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음소거를 풀면 dB가 선형값 자리에 들어간다

설정 창을 만들던 중에 AudioSource를 직접 하나씩 제어하는 것 말고 다른 방법이 있는지 찾다가 스크랩한 글이다. 마스터·배경음·효과음 슬라이더를 AudioMixer로 만드는 방법을 2024년에 정리한 것으로, 왜 AudioSource.volume을 하나씩 만지면 안 되는지부터 시작해서 믹서 생성과 파라미터 노출, 그리고 로그 변환까지 간다.

문제 설정이 정확하다.

이 방법으로 구현한다면 게임에 존재하는 모든 Audio Source의 Volume을 조절 해줘야 한다. 그리고 마스터 볼륨은 배경음과 효과음 소리의 크기와 같이 조절하는 것이 아니라 따로 독립적으로 조절 해야 한다.

맞는 진단이고, 답으로 고른 AudioMixer도 맞다. 슬라이더의 Min Value를 0.0001로 두라는 조언과 그 이유도 정확하다.

걸리는 건 코드다. 음소거를 풀면 볼륨이 돌아오지 않는다. 저장할 때는 dB로 읽고, 되돌릴 때는 그 값을 선형값 자리에 넣기 때문이다.

목차

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로그 변환 설명은 정확하다

먼저 맞는 쪽부터. 클리핑이 슬라이더 최솟값의 이유를 이렇게 적는다.

이때, 슬라이더의 Min Value를 0.0001로 설정해줘야한다.

오디오 믹서는 -80dB ~ 0dB 로 구성되어 있기 때문에 log(value) * 20 을 한다.

변환식이 맞다. 진폭을 데시벨로 바꾸는 식이 dB = 20 × log₁₀(진폭)이고, 그래서 이렇게 대응된다.

슬라이더 값Mathf.Log10(v) * 20
1.00 dB
0.5약 -6.0 dB
0.1-20 dB
0.0001-80 dB
0-Infinity

마지막 줄이 Min Value를 0으로 두면 안 되는 이유다. Mathf.Log10(0)은 -Infinity이고, 그 값을 믹서에 넣으면 정상 범위를 벗어난다. 0.0001이 딱 -80 dB에 떨어지니 슬라이더 바닥이 믹서 바닥과 맞는다. 이 계산을 짚어둔 건 이 글의 잘한 부분이다.

한 가지만 정정해두면, 인과가 반대로 적혀 있다. “-800이기 때문에 log × 20을 한다”가 아니라, 20 × log₁₀이 진폭을 dB로 바꾸는 식이고, 0.00011 구간이 거기에 넣었을 때 마침 -80~0으로 떨어지는 것이다. 순서를 바꾸면 다음 절이 설명된다.

0 dB는 상한이 아니라 경계다

클리핑은 범위를 “-80dB ~ 0dB”라고 적는데, 믹서의 실제 범위는 더 넓다. Unity 매뉴얼의 AudioGroup 인스펙터 설명이다.

감쇠는 –80dB(무음)까지, 게인은 +20dB까지 적용할 수 있다.

AudioMixer.SetFloat 문서가 드는 볼륨 파라미터의 예시 범위도 같다.

-80f에서 20f까지

위쪽이 0이 아니라 +20이다. 그러면 0 dB는 무엇인가. 감쇠와 게인이 갈리는 경계다. dB = 20 × log₁₀(진폭)에 진폭 1.0을 넣으면 정확히 0이 나온다. 즉 0 dB는 신호를 그대로 내보내는 지점이고, 그 아래가 줄이는 쪽, 위가 키우는 쪽이다.

dB진폭 배율의미
+2010배게인 상한
01배원본 그대로 (경계)
-6약 0.5배감쇠
-800.0001배무음 (하한)

여기서 따라오는 결론이 하나 있다. 증폭을 원하지 않는다면 상한을 0 dB로 두는 것이 맞다. 선형값으로는 슬라이더 최대가 1.0이다.

