Hinter dem Bit: Wie Sega und Nintendo mithilfe der Hardwaresynthese neue Welten erschufen

September 01, 2020

 

Why You Need to Listen to Chiptune Music – Button Masher Media

Wenn Sie dies lesen, sind Sie wahrscheinlich ein Musik-/Klangerzeuger. Oder vielleicht sind Sie einfach ein Musikfan, Liebhaber von Audeze-Kopfhörern und daher jemand, der die Feinheiten des Musikhörens und -genusses liebt.

Wenn Sie in letzter Zeit ein Videospiel gespielt haben, haben Sie zweifellos eine hochwertige Musikproduktion gehört, die wie ein Blockbuster-Film oder vielleicht ein Song direkt aus dem Radiosender klingt. Aber während der von vielen als goldene Ära des Gamings betrachteten (in der Innovation konstant war und Franchises, die wir heute sehen, buchstäblich geboren wurden), war nichts davon möglich. Eine Standard-MP3-Datei mit 128 MBit/s entspricht beispielsweise etwa 1 Megabyte Audio pro Minute. Im Gegensatz dazu konnte das 16-Bit-Sega-Megadrive buchstäblich nur 4 MB des SPIELS SELBST gleichzeitig adressieren. Auf dem früheren 8-Bit-Nintendo Entertainment System betrug die Spieladressierung im Durchschnitt etwa 128 bis 384 Kilobyte pro Spiel und überschritt nie 1 MB. Sie kratzen sich an dieser Stelle vielleicht ein wenig am Kopf und fragen sich, wie sie es geschafft haben, Musik auf diese Konsolen zu bringen. Herzlichen Glückwunsch – Sie sind gerade in die Welt der Chip-basierten Synthese eingetaucht. Nehmen wir uns ein paar Minuten Zeit und schauen uns an, wie zwei der einflussreichsten Konsolen aller Zeiten (ohne das SNES aus Platzgründen) Hardware-Chips nutzten, um qualitativ hochwertige Musik und Klangwiedergabe zu erzeugen – und warum sie wie Gandalf der Weiße zurückkommen.

Die Konsole ist das Instrument:

Die Chips, die in jeder Konsole von Atari bis zum Aufkommen von Disc-basierten Spielen verwendet wurden, waren an und für sich Instrumente, die in der Lage waren, verschiedene Töne und Klangfarben zu erzeugen. In den Händen eines kreativen Synthesizers konnten virtuelle Instrumente hergestellt und sequenziert werden, um eine Vielzahl klassischer Soundtracks zu erstellen, die Gaming-Geschichte geschrieben haben. Sie taten dies durch digitale Synthesizer-Chips. manchmal Soundmodule genannt, die in die Hardware integriert wurden. Diese Chips reichten von ultraeinfachen bis hin zu komplexen FM-Chips. Das NES und Sega Genesis/Megadrive sind zwei der einflussreichsten, also lassen Sie uns diskutieren, was in diese Chipsätze geflossen ist, und dann einige unserer Lieblings-Soundtracks anhören.

NES – Ricoh RP2A03 

Das NES nutzte den Ricoh RP2A03 (genannt 2a03) in der NTSC-US-Version, um alles von Musik bis zu Soundeffekten zu erzeugen. Der Chip war in der Lage, fünf Kanäle zu verarbeiten: zwei Rechteckwellen, eine Dreieckswelle, einen Rauschgenerator sowie einen digitalen Sample-Kanal (DPCM) und war technisch in der Lage, eine rohe 7-Bit-PCM-Wiedergabe durchzuführen (jemand einen Album-Remix?). Im Allgemeinen wurde der Chip auf folgende Weise verwendet, obwohl viele kreative Komponisten diese Prozesse nach ihrem Geschmack hackten:

  • Die dreieckige Wellenform wurde hauptsächlich für Schlagzeug und Bass verwendet. Es gab keine dedizierte Steuerung für diesen Kanal, aber der DPCM-Kanal beeinflußte seine endgültige Ausgabe.
  • Die normalen und geloopten Sequenzen des Rauschgenerators, die auswählbar waren
  • Das DPCM spielte Samples von geringer Qualität, konnte sie aber loopen. Wird hauptsächlich in späteren Spielen verwendet.

Das Sounddesign war auf dem NES ziemlich eingeschränkt, aber heutzutage ist es Teil dessen, was zur Nostalgie beiträgt. Jeder Sound ist über das gesamte Spektrum der Spielebibliothek hinweg erkennbar und macht diesen NES-Sound deutlich.

