는 크로스 플랫폼 소프트웨어 구현체이다. 이 라이브러리는 현재는 사용이 중단된 독점적 OpenAL 샘플 구현을 자유롭게 호환 및 대체하기 위해 제작되었다. OpenAL Soft는 모노, 스테레오(HRTF 및 UHJ 포함), 4채널, 5.1, 6.1, 7.1, B-Format 출력을 지원한다. 앰비소닉 자산도 지원한다.[29][30]7. 3. AeonWave-OpenAL
AeonWave-OpenAL은 Adalin B.V.에서 제작한 리눅스 및 윈도우용 저가형 4D 오디오 라이브러리인 비상업용 AeonWave의 하드웨어 가속 기능을 활용하는 LGPL 라이선스 기반의 OpenAL 에뮬레이션 레이어이다. 제작자는 AeonWave-OpenAL 구현이 동일한 조건에서 OpenAL SI 또는 OpenAL Soft보다 3D 오디오를 AMD Athlon 64 X2에서는 5배, Intel Atom N270에서는 7배 더 빠르게 렌더링한다고 주장한다.[31] AeonWave 라이브러리를 사용함으로써 최대 8개의 스피커에 대한 HRTF 및 공간 서라운드 사운드를 지원한다.7. 4. Rapture3D OpenAL 드라이버
Rapture3D OpenAL 드라이버는 Blue Ripple Sound에서 제작한 비상업용, 상업용, 윈도우 전용 소프트웨어 구현이다. 이 라이브러리는 다른 구현을 대체하는 고성능 드롭인으로 사용된다.[32]제공하는 기능은 다음과 같다:[32]
- 32비트 부동 소수점 오디오 경로.
- 고품질 샘플 속도 변환 (도플러 효과 등 다양한 용도로 사용).
- 고품질 효과 및 필터.
- 멀티 채널 사운드 소스 지원 (앰비소닉스를 사용하여 인코딩된 자산 포함).
- 소스 또는 효과의 수에 대한 유일한 제한은 CPU 성능이며, 비교적 오래된 하드웨어에서도 수백 개의 사운드 소스와 여러 효과를 렌더링할 수 있다.
- 최대 4차 고차 앰비소닉스(HOA) 버스.
7. 5. 애플 OpenAL
애플은 macOS 및 iOS에서 OpenAL 구현을 제공한다. 이는 운영 체제의 3D 믹서(kAudioUnitSubType_3DMixer) 기능을 기반으로 한 매우 얇은 레이어이다. 이 구현은 원래 라이언 C. 고든(Ryan C. Gordon)이 Altivec Mac OS X 시스템용으로 작성하였다.[34]7. 6. MojoAL
MojoAL은 Ryan C. Gordon이 SDL2를 기반으로 제작한 작고(단일 파일) 완전한 OpenAL 1.1 구현이다.[35]참조
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[34]
웹사이트
An OpenAL implementation for MacOS X
https://icculus.org/[...]
[35]
웹사이트
MojoAL
https://icculus.org/[...]
[36]
웹인용
OpenAL: Cross Platform 3D Audio
https://openal.org/d[...]
[37]
보도자료
Press release with regards to OpenAL
http://linux.omnipot[...]
2016-10-08
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