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클라이언트 방향성

이 문서는 Orange Pi Zero 2W에서 실행할 마이크 송신기 클라이언트의 초기 방향을 정리합니다.

현재 단계의 목표는 복잡한 기능을 넣는 것이 아니라, USB 마이크 입력을 Mac 수신기까지 보내서 소리가 나온다는 것을 확인하는 것입니다.

역할

클라이언트는 Orange Pi Zero 2W에서 실행되며 다음 역할을 맡습니다.

USB 마이크를 ALSA 오디오 입력 장치로 인식합니다.
마이크에서 캡처한 오디오 프레임을 네트워크 패킷으로 나눕니다.
Wi-Fi 공유기를 통해 Mac 수신기/믹서로 오디오를 전송합니다.
통신 문제에 대비해 같은 캡처 오디오를 로컬 WAV 파일로 저장합니다.
초기 버전에서는 송신기 1대만 검증합니다.

USB 마이크 -> Orange Pi Zero 2W 클라이언트 -> UDP/Wi-Fi -> Mac 수신기

초기 범위

초기 클라이언트의 성공 기준은 다음과 같습니다.

Orange Pi Zero 2W가 정상 부팅되고 SSH로 접속됩니다.
USB 마이크가 Linux ALSA 장치로 보입니다.
클라이언트가 마이크 입력을 캡처합니다.
Mac 수신기가 클라이언트의 UDP 패킷을 받습니다.
Mac에서 실제 오디오가 들립니다.
Orange Pi 내부 저장장치에 로컬 백업 녹음본이 남습니다.

지연 시간 최적화, 다중 송신기, 자동 검색, 압축, 동기화, UI는 초기 성공 이후에 다룹니다.

마이크 기준

USB 라발리에 마이크 모델은 고정하지 않습니다.

첫 테스트는 MATA STUDIO C300 같은 일반 USB 마이크로 진행할 수 있습니다. 단, 마이크마다 지원 포맷이 다를 수 있으므로 클라이언트는 특정 모델이나 ALSA 카드 번호에 강하게 의존하지 않아야 합니다.

주의할 점은 다음과 같습니다.

USB Audio Class 장치로 ALSA에서 인식되는지 확인해야 합니다.
마이크가 96 kHz/24-bit 같은 고해상도 포맷을 우선 지원할 수 있습니다.
초기 송신 포맷과 마이크의 실제 캡처 포맷이 다르면 ALSA plug 변환 또는 별도 변환이 필요할 수 있습니다.
마이크 자체의 MUTE, 게인, 볼륨 설정 때문에 캡처가 무음처럼 보일 수 있습니다.
여러 USB 오디오 장치가 연결되면 ALSA 카드 번호가 바뀔 수 있습니다.

오디오 캡처 방향

초기 오디오 캡처는 ALSA 기반으로 진행합니다.

초기 후보 포맷은 다음과 같습니다.

sample_rate = 48000
sample_format = signed 16-bit little endian
channels = 1
frame_ms = 20

이 값은 구현 시작점일 뿐입니다. 실제 장치가 지원하지 않으면 44.1 kHz, 96 kHz, 24-bit 등으로 조정하거나 ALSA 변환 장치를 사용합니다.

ALSA 장치명은 설정 파일 또는 실행 옵션으로 지정할 수 있게 합니다.

예시:

alsa_device = default

테스트 단계에서는 arecord -l, arecord -L로 장치 목록을 확인하고, 짧은 녹음 테스트로 실제 입력 여부를 확인합니다.

네트워크 전송 방향

초기 전송은 UDP 기반으로 진행합니다.

UDP를 우선 검토하는 이유는 다음과 같습니다.

오디오 스트리밍의 최소 경로를 빠르게 확인할 수 있습니다.
TCP보다 지연과 재전송 정책이 단순합니다.
첫 목표가 완전한 품질보다 오디오 경로 검증이기 때문입니다.

현재 초기 구현은 간단한 헤더와 PCM payload로 UDP 패킷을 구성합니다.