SEGA GENESIS/MEGADRIVE – YM2612 (Yamaha) und SN76489 (TI)

Als Spiele in die 16-Bit-Ära eintraten, erweiterte Sega auch seine Fähigkeiten, um mit Nintendos SNES-Konsole zu konkurrieren, indem es Yamahas jetzt legendären YM2612 FM-Chip für den Service in Anspruch nahm (neben dem TI SN76489). Die Frequenzmodulationssynthese (FM) ist eine Form der Klangsynthese, bei der eine Frequenz wie eine reine Sinuswelle von einem „Modulator“ moduliert wird, um neue Klänge zu erzeugen. Indem verschiedene Wellenformen und Modulatoren sich kontinuierlich gegenseitig modulieren, können komplexe Wellenformen erzeugt werden, was zu umfassenden Sounddesign-Möglichkeiten führt.Die einfachen Wellenformen in einem FM-Synthesizer werden von einem sogenannten „Operator“ erzeugt. Sechs-Operator und Vier-Operator sind die gebräuchlichsten Varianten. Operatoren sind entweder mit anderen Operatoren oder mit dem Ausgang des Synthesizers verbunden. Das spezifische Routing dieser Verbindungen wird als Algorithmus bezeichnet. Der für ein FM-Patch gewählte Algorithmus hat einen großen Einfluss auf den resultierenden Sound und bestimmt maßgeblich die Art des Sounds, den ein Patch erzeugen kann – Klavier, Streicher, Orgel oder was auch immer. Sega gab Stereo-Audio aus, eine bemerkenswerte Errungenschaft der Ära für sie und ihre Konkurrenten.

Tracker, VGM (Video Game Music)-Programmierer und wie sie die Musik zusammenstellen

Wenn die Chips hinter der frühen Videospielmusik ein Motor waren, waren VGM-Musikprogrammierumgebungen so ziemlich alles andere. Ohne eine Methode zur Steuerung der Chips müsste Musik praktisch mit einem Hex-Rechner und Code gemacht werden, daher war es unerlässlich, Umgebungen für einen „einfachen“ (sprich: 1994-einfachen) Zugriff auf alle Parameter zu schaffen, die ein Soundchip zu bieten hatte . In den späten 1980er Jahren erzeugte der Commodore Amiga eine ganze musikalische Bewegung auf der Grundlage seines SID-Chips und machte schließlich Karsten Obarskis Ultimate Soundtracker (1987)-Software Platz, die eine große Anzahl von Computerenthusiasten dazu inspirierte, Computermusik zu erstellen. Tracker waren Programme, die eine vertikal scrollende, schnelle Musikkomposition mit Zugriff auf alle Parameter des SID-Chips ermöglichten, was zu einer ganzen Underground-Musikszene führte.

NES

Mit seinen begrenzten Kanälen und der extrem begrenzten Speicherkapazität des NES haben Musikprogrammierer hart daran gearbeitet, jedes bisschen Sound aus dem RP2A03 herauszuholen. Sie haben wahrscheinlich in Super Mario Bros 3 die etwas abrupten Audioaussetzer verschiedener Stimmen bemerkt, wenn Sie von einem Goomba geschlagen werden und schrumpfen, oder wenn Sie ein paar Münzen herausholen und sie schnell hintereinander einsammeln. Das liegt daran, dass der Chip ziemlich begrenzt ist 

In der 16-Bit-Ära wurden beträchtliche Fortschritte gemacht und es war ein bisschen wie ein wilder Westen der Musikprogrammierungsmethoden. 1991 schufen Jonathan Miller, Burt Sloane mit Chris Grigg und Mark Miller in Partnerschaft mit SEGA eine neue Plattform, um schnelles und flexibles Musikmachen auf dem Megadrive/Genesis zu ermöglichen.

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GENESIS

Betreten Sie GEMS, den Genesis-Editor für Musik und Soundeffekte. GEMS war die erfolgreichste Umgebung zum Programmieren von Musik auf der Genesis und lief unter MS-DOS auf IBM-Computern. Es wurde über ein Rom-Board, das eine Old-School-Version eines modernen Flash-Wagens ist, mit dem Genesis verbunden und enthielt oft einen seriellen Anschluss, der mit dem Erweiterungsport verbunden war. Schließlich wurde ein MIDI-Gerät verwendet, um Daten an den Computer zu senden, der diese Daten dann an Genesis sendete und Audio an den Zuhörer ausgab.

DIY und die nicht allzu ferne Zukunft der Chip-Musik

Obwohl die Musikindustrie und das Spielen Fortschritte machten, blieb eine eingefleischte Gruppe von Synthesizern, Programmierern, Spielern und Musikern, die weiterhin Chip-Musik kreierten. Heute, mit der explosionsartigen Entwicklung von DIY-Instrumentenbau und Open-Source-Programmierung sowie der unglaublichen Chip-Emulation von Leuten wie Plogue, ist das Erstellen von Chip-Musik (Chiptunes) zugänglicher denn je.

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