Bleeps and Bloops...

Je dois avoir découvert Donkey Kong Country II chez un gamin en '96 ou '97, qui m'avais demandé de lui passer un de ces niveaux au-dessus de la lave dans le Chaudron du Croco. Le jeu m'avait fait une forte impression et je sais l'avoir fini sur SNES avant de me lancer dans la chasse au 103% avec ZSNES. Mon frère l'ayant dégotté en GBA -- alors qu'il n'a jamais été très Donkey --, je lui chippe une petite semaine. Hélas, le portage n'est pas à la hauteur de l'original: son "rabotté" qui sonne "début des années 90 sur Amiga" et des graphismes curieusement pauvres en couleurs ... Le gameplay semble être resté assez bien le même, mais garder le bouton 'B' enfoncé pendant tout un niveau se révèle pénible sur DS lite avec mes paluches d'adulte. Déçu, donc, mais intrigué de savoir pourquoi Captain N a ainsi décidé de massacrer un chef-d'oeuvre d'immersion sensorielle pour le faire tenir sur une console près de 10 ans après sa sortie sur SNES ... Voilà ce que j'ai trouvé au niveau du son.

My brother dug two GBA cartridges that we tested last week-end : Donkey Kong Country 2 and Super Mario World -- two major SNES hits that were converted to "prime" the new console. Both turned out to be fairly disappointing, esp. DKC2 that sounds and look like a cheap clone. This post collects pointers to the audio specs of the original Game Boy, the Gameboy Advance and the Super NES in an attempt to explain why the "cool sound" of the SNES couldn't be retrieved and why the SNES tunes usually sound more like MIDI than like tracked music, although the hardware 'looks' tracking-compatible.

Game Boy :

2 square waves, 1 programmable 32-sample 4-bit PCM wave, 1 white noise, and one audio input from the cartridge.[25] The unit only has one speaker, but headphones provide stereo sound (for further information, see Game Boy music)

En clair, au niveau rhytmique, on est proche de ce que fait le beat-voxing: un son masque complètement le précédent. Et celui qui veut faire dire "Ghostbuster ... wha hahahaa !" a sa console doit reprogrammer à la volée le buffer de 16 bytes jusqu'à ce que l'ensemble du sample ait été joué. Oui, quand ils disent "32-sample", ils parlent bien de 32 bytes si le son avait été 8-bit, et de 16 bytes vu qu'on a que 4 bit par échantillon. Rien à voir donc avec le "sample" d'un soundtracker.
Autant dire que quand "Zelda: Link's awakening" nous chante une mouette qui passe, le "z80" ne doit pas être loin du 100% d'utilisation de ses 4MHz tout mouillés (en fait, non. La mouette est faite à coup de square waves, et pour le reste, c'est surtout la technique des wave tables qui est utilisée).

SNES et son SPC-700 -- une sorte de System-on-Chip intégrant un CPU de C64 (6502), des unités de conversion Analogique/Digital, de l'ADSR en hardware, lecture de samples à vitesse variable et mixage hardware pour 8 pistes. 64KB de RAM dédié au contrôle de tout ce petit monde (et aux samples, évidemment) grâce à un programme pour SPC qui aura été "uploadé" depuis le CPU principal de la console. Ca me rappelle un peu le tandem ARM7/ARM9 de la DS, mais en horriblement plus custom :P

GBA :

The GBA supplies four 'analogue' sound channels for Tone and Noise (mostly compatible to CGB sound), as well as two 'digital' sound channels (which can be used to replay 8bit DMA sample data).

La réalité me semble un peu plus tordue: deux canaux de "square wave à timbre programmable", avec enveloppe simplifiée (linéaire, quoi), et un de ces canaux est capable de "portamento" en hardware. On a un canal de bruit (canal#4) et un "chipsound programmable" similaire au canal 3 du bon vieux gameboy. A côté de ça, deux canaux jouent ce qui sort de la ROM (ou de la RAM si on veut faire un modplayer) à grand renfort de transfer DMA -- exactement comme une Sound Blaster 8 bit, donc. De quoi expliquer le "look" si particulier de la bande son de Zelda: Minish Cap qui mélange "sons gameboy" avec des strings orchestraux et des voix numérisées pour les personnages. Pour jouer un .MOD de 4 pistes sur cette console, il faudra faire le mixage et le traitement de la hauteur de la note entièrement en software sur le processeur ARM à 33MHz. Si c'est techniquement possible, on aura sans doute plus grand-chose comme puissance de calcul à dédier au jeu lui-même qui devient une sorte "d'annexe au modplayer" façon Crazy Brix. Il faut aussi rappeler que le GBA a relativement peu de RAM (32K, plus de la "EWRAM" à accès probablement plus lent, mais dont je n'ai pas saisi le rôle précis jusqu'ici), et que si le SPC de la SNES pouvait laisser la lecture des samples au hardware dédié, avec un mixage en software, ça passera forcément à travers le même bus que le reste des données...

I'm pretty sure you remember your good old 486 DX 33 and his soundblaster, right ? That computer had the guts to do software rendering of a multi-track sample-based tune, but still, 90% of the games you can find on any DOS museum site will use AdLib (or clone) for the background music. And for a good reason: doing software real-time mixing of the samples will consume a good deal of your CPU's power. Yet, that .MOD tune you're struggling to play was likely written on an Amiga 500 clocked at 8MHz -- but that had dedicated hardware for bending, shaping and mixing samples. The very same thing occured between GBA and SNES : the GBA inherited from the sound system of the original Game Boy and has a stereo DMA channel to stream something else -- including something that is mixed in real time -- where the SNES had a slower clock speed, but hardware sound mixing.

plein d'infos sur le son du GBC (sauf à quel point celà diffère du GB :P) On notera sur GB et GBC la présence d'une ligne "audio IN" de la cartouche vers la machine. Pas souvent utilisée commercialement, mais ça ouvre la possibilité de monter un soundchip ADlib sur une cartouche GBC pour se faire un remake ultime de Fury of the Furries ;)