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엔지니어 개발 비화

제품의 자세한 소개에 이어 소니 입사 25년 차라는 본사 소니 비디오&사운드 그룹 WH-1000XM3 프로젝터 리더인 와타나베 나오키 일렉트리컬 매니저의 MDR 신제품 개발 스토리가 이어졌습니다. 1993년 입사하여 25년간 스피커와 헤드폰 설계를 담당했다고 하는데 무선과 노이즈 캔슬링 헤드폰을 주력으로 했었다고 하네요. 2016년 MDR-1000X를 론칭했을 때도 방문했었다고 하는데 1세대를 저는 발표 현장에서 보지 못했기에...

소니 노이즈 캔슬링 헤드폰의 역사를 한눈에 알 수 있는 그림입니다. 세계 최초라는 수식어가 많은 소니인데 1992년 세계 최초로 민간용 노이즈 캔슬링 헤드폰 MDR-5700을 출시하였으며 이 모델은 비행기 기체 내에서 사용하기 위해 개발했었다고 합니다. 이후 2008년 세계 최초 디지털 NC 헤드폰 MDR-NC500D를 발표하였고 그 뒤로도 다양한 모델을 발표하며 노이즈 캔슬링 시장을 이끌었다고 하며 MDR-1000X가 NC 헤드폰의 전성시대를 만들었는데 외부 환경의 소리를 분석하는 주변 소리 모드라는 새로운 기술이 이때 도입되었다고 합니다.

디지털 노이즈 캔슬링 헤드폰의 성능을 위해 가장 키가 되는 것은 플랫폼이라고 하는데요. 소니의 디지털 노이즈 캔슬링 헤드폰은 2008년 MDR-NC500D로 시작되었는데 이 기종에는 시중에 판매되는 DSB 칩이 사용되었다고 합니다. 그 이후 소니가 원하는 노이즈 캔슬링 성능으로 향상시키기 위해 소니 독자적인 전용 칩을 개발하여 2012년 탑재하기 시작했다고 하는데 1000X 시리즈에서 익숙한 피드 포워드와 피드백을 동시 지원하는 듀얼 NC로 신호 처리 지연을 감소시켜 노이즈 캔슬링 성능을 개선했다고 합니다. 그리고 외부 노이즈를 자동 분석해 최적의 필터를 적용한 AINC 기능으로 사용자가 있는 장소에 최적화된 성능의 노이즈 캔슬링을 지원하게 되었다고 하네요. 2016년에는 제3세대 플랫폼을 개발해 MDR-1000X 모델에 사용하였는데 신호처리 지연 더욱 감소, 노이즈 캔슬링 성능 개선, AINC 자동화를 개선해 외부 환경음을 캡처하는 주변 소리 모드 기능 실현, 음악 재생에 있어 하이 레졸루션 음원을 재생할 수 있게 된 것이 가장 큰 변화점이라고 합니다. 이 시점부터 소니는 업계 최고의 노이즈 캔슬링 플랫폼 성능에 도달했다고 하는군요.

하지만 엔지니어들은 이에 멈추지 않고 미래의 소니가 목표로 하는 새로운 진화를 그려보았고 실현하고 싶은 기능, 성능의 스펙을 생각했을 때 플랫폼의 진화가 필요하다고 생각했기에 MDR-1000X의 개발이 완료되자마자 제4세대 플랫폼을 위한 전용 칩 개발을 시작했었다고 하는데 그 결과가 이 고음질 노이즈 캔슬링 프로세서인 QN1이라고 합니다.

와타나베 나오키 매니저가 손에 들고 있는 바로 이것이죠. 케이스 안에 칩이 들어 있는 것 같은데 멀고 어두워서 육안으로 확인하긴 어려웠습니다.

QN1은 프로세서의 처리 속도가 4배 증가하고 신호처리의 정확도를 높였다고 합니다. 이에 디바이스에서 발생하는 노이즈와 왜곡을 억제하는 것으로 신호처리 경로에서의 불필요한 노이즈를 줄일 수 있었다고 하네요. 또한 신호 처리의 지연량을 줄여 신호의 입력과 출력의 시간차를 감소시켰다고 합니다.

