「上古」遊戲中的聲音是如何誕生的?


3樓貓 發佈時間:2023-08-29 10:32:28 作者:IceError Language

褪色時代的餘燼筆墨,仍書寫著樂曲的終章。

1970 年代末存在一個多變的轉折點,這不僅是對於日本、美國和歐洲娛樂產業的發展來講,還是一次對當時硬件水平迅速提升的映射。在充斥著電傳打字機、街機機臺等名詞的時代中,聲音在遊戲中的切合總不是那麼引人注意的。


相對早期的 IBM PC,和後些年的 Apple II 等家用電腦,大多會配以一個簡易的蜂鳴器,用於基本的發聲互動。不過限於家用電腦的體積和製造成本,揚聲器則直接由計算機的 CPU 控制了。通過每一次對蜂鳴器的精確計時,計算機會產生出類似於“咔噠咔噠”的特定音調。

追溯到最早一批由計算機開發構建的遊戲,遊戲機 Magnavox Odyssey 絕對有著一定的影響力。它的創建者之一 諾蘭·布什內爾(Nolan Bushnell)就在 1972 年發行了一部具有里程碑意義的遊戲作品——《Pong》。

準確來說,《Pong》的成功似乎並不是和諾蘭密不可分的。一個移動點、一個記分系統和兩個球拍——這份來自於早期“電子版網球”的靈感設想,被寄託到同樣沒有接觸過遊戲開發的員工-艾倫·奧爾康(Allan Alcorn)的手上。反覆審視著諾蘭給出的概念圖,奧爾康決定嘗試用學過的編程語言,去製作一個簡易的碰撞模型。


來自最初的系統設想

在完善了速度和麵積等主幹反饋後,奧爾康對其中的碰撞系統做了進一步的升級:將球拍的接觸面積劃分成八個小段,以來改變球的回彈角度。如果被球拍的中心部分接住,那麼球會接近於 90° 角被彈回;而球接觸到球拍的外側部分,程序會先分析球的速度、球拍的接觸點、球拍的速度來計算出彈回的軌跡。

球在球拍上停留的時間越長,它的速度就越快,這也符合了現實中的動量守恆。事實上,這樣的想法在如今的細節設計中也是頗具新穎的。那時的開發者彷彿像是一個個初學者,他們每一步的嘗試與探索,都是對當時匱乏玩法的再次定義和創造。

此時距離遊戲開發已經有了三個月之多。當諾蘭凝視著旋繞在機器中的光盤時,他告訴奧爾康:“電腦性能的限制是有目共睹的,但怎樣才能為遊戲添加一些氛圍,讓它就像是一場真實的比賽一樣呢?”

在1972年開發電子遊戲,硬件設備就已經佔用了大量的空間。若再增加一個聲音區塊,各類線材的散亂程度可想而知。於是奧爾康從當地商店購買了一個約 1.2 米高的木櫃、一臺用作顯示的黑白電視機。他先是用鋸子和打孔機把電視機和木櫃固定在一起,再將要焊接的電路集成在了木櫃的後面和底部中。

這也是早期大多數街機的內部構造這也是早期大多數街機的內部構造

從數字電路研究到信號調頻器,奧爾康發現通過改變其中的波形和頻率,可以產生出不同的音調——即使那仍是很單調的“滋滋”聲。他將已經做好的音調分成幾組,穿插於遊戲的各個音效中。在球碰到邊界和球拍上時,遊戲會反饋出兩個聲調不同的短音;而當玩家輸掉一輪遊戲時,遊戲則會發出一段略長的音節。

如今我們不得而知,這樣做的初衷是為了讓音效更加真實,像是歡呼的觀眾一樣,還是另有其他的意圖。但在奧爾康研究電路中接通聲音信號的原理時,精細地為每個音節編譯、變頻、調試的過程中,已然形成了一段“歷史性的聲調”。

作為第一款融入了音樂的電子遊戲,《Pong》所體現的新穎玩法,似乎掩蓋了聲音被引入到遊戲的過渡。但隨著未來幾年中音頻設備的突飛猛進,開發者們顯然注意到了這一點。


連續音軌的誕生之路

1967年,本計劃著畢業後在索尼工作的西角友宏,未能如願通過公司的最後一輪選拔,“陰差陽錯”地加入了一家名為 Takt 的音頻公司。在長達一年的工作中,西角友宏並未如願加入到開發部門,心灰意冷的他決定再找一份新工作。恰好在朋友那裡聽聞到遊戲公司-Taito 在高薪尋求著一位音頻工程師,他把自己對音樂的獨特想法和工作經驗做成了簡歷,便順手投遞了過去。

