Музыка к кино и компьютерным играм

Музыка к кино и компьютерным играм.

Ранние технологии: музыка на интегральных схемах

В 1970-х, когда видеоигры  как одна из форм развлечения только начали появляться (первое поколение  игр), музыка в аналоговой форме записывалась на физический носитель, например, кассеты  и грампластинки. Такие носители были дорогими, хрупкими и быстро ломались от частого использования, что делало их малопригодными для использования  в аркадных автоматах (хотя в редких случаях они всё же присутствовали, например, в игре Journey). Более простым и дешёвым способом включения музыки в видеоигру было использование цифрового сигнала: когда требовалось проиграть музыку, специальная плата преобразовывала электрические импульсы из программного кода в аналоговые звуковые волны. Такой же способ применяли и для генерации звуковых эффектов в играх.

Преобразование программного кода в звук в 1970-х позволяло включать музыку в аркадные игры, но она была монофонической, повторяющейся, или  использовалась лишь изредка, например, в виде коротких мелодий при переходе на следующий уровень, или в начале игры (как в Pac-Man или Pole Position). Известная игровая приставка Atari 2600, например, была способна одновременно генерировать только два тона, или «ноты». Некоторое исключение представляли игры для аркадных автоматов от компании «Exidy», впервые использовавшие оцифровку звука как для музыки, так и для звуковых эффектов, причём качество звука в играх «Exidy» было выше, чем во всех остальных играх вплоть до появления четвёртого поколения консолей. Однако в целом оцифровка звука была нехарактерной для игр того времени, и решение включить любую музыку в игру означало, что на каком-то этапе потребуется усилиями программиста перевести её в компьютерный код, независимо от наличия у программиста музыкального образования.

Попытки оцифровки звука  начались в 1980-х годах. Усовершенствованные  технологии процессоростроения и снижение их стоимости, а также новое поколение аркадных автоматов и игровых приставок на основе этих технологий позволило серьёзно изменить технические характеристики музыкального сопровождения. Аркадные автоматы на процессорах Motorola 68000 и звуковых платах Yamaha YM позволяли генерировать одновременно несколько тонов (или каналов) звука, причём количество каналов могло доходить до 8-ми или даже превышать это число. Сравнительное усовершенствование технологии воспроизведения звука наблюдалось и в игровых приставках: выпущенная в 1982 году ColecoVision генерировала 4-канальный звук. Однако более заметной в этой области стала японская Famicom, выпущенная в 1983 году (в США известна как NES, в России — как Dendy). Famicom имела 5 каналов, один из которых мог воспроизводить простые ИКМ-сигналы. Ближе к концу эры Famicom некоторые картриджи с играми выпускались на заказ и имели дополнительные звуковые платы, оплаченные разработчиком игры и увеличивавшие количество каналов для воспроизведения музыки. Кроме того, стоит отметить домашний компьютер Commodore 64 1982 года выпуска, который имел 3 звуковых канала, был способен накладывать на сигнал простейшие фильтры, работал с разными типами сигналов, а со временем получил ещё один звуковой канал и способность проигрывать на нём 4-битные семплы (оцифрованные звуковые фрагменты). Сравнительно низкая цена Commodore 64 и возможность использовать телевизор в качестве его монитора делала этот компьютер популярной альтернативой другим наименованиям.

Создание музыкального сопровождения  для игр в то время обычно включало генерацию простого тонового сигнала  и/или его синтез методом частотной  модуляции (англ.) для имитации музыкальных  инструментов и использование шумового канала для перкуссии (ударных инструментов). Применение ИКМ-семплов в этот период было ограничено короткими звуковыми фрагментами (Monopoly), или же семплы служили заменой для шумовых эффектов (Super Mario Bros. 3). На приставках приходилось делить доступные каналы между музыкальным сопровождением и другими звуковыми эффектами. Например, если на экране космический корабль стрелял лазерным лучом, и выстрел сопровождался звуком, имеющим частоту 1400 Гц, то какой бы звуковой канал ни был занят музыкой, он переставал её воспроизводить и начинал проигрывать звук лазера.

