おんげん！

前回まであんまり派手さのないＲＯＭ周りの話をしてきましたが、今回は音源周りです。

 

 「ゼビウス」の実機には、３チャンネルのＷＳＧと爆発音専用音源が搭載されています。

 

 

このＷＳＧという音源は、当時の「ナムコらしさ」を音の面から支えていた立役者でもあります。

 

当時、主流で他社の基盤でよく採用されていたテキサス・インスツルメンツ社のＰＳＧとは、明らかに一線を画した音を出していました。

 

店舗でナムコの新作が稼働を始めると、入り口の前を通っただけですぐに気が付いたものです。

音を聞いただけで「ナムコだ！」とわかるのです。
（もちろんこれはハードウェアだけではなくて、音楽制作者のセンスの賜だと思いますが） 

ＷＳＧは、波形メモリ音源と呼ばれる種類のもので、小さな波形データ（１６～３２サンプル程度）を用いて音声を発生させます。

波形データを工夫することで「マッピー」で鳴っている特徴的なバンジョーの音など、単純な矩形波や正弦波にとどまらない音色を出すことができます。

（余談ですが、家庭用機のＰＣエンジンにも同様の方式の音源が載っています。）

 

いろんな音を出せるわりには原理が簡単で、初めて知った時には「こんな簡単な方法でこれだけの音が出せるなんて！」と感動したものです。

 

この音源を実現するのに、１チャンネルあたりに必要なものは、４つのレジスタと加算器だけです。

（あとは時分割で使う波形ＲＯＭと乗算器とミキシング用の加算器）

 

 

文章で説明するより前に、まずはソースをどうぞ。

 

"Sound Generator(s)"というコメントがある所を読んでもらえると分かると思うのですが、このモジュールは４クロックで１サンプルを出力するような実装になっています。
（１クロックで１チャンネル分の処理を行うためです。）

そのため出力するサンプリングレートの４倍のクロックを入れる必要があります。

今回は実機と同じ96KHzで動作させています。出力のサンプリングレートは24KHzです。

 

波形は１種類あたり３２サンプルで８種類載せられます。

（波形メモリ全体の容量は２５６サンプル）

 

チャンネル毎に、以下の４つのレジスタを持っています。

 

・カウンタ (20/16bits)

・周波数設定レジスタ (20/16bits)

・波形指定レジスタ (3bits)

・音量設定レジスタ (4bits)

 

（"20/16"と書いてあるのは、第１チャンネルのみ20bitsの精度を持っていて、残りは16bitsだからです。）

 

そしてチャンネル毎に、以下のような処理をしてサンプル値を求めます。

 

・周波数設定レジスタの値をカウンタに加算する。

・カウンタの値の上位５ビットと波形指定レジスタの値を使って波形メモリの参照アドレスを得る。

・波形メモリから値(4bits)を読み出して、音量設定レジスタの値を乗算する。

 

その結果がそのチャンネルの出力値です。

 

同様に残りのチャンネルも処理して、全てのチャンネルの出力値を加算して平均を取れば、それが音源のデジタル出力になります。

 

あとはそのデジタル出力を適当なDAC（実機では抵抗DAC）に入れてあげれば、音声として聞こえるわけです。

なんてシンプル！

この原理と回路を最初に考えた人は天才だと思います。

（ 「マッピー」や「ドルアーガの塔」では８チャンネルに拡張されていますが、原理は同様です。）

 

今回のソースは、さらにマスターボリューム設定／外部ＰＣＭ入力／ステレオリバーブとΔΣＤＡＣを内蔵した豪華版(?)です。

ステレオリバーブは音がリッチな感じになるので入れてみました。

 「オリジナルはモノラルなのに邪道！」と思う方は OUT_L の出力だけを聞いてください。
 

外部ＰＣＭ入力は、「爆発音専用音源」の出力をミックスするために付けてあります。

「爆発音専用音源」については、いろいろ事情があるので次回以降に。

 

 

ではまた。