從考核到正式錄用,西角友宏甚是珍惜這次不易而來的機會。在 1971-1974 的這三年中,他著力於各類體育遊戲的玩法構建;不論是最先從《Pong》中汲取足球靈感的《Davis Cup》,還是創立了區別於市面上駕駛系統的賽車遊戲《Speed Race》,都體現著他天賦異稟的想法和創造力。

西角友宏(右)和他開發的遊戲《Basketball》西角友宏(右)和他開發的遊戲《Basketball》

雖然說《Pong》開闢了遊戲界的聲音系統,但和遊戲急劇下滑的銷量一樣——單個的聲調需要進一步向“音樂”發展。西角友宏在實驗了數款聲音芯片的音色水平、音階調度、以及拓展性和多元性後,他注意到了Chiptune芯片(後續也被稱為芯片音樂、8/16位音樂)在遊戲市場的潛力。

恰好當時西角友宏正在開發一個遊戲項目,主題是兩個西部牛仔之間的射擊對決。在首次使用了微處理器(Microprocessor)新技術的同時,他嘗試把更多的音節採樣加入到Chiptune芯片中,再把這些音節拼湊成一小段樂曲,從而在遊戲中的特定場景播放。

來自遊戲機 Game Boy 的 Chiptune 芯片來自遊戲機 Game Boy 的 Chiptune 芯片

不過在 1970 年中期的遊戲製作中,儲存和內存這兩個硬件水平還是捉襟見肘的。西角友宏就面臨著這個困境,他想要在遊戲中添加聲音,就只能從僅有的單聲道音節中,反覆地重複某個旋律,並以此來階段性地使用它們。

遊戲最終被命名為《Gun Fight》,得益於題材和微處理器的強大,遊戲的街機版最終在美國售出了超過 8600 臺。其中西角友宏的音樂製作顯然讓遊戲多了一番風味,而那時的玩家們也注意到了,未來的遊戲中將會出現更多的音樂元素。

但西角友宏對此仍不滿意,他認為把音樂完全切合到遊戲中才是“完美的作品”,於是他憑藉著不錯的業績,開始向公司申請一個高經費的項目。

從電子硬件到開發工具,幾乎都採用了當時先進的設備和系統。在聲音方面,他使用了由模擬電路和 德州儀器SN76477 聲音芯片組合的單聲道系統。這樣切入的電路設計不僅能讓 CPU 更快地計算圖形幀緩衝區中的像素,還能保留之前《Gun Fight》中移位器電路的流暢動畫。

遊戲的早期的場景設計包括了坦克、戰鬥機和戰列艦。不過當西角友宏看到 1974 年在日本上映的動畫《宇宙戰艦大和號》時,他決定把這些元素總合成一個太空主題,這樣一來也能減少員工們在建模時的工程量。

《宇宙戰艦大和號》中的太空飛船《宇宙戰艦大和號》中的太空飛船

而在那時蓬勃發展的遊戲產業,很多的遊戲廠商都想把自家的遊戲和“休閒類標籤”區分開來,於是限制玩家行動時間的計時器設計出現了。這種設計理念推進了遊戲的緊張感和挑戰性,可西角友宏還是覺得讀秒計時過於刻意,不如把時間系統換成逐漸向玩家靠近的敵人。

除此之外,配合著 Midway 版《Gun Fight》中開發的“多芯片桶式移位器電路”,遊戲的動畫則會更加流暢。在遊戲中玩家控制飛船射擊,一次射擊便能摧毀一個目標。而子彈撞擊到敵人時精確的爆炸音效,讓遊戲具有了更多的打擊感。

事實上,《太空侵略者》也是第一個使用連續背景音軌的遊戲。西角友宏使用了四個半音階加低音音符的方式,來循環重複以模仿出“侵略者”和玩家的距離。隨著敵人離玩家越來越近,音樂的頻率將會顯著的加快。

在許多早期的視頻遊戲中,僅是單一節奏的音樂互動就足以極大地提高遊戲性,開發者也越來越注重如何把音樂融入到遊戲中。並伴隨著此後硬件設備的飛速發展,音樂的製作變得更加系統化,也不會出現先輩們突發奇想而衍生出的“實驗性作品”。