В середине и конце 1980-х  годов в написание музыки для  игр на упомянутых платформах включилось большее количество людей, чем раньше, лучше разбиравшихся в музыке. Качество композиций в результате заметно  улучшилось. В число композиторов, сделавших себе имя на сочинении музыки для игр, входят Кодзи Кондо (Super Mario Bros., The Legend of Zelda), Коити Сугияма (Dragon Quest), Роб Хаббард (Monty On the Run), Хирокадзу Танака (Metroid и Kid Icarus), Мартин Гэлвей (Times of Lore), Хироси Мияути (Out Run), Нобуо Уэмацу (Final Fantasy) и Юдзо Косиро (Ys).

Кроме создания персональных музыкальных тем для компьютерных игр использовались также заимствования  из имеющихся произведений. Например, при реализации игры Тетрис на игровой  приставке Game Boy использовалась русская народная песня «Коробейники». Впоследствии эта композиция на западе стала называться и теперь известна исключительно как «Tetris theme»[1].

[править]Начало попыток оцифровки и семплирования

Первым домашним компьютером, использовавшим оцифровку сигнала  в форме семплирования, стал в 1985 году Commodore Amiga. Его звуковая плата имела 4 независимых 8-битных цифро-аналоговых преобразователей. Вместо синтезирования методом частотной модуляции простого сигнала, звучавшего как обычный однотонный гудок, технология, применявшаяся в Commodore Amiga, позволяла звуковой плате проигрывать короткие музыкальные фрагменты, читавшиеся из памяти. Это позволяло разработчику получать на выходе звуки музыкальных инструментов или любые другие звуковые эффекты со значительно более высоким качеством и точностью, чем это было возможно раньше или могло быть возможно на домашних компьютерах в перспективе на несколько ближайших лет. Это был ранний пример того, что позже будет названо табличным синтезом звука (англ.) и станет применяться в технологии SoundFont (англ.). Благодаря тому, что Amiga был выпущен раньше всех конкурировавших с ним компьютеров и имел разумную цену, он стал, особенно в Европе, основным инструментом в ранних экспериментах с музыкой, генерируемой последовательностью команд кода.

Основной соперник Amiga, Atari ST, семплирование не использовал. В его комплектацию входил программируемый звукогенератор (англ.) Yamaha YM2149, возможности которого были ограничены даже по сравнению с SID-платой Commodore 64. Цифровой звук на Atari ST можно было воспроизвести только с помощью определённых программных приёмов, занимавших мощности процессора и делавших такой способ малоприменимым для игр. Однако Atari ST имел встроенные MIDI-порты и использовался многими профессиональными музыкантами как устройство для программирования MIDI-музыки.

После этого в течение  нескольких лет в области воспроизведения  музыки на компьютерах наступило  затишье: в клонах IBM PC мультимедийные возможности совершенствовались слабо, а остальные игровые консоли  семплирование практически не использовали. Хотя оно и имело в потенциале получение намного более реалистичных звуков, каждый семпл занимал много места в памяти, в то время как вся память, полупроводниковая (картриджи), магнитная (дискеты) или любая другая, всё ещё стоила очень дорого, и на счету был каждый килобайт. При этих условиях было выгоднее пользоваться платами, которые генерировали музыку из программного кода, поскольку код был сравнительно прост и занимал намного меньше ценной памяти.

Упоминавшийся ранее смешанный  подход к созданию музыки (и семплирование, и генерация из кода) третьего поколения консолей перешёл и в четвёртое, в новую эру 16-битных приставок. Так, Sega Mega Drive (она же Sega Genesis) 1988 года предлагала игрокам улучшенную графику и усовершенствованное синтезирование звука, однако в основном придерживалась тех же подходов к созданию музыки, что и её главная конкурентка Famicom. Mega Drive имела стереозвук и 10 каналов для генерации тонов, причём один из каналов мог быть использован как цифро-аналоговый преобразователь для воспроизведения 8-битных ИКМ-семплов. Это выгодно отличало новую приставку от Famicom c её монофонией и 6-ю каналами, из которых один тоже мог проигрывать семплы. Этот канал зачастую использовался для воспроизведения перкуссионных семплов (Sonic the Hedgehog 3). Несмотря на несколько добавочных каналов, написание музыки всё ещё представляло трудности для композиторов, привыкших работать с обычными инструментами, и заставляло придумывать нестандартные приёмы использования частотной модуляции сигнала, чтобы создать приятную для слуха музыку.