클리핑의 구성이 이미 그렇게 되어 있다. 슬라이더가 0.00011이고 변환이 20 × log₁₀이니 도달 범위가 -800으로 떨어진다. 우연히 맞은 게 아니라 볼륨 슬라이더로서 맞는 기본값이다. 1을 넘겨 증폭하게 두면 원본이 이미 큰 소스에서 클리핑(파형이 잘려 생기는 왜곡)이 생길 수 있다.

다만 그건 선택이지 믹서의 한계가 아니다. 원본이 작게 녹음되어 “최대로 올려도 작다”가 되는 경우, 게인 쪽 +20 dB가 남아 있다. 그때 필요한 것은 슬라이더 범위를 늘리는 게 아니라 변환식을 바꾸는 것이다 — 예를 들어 슬라이더 01을 -80+20에 선형 대응시키거나, 1.0을 0 dB에 두고 그 위를 따로 매핑한다. 어느 쪽이든 0 dB가 어디에 오는지를 먼저 정해야 한다.

음소거를 풀면 볼륨이 안 돌아온다

문제의 코드다.

public void SetAudioVolume(EAudioMixerType audioMixerType, float volume)
{
    // 오디오 믹서의 값은 -80 ~ 0까지이기 때문에 0.0001 ~ 1의 Log10 * 20을 한다.
    audioMixer.SetFloat(audioMixerType.ToString(), Mathf.Log10(volume) * 20);
}

public void SetAudioMute(EAudioMixerType audioMixerType)
{
    int type = (int)audioMixerType;
    if (!isMute[type]) // 뮤트
    {
        isMute[type] = true;
        audioMixer.GetFloat(audioMixerType.ToString(), out float curVolume);
        audioVolumes[type] = curVolume;
        SetAudioVolume(audioMixerType, 0.001f);
    }
    else
    {
        isMute[type] = false;
        SetAudioVolume(audioMixerType,  audioVolumes[type] );
    }
}

단위를 따라가면 된다.

무슨 일이 생기는지 두 경우로 나눠보면 이렇다.

음소거 직전 볼륨저장되는 값해제 시 계산결과
0 dB (최대)0Mathf.Log10(0) * 20-Infinity
0.5 (≈ -6 dB)-6.02Mathf.Log10(-6.02) * 20NaN

둘 다 볼륨이 아니다. 최대 볼륨이었으면 -Infinity가 들어가 계속 무음이고, 조금이라도 줄여둔 상태였으면 음수의 로그라 NaN이 들어간다.

음소거는 잘 되는데 해제가 안 되는 형태라, **“뮤트 버튼이 한 방향으로만 동작한다”**로 보인다. 원인은 믹서가 아니라 한 함수 안에서 단위가 두 번 바뀌는 것이다.

고치는 방법은 둘 중 하나다.

뮤트는 -60 dB가 아니라 -80 dB다

같은 함수의 다른 줄이다.

SetAudioVolume(audioMixerType, 0.001f);

Mathf.Log10(0.001) * 20은 -60 dB다. 그런데 슬라이더의 Min Value는 0.0001, 즉 -80 dB로 맞춰뒀다.

무음은 -80 dB 쪽이다. 앞에서 인용한 매뉴얼 문장이 –80dB에 “(무음)“을 괄호로 붙여놓았다. 믹서에서 소리를 없앤다는 것은 그 값을 넣는다는 뜻이다.

그래서 뮤트 버튼이 슬라이더를 바닥까지 내린 것보다 크다. 20 dB 차이면 진폭으로 10배다. 조용한 장면에서는 들린다. 값 하나를 0.0001f로 맞추면 둘이 일치한다.

SetAudioVolume(type, 0f)로 쓰고 싶어질 수 있는데 그건 안 된다. 앞 표대로 Log10(0)은 -Infinity다. 믹서에서 무음은 0이 아니라 -80 dB이고, 선형으로는 0.0001이다. 로그를 거치는 값에서 “완전히 0”이라는 자리는 없다.