實體音遊的過渡交織

可以這麼說,《Pong》是世界上首款獲得成功,並且對後世電子遊戲影響最深遠的遊戲之一。雅達利僅是把裝有的《Pong》機臺散佈在商場、酒吧等娛樂場所,就讓每臺街機在 1972 年達到了 35-40 美元的日營收額。

只不過這個時期是短暫的——在那個版權保護薄弱的年代,許多廠商推出了《Pong》的山寨版本。隨著“打磚塊”玩法的侷限性和硬件水平的提升,玩家們逐漸對同類遊戲感到了些許乏味,而《Pong》那創世紀般的生命力也逐漸走向了枯竭。

憑藉著這筆不菲的收入,雅達利在隨後的 1974 年發行了一款名為《Touch Me》的街機遊戲。遊戲的操作很簡單:機臺上有四個會發出聲音的按鈕,並且會隨機閃爍出黃色的燈光。玩家則須觀察記憶按鈕閃爍的先後順序,等到燈光熄滅後再依次拍擊按鈕。

遊戲剛開始時,只會有兩個按鈕會閃光,閃爍的序列也相對簡單。隨著玩家完成一組後,遊戲會添加一個額外的按鈕,最多直至四個。街機的顯示屏則會顯示玩家正確重複的次數,不過玩家只有三次失誤的機會。

雅達利想要用這臺街機,與那時流行的彈球機和老虎機來爭奪吸引力。然而大多數人確實被遊戲吸引到了,但簡陋的遊戲機制配合上略顯刺耳的音效,讓很多人玩了幾分鐘便退下了機臺。這樣不能讓玩家持續買賬、且造價昂貴的《Touch Me》,顯然沒有達到雅達利的預期。

1977 年,拉爾夫·貝爾(Ralph Baer)和霍華德·莫里森(Howard J. Morrison)在一場商場音樂展會上看到了《Touch Me》的展臺。與很多開發者受到的啟發相同,他們十分欣賞遊戲的玩法機制,但遊戲後期設計的缺陷與瓶頸也是他們所惋惜的。

於是他們決定用這個靈感做一款新的遊戲,把《Touch Me》中的亮點“發掘”出來。在移植遊戲的過程中,他們發現這種玩法其實根本用不到街機的體積,所以選擇了輕量化的 TMS 1000 微控制器芯片。當拋去前者中複雜的邏輯電路,遊戲的設計成本也顯得低廉很多。

拉爾夫·貝爾和他設計的遊戲拉爾夫·貝爾和他設計的遊戲

遊戲的玩法和《Touch Me》類似,玩家根據按鍵閃爍的順序,依靠先前的記憶力順次按下各個按鈕。但不同的是,貝爾和他的團隊為每一個按鈕都添上了不同的色彩,以及按下按鈕後反饋出“不再刺耳”且各異的音效。

當他們拿著這個 8 英寸大小的遊戲機,去向各大硬件生產廠家進行演示時,一家叫做 MB(Milton Bradley)的公司看準了遊戲的市場前景。在完成了對遊戲的收購和生產規劃後,遊戲名則採用了雙方協商而來的《Simon》。

遊戲機採用了實體售賣的方式,在 1978 年一經推出便登上了當時玩具的熱銷榜首。容易上手、小巧便攜、老少皆宜也是《Simon》特色宣發的代言詞。截止至 1982 年的 4 年內,遊戲機的銷售量就已經超過了 1000 萬臺。

看到模仿自家遊戲還賺的盆滿缽滿的《Simon》,雅達利自然是眼紅的,於同年推出了《Touch Me》的掌機版本。但就像是當初《Pong》那鋪天蓋地的盜版一樣,《Simon》的玩法也迅速被廠商們模仿,待到雅達利發佈掌機時,“音遊掌機”的市場已經被瓜分地很明細了。

隨著音樂旋律按下按鍵,清脆有力的回彈反饋,讓《Simon》把一個實驗性地概念逐漸過渡到了一項音樂互動玩法。而把雅達利的遊戲再創造,不僅是對這項理念的延伸,也是定義了現代音樂遊戲玩法的雛形。


