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로지텍은 G 시리즈 헤드셋을 판매하고 있습니다. 위 사진은 최신 제품인 G633 아르테미스 스펙트럼 서라운드 게이밍 헤드삿과 G933 아르테미스 스펙트럼 와이어리스 서라운드 게이밍 헤드셋인데요.

 

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이들 헤드셋은 미국 워싱턴 캐머스에 위치한 Camas Audio Lab에서 개발하고 있습니다. 위치는 매우 시골. 거기에 저층 건물이라 발려 커 보이진 않는다는데 실제로는 꽤 넓다네요.

 

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여기저기에 전시된 것들.

 

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매우 자유분방한 미국 스타일의 사무소입니다.

 

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Doug Sharp(Global Product Marketing Manager Gaming, Logitech International)이 디자인 연구소부터 안내를 했습니다.

 

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다양한 시제품이 전시돼 있네요. 찰흙, 스티로폼, 3D 프린터를 써서 시제품을 만들어 갑니다. 헤드셋의 디자인은 물론이고 착용감, RGB 라이트까지 모두 여기서 디자인하며, 다양한 귀 모양을 본뜻 모형을 쓰거나 이어패드의 재질을 바꾸기도 합니다.

 

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2013년에 출시된 아날로그 헤드셋 G230 스테레오 게이밍 헤드셋.

 

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프로-G 드라이버의 프로토타입을 쓴 모델이기도 합니다.

 

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폼 모델. 이어컵부터 헤드밴드의 디자인을 본 것입니다.

 

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3D 프린터와 CNC를 사용해 다양한 부품의 디자인 시제품을 만듭니다.

 

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3D 프린팅된 이어컵과 헤드밴드들.

 

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이들 부품을 조합해서.

 

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실제로 머리에 써볼 수 있습니다.

 

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조작 버튼이 달린 것도 있네요.

 

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음질과 착용감에 모두 영향을 주는 이어패드 재질의 결정. 메쉬 원단부터 인조 가죽까지 다양한 것으로 시도합니다.

 

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부속 부분의 프로토타입. 마이크 막대와 헤드 밴드는 물론이고 이어컵 수납이나 배터리 교체 등도 여기에서 만듭니다.

 

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G633과 G933의 접이식 마이크 막대는 여기에서 디자인합니다.

 

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파일럿 단계의 제작. 실제 소리까지 들을 수 있는 프로토타입입니다. 제품 버전에 많이 가까워졌지요.

 

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최종 제품의 프로토타입입니다.

 

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양산하기 전에 수작업으로 만드는 것이나 스펙은 최종 버전과 같습니다.

 

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배터리 내장에 LED 조명까지 확인하기 위해 반투명으로 만든 모델.

 

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작업 공간.

 

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재료.

 

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공구가 늘어서 있습니다. 이쯤 되면 하드웨어 연구 개발이라기보다는 다른 곳 같에뇨.

 

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Matt Green(Manager, Acoustic Engineering, Logitech International)이 음향 실험실을 안내했습니다. 손에는 귀 모양을 들고 있네요.

 

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다양한 귀 모형.

 

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실험실 계측기. 주파수 특성을 측정할 때 씁니다.

 

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헤드셋의 음향 측정을 위한 모형. 독일 Neumann에서 만들었습니다.

 

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이게 있으면 헤드폰 리뷰를 할 수 있겠지만 몹시 비쌉니다. 그리고 이게 다는 아닙니다.

 

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진짜는 무향실이지요. 외부 소음을 차단해 완벽한 측정을 가능하게 해줍니다.

 

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문의 두께만 해도 이정도 됩니다.

 

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2010년부터 2011년에 걸쳐 만들었습니다.

 

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70Hz 이상에 무반응, 노이즈 레벨 0dB.

 

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일반적으로 조용하다는 환경도 소음은 30dB 정도가 납니다. 벽에 부딛혀서 반사되거든요. 여기에선 70Hz 이상의 소리를 벽에 흡수시켜 0dB의 노이즈 레벨을 만들었습니다.