문서가 금지한 자리에서 부르면 조용히 실패한다

AudioMixer.SetFloat 문서에 코드로는 안 보이는 단서가 셋 있다.

노출된 파라미터를 찾지 못했거나 스냅샷을 편집 중인 경우 false를 반환한다.

반환값이 있다. 클리핑의 코드는 이걸 버린다. 그래서 Exposed Parameters의 이름과 EAudioMixerType.ToString()이 한 글자라도 다르면 아무 일도 안 일어나고 에러도 안 난다. 열거형 이름을 바꾸는 순간 조용히 깨지는 구조다.

Awake(), OnEnable(), RuntimeInitializeLoadType.AfterSceneLoad에서 호출하면 안 된다. 대신 Start()를 쓸 것.

타이밍 제한이 문서에 적혀 있다. 클리핑의 AudioManager는 Awake에서 Instance만 잡으니 그 자체는 괜찮은데, 저장해둔 볼륨을 시작할 때 적용하는 코드는 보통 Awake나 OnEnable에 들어간다. 거기서 부르면 실패하고, 증상은 “설정은 저장됐는데 게임을 다시 켜면 볼륨이 기본값”이다.

이 함수를 호출하고 나면 믹서 스냅샷이 더 이상 그 노출 파라미터를 제어하지 않으며, 이후로는 AudioMixer.SetFloat으로만 파라미터를 수정할 수 있다.

스냅샷으로 오디오 연출을 하는 프로젝트라면 알아둬야 한다. SetFloat을 한 번 부른 파라미터는 스냅샷의 손을 떠난다.

GetFloat 쪽 문서도 같이 옮겨둔다.

지정한 노출 파라미터가 존재하지 않으면 false를 반환한다.

SetFloat이 호출되지 않았거나 ClearFloat이 쓰인 경우, 현재 스냅샷 또는 전환 중인 값을 반영한다.

어디에 왜 쓰나

AudioMixer는 그룹 단위로 한 번에 거는 볼륨이 필요할 때 쓴다. 클리핑의 진단대로 AudioSource를 하나씩 도는 방식은 개수가 늘면 성립하지 않고, 마스터 볼륨처럼 “다른 조절 위에 한 번 더 걸리는” 구조를 만들 수 없다.

고친 AudioManager

단위를 한 군데에서만 바꾸고, 반환값을 확인하고, 문서가 금지한 자리를 피한다.

using UnityEngine;
using UnityEngine.Audio;

public enum AudioChannel
{
    Master,
    BGM,
    SFX,
}

/// <summary>
/// AudioMixer의 노출 파라미터를 선형 볼륨(0.0001~1)으로 다룬다.
/// dB 변환은 이 클래스 안에서만 일어난다.
/// </summary>
public class AudioManager : MonoBehaviour
{
    /// <summary>믹서의 하한. Mathf.Log10(MIN_VOLUME) * 20 == -80dB.</summary>
    private const float MIN_VOLUME = 0.0001f;
    private const float MAX_VOLUME = 1f;

    [Header("Mixer")]
    [SerializeField, Tooltip("Master / BGM / SFX 파라미터가 노출된 믹서")]
    private AudioMixer _audioMixer;

    // 선형값으로 들고 있는다. dB를 저장하면 되돌릴 때 변환이 두 번 된다.
    private readonly float[] _volumes = { MAX_VOLUME, MAX_VOLUME, MAX_VOLUME };
    private readonly bool[] _muted = new bool[3];

    private void Start()
    {
        // 문서: Awake / OnEnable에서 SetFloat을 호출하면 안 된다. Start에서 적용한다.
        for (int i = 0; i < _volumes.Length; i++)
        {
            Apply((AudioChannel)i);
        }
    }

    /// <summary>슬라이더의 OnValueChanged에 연결한다. volume은 0.0001~1.</summary>
    public void SetVolume(AudioChannel channel, float volume)
    {
        _volumes[(int)channel] = Mathf.Clamp(volume, MIN_VOLUME, MAX_VOLUME);
        _muted[(int)channel] = false;

