Фото George Becker / PD
Немного истории
Цифровой звук как таковой появился достаточно поздно. Поэтому первая полноценная компьютерная игра — Spacewar! 1962 года выпуска — была немой. Геймплей сопровождал лишь шум от сопоставимого по размерам с холодильником «миникомпьютера» PDP-1.
Первой коммерческой игрой со звуком стала Computer Space — аркадная версия Spacewar!, появившаяся в 1971 году. Миникомпьютеры того времени были дорогими, а бюджет проекта был мизерным — поэтому железо для аркады было создано с нуля.
Один из создателей игры, Тэд Дэбни (Ted Dabney), имея опыт работы над аудиооборудованием в компании Ampex, смог встроить в устройство простой по современным меркам генератор аудио. Благодаря нему в игре звучат выстрелы, взрывы и шум ракетных двигателей.
Годом позже создатели Computer Space, уже под именем Atari выпустили легендарный игровой автомат Pong!. Он и сделал звук стал неотъемлемой частью игр.
Роль звукового чипа в нём выполняла микросхема для синхронизации видеосигнала. Такие чипы обычно оперируют на очень высоких частотах (приблизительно 4,4 МГц в системах формата PAL и 3,6 МГц в системах формата NTSC). Если эту частоту понизить, генерируемый сигнал можно услышать. Это и сделали создатели игры.
С ростом популярности домашних консолей гонка за лучший звук перекочевала в гостиную. Atari 2600 77 года выпуска могла похвастаться двухканальным аудиочипом. В 1983 году пользователям консолей Intellivision стал доступен внешний модуль для голосового синтеза. Затем этот функционал встроили в основную систему, на что Atari ответили выпуском модели 5200 с 4-канальным чипом POKEY.
Чуть позже в гонку вступили микрокомпьютеры. В то время как Commodore PET, Apple II и ранние IBM PC поставлялись с простыми пьезоизлучателями, Commodore 64 содержал в себе микросхему с трехголосным цифровым синтезатором. Чип SID, сделавший подобный функционал возможным, был любим публикой и выпускался в продуктах компании до 1989 года. Тембр каждого из трёх его голосов можно было «на ходу» менять, создавая иллюзию более сложной полифонии. Благодаря этому прорыву появились первые игровые композиторы.
В 1987 году рынок звуковых устройств для домашних компьютеров по-настоящему взорвался. IBM выпустили Music Feature Card, с звуковым чипом из флагманского синтезатора Yamaha DX-21. Эта карта стоила почти $500 (более тысячи современных долларов) и нацеливалась на профессиональных музыкантов. Популярной бюджетной опцией был Covox Speech Thing — 8-битный DAC, продававшийся за $80. А в среднем ценовом сегменте Creative соревновалась с продуктами AdLib.
И пусть не все игры были совместимы со всеми звуковыми картами, ажиотаж вокруг игрового аудио был полезен индустрии — всё большее количество игр уделяло внимание звуковому сопровождению.
В 90-е Creative поняли, что будущее — за цифровой звукозаписью и захватили львиную долю индустрии, сделав на этом акцент. Sound Blaster 16 и последующие модели линейки принесли PCM-аудио CD-качества в мир домашних ПК.
С появлением саундтреков «как в кино» музыка для синтезаторных чипов стала нишевым увлечением, а аудио начали использовать для создания реалистичных звуковых сред. Именно о таком аудио мы говорим, когда сейчас обсуждаем игровой звук. Что же оно в себя включает?
Звук как источник информации
Главное отличие игр от, скажем, кино — в интерактивности. Звуковая среда должна информировать действия игрока, которые, в свою очередь, тоже на неё влияют. Поэтому в играх гипертрофированы звуки, которые помогают игроку разработать стратегию.
В хоррорах и шутерах четко слышны шаги противников, что позволяет понять, где они находится. В Battlefield по звуку можно определить, наведены ли на игрока ракеты. В Legend Of Zelda для NES стены, которые можно пробить, издают характерный звук при ударе мечом. В более современных играх серии существует целый диапазон драматических звуков. Некоторые и вовсе существуют исключительно в информативных целях. Например, монетки в играх Марио звенят, когда их подбираешь.
Разработчики Hellblade: Senua's Sacrifice инновативно подошли к созданию информационных звуков. Персонаж, которым управляют игроки, слышит голоса в голове. Именно они помогают героине в битве, предупреждая, с какой стороны находится противник и когда стоит атаковать. Такая озвучка погружает игрока в шизофрению героини максимально глубоко, при этом предоставляя важную игровую информацию.
Фото kanonn / CC BY-ND
Для многих игроков звук является критическим источником игровой информации, особенно в командных играх. Но чтобы обеспечить погружение в мир игры, эти такие звуки должны балансироваться декоративными.