그리고, 음성 신호처리를 32비트 샘플링 주파수로 높임으로써 신호처리에서의 변화를 억제했다고 하며 높은 정밀도의 DAC와  ADC, 고음질 노이즈 앰프가 노이즈와 왜곡률을 낮췄다고 하네요.

이렇게 개발된 QN1의 고성능 기술이 적용된 WH-1000X마크3의 노이즈 캔슬링 진화에 대해 말하자면 대폭 증가한 신호처리량이 노이즈 캔슬용 위상 신호를 보다 정밀하게 생성할 수 있게 되었고 높은 정밀도의 DAC와 ACD, 고음질 헤드폰 앰프를 조합시켜 일체화하여 칩셋 내부에서 처리함으로써 SND를 높이고 왜곡률을 낮춰 최고 수준의 낮은 지연율을 실현시켰다고 합니다. 이렇게 진화된 QN1을 탑재하여 신호처리 기술을 갈고닦아 MDR-1000X에서 실현한 업계 최고의 NC 성능을 한 단계 더 진화시켰다고 하는데 이번 마크3는 MDR-1000X의 소리를 계승하여 최신 음악 트렌드를 반영하면서 장르를 가리지 않고 음악을 즐길 수 있는 소리 만들기를 목표로 하고 있다고 합니다. QN1을 통해 진화한 오디오 신호처리 기술로 보다 정밀한 음악 표현이 가능해졌다고 하며 노이즈 캔슬링 성능 향상에 공헌한 높은 SND, 낮은 왜곡과 같은 성능들이 음질 향상에도 기여했다고 합니다. 또한 노이즈 캔슬링 성능 향상으로 외부 노이즈 환경에서 음악을 감상 시 소리 오염을 방지해 고음질 음악 감상이 가능한 것도 QN1으로 인한 것이라고 하네요.

노이즈캔슬링이나 음질 외에 외관상 느낄 수 있는 착용감도 진화하였는데요. 첫 번째로 헤드밴드 부분을 경량화하여 착용감을 개선했다고 합니다. 두 번째로는 이어 패드를 전작에 비해 소프트 쿠션 소재를 채용하여 귀 주변에 닿는 접착 면적을 약 20% 정도 증가시켜 안정적으로 장착 시킴과 동시에 접촉면이 부드러워져 장시에 착용 시에도 압박감을 느끼지 않는 구조로 제작되었다고 하고요. 세 번째는 유닛의 각도를 사람의 귀 경사에 맞춰 귀 주변의 공간을 충분히 확보함과 동시에 귀에 압박감을 줄여 쾌적한 착용감을 실현했다고 합니다. 네 번째로는 헤드 밴드의 모양을 사람의 두상에 맞춘 슬림한 실루엣으로 만들어 착용감을 높였다고 하는데 현장에서 착용해보니 무게감은 잘 모르겠지만 착용감은 확실히 마크2에 비해 더 좋아졌더군요.

이와 같이 여러 기술이 업그레이드되어 완성시킨 것이 WH-1000XM3라고 하는데요. 위는 주요 특징과 사양입니다. 업계 최고 수준의 NC 성능을 더욱 향상시켜 보다 깨끗한 고음질을 실현했다고 합니다. 

와타나베 나오키 매니저는 음악을 즐기 위한 요소로서 고요함이 굉장히 중요하다고 말했는데요. 노이즈 캔슬링 기술은 고음질을 실현하기 위한 기술이자 유저가 듣고 싶지 않은 외부의 소음을 제거하여 원하는 소리만 전달하기 위한 기술이라고 합니다. 때문에 음악을 위한 노이즈 캔슬링, 이 모토를 바탕으로 앞으로도 음악을 위한 노이즈 캔슬링 기술에 계속 도전하겠다고 하는 말을 끝으로 개발 비화를 마쳤습니다.

더욱 강력한 노이즈 캔슬링
성능 비교 분석

마지막 순서로 저도 종종 들르고 있는 영디비의 이명오 대표가 발표한 WH-1000XM3 측정 - 더욱 강력한 노이즈 캔슬링 성능 비교 분석 설명이 이어졌습니다. 이분이 그 유명한 도끼 이어폰 크레신의 이어폰, 헤드폰 엔지니어였군요. ㅎㅎ 이번 테스트는 소니의 공식 입장이 아닌 영디비 대표의 샘플 1개 측정 데이터로 헤드폰 전체 제품의 특성을 반영하지 않다는 걸 염두에 두고 보시기 바랍니다.

