sexta-feira, 16 de dezembro de 2016

Produção: músicas e efeitos para jogos de videogame

Hoje vou falar um pouco sobre música e efeitos nos jogos de videogames.
Quando se referimos a "videogame" (jogos de video) nos refirimos a todo jogo que usa como entrada um periférico manual (como teclado, mouse ou joystick) e uma saída audio/visual (um monitor e caixas de som ou uma televisão) reproduzido a partir de uma programação feita para computador, celular, consoles (videogame) ou arcade (fliperama).
Porém tão importante quanto a revolução gráfica e de processamento dos jogos também é a do audio. Como ficaria GTA V sem aqueles sons realísticos HD e os palavrões e ironias de Trevor? ou Doom sem aquela trilha sonora "demoníaca" em MIDI?
Onde saberíamos onde está os inimigos através dos passos e ruídos em Counter Strike pelo nosso fone de ouvido?
Que graça tem jogar 007 Legends sem aquela maravilhosa música marcante que aparece nos filmes de James Bonds?
Enfim já deu pra entender que além de bons gráficos o jogo tem que ter bons sons. Aliás muitos jogos famosos são simples de gráficos e ganharam a fama devido ao seu som.
Nessa postagem de hoje vamos falar um pouco mais sobre isso! Boa Leitura! 

Observação: todos os jogos aqui são de computador! Embora tenha jogado bastante em consoles. Muitos antigos que cito aqui jogos estão em sites de Abandoware tem alguns no fim da postagem.


O surgimento do Chip de Som e as gerações O chip de som (Sound Chip)
Assim que surgiu o primeiro jogo eletrônico oficial que era o pong surgiu o primeiro som.
Esse som era gerado por código binários de padrão 8 bits. Até hoje nos computadores modernos você ouve um "som 8 bits" que é o post ou seja aquele bip que o computador faz ao iniciar (o mesmo do primórdio do pong só tinha um circuito integrado que fazia isso e seu código só permitia bips curtos ou longos) iguais ao que ouvimos também quando dá algum problema (como falha da memória) logo ao ligarmos.
Muitos começaram a ver que alguns instrumentos musicais inteiramente digitais como os sintetizadores poderiam ser usados para criar sons para aquele novo tipo de diversão.
Os jogos eletrônicos continuaram a se desenvolver graficamente e perto de 1980 quando os programadores começaram a dar alguma "forma" definida aqueles quadrados (aqueles gráficos do tipo Odyssey ou Atari 2600) surgiu a idéia de também melhorar o som.
Experiências de som com computador e sintetizado feitos por músicos (principalmente da lendária Escola de Berlim) foram responsável por isso principalmente quando bandas como o Teenager Dream e Kraftwek quiseram fazer isso virar popmusic (daí ver o termo synthpop)que ajudaram na evolução disso pois foram uns dos músicos pioneiros de sons gerados por computador.
A partir daqui temos quatro gerações de som que foram desenvolvidas para esses jogos eletrônicos.

A primeira geração (8 bits) 1977 em dianteA maioria desses jogos tiveram como base de efeitos e música um aparelho chamado Chiptune
Chiptune é um sintetizador cujo a função é justamente transformar as ondas sonoras (ou amostras de samples) em sons 8 bits (você pode saber mais lendo essa postagem).
Hoje em dia ele é menos usado pois temos plugins e programas como http://www.bfxr.net/  programa on line e off line que converte áudio para o som 8 bits ou 16 bits ele imita as mesma funções do chiptune. que convertem arquivos de áudio para som de 8 bits e este tipo de som ainda é bastante usado em jogos seja no PC, Consoles ou nos celulares/tablet.
Um exemplo tudo feito em 8bits é o jogo clássico erótico "Larry Leisure Land" de 1987 onde a trilha e os efeitos eram todos gerados por 8 bits. Porém vale lembrar que os computadores em muitos casos não foram usados o chiptune e sim códigos diretos de programação de C e Pascal.