Музыка и атмосфера
Саундтреки видеоигр уже давно можно поставить в один ряд с музыкой к кино по качеству и эмоциональному влиянию на слушателя. В сочетании с интерактивными элементами они создают удивительный эффект погружения в искусственный мир игры.
В хоррорах гнетущие, скрежещущие, шуршащие мелодии с резкими взрывами струнных держат игрока в напряжении и заставляют вслушиваться в каждый малейший скрип. Неожиданное появление противника, сопровождающееся внезапным громким звуком, пугает заметно сильнее, чем без озвучки.
В игре No Man's Sky процедурно-генерируемый саундтрек от британской пост-рок группы 65daysofstatic показывает бесконечность вселенной. У каждой планеты, каждой галактики своя мелодия, собранная из разных кусочков специальным алгоритмом, и непохожая на остальные.
Объёмный звук
Еще один способ погрузить игрока в воображаемый мир — это использовать объёмный звук. Эта техника особенно важна для набирающих популярность VR- и AR-игр. В них игрок физически занимает место персонажа, и нереалистичное аудио способно разрушить эту иллюзию. Для создания объемного звука разработчики использую бинауральные и многоканальные записи, а также специальные библиотеки, позволяющие динамически обрабатывать источники игрового звука.
Бинауральное аудио используется в вышеупомянутой игре Hellblade: Senua’s Sacrifice, а также в новинке Metro: Exodus. При такой записи микрофоны устанавливаются в уши маникена, и считывают звук для правого и левого уха отдельно. Объемность результата моментально ощущается, без необходимости использовать многоканальное оборудование.
Многоканальное аудио встречается в играх чаще, но требует специального оборудования, которое многие не решаются покупать. Среди знаменитых игр, использующих 7-канальное аудио — обе части легендарного хоррора «Амнезия», командная игра Rocket League и новый DOOM.
Игровой звук за пределами игровой культуры
Даже далекие от видеоигр люди узнают джингл прохождения уровня в Super Mario, звон колечек в Sonic The Hedgehog и удар шарика в Pong!.. Некоторые саундтреки и игровые композиторы достигли признания за пределами игрового мира. Акира Ямаока, автор музыки к играм серии Silent Hill, исполняет свои произведения в концертных залах и филармониях.
Одновременно с этим в игровой мир проникли более «традиционные» композиторы, подчеркивая важную роль видео игр в современной культуре. Например, немецкий композитор Ханс Циммер написал саундтрек к одной из частей Call Of Duty.
Что же нас ждет в будущем? Необходимость в разработчках, специализирующихся на игровом аудио, до сих пор высока. Поэтому с ростом популярности этой сферы и развитием новых технологий, несомненно, найдутся новые способы создать незабываемую игровую атмосферу.
Дополнительное чтение в нашем «Мире Hi-Fi»:
Олдскул: на чём выходили игры — обсуждаем необычные носители Как звуки и музыка делают видеоигры «живыми» Какой он: российский рынок стриминговых сервисов
Восемь аудиотехнологий, которые попадут в зал славы TECnology в 2019 году Как превратить компьютер в радио, и другие способы извлечь музыку из выч. системКомментарии (10)
QtRoS
03.03.2019 00:37По названию статьи ожидал делали реализации звукового сопровождения, а внутри скорее взгляд на важность звука с разных сторон. Но все равно понравилось! В комментарии зашёл написать про Циммера и Crysis 2 (juray опередил), а так же про бесподобную атмосферу Hellblade: Senua's Sacrifice — после пары часов игры послевкусие как после просмотра фильма (заслуга не только звука, но и его тоже).
shiru8bit
03.03.2019 04:17С исторической частью есть проблемы, и я не могу об этом молчать.
Синтезируемый программно (т.е. цифровой по природе) звук на компьютерах появился почти сразу с достаточно быстрыми для этого компьютерами, 1949-51, в тот период он прошёл путь от простой пищалки до полифонии. Эксперименты с сэмплированием были в 50-х, но их сдерживал объём памяти у компьютеров, который дорос до практически применимого только к концу 60-х. И уже в середине 70-х появились коммерческие сэмплеры для музыкантов.
В ранних аркадах звуки не цифровые, там простые аналоговые схемы звуковых эффектов, типа как юные советские радиолюбители собирали в радиокружках. Каждый эффект — своя схема, и они запускаются программой по триггеру через порт вывода.