측정 장비는 센서로는 B&K HATS를 사운드 분석장비는 Audio Precision APx555를 사용했다는데 문외한이라 ㅡ.ㅡ;;

측정 방법은 가장 좌측의 스피커를 통해 노이즈를 발생시키는데 전기톱이나 비행기 이착륙 시 소음으로 약 110dB 정도라고 합니다. 가운데 HATS를 통해 헤드폰 착용/미착용 시를 측정하는 것이라고 하네요. 

본 그래프는 MDR-1000X의 노이즈 캔슬링 그래프로 핑크색 점선은 스피커로 재생되는 노이즈 레벨이라고 합니다. 그리고 파란색 그래프가 패시브 노이즈 캔슬링 데이터로 헤드폰을 착용했을 때이며 주로 1kHz 이상의 중고음역대를 차단하는데 MDR-1000X는 보다 낮은 주파수까지 차단하는 표라고 하네요. 빨간 건 액티브 노이즈 캔슬링 효과를 보여주는 그래프로 헤드폰 프로세서를 통해 역 위상으로 재생되는 소리로 소음을 상쇄하는 효과를 보여준다고 하는데 주로 1kHz 이하 저음역대를 차단해주고 이 구간의 변화 폭에 따라 노이즈 캔슬링 성능의 좋고 나쁨을 알 수 있다고 합니다. 그래프는 크게 저음, 중음, 고음 세 구간으로 나누는데 비행기나 차량 엔진음이 저음, 목소리나 일상 소음이 중음, 날카로운 금속 소음을 예로 들 수 있으며 노이즈 캔슬링 성능은 주로 저음과 중음 영역이 중요하게 작용한다고 하네요.

A사와 B사 대비 2016년 출시한 MDR-1000X가 압도적인 소음 차단 성능을 보여주는 그래프입니다. 특히 저음 영역에서 두드러진다고 하는데요. 중요한 포인트는 가운데 1~2k 뾰족 올라간 구간으로 패시브와 액티브가 만나는 구간인데 소음 차단이 잘 안되는 구간이라고 합니다.

1세대와 3세대 WH-1000XM3를 비교한 그래프입니다. 1~2k 구간을 비교하면 최대 15dB 정도 성능이 좋아져 새로 개발된 QN1 프로세서의 성능을 제대로 볼 수 있는 구간으로 중고음역대가 전반적으로 좋아진 걸 볼 수 있다고 하는데요. 그에 더해 가장 우측 구간이 1세대에 비해 더 낮은 곳까지 소음 차단 능력을 보여주는 게 엔지니어의 입장에서 매우 중요한 개선 구간으로 보였다고 합니다. 전반적으로 저음을 비롯해 중고음역대까지 압도적으로 개선된 WH-1000X마크3의 성능을 볼 수 있었다고 하네요. 2세대 마크2에 대한 언급은 없지만 1세대와 동일한 듀얼 노이즈 캔슬링을 지원하기에 대동소이할 것으로 보입니다.

노이즈 캔슬링 성능 분석에도 보인 것처럼 이번 신제품은 저음뿐만 아니라 중고음 대역에서도 NC 성능이 증가하였기 때문에 지난해와 달리 다양한 콘셉트의 부스를 꾸며놓았습니다.

공사장을 시작으로 지하철과 버스 정류장, 

작년도 볼 수 있었던 비행기 좌석에 더해

백색 소음이 많은 카페의 모습까지 꾸며놓았는데요.

현장에서 본 블랙&카퍼와 실버&골드의 두 가지 컬러 중 저는 블랙&카퍼 컬러가 훨씬 끌리더군요. 전작을 골드로 사용한 것도 있지만 원채 블랙을 좋아하는 데다 이번에는 더욱 잘 빠진 것 같이 보였습니다. 카퍼(copper)는 구리색을 뜻하는데 그 색도 무광 블랙과 꽤 잘 어울리더군요.