헤더 형식:

magic            4 bytes  "MIC1"
version          u16
header_size      u16
sequence         u64
timestamp_frames u64
sample_rate      u32
channels         u16
bits_per_sample  u16
frame_count      u32
payload_bytes    u32

헤더 숫자 값은 network byte order로 전송합니다. PCM payload는 signed 16-bit little endian입니다.

서버 구현은 이 형식에 맞춰 수신 경로를 만들되, 실제 재생 테스트 중 문제가 있으면 클라이언트와 서버를 함께 조정합니다.

수신기 주소 설정

첫 버전은 Mac 수신기 IP를 설정 파일에서 지정하는 방향을 우선합니다.

자동 검색은 좋은 확장 기능이지만, 초기 오디오 경로 검증에서는 고정 설정이 더 단순하고 문제 원인을 분리하기 쉽습니다.

설정 파일 후보:

server_host = 192.168.0.10
server_port = 4860
alsa_device = default
sample_rate = 48000
channels = 1
frame_ms = 20
record_enabled = true
record_dir = recordings

초기 버전의 server_port는 4860으로 정합니다.

작업 중 여러 포트가 필요해지면 4800-5000 범위 안에서 배정하는 방향으로 둡니다.

자동 검색 확장 후보

자동 검색은 초기 성공 이후 다음 방식으로 검토합니다.

클라이언트가 같은 서브넷에 UDP broadcast 또는 multicast 탐색 패킷을 보냅니다.
Mac 수신기가 자신의 주소와 수신 포트를 응답합니다.
클라이언트는 응답받은 주소로 오디오 송신을 시작합니다.

공유기, 방화벽, 네트워크 분리 설정에 따라 자동 검색이 실패할 수 있으므로 고정 설정 파일 방식은 계속 유지합니다.

구현 후보

구현 언어는 C++입니다.

라이브러리와 도구 후보는 다음과 같습니다.

오디오 캡처: ALSA, libasound2-dev
네트워크: POSIX UDP socket
설정 파일: 단순 key-value 텍스트 형식
빌드: CMake 후보

현재 초기 클라이언트 구현은 client/에 있습니다.

client/src/main.cpp: ALSA 캡처, UDP 송신, 로컬 WAV 백업 녹음
client/CMakeLists.txt: CMake 빌드 구성
client/client.conf.example: 설정 파일 예시
client/README.md: 빌드와 실행 절차

로컬 백업 녹음 방향

클라이언트는 실행 중 Wi-Fi UDP 송신과 동시에 로컬 WAV 파일을 저장합니다.

초기 기준은 다음과 같습니다.

record_enabled = true
record_dir = recordings

녹음 파일은 실행 위치 기준 recordings/에 생성합니다. 파일명은 녹음 시작 일자와 실행 시각을 사용합니다.

예시:

recordings/mic-client-20260602-165000.wav

파일 분할은 하지 않습니다. 클라이언트가 재부팅 또는 재실행되면 새 파일을 만듭니다.

로컬 녹음은 방송 중 통신 문제로 음성이 깨졌을 때 후작업에 사용할 백업입니다. 따라서 녹음 파일 생성, 디렉터리 생성, 파일 쓰기, 종료 시 WAV 헤더 갱신에 실패해도 클라이언트 프로그램은 종료하지 않습니다. 이 경우 경고를 출력하고 로컬 저장 없이 Wi-Fi 송신을 계속합니다.

검증 순서

초기 검증은 다음 순서를 따릅니다.

Orange Pi Zero 2W OS 부팅 확인
SSH 접속 확인
Wi-Fi 연결 확인
USB 마이크 장치 인식 확인
ALSA 짧은 녹음 테스트 확인
Mac 수신기의 UDP 수신 확인
클라이언트에서 단일 송신기 오디오 전송 확인
Mac에서 실제 오디오 출력 확인
Orange Pi의 recordings/에 WAV 백업 파일 생성 확인

다음 단계

다음 작업은 서버 방향성과 최소 UDP 수신 경로를 함께 정한 뒤, 클라이언트와 서버의 패킷 포맷을 맞추는 것입니다.

다음 작업은 Mac 서버가 현재 클라이언트의 UDP 패킷 형식을 수신하고 PCM payload를 재생할 수 있도록 맞추는 것입니다.

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