Звук в PONG берётся не из какой-то особой микросхемы для синхронизации видеосигнала. Там, как в любом компьютере, выдающем растровую графику, есть каскад счётчиков (много микросхем), делящий тактовую частоту, чтобы получить из неё частоту выборки пикселей (порядка 5-7 мегагерц), строк (порядка 15 кГц), кадров (50-60 гц). То есть, грубо говоря, в Pong ткнули проводком от динамика в выход одного из счётчиков в каскаде, где была подходящая частота. А ранние звуковые чипы, к слову, сами по себе представляют такой же по сути каскад счётчиков, только с программируемым коэффициентом деления у последнего счётчика в цепочке.
POKEY появился заметно раньше SID, он был уже в Atari 400 (1979). И там тоже полифония, и разные тембры, и можно менять их на лету. Это чипы одного класса, так что едва ли SID был прорывом и привёл к появлению игровых композиторов — до него минимум четыре года были доступны другие звуковые чипы, минимум штук пять. В том числе от Commodore (SID не первый звуковой чип MOS).
Yamaha DX-21 всё же не флагманский синтезатор, и даже не профессиональный. Он вышел через пару лет после DX-7, и на порядок слабее по возможностям. Фактически это звук Sega Mega Drive, и музыку для этой приставки нередко сочиняли именно на DX-21, DX-27, или ещё более дешёвой версии из той же линейки, DX-100. Для PC это, конечно, было прорывом, но в том же 1987 году вышел MT-32, а это уже другая звуковая эпоха, как раз уверенный шаг к 'киношным' саундтрекам.
wtpltd
03.03.2019 05:56Возможно, речь о разном, но в моем воспоминании covox, это не про какую-то железяку за 80 баксов, а про жменьку резисторов в параллельный порт.
Хотя… Возможно кому-то оно и нормально было, такой вот примитивный DAC за конские деньги.
Hidon
03.03.2019 10:36+1по истории ничего не могу сказать — ну вспомнили чего-то и фикк с ним.
но дальше — звук в играх гипертрофирован? в каких-то, когда-то давно — да. но блин, вы такое когда последний раз слышали в современной игре?
дальше что-то про скрежещущие и шуршащие звуки и атмосферу. вы когда-нибудь играли в jrpg их «золотой эпохи»? там даже озвучки персонажей почти никогда не было, но вот та самая «атмосфера» передавалась музыкой, причём такой, какой далеко не всякому кино даже снилось. есть музыкальные коллективы, играющие всё это на концертах, некоторые даже стадионы собирают.
объёмный звук. ну тут да, много где он есть, но мало где это хорошо используется.
hellblade не играл, как и метро последнее, но вот звук в римейке resident evil 2 — это просто восторг. да, там тоже этот самый бинауральный звук.
но главное — большинству людей всё это не надо, а продукты нынче делаются именно под большинство. если разработчик хочет сделать крутой звук и делает его — оно конечно найдёт своего полтора слушателя и журналистов, что выделят это в рецензии, но… это скорее такая блажь.
Rast1234
03.03.2019 19:54В интернетах пишут, что Hans Zimmer в Call of Duty Modern Warfare 2 писал только тему из главного меню, а все остальное делал Lorne Balfe. Зато потом участие Циммера в игре пиарили от души.
Пруф: https://www.discogs.com/Lorne-Balfe-Call-Of-Duty-Modern-Warfare-2-Original-Game-Score/master/821799
Rast1234
03.03.2019 20:00Интересно, как обстоят дела с честным генерированием звука. Не из семплов и эффектов, а из физических параметров объектов. Физику твердых и нетвердых тел в видеоиграх научились делать, с разным успехом, но все же. Освещение почти любой сложности, хоть и большинство приемов компьютерной графики — костыли и черная магия ради производителтности. А звук?
Hidon
04.03.2019 06:55да всё по старинке. записывают, редактируют, вуаля. скоро всё это будет делать какая-нибудь искусственная нейросеть, ведь всё к тому и идёт. музыка будет дольше держаться… ну, хорошая музыка.
shiru8bit
04.03.2019 07:50С физическим моделированием звука пока всё очень вяло. Интерес к нему начался в середине 90-х, в области синтезаторостроения, но быстро угас, видимо по причине развития сэмплеров (когда пошли многогигабайтные библиотеки). Отдельные реализации есть и в современных синтезаторах, но всё довольно скромно, и для каждого типа звука используются отдельные модели, мало чем похожие на реальную физику — карплус-стронг родом из 80-х для щипковых, какие-то модели для струнных и ударных. В целом, что-то где-то есть, но мало, и ещё меньше кем-либо используется. Про физическое моделирование звуковых эффектов в реальном времени для игр я не слышал вообще, видимо, пока не было прецедентов.
juray
Циммер еще к Crysis 2 писал саундтрек (весьма добавивший эпичности атмосфере боевика).