 

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2층에 입구가 있고 천장은 3층, 바닥은 1층까지입니다. 어마어마한 크기지요.

 

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케임브릿지의 ECKEL이란 회사에서 만들었습니다. 계측용이라고도 써져 있네요. 공사비만 12억원 쯤 됩니다.

 

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스피커 개발에 쓰는 마이크도 실내에 있습니다. 분명 좋은 것일듯.

 

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옷을 입고 목 부분에 천을 감았습니다. 소리 반사를 줄이기 위해. 입에는 스피커가 있어 소리를 재생합니다. 일반적인 헤드셋 사용 환경에 맞추기 위함이지요.

 

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다음은 드라이버 개발입니다. 이곳 실험실에서 10년 이상의 경력을 지닌 Tracy Wick(Senior Acoustic Engineer, Logitech International)가 해설을 맡았는데, 로지텍 G는 물론이고 로지텍이 만드는 모든 헤드셋을 다 개발한다고 합니다.

 

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먼저 인클로저, 스피커의 상자입니다. 스피커 드라이버와 딱 맞는 크기로 만들었으며.

 

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프로-G 드라이버가 장착된 인클로저입니다. 베이스 피플렉스 포트와 흡음 필터도 붙어 있습니다.

 

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제품을 개발할 때 모든 변수를 데이터화해서 G930을 만들었고, 그 이상의 제품을 개발하기 위해 프로-G 드라이버를 만들었습니다. 기존의 스피커 드라이버는 자석의 자력에 의해 밀어내고 당기는 차이를 써서 자력을 강화해 성능을 향상시키는 전통적인 방식이었으나, 정밀함이 부족하다는 단점을 해결하기 위해 개선했습니다.

 

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스피커 드라이버를 개발할 때는 하나의 마이크에서 나오는 것 이상의 정보가 필요해, 10년 전에 Klippel이라는 왜곡 분석 장비를 도입했습니다.

 

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특수 오디오 신호를 재생한 후 레이저를 이용해 스피커 콘의 움직임을 측정, 전압과 위치 정보를 얻어내 컴퓨터에서 해석해 냅니다.

 

회로의 교차 섹션에선 자기 회로와 보이스 코일을 통해 소리가 나옵니다. 허나 여기의 움직임이 너무 크거나 작고, 입/출력의 차이가 지나치게 크면 왜곡이 생깁니다. 이걸 측정해 알아냄으로서 왜곡을 줄이는 것입니다. 보이스 코일의 동작이 평면인지, 어느 한쪽으로 치우쳤는지를 측정해 드라이버를 최적하하는 것이지요. 이게 10년 전 이야기입니다.

 

그리고 6년 전에는 다른 변수도 필요하다는 걸 파악해서 새로운 분석 시스템을 도입했는데, 이를 Ramped Element Parameter Model이라 부릅니다. 분석 결과를 보이스 코일과 덤핑 등 모든 요소의 최적화에 응용할 수 있게 된 것입니다.

 

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드라이버 진동판에 쓰는 소재입니다. 왼쪽은 G930용인데 이걸로 소리를 내면 약간의 부자연스러움이 있습니다. 그래서 G633과 G933에서 쓴 재질에선 그런 느낌이 들지 않도록 바꿨습니다.

 

위에서 본 측정 장비에 스피커 드라이버를 장착하고 3천곳에 레이저를 비춰 Klippel에서 진동판의 움직임을 측정합니다. 그러면 진동판의 어디가 예상대로 움직이고 어디가 그렇지 않는지를 시각화할 수 있습니다.

 

 

위 동영상은 바로 그 움직임을 파악하기 쉽게 슬로우 모션으로 만든 동영상입니다.

