Аудиовозможности этой консоли, мягко говоря, несколько нестандартны. С одной стороны, Mega Drive предоставляет существующую аудиотехнологию предыдущего поколения, с другой - добавляет новую (но сложную) технику синтеза поверх существующей. Так что, в некотором смысле, вы получаете оба поколения.
Учитывая это, в Mega Drive установлены два звуковых чипа: Yamaha YM2612 и Texas Instruments SN76489.
Функционал
Давайте теперь посмотрим, что предлагает каждый чип, поскольку каждый из них очень отличается.
Yamaha YM2612
(Video) FM каналы.
(Video) PCM каналы.
Yamaha YM2612 - это FM-синтезатор , работающий на скорости 68000 и предоставляющий шесть FM-каналов, на которых можно воспроизводить PCM-сэмплы (с разрешением 8 бит и частотой дискретизации 32 кГц).
Частотная модуляция или "FM" синтез - это один из многих профессиональных методов синтеза звука, который значительно вырос в популярности в 80-е годы и дал дорогу совершенно новым звукам (многие из которых вы можете найти, прослушав поп-хиты той эпохи).
В невероятно упрощенном виде алгоритм FM берет одну форму волны (носитель) и изменяет ее частоту с помощью другой формы волны (модулятор). В результате получается новая форма волны с другим звучанием. Комбинация несущая-модулятор называется оператором, и несколько операторов могут быть соединены вместе для формирования конечной формы сигнала. Различные комбинации дают разные результаты. Этот чип позволяет использовать 4 оператора на канал.
По сравнению с традиционными синтезаторами PSG это было радикальным улучшением: Вы больше не зацикливались на заранее заданных формах волны.
Texas Instruments SN76489
Video - PSG каналы.
Sonic The Hedgehog (1991).
Микросхема Texas Instruments SN76489 представляет собой PSG-чип, который может производить три импульсные волны и одну шумовую.
На самом деле это звуковой чип оригинальной Master System, который встроен в VDP. Он работает со скоростью Z80.
Обратите внимание, что канал 'Pulse 3' остается неиспользованным. Это происходит потому, что в игре используется режим для канала шума, который резервирует третий импульсный канал для модуляции , функция, которая была доступна и на Master System.
Микширование
Video - Все аудио каналы
Sonic The Hedgehog (1991).
Оба чипа могут выводить звук одновременно, тогда дополнительный компонент, называемый "аудиомикшером", призван принимать оба сигнала и смешивать их.
Наконец, полученный аналоговый сигнал передается через аудиовыход.
Дирижёр
Теоретически, карта памяти Z80 предполагает, что Z80 является единственным процессором, способным управлять этими двумя чипами (что могло облегчить работу и так перегруженному другими задачами 68000). На практике, однако, Z80 можно отключить, чтобы 68000 имел доступ к YM2612 (но не к SN76489) . Поэтому, для простоты, в этой статье мы будем считать, что звуковые задачи возложены на Z80.
Далее, Z80 является самостоятельным процессором, поэтому ему нужна собственная программа (хранящаяся в 8 КБ оперативной памяти), чтобы интерпретировать музыкальные данные, полученные от 68000, и эффективно манипулировать двумя звуковыми чипами соответствующим образом. Эта программа называется секвенсор или драйвер.
Взлом сэмплирования
Некоторые музыкальные композиторы могут решить сосредоточиться на канале PCM для воспроизведения более правдивых звуков, и для этого в играх придется непрерывно упорядочивать и транслировать свою музыку, используя остальную доступную оперативную память. Основное ограничение заключается в том, что для заполнения этой памяти главная шина должна быть заблокирована первой (поэтому никакие команды или сэмплы не могут быть отправлены на аудиочипы в течение этого промежутка времени). В противном случае могут появиться звуковые аномалии (приглушение звука, замороженные ноты, низкая частота дискретизации и т.д.).
По этой причине я решил посвятить этот раздел нескольким примерам игр, которые успешно справились с вышеупомянутым ограничением. Вместо того чтобы ограничиваться обычными ударными установками, некоторые игры нашли невероятные способы передачи более богатых сэмплов на этот единственный канал PCM, посмотрите эти примеры:
(Video) PCM каналы.
(Video) Все аудио каналы.
(Video) Канал PCM (единственный используемый канал).
Toy Story (1995).
Это секвенция в реальном времени с помощью 68000 . Очень интенсивное задание, то есть его можно было выполнять только в очень определенных точках игры (например, в главном меню).
Я знаю, что они и близко не стоят к CD-качеству (16 бит при 44,1 кГц), но имейте в виду, что эти звуки когда-то считались невозможными для воспроизведения на этой консоли, и я даже не подчеркиваю, насколько велик прогресс по сравнению с предыдущим поколением, так что они определенно заслуживают хоть какой-то заслуги!
Вспомогательная FM-композиция
Если программирование FM-синтезатора с помощью приборной панели Yamaha DX7 уже считалось сложным, представьте себе головную боль от сочинения музыки с помощью только 68k-ассемблера...
К счастью, позже Sega распространила программное обеспечение для ПК с MS-DOS под названием GEMS для облегчения создания (и отладки) музыки Mega Drive . Это был очень полный инструмент, среди многих вещей он включал множество патчей (предварительно настроенных операторов на выбор), что также объясняет, почему некоторые игры имеют очень похожие звуки.
Более того, аудиоподсистема позволяла играм инстанцировать больше каналов, чем разрешено, и назначать каждому из них значение приоритета, после чего, когда консоль воспроизводила музыку, она динамически распределяла музыкальные каналы по доступным слотам на основе приоритетов. Кроме того, каналы с высоким приоритетом, но без музыки, могут быть автоматически пропущены.
Каналы также содержали некоторую логику, реализуя условия в своих данных, позволяя музыке "развиваться" в зависимости от того, как игрок продвигается в игре.
(Бонус) Звук Mega CD
Вот интересный факт: дополнение Mega CD предоставляло 2 дополнительных канала для CD Audio (среди прочего). Одна из самых известных игр компании, Sonic CD, имела очень впечатляющее качество музыки, но, как и все игры, она должна была зацикливаться. Проблема заключалась в том, что зацикливание музыки на 1x CD ридере приводило к заметным пробелам, поэтому в игру были включены заполнители цикла, которые выполнялись с другого PCM чипа, пока заголовок CD возвращался к началу.
Эти наполнители встречаются только в ранних бета-версиях игры, и они не попали в релиз, а в ремейке 2011 года они наконец-то появились. Это один из уровней игры:
Click to listen
Audio - MegaCD version (1993).
Click to listen
Audio - Remastered version (2011).
Заметили ли вы пробел в версии Mega CD?