Музыкальная тема «Overworld Theme»

МЕНЮ0:00

14-секундный отрывок из  музыкальной темы, присутствовавшей  в игре Super Mario World.

Помощь по воспроизведению

По мере того, как стоимость  магнитной памяти в виде дискет падала, поддержка игровой музыки на Amiga, а позднее и на всех остальных консолях, сместилась к той или иной форме семплирования. У геймдизайнеров Amiga ушло несколько лет на то, чтобы как следует научиться использовать оцифрованные звуковые эффекты в музыкальном сопровождении (исключением является заглавная тема в текстовом квесте The Pawn, который вышел ещё в 1986 году). Кроме того, в это время игровая музыка уже начала приобретать свои собственные отличительные черты, поэтому многие композиторы сознательно старались создавать музыку, звучавшую так же, как та, что была на Commodore 64. Это привело к развитию жанра «чиптюн».

С выпуском в 1987 году свободно распространяемой программы для  Amiga под названием Sound Tracker, автором которой был Карстен Обарски (англ.), началась эра MOD-формата, который позволял кому угодно с лёгкостью создавать музыку с использованием оцифрованных семплов. MOD-файлы создавались программами-трекерами (названными так в честь Sound Tracker'а Обарски). Этот способ создания музыки в 1990-х годах перешёл и на персональные компьютеры. Примерами игр для Amiga (англ.), использовавших оцифрованные семплы музыкальных инструментов, могут служить Shadow of the Beast, саундтрек к которой написал Дэвид Уиттэйкер (англ.), Turrican 2 с саундтреком Криса Хюльсбека (англ.) и Laser Squad с музыкой Мэтта Фёрнисса (англ.). Приблизительно в это же время Ричард Джозеф (англ.) сочинил несколько песен для игр компании «Sensible Software», из которых наиболее известны Cannon Fodder (1993) с песней «War Has Never Been So Much Fun» (Война никогда ещё не была такой весёлой) и Sensible World of Soccer (1994) с песней «Goal Scoring Superstar Hero» (Забивающий голы герой-суперзвезда). В обеих песнях присутствовали длинные вокальные семплы.

Подобный подход распространился  с Amiga на аркадные игры, где начали появляться отдельные специализированные аркадные платформы с расширенными возможностями обработки звука. В 1991 году игра Street Fighter II на платформе CPS-1 широко применяла голосовые, а также разнообразные шумовые семплы. Система MVS (Multi Video System) платформы Neo-Geo также имела мощные средства для воспроизведения звука, включавшие, кроме всего прочего, объёмный звук. Усовершенствования распространились и на приставки. В частности, Super Famicom (в Европе и США известная как SNES) в 1990 году имела специализированный чип производства «Sony», применявшийся как для воспроизведения звука, так и для аппаратной цифровой обработки сигналов. SNES имела стереозвук, 8 каналов для проигрывания 16-битных семплов и большой набор ЦСП-эффектов, включая такие ADSR-эффекты, какие присутствовали обычно в наиболее совершенных синтезаторах того времени. Это позволило экспериментировать со звуковым окружением: для игр SNES применялась музыкальная акустика (ранние игры вроде Castlevania IV, F-Zero, Final Fantasy IV, Gradius III и более поздняя Chrono Trigger), пространственная (в некоторых играх использовалась технология Dolby Pro-Logic, например, King Arthur's World и Jurassic Park) и направленная акустика (Star Fox), а также архитектурная акустика и акустика окружающей среды (Zelda III, Secret of Evermore). Кроме того, многие игры широко использовали возможности SNES, позволявшие воспроизводить высококачественные семплы (Super Star Wars, Tales of Phantasia). Единственным серьёзным препятствием для этих более чем серьёзных усовершенствований оставалась высокая стоимость твердотельных накопителей.