 

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이것이 제대로 진동하고 각 부분마다 차이가 없다면 좋겠지만 그게 쉽지 않은듯 합니다. 기존의 드라이버에서도 100Hz의 오디오 신호를 재생하면 완벽하게 매끄러운 움직임이 나오나, 600Hz에선 약간의 흔들림이 생겨 비대칭으로 움직이고, 2.6kHz에선 보이스 코일 바로 옆에 이상이 발견되 수정이 필요하며 10kHz에선 더 심해진다네요. 19kHz는 당연히 매우 크게 떨어지지요.

 

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이렇게 원인을 알아내 자기 구조와 코일을 최적화하는 모터, 그리고 진동판의 재질을 변경해서 문제를 해결합니다. 왼쪽은 G930, 오른쪽은 G633과 G933의 진동판인데요. 새로 나온 프로 G 드라이버는 100Hz와 600Hz에서 완벽, 2.6kHz는 아까보다 매끄럽게 움직입니다. 이 결과 더 깨끗하고 왜곡이 적은 소리가 나오게 됩니다. 10kHz와 19kHz는 아까보다 많이 나아졌구요.

 

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이번에는 마이크입니다. 마이크 자체는 기존 모델과 같으며 검은색 고무 패킹으로 진동을 막아줍니다. 기존에 마이크를 개발했을 땐 일반적인 전계 효과 트랜지스터 FET만으로는 충분한 음질을 낼 수 없어, 오디오 마이크 프리앰프를 썼다고 합니다. 물론 비싸지만 성능은 뛰어나 노이즈를 줄이고 소리를 제대로 녹음합니다.

 

원래는 2 마이크나 노이즈 캔슬링, 싱글 마이크도 개발 단계에서 검토했지만, 녹음 스튜디오에서 악기나 음성을 녹음할 때는 지향성 단일 마이크를 씁니다. 이건 지향성 싱글 마이크가 가장 순수하게 높은 음질을 제공할 수 있어서라네요. 그래서 마이크는 이렇게 확정.

 

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스피커와 마이크를 직접 만드는 건 아니지만 앞서 소개한 장비를 써서 디자인하고 10년 이상 커스텀해왔다고 합니다. 로지텍에서 디자인해 생산 업체에 주문하는 식이라는 거지요.

 

10년 전에는 코일과 자석 등을 개선하는 게 고작이었으나 6년 전부터 진동판 소재를 측정하고, 4~5년 전에는 무향실을, 지난 몇년 동안엔 측정 환경까지 검토하면서 이제는 스피커 드라이버의 동작을 모니터링하고 수정할 수 있는 수준까지 도달했다고 합니다.

 

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다음 코너는 로지텍 시그네처 스튜디오의 MOS 룸입니다.

 

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여기에 있는 시스템을 사용해서 DTS 헤드폰으로 7.1채널 감상을 했습니다.

 

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소리는 뭐 당연히 뛰어났겠지요.

 

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마지막은 전파 테스트 시설입니다. 위 사진은 G933의 기판인데요. 무선 디바이스에 자주 쓰이는 2.4GHz 대역 무선 연결 테스트를 합니다.

 

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상장 안에 가득 들어있는 건 소리가 아닌 전파를 차단하는 재질입니다.

 

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이렇게 모니터링해서 무선 연결에 문제가 없는지를 확인합니다.

 

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2.4GHz가 나온 그래프.

 

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헤드셋의 위치에 따라 통신 상황이 변합니다.

 

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여기도 전파를 차단하는 소재를 둘렀네요. 이걸 만드는 데 대충 6억원 정도 들었다고 합니다.

 

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노트북과 무선으로 연결된 G933을 쓴 더미 헤드.

 

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간섭을 일으켜 헤드셋의 성능이 떨어지지 않는지 확인합니다.

 

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전압과 내구성을 테스트합니다.

 

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제품에 높은 전압을 흘려보내서 테스트합니다.

 

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소리를 내는 제품을 제대로 개발하려면 어떤 개발 환경이 필요한지를 보여주는 곳이라고 할 수 있겠습니다. 개발자의 설명 중에도 값비싼 장비를 많이 도입했지만 그만큼 소리가 좋아졌다는 이야기가 많았다네요.

 

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