A Segunda Geração (16 bits) 1990 a 2000
Ela foi responsável pela "boom" dos jogos eletrônicos em todo mundo e pode ser definida pela popularização dos "kits multimídias" para o PC e pelos consoles de 16 bits Sega Genesis e Super Nes.
Com 8 bits a mais agora podia escolher o que fazer:
deixar uma parte do som mais para trilha sonora ou investir mais em efeitos.
Porém a maioria dos programadores decidiram deixar a trilha sonora por conta da MIDI (era o padrão Midi FM o timbres de longe eram do padrão GM atual) e os efeitos por conta de chips chamados DSP (Digital Signal Processor) que são usados até hoje e agora além de ter uma boa trilha sonora finalmente os consoles tinham "gritos, tiros, explosões e falas" como os de fliperama, tanto que as conversões do jogos de arcade para os videogames ficaram bem próximas das máquinas.
O engraçado o som de 8 bits é bastante usado ainda enquanto o 16 bits foi sumindo principalmente com advento de outras formas de gerar áudio.
Um dos problemas era justamente a divisão música e efeitos pois a música não agradava muito por causa dos timbres Midi FM e muitos programadores começaram a preferir usar todos canais para
preencher com audio puro o que trazia problema a certos jogos pois onde eles arrumavam num lugar tinham que deixar o outro não tão bom.
Um exemplo é o clássico jogo de estratégia (que abriu espaço para os jogos de estratégia de hoje em dia) Dune 2 de 1990. O som era excelente (gritos, tiros, pessoas sendo esmagadas por tanques, o som dos vermes) e a música apesar de ser FM Midi também era ótima.
Em compensação a parte gráfica era considerada bem simples.




A partir de 1995 perdi todo contato com os videogames justamente porque os computadores estavam ficando bem mais interessantes. Não que os jogos fossem melhores (em gráficos ou som) mas eram bem criativos e bem mais "ousados" em novas tecnologias. Esse tempo é um "buraco" entre o som 16 bits e o som 3DHD que surgiu mais tarde entre os computadores que os videogames.

Terceira geração de Sample e General Midi 1995 em diante
 Entre 1993 e até 1999 era comum muitos jogos usarem o "CD Player" para gerar suas músicas no computador ou nos poucos consoles que usam CD. Por exemplo no jogo Star Wars Rebel Assault
que por ser ousado demais na época (os gráficos era todos digitalizados em 3D) travava muito, a jogabilidade era falha e as músicas eram iguais a dos filmes (pois usavam cd track) mas você tinha que ter um "excelente computador" na época para rodar o jogo e acredite, era muito mais caro que hoje em dia! Aos poucos a ideia de "tocar a trilha do jogo no cd" foi sendo abandonada e virou o padrão que temos hoje nesses casos (quando usado):
O jogo é instalado no HD e as músicas rodam no CD. Se não quiser músicas é só não colocar o CD.
Como usar a trilha no drive de CD trancava demais voltaram para aquele idéia dos 16 bits que era usar samples vindos de arquivos de áudio wave mesclado com o General MIDI para as trilhas de músicas ou seja se sua placa de som tivesse suporte General MIDI a trilha ficava como a de um cd.
Hoje em dia a maioria dos jogos são organizados em blocos com arquivos MP3, Ogg, Wav, GM pode somente um deles ou pode ter um conjunto deles.
Mas depois principalmente com advento de "emuladores" GM como Virtual SoundCanvas, Yamaha XG50 até chegar o padrão atual que é o Wavetable Synth que encontramos em computadores, celulares e tablets e
tanto que hoje em dia a maioria dos jogos de Celular Java, Android ou IOS tem sua músicas compostas em GM inclusive seus ringtones.
Embora os jogos para Windows só se tornaram padrão depois do lançamento do Windows 98 de 1993 a 1997 foi muito usado um "programa fonte" que permitia que os jogos
usassem mais das placas de áudio, processador e vídeo do computador chamado DOS/4G cujo tinha uma função que é comum hoje em dia. Ao invés de o jogo começar rodando "cada arquivo individualmente que o compoe"
o DOS/4Gorganizava tudo num "bloco só" (como faz os arcades e os consoles) e executava o jogo em 32 bits.
Quase todos os sons (tiros, falas, barulhos) eram reproduzidos por arquivos wav ou mod e maioria as músicas serem em arquivos midi, porém somente que tivesse uma placa de som SounBlaster AWE32 ou Yamaha SW60XG conseguia escutar
a música em formato General MIDI (ou se tivesse algo externo conectado a placa também como citado no caso do DOOM na postagem 10 curiosidades sobre sentetizadores).
Esse vídeo abaixo do clássio Duke Nukem 3D mostra bem isso. O Legal é que a pessoa postou o vídeo usando um Pentium I 200 mHz com uma placa de som AWE32 e dae mostra bem o que sentíamos na época.

