As capacidades de áudio deste console são um pouco incomuns, para dizer o mínimo. Por um lado, o Mega Drive oferece tecnologia de áudio existente da geração anterior, por outro lado, adiciona uma nova (porém complicada) técnica de síntese por cima da existente. Assim, de certa forma, você obtém os recursos de ambas as gerações.
Dito isto, o Mega Drive possui dois chips de som: um Yamaha YM2612 e um Texas Instruments SN76489.
Funcionalidade
Agora, veremos o que cada chip oferece, já que um é muito diferente do outro.
Yamaha YM2612
(Video) Canais FM.
(Video) Canal PCM.
O Yamaha YM2612 é um sintetizador FM que opera na velocidade do 68000 e fornece seis canais FM, onde um deles pode reproduzir amostras PCM (com resolução de 8 bits e taxa de amostragem de 32 kHz).
A síntese de modulação de frequência, ou FM, é uma das muitas técnicas profissionais usadas para sintetizar som, que aumentou significativamente em popularidade durante os anos 80 e deu origem a sons completamente novos (muitos dos quais você pode encontrar ouvindo os hits pop daquela era).
De maneira muito simplificada, o algoritmo de FM pega uma única onda (portadora) e altera sua frequência usando outra onda (moduladora). O resultado é uma nova onda com um som diferente. A combinação portador-modulador é chamada operador e vários operadores podem ser encadeados para formar a onda final. Diferentes combinações geram diferentes resultados. Este chip permite 4 operadores por canal.
Comparado aos sintetizadores PSG tradicionais, isso representou uma melhoria drástica: você não estava mais preso a formas de onda pré-definidas.
Texas Instruments SN76489
Video - Canais PSG.
Sonic The Hedgehog (1991).
O Texas Instruments SN76489 é um chip PSG que pode produzir três ondas de pulso e uma de ruído.
Este é na verdade o chip de som original do Master System, e está embutido no VDP. Ele opera na mesma velocidade do Z80.
Observe que o canal Pulse 3 permanece inutilizado. Isso ocorre porque o jogo usa um modo para o canal de ruído que reserva o terceiro canal de pulso para modulação , uma função presente também no Master System.
Mixado
Video - Todos os canais de áudio.
Sonic The Hedgehog (1991).
Ambos os chips podem produzir som simultaneamente, e então um componente extra chamado 'audio mixer' é responsável por receber ambos os sinais e mixá-los.
Por fim, o sinal analógico resultante é enviado pela saída de áudio.
O condutor
Em teoria, o mapa de memória do Z80 sugere que o Z80 é o único processador capaz de comandar esses dois chips (o que pode ser um alívio para o 68000, já que este último já está sobrecarregado com outras tarefas). Na prática, no entanto, o Z80 pode ser desativado para que o 68000 tenha acesso ao YM2612 (mas não ao SN76489) . Portanto, para fins de simplicidade, neste artigo vamos supor que as tarefas de áudio são designadas ao Z80.
Prosseguindo, o Z80 é um processador independente por si só, então ele precisa de seu próprio programa (armazenado nos 8 KB de memória RAM disponível) para poder interpretar os dados de música recebidos do 68000 e manipular efetivamente os dois chips de som de acordo. Este programa é chamado de sequenciador ou driver.
Desvendando o sampling
Alguns compositores musicais podem decidir focar no canal PCM para reproduzir sons mais fiéis, e para isso, os jogos precisam sequenciar e transmitir continuamente sua música usando o restante da memória RAM disponível. A principal restrição é que para preencher essa memória, o barramento principal deve ser bloqueado primeiro (então nenhum comando ou amostra pode ser enviado para os chips de áudio durante esse período). Caso contrário, anomalias sonoras podem aparecer (como som mudo, notas congeladas, taxas de amostragem baixas, etc).
Por essa razão, decidi dedicar esta seção a alguns exemplos de jogos que conseguiram superar com sucesso a restrição mencionada anteriormente. Em vez de apenas usar kits de bateria comuns, alguns jogos encontraram maneiras incríveis de transmitir amostras mais ricas para esse único canal PCM. Confira estes exemplos:
(Video) Canal PCM.
(Video) Todos os canais de áudio.
Esta é uma das faixas que dizem ser de coautoria de Michael Jackson. De qualquer forma, a trilha sonora inteira em um geral tem uma batida distinta quando comparada com as anteriores.
(Video) Canal PCM (O único canal utilizado).
Toy Story (1995).
É sequenciado em tempo real com ajuda do 68000 . Uma tarefa muito intensa, o que significa que só pode ser tocado em pontos muito particulares do jogo (isto é, no menu principal).
Eu sei que eles estão muito aquém da qualidade de CD (16 bits a 44,1 kHz), mas tenha em mente que esses sons já foram considerados impossíveis de reproduzir neste console, e nem estou enfatizando o quanto isso representa de progresso em comparação com a geração anterior, então eles certamente merecem pelo menos algum mérito!
Composição FM assistida
Se programar um sintetizador FM já era considerado complicado usando um painel do Yamaha DX7, imagine as dores de cabeça de compor música usando apenas a linguagem de assembly do 68k...
Felizmente, mais tarde a Sega distribuiu um software para MS-DOS chamado GEMS, que facilitava a composição (e depuração) da música do Mega Drive . Era uma ferramenta muito completa, que incluía muitos patches (operadores pré-configurados para escolher), o que também explicaria o motivo de alguns jogos terem sons muito semelhantes.
Além do mais, o subsistema de áudio permitia que os jogos designassem mais canais do que o permitido e atribuíssem um valor de prioridade para cada um deles. Então, quando o console tocava a música, ele distribuía dinamicamente as faixas contendo cada instrumento para os canais disponíveis com base nas prioridades. Além disso, canais com alta prioridade mas sem música poderiam ser automaticamente pulados.
Os canais também poderiam reagir a lógica ao implementar condicionais em seus dados, permitindo que a música "evoluísse" dependendo de como o jogador progredia no jogo.
(Bônus) Som do Mega CD
Aqui está um fato interessante: o add-on Mega CD (Sega CD no Brasil) fornecia 2 canais extras para áudio de CD (entre outras coisas). Um de seus jogos mais famosos, o Sonic CD, tinha uma qualidade de música muito impressionante, mas como todos os jogos, precisava repetir sua música sem interrupção. O problema era que lacunas perceptíveis surgiam ao repetir a faixa de música em um leitor de CD de velocidade 1x, então o jogo incluiu faixas adicionais para preencher esses vazios, mas que eram executadas a partir de outro chip (este PCM), enquanto o cabeçalho do CD voltava ao início da faixa.
Esses trechos adicionais só são encontrados nas primeiras versões beta do jogo, e não foram incluídos no lançamento original. O remake de 2011 finalmente os incluiu. Este é um dos níveis do jogo:
Click to listen
Audio - Versão do Mega CD (1993).
Click to listen
Audio - Versão remasterizada (2011).
Percebeu a lacuna da versão do Mega CD?