В четвёртом поколении  существовали и другие консоли со сходными возможностями, однако популярности и распространённости SNES они не достигли. Например, мощности платформы Neo-Geo, выпущенной в форме домашней приставки, позволяли осуществлять расширенную обработку семплов, но стоила она в несколько раз дороже SNES. Sega CD, усовершенствованная версия Mega Drive, имела несколько ИКМ-каналов, однако лишь немногие игры использовали эту особенность. Вместо этого они прямо (без промежуточных изменений сигнала) воспроизводили звук с CD из формата RedBook.

Популярность SNES и игр  для неё была ограничена странами, где стандартом телевещания был NTSC (США, Канада, Япония). Для стандарта PAL (Европа за исключением СНГ, где  используется SECAM) многие игры SNES в европейском  варианте не адаптировались и из-за различий в скорости смены кадров заметно «тормозили», а то и вообще для этого стандарта не выпускались. Разница стандартов телевещания  обусловила расхождение между популярной игровой музыкой между NTSC- и PAL-регионами, которое проявляется и по сей день. Это расхождение уменьшилось с началом эпохи пятого поколения консолей, выпускавшихся для всех регионов, а также после того, как компьютеры Commodore начали уступать место многоцелевым домашним ПК.

Несмотря на то, что Sega CD и в несколько большей степени PC Engine в Японии могли дать игрокам представление о том, как будет развиваться в играх потоковое аудио (воспроизведение семплов «на лету», без каких-либо преобразований), даже игровые приставки седьмого поколения используют и семплирование, и генерацию звуков с помощью кода. В пятом же поколении огромное преимущество оптических носителей в объёме данных, которые можно на них хранить, соединилось с усовершенствованными аппаратными мощностями для обработки звука и более высоким качеством семплов. В 1991 году PlayStation с приводом для компакт-дисков поддерживала 24 канала для 16-битных семплов с частотой амплитудно-импульсной модуляции до 44,1 кГц, что аналогично качеству музыки в формате Red Book, а также несколько аппаратных ЦСП-эффектов, таких как реверберация. При этом продолжала использоваться и музыка, генерируемая кодом, которая присутствовала во многих играх компании «Squaresoft», например, Final Fantasy 7, Legend of Mana и Final Fantasy Tactics. Приставка Sega Saturn, тоже с CD-приводом, поддерживала 32 ИКМ-канала для семплов такого же качества, как у PlayStation. Приставка N64, выпущенная в 1996 году и всё ещё использовавшая полупроводниковый картридж, имела встроенную расширяемую звуковую систему, которая потенциально была способна поддерживать 100 ИКМ-каналов и частоту модуляции в 48 кГц. Несмотря на это, игры для N64 из-за высокой стоимости полупроводниковой памяти обычно включали семплы более низкого качества, чем PlayStation и Sega Saturn, а музыка была более простой.

Преобладающим подходом в  играх для консолей с CD-дисководами  было движение в сторону потокового аудио.

[править]Потоковое аудио в играх

Воспроизведение семплов  вместо генерации музыки из кода имеет  много достоинств, в частности, более  высокое качество звука. Семплы можно  создавать совершенно свободно, используя  любое количество любых музыкальных  инструментов и позволяя разработчикам  просто записывать один трек, который  и будет проигрываться в течение  игры. Его качество ограничено только усилиями, вложенными в собственно обработку трека. Проблема высокой  стоимости памяти, которая до начала 1990-х годов была постоянным источником забот, была несколько уменьшена  преимущественным использованием в  приставках оптических носителей. Качество звука, аналогичное тому, которое  предоставлял формат Red Book, позволяло включать в игры музыку и голоса, которые потенциально были неотличимы от любого другого источника или жанра музыки.