逐漸成熟的製作系統

到了 1980 年代初期,大多數的計算機和遊戲機都有了專用的聲音芯片,這時 CPU 和內存的負擔也被減輕了。並且每個系統都有著特色的圖形和音軌。也是從那時起,音樂開始在遊戲中迅速發展,特別是滲透到了日本和西方的遊戲文化中。

要知道,不同的系統一般都有不同的複音數,或稱為音軌。具有多個音軌當然是有一定優勢,但音軌中的波形也需要變化。如家用電腦 Commodore 64 可以產生出正方形、三角形、鋸齒形、噪聲四種不同類型的波形。

對比於 Commodore 64 的 3 個音軌通道,任天堂的 NES 有 5 個音軌之多,那麼後者的音樂水平會更加專業嗎?答案並不是。原因在於 NES 中的音軌大部分情況下都只能發出一種類型的波形。

在圖片中,NES 的前兩個音軌只能產生方波。第三個音軌只會產生出像是三角形的波,通常用於低音基調。第四個音軌只能產生噪音波形。第五個音軌是 PCM 採樣現實中樂器的聲音。

在《超級馬里奧兄弟3》中,玩家可以清楚地聽到第五個音軌——PCM 所使用的鋼鼓聲音。不過介於 NES 音樂芯片的特殊設計,使得很多樂曲中的音節聽起來幾乎是相同的。而這點在樂曲的曲調上有所體現,畢竟同一種樂器的音節頻率是固定的。

《超級馬里奧兄弟3》中已經有了一套成熟的音樂製作系統《超級馬里奧兄弟3》中已經有了一套成熟的音樂製作系統

在當時,大多數開發者會盡量在不同曲目中,對同一個音軌切換不同的波形。但很快就有人發現了,在同一曲目中把波形任意地分配給各個音軌,也不是什麼難事。再加上後期的調音適配,就完全能帶以玩家超過原有音軌數量的錯覺。

1981 年的經典街機遊戲《Frogger》就是一個很好的例子。除關卡開始和結束的音樂外,遊戲製作了 11 種不同的獨立曲目,並全程採用了不同音軌的不同波形。歡快的背景音樂配合著角色移動時即時反饋的動感音效,也標誌著 80 年代的音樂系統逐漸成熟了起來。

隨著家用遊戲機進入 16 位時代,音樂創作中的採樣和音調被使用得更加頻繁。相比於 NES 的 5 個單聲道音軌,世嘉md(Mega Drive)則使用了 10 個可以立體聲混用的音軌,其中也包括了一個用於採樣樂器的 PCM 樣本。

當然,先前《Simon》留下的實體音遊理念並沒有消逝,只是這個理念的確立需要一個更長跨度的積澱。在硬件設備系統性發展的 20 世紀末,音樂遊戲機們終於開始嶄露頭角。

科樂美於 1998 年率先推出了跳舞機——DDR(Dance Dance Revolution)。與傳統使用手柄或搖桿操作的遊戲機檯不同,跳舞機需要玩家觀察屏幕上切合的音符,並配合著所選曲目的鼓點節拍,來逐個踩到街機對應的箭頭踏板之上。

跳舞機的設備系統則通常由背後的一根後扶杆,以及前、後、左、右四個方向鍵的踏板構成。在跳舞機的發展中,之後跳舞機的踏板演變為了八個,能夠捕捉玩家的動作,並推出了雙人對戰模式,生命條系統等現代音遊模式。

21 世紀初,由 Namco 開發的《太鼓達人》登陸街機平臺,遊戲放棄了大多數音遊的方向判定系統,玩家需要配合屏幕上流動的音符點,用鼓槌敲打機臺上的日本傳統樂器“太鼓”的鼓面,從而擊打出正確的節奏。除此之外,遊戲的選曲目錄也是用擊鼓的方式來進行的。

其實相比於常規的音樂遊戲,這樣的擊鼓方式會對玩家的節奏感要求更高,而 Namco 也在刻意地提高遊戲的難度。不過這也揭露出目前延長音樂遊戲壽命的最佳方法,就是儘量添加不同風格的曲目,並且為玩家劃分不同的難度梯度。

而在這約為三十年的歷程中,最初的一個個音節被串聯到了一起,再由開發者們逐步地縫合成數個基本曲調。伴隨著硬件設備的發展,當初的藍圖也被填上了色彩,最終演變為一幅絢麗多彩的畫卷。而這些刻畫著歷史性的音符,彷彿在演奏著一首對音樂遊戲的讚歌。




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