Outra coisa que jogos como Duke Nukem 3D, Redneck Rampage, Star Wars Dark Forces e Wing Commander Private trouxeram foi uma coisa que hoje é o padrão de todos os jogos: o som 3DHD.

Quarta geração HD Alta Definição ou 3DHD
Com o advento do Windows XP, das placas de vídeo 3D e da internet houve uma mudança radical na maneira de fazer "som e música" nos jogos, principalmente que os novos consoles de videogame (como o Sega Saturn, Nintendo 64 e Playstation) permitiam
coisas até então não feitas em jogos e isso os deixava mais reais. Os sons dos jogos não mudaram muito de 1995 pra cá pois o audio HD nada mais é que este arquivo reproduzidos com mais "amostra de samples" (de 48 kHz a 192 kHz) porém se o áudio for reproduzido em formato menor (como 22 kHz ou 44 kHz)
muda somente a profundidade do som. As placas de áudio uma coisa vendida separadas do computador, começaram a ser integradas internamente a partir de 1997 (chamamamos de on board)  em diante e somente que trabalha com música (gravação) ou é um game maníaxco possue essas placas off board.
A mudança foi mais em relação aos canais graças a chegada do Surround e modelagem em 3D que de 32 passou para 64 (embora dificilmente se use tudo isso) e jogando um jogos num sistema surrounddesses por exemplo o renomado nBattlefield numa tv de 52 polegadas, dá impressão de você estar dentro de uma guerra mesmo!
É difícil classificar agora quais os jogos com músicas marcantes, porque não é mais aquela coisa de antes. Agora chamam-se para compor as trilhas de
compositores de cinema famosos e até astros da música. Um ótimo exemplo é o aclamado GTA V que quando você rouba um carro toca essas músicas nas rádios



Mas sem dúvida o maior responsável pelo "som 3DHD" é o MPEG Layer 3 ou MP3. Graça a essa compactação de áudio todos e efeitos e música puderam ser organizados em um só bloco além de você poder "customizar" o som do jogo.

Música e efeitos de Celulares e Tablet
A maioria dos jogos usam padrão de áudio compactado AMR criado especialmente para este tipo de aparelho, porém com poucas diferenças para MP3. Sua amostra fica em torno de 22 kHz.
Os celulares que usam jogos feitos em Java como o Nokia C2 apesar de terem áudio e midi geralmente apresentam o mesmo problema em relação ao som:
ou executa música ou executa efeito, mas não os dois juntos.
O nome disso é monofonia ou seja, para um efeito rodar ele tem que calar a pista de som e apesar
de serem "trilhas e efeitos" muito bons é quase como se não tivesse.
Porém com os Smartphones e Tablets (celulares com sistema operacional) já não acontece isso porque além de processador próprio, possuem "polifonia" (executam vários sons ao mesmo tempo) que é melhor percebido
se você conectar os fones de ouvidos e por isso vários jogos de console ou computador são tão fáceis de adaptar aos mesmo.
Porém um truque bem comum é colocar tudo em loop, