In rete è possibile trovare siti, realizzati da nostalgici e appassionati di emulazione, in cui è possibile avere un quadro generale della suddetta evoluzione con gran dovizia di particolari tecnici sulle specifiche di consoles e di home computers. I confronti tra specifiche tecniche video e audio sono spesso stupefacenti e danno la misura della vertiginosa crescita delle potenzialità dell’hardware nel corso degli ultimi tre decenni, a partire dall'Atari 2600 fino a XBox 360 e PlayStation 3.
Se in ambito grafico il cambiamento di maggior rilievo è certamente il passaggio dalla raster/bitmap 2D alla poligonale 3D, per quanto riguarda, invece, l’evoluzione dell’hardware audio si è passati dal suono totalmente sintetizzato a quello interamente digitalizzato in qualità CD e addirittura superiore.
Questo articolo riguarda la suddetta rivoluzione digitale che ha interessato il settore audio dell’ intrattenimento elettronico e, in particolare, tratta della chip music, la musica, cioè, generata da un chip sonoro senza essere interamente digitalizzata, come avviene negli hardware odierni.
Origini della chip music: i PSG
Una delle tante sorprese della rete consiste nella straordinaria popolarità della chip music e, soprattutto, nel fatto che ancora oggi vengano realizzati brani audio utilizzando lo stesso hardware (o un’accurata emulazione dello stesso) del Commodore 64, del NES, dell’Amiga e dell’Atari ST.
Il chip sonoro più popolare è certamente quello del C64: il SID 6581 / 8580. Esistono dozzine di siti internet dedicati al SID e più di 45000 brani realizzati per questo chip che continua ad essere utilizzato, sia in emulazione, sia tramite schede audio moderne basate sulla sua architettura e opportunamente potenziate e/o affiancate da co-processori moderni.
Ancora più sorprendente è la relativa popolarità del chip sonoro dell’Atari ST: l’YM2149. Naturalmente la quantità di siti inerenti al chip audio Yamaha del 16 bit Atari non è minimamente paragonabile a quella relativa al SID, tuttavia è in ogni caso straordinario che tale chip, da sempre e a ragione considerato molto più primitivo del SID, sia ancora utilizzato per la realizzazione di chip music, anche tramite software specifici di recente implementazione.
Questo appeal della chip music, è evidente nella fioritura di siti, di lettori dedicati ai formati specifici (dal SID per le musiche del C64, al SND / SNDH per quelle dell’Atari ST, passando per l’NSF del Nintendo NES e il MOD dell’Amiga) e di software per la composizione/ottimizzazione che girano sia sull’hardware originario (emulato o no), sia sugli attuali PC (in ambienti Windows e Linux) e Mac, e si manifesta anche attraverso i cosiddetti chiptune party e le chiptune competitions in cui i compositori si confrontano seguendo regole ferree, secondo le quali non si deve assolutamente superare un determinato ammontare di Kbyte per brano che, in ogni caso, deve essere compatibile con le specifiche dell’hardware originale o di un determinato lettore/emulatore.
Il fascino delle chiptunes deriva naturalmente dal fattore nostalgico, unito con quel tanto di sfida inerente al dover realizzare musica facendo i conti con tali stringenti limitazioni dell’hardware. Chiunque si cimenti in queste attività creative è stimolato ad andare oltre i limiti che si è imposto, cercando di ottenere dal primitivo chip sonoro del vecchio home computer o dell'antiquata console risultati paragonabili o superiori per suggestione e “musicalità” a quelli di coloro che, a suo tempo, hanno combattuto con tali chip "spremendo" da essi colonne sonore di qualità superiore, sia allo standard dell’hardware di riferimento, sia, in alcuni casi, alla validità globale del relativo videogioco.
I formati SID, SND / SNDH e NSF corrispondono a chip sonori ben diversi che, però, possono essere accomunati da una sigla: PSG (Programmable Sound Generator).
Il PSG può essere considerato il primo stadio evolutivo della game music.
Si tratta di un generatore di onde sonore, molto diffuso negli home computers e nelle consoles nel periodo tra la fine degi anni ‘70 e l’inizio degli ’80, che lavora tramite sintesi di impulsi base, affiancato in molti casi da un modulo dedicato al rumore (noise generator). Il chip combina tali basic pulses, caratterizzati da un’onda di forma specifica, in suoni dotati di onde più complesse, generate dal "mixaggio" delle suddette onde base. Per generare il suono, il PSG varia l’ampiezza delle onde risultanti e, mantenendo il suono ad una certa altezza per un determinato periodo di tempo per poi smorzarlo, simula le note musicali.