        Apply(channel);
    }

    /// <summary>음소거 토글. 버튼의 OnClick에 연결한다.</summary>
    public void ToggleMute(AudioChannel channel)
    {
        _muted[(int)channel] = !_muted[(int)channel];

        Apply(channel);
    }

    public float GetVolume(AudioChannel channel) => _volumes[(int)channel];

    public bool IsMuted(AudioChannel channel) => _muted[(int)channel];

    private void Apply(AudioChannel channel)
    {
        int index = (int)channel;

        // 음소거는 하한값이다. 슬라이더 바닥과 같은 -80dB가 된다.
        float linear = _muted[index] ? MIN_VOLUME : _volumes[index];

        // 단위 변환은 여기 한 줄뿐이다. dB = 20 * log10(진폭).
        float decibel = Mathf.Log10(linear) * 20f;

        // 문서: 파라미터를 못 찾거나 스냅샷 편집 중이면 false다. 버리지 않는다.
        if (!_audioMixer.SetFloat(channel.ToString(), decibel))
        {
            Debug.LogError(
                $"믹서에 '{channel}' 파라미터가 노출되어 있지 않다. " +
                "Exposed Parameters의 이름과 열거형 이름을 맞출 것.");
        }
    }
}

바뀐 것을 정리하면 이렇다.

저장한 볼륨을 적용하는 자리

설정은 보통 다시 켜도 남아야 한다. 어디에 저장할지는 PlayerPrefs 글에서 정리했는데, 거기 예제가 마침 Audio.MasterVolume이었다. 그 글이 어디에 저장되는지를 다뤘다면, 여기서는 무엇을 저장해야 하는지가 갈린다.

저장하는 값은 선형값(0~1)이어야 한다. dB를 저장하면 읽어올 때마다 어느 단위인지 확인해야 하고, 이 글의 버그가 바로 그 혼동에서 나왔다.

using UnityEngine;

public class AudioSettingsLoader : MonoBehaviour
{
    private const string MASTER_KEY = "Audio.Master";
    private const float DEFAULT_VOLUME = 0.8f;

    [SerializeField] private AudioManager _audioManager;

    private void Start()
    {
        // Awake가 아니라 Start다. SetFloat이 Awake에서 실패한다.
        // 기본값 인자를 빼먹으면 0이 와서 -Infinity가 된다.
        float master = PlayerPrefs.GetFloat(MASTER_KEY, DEFAULT_VOLUME);

        _audioManager.SetVolume(AudioChannel.Master, master);
    }

    /// <summary>설정 창을 닫을 때처럼 경계가 되는 시점에 부른다.</summary>
    public void Save()
    {
        PlayerPrefs.SetFloat(MASTER_KEY, _audioManager.GetVolume(AudioChannel.Master));
        PlayerPrefs.Save();
    }
}

PlayerPrefs.GetFloat의 기본값 인자를 빼먹으면 0이 온다. 그러면 Mathf.Log10(0)으로 -Infinity가 되어, “처음 실행하면 소리가 안 난다”가 된다. Clamp로 막아두긴 했지만 기본값을 넘기는 쪽이 의도가 분명하다.

쓰지 말아야 할 자리

정리

단위가 섞이는 버그는 실행해도 예외가 안 나서 오래 산다. 이 코드도 음소거는 멀쩡히 되기 때문에 절반은 동작하는 것처럼 보인다. 값이 NaN이 되는 자리가 어디인지는 로그를 찍기 전까지 안 보이고, 변환을 한 군데로 모으면 그 자리가 아예 생기지 않는다.

참고

이 글의 출발점이 된 자료는 Deff_a — [Unity/C#] AudioMixer를 이용한 볼륨 조절 (2024-06-26)이다. 믹서 설정 절차와 로그 변환 설명을 그대로 따라가면서, 예제 코드의 단위 흐름과 SetFloat·GetFloat의 계약을 현행 스크립팅 레퍼런스와 대조했다.

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