W 1980 roku po sukcesie sprzedaży komputera VIC-20, firma Commodore Business Machines (CBM) zdecydowała się pójść za ciosem, by dwa lata później zaprezentować nowy komputer Commodore 64.

Podobnie jak maszyna konkurencji Apple (Apple II), Commodore został zaprojektowany głównie do gier komputerowych, co wiązało się z implementacją nowych narzędzi zarówno graficznych, jak i dźwiękowych. Tak powstał SID (Sound Interface Device) – czip który wyznaczył nowe standardy w dziedzinie tworzenia muzyki i dźwięków do gier komputerowych.

Nie musisz być muzykiem, by tworzyć muzykę Commodore 64.

Robert Yannes, o którym wspomniałem w poprzednim artykule, pracował zarówno przy projektowaniu komputera VIC-20, stworzeniu modułu dźwiękowego SID oraz późniejszego czipu do Apple IIGS o nazwie Ensoniq ES5503. Powstały dwie wersje SID-a. Pierwsza (MOS Technology 6581), “klasyczna”, zasilana napięciem 12 V, instalowana była do 1987 roku w Commodore 64, 64C oraz Commodore 128. Druga (MOS Technology 8580) zasilana była niższym napięciem 9 V i ta mała różnica skutkowała nieco innym (gorszym, jak twierdzą fani) brzmieniem generowanym przez moduł.

SID posiadał trzy kanały, które generowały różne fale dźwiękowe (waveforms) plus kanał czwarty, przeznaczony do sampli oraz generowania szumu. I zanim przejdę dalej, chciałbym w skrócie opisać, jakie rodzaje fal potrafi generować SID, gdyż pozwoli to lepiej zrozumieć jego działanie.

Fale dźwiękowe charakteryzują trzy właściwości: długość, częstotliwość oraz amplituda

Długość to dystans pomiędzy dwoma szczytami fali. Częstotliwość (mierzona w Hercach Hz) to zwyczajnie wysokość dźwięku. Wydłuży się ona w czasie, gdy dźwięk będzie niższy, a skróci, gdy będzie on niższy. Amplitudę można inaczej nazwać głośnością, gdyż zwiększy się ona wraz ze wzrostem energii fali dźwiękowej. Skoro już wiemy, czym jest fala dźwiękowa, cztery słowa o tym, jakie rodzaje fal generuje SID.

Sawtooth (fala piłokształtna) lub czasem zwana ramp (pochylnia), z wyglądu przypomina szczęki/piłę. Przez swoje ciepłe lecz dość agresywne brzmienie, używana jest głównie do generowania barw basowych. Sawtooth ma też kilka wariacji, takie jak odwrócona fala (inverse/reverse). Triangle (trójkątna) brzmi znacznie delikatniej niż sawtooth, gdyż jak widać jej amplituda nie ucina się nagle, lecz przypomina bardziej trójkąt równoboczny.

Czy SID zdefiniował muzykę ośmiobitową?

Pulse (pulsująca) kształtem przypomina prostokątną sinusoidę, a przy odrobinie modulacji jej cyklu można ją zmienić na kwadratową (square wave), by z szorstkiej, tłustej barwy otrzymać przyjemną, bardziej melodyjną. Noise (szum) używany zazwyczaj do efektów dźwiękowych (deszcz, lasery) lub jako perkusja.

Co czyni SID-a lepszym czipem od swoich poprzedników? Po pierwsze wszystkie trzy bazowe kanały SID-a mogły generować dowolne fale (dla porównania, czip do NES-a miał dedykowane kanały do poszczególnych fal). Po drugie SID posiada generator (obwiedni ADSR), który ingeruje w dynamikę fal (na każdym kanale), modulując ich atak, opadanie, podtrzymanie i wypuszczenie. To pozwoliło na imitację prawdziwych instrumentów i dlatego też niektórzy nazywają SID-a syntezatorem aniżeli chipem dźwiękowym.

Co w środku piszczy. 3 najpopularniejsze moduły dźwiękowe

I choć nawet instrukcja do Commodore 64 mówi, że ‘nie musisz być muzykiem, by tworzyć muzykę Commodore 64’, to już jej implementacja do gry sprawiała nie lada trudności. Kompozytorzy mieli sporo problemów z filtrami, które ucinają poszczególne częstotliwości (low pass, hi pass, band pass, notch), gdyż reagowały one inaczej na różnych wersjach Commodore 64. Kolejny problem leżał w formie wydawania gier na różnych nośnikach. Dyskietki 5’25”, kasety oraz kartridże nie ułatwiały zadania muzykom i programistom. Każdy z tych nośników miał inną pojemność, co najczęściej wiązało się z ograniczonym miejscem na programowanie muzyki.

Kompozytor Dave Warhol tak opisuje swoje podejście do tworzenia muzyki na Commodore 64:

„Zazwyczaj rozmawiałem z projektantami gry, by dowiedzieć się, jaki rodzaj muzyki by chcieli w grze (…), ile pamięci przeznaczono na muzykę i tak dalej. Nierzadko musiałem wymyślić strukturę kompozycji (A:A:B:A) i zaimplementować tylko wyjątkowe/oryginalne fragmenty…” – (Warhol, Carr 2002a)

Inaczej do tematu ograniczonego miejsca na muzykę podszedł kompozytor Rob Hubbard, tworząc moduły (ang. subroutines), które nie znajdowały się w kodzie źródłowym gry, lecz były przez niego „przywoływane” kiedy było to potrzebne. Podczas rozgrywki kod gry „przywoływał” poszczególny fragment modułu, zmniejszając tym samym potrzebę implementacji danego fragmentu muzyki po raz drugi w kodzie.

Pomimo tych wszystkich ograniczeń związanych z tworzeniem i implementacją muzyki do gier na Commodore 64, SID nadal pozostaje ponadczasowym czipem. Brzmienie muzyki ośmiobitowej, jej niezwykła melodyjność i estetyka to efekt uboczny limitacji narzuconej przez technologię lat osiemdziesiątych. Ograniczenia „narzucały” sposób, w jaki kompozytorzy musieli tworzyć muzykę, pisząc krótkie, zapętlone lecz rytmiczne i wpadające w ucho utwory.

Do dziś SID używany jest jako moduł do tworzenia muzyki elektronicznej.

Czy SID zdefiniował muzykę ośmiobitową? Z pewnością przyczynił się do jej rozwoju i estetyki. Robert Yannes powiedział, że „poprzednie moduły dźwiękowe były tworzone przez ludzi, którzy nie mieli zielonego pojęcia o muzyce”, co brzmi dość odważnie, lecz z drugiej strony do dziś SID używany jest jako moduł do tworzenia muzyki elektronicznej nie tylko na demoscenie, ale i również w popkulturze. Dowodem na to jest między innymi stworzony przez firmę Elektron moduł/syntezator o nazwie SidStation, a jego brzmienie można usłyszeć choćby w piosence Nelly Furtado „Do it”.

Czytaj więcej:

Współpracownik

Marcin Maślanka

Kompozytor, sound designer, klawiszowiec, amator technologii. Oprócz tworzenia muzyki i dźwięków do gier i filmów, interesuje go również inżynieria dźwięku na żywo i wszystkie technologiczne aspekty związane z jego przetwarzaniem.