La qualità eminentemente “metallica” di questi suoni deriva dalla forma dell’onda base che nei primi chip audio si limita alla cosiddetta square-wave. In un impulso di questo tipo l’altezza passa da 0 al valore corrispondente alla nota desiderata (attack), questa si mantiene alla stessa tonalità per il periodo richiesto (sustain) e infine torna a 0 (decay/release).
Le fasi iniziali e finali non sono graduali ma istantanee e si possono visualizzare su un grafico come linee verticali che, insieme alla linea orizzontale che indica il periodo in cui l’impulso viene sostenuto, formano il tipico "gradino" dell’onda quadra base.
I PSG limitati alla square-wave sono quelli delle vecchie consoles e home computers: Intellivision, Vectrex, Colecovision, Atari 5200, Master System, Atari 400/800, MSX, Sinclair ZX Spectrum 128/+2/+3, Amstrad CPC, Apple II ed Atari ST (quest’ultimo è un 16-bit system che montava ancora un chip audio della generazione precedente); tipicamente un PSG di questo tipo ha 3 canali su 8 ottave, affiancati in alcuni casi ad un modulo per il rumore/ritmo (noise, white noise o rhythm).
Maggiore complessità mostrano i chip audio del NES e del C64.
Il PSG del NES consente di utilizzare ben 5 canali: 2 ad onda quadra, 1 ad onda triangolare, 1 per il rumore (il noise channel, utilizzato spesso come drum channel) e persino 1 canale D-PCM (Delta Pulse-Code Modulation) per i campioni audio a 4 bit.
Il SID 6581 / 8580 (SID: Sound Interface Device) del Commodore 64, poi, consente di utilizzare indipendentemente i suoi 3 canali su 8 ottave in 4 forme-onda base (dente di sega, triangolare, quadra, rumore), vanta una straordinaria precisione a 16 bit nel controllo dell’altezza del suono (65536 gradazioni di pitch, contro le 256, ad esempio, del chip audio Pokey dell’Atari 400/800 che, invece, gestisce la tonalità tramite un registro a 8 bit), si avvale di tre modalità di filtro che all’occorrenza possono essere combinate (low-pass, high-pass e band-pass) e beneficia infine di un avanzato controllo del volume ADSR (Attack, Sustain, Decay e Release), separato per ogni canale.
La flessibilità del SID consentiva ai musicisti (in realtà, si trattava di figure a metà tra compositore e “ingegnere del suono”) che lo utilizzavano di realizzare brani davvero memorabili per essere delle chiptunes, tanto esteticamente validi, da valere ad alcuni di loro una certa fama che, in alcuni casi è ancora intatta.
Alcuni nomi di questi pionieri risultano ancora popolari sulla rete: da Rob Hubbard a Martin Galway, da Chris Huelsbeck a Matt Gray, da Jeroen Tel a David Whittaker.
I limiti dei PSG cominciavano, però, ad essere eccessivamente restrittivi per i musicisti e i sound designer incaricati di realizzare o convertire colonne sonore di videogiochi sempre più complessi.
Risultava, infatti, sempre più difficile passare sotto il giogo dei 3 – 5 canali per implementare, quasi da zero, un sound incisivo e orecchiabile, inoltre mancava la possibilità di affiancare alle melodie una base ritmica superiore ai pur validi espedienti software che forzavano i PSG a gestire un minimo di audio campionato.
Non è certo un caso che la Konami abbia dotato la cartuccia della vesione giapponese di Akumajo Densetsu / Castlevania III: Dracula's Curse per NES di un microprocessore audio in grado di potenziare il PSG della console Nintendo (tale chip, denominato VRC6, aggiungeva ai 5 canali standard 3 canali extra), per renderlo in grado di gestire la complessa colonna sonora realizzata per tale titolo.
Le esigenze suddette cominciarono ad essere soddisfatte dai nuovi chip sonori capaci di realizzare melodie elettroniche tramite la sintesi FM (Frequency Modulation) e accompagnarle con una base ritmica PCM / ADPCM (Pulse Code Modulation / Adaptive Differential Pulse Code Modulation) campionata su canali DAC (Digital Audio Channel) dedicati.
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Cenni di Storia della Chip Music - Capitolo 2
Evoluzione della sintesi e basi ritmiche campionate: FM e PCM/ADPCM
Alessio "AlextheLioNet" Bianchi