소니 WH-1000XM3 노이즈 캔슬링 헤드폰 신제품 출시 행사 현장에서 전작인 WH-1000XM2와 비교해 외관도 살펴보고 직접 청음도 해봤습니다. 앞서도 말씀드렸지만 보기에도 더 이뻐졌고 착용감은 훨씬 좋아졌습니다. 노이즈 캔슬링 기능을 작동시켰을 때 현장 음악 소리와 참관객들의 소리가 확실히 잘 묻히고 퀵 어텐션 기능으로 외부 소리를 들을 때도 보다 명료하게 들리더군요. 음악 소리도 향상됐다고 하는데 잠시 들어본지라 이 부분은 명확하게 느끼긴 어려웠습니다. 보다 자세한 소니 WH-1000XM3와 WH-1000XM2 노이즈 캔슬링 헤드폰의 차이점 비교 후기는 아래 링크에서 보실 수 있습니다.

지난 2세대 마크2 발표 때는 소니 엑스페리아 XZ1 컴팩트와 신제품 소니 워크맨이 음악을 담당하고 있었는데 올해 3세대 마크3에는 소니 엑스페리아 XZ2와 XZ2 컴팩트를 볼 수 있었습니다. 아쉽게도 얼마 전 발표한 XZ3는 볼 수 없었는데요. 상하 베젤도 줄어들고 액정도 커진 데다 그립감은 확실히 XZ 프리미엄에 비해 좋아졌지만 둥글둥글한 디자인과 지문 인식의 위치, 배불뚝이 두꺼운 디자인이 아쉽긴 하더군요. XZ3는 좀 더 얇아지고 베젤도 더 줄었다고 하는데 궁금해지긴 합니다. 이 엑스페리아 XZ2 시리즈에는 다이나믹 진동이라는 기능이 들어가 있습니다. 이 기능이 게임에도 좋지만 소니 WH-1000XM3으로 음악 감상을 할 때도 정말 좋더군요. 특히나 강력한 중저음이 들리는 메탈이나 힙합, EDM 음악 등을 들을 때 베이스와 함께 진동이 함께 울리는 게 신기하기도 하고 재미있기도 하고 음악을 더욱 흥겹게 즐길 수 있었습니다. 

소니 엑스페리아 XZ2, XZ2 컴팩트, XZ 프리미엄의 외관 비교 글은 포스팅이 너무 길어지는 관계로 2,3세대 헤드폰 비교 후기처럼 아래 링크에서 자세히 보실 수 있습니다.

올해 신제품 발표회에는 작년과 달리 WH-1000XM3 한 제품만 볼 수 있었는데요. 덕분에 발표 시간은 짧아서 좋았지만 지난해 New 1000X 시리즈와 2세대 히어 신제품, 소니 워크맨 신제품 등 보다 많은 제품을 볼 수 있었다는 점에서는 아쉬움이 다소 있었습니다. 대신 얼마 전 발표한 프로를 위해서 프로가 완성한 인 이어 모니터 이어폰 IER-M9와 IER-M7을 현장에서 볼 수 있었는데요.

작은 이어폰인데도 프로페셔널 제품이다 보니 패키지가 화려합니다.

옆에 있는 건 MDR-Z7M2와 NW-WM1Z 혹은 NW-WM1A로 보이는데 시간이 없어 직접 만져보진 못했습니다. 참고로 2세대에 함께 나왔던 코드리스 이어폰과 넥밴드 이어폰의 차기작은 현재 개발 중이라고 하네요.

신제품 출시 행사 기념품으로 받은 아이유 쇼핑백에 담긴 소니 MDR-XB550AP 헤드폰입니다. 2세대 블루투스 노이즈 캔슬링 헤드폰인 소니 WH-1000XM2를 사용 중이지만 시리즈 사상 최대의 업그레이드라는 말이 과언이 아닐 정도로 노이즈 캔슬링, 음질, 외관 편의성까지 모든 면에서 업그레이드된 WH-1000XM3를 직접 비교하며 만져보니 이 아이유 백에 담고 싶어지네요. R.S.D. :)

- 이 포스팅은 소니코리아의 초대를 통해 작성하였으며 어떠한 간섭도 없이 주관적으로 작성되었음을 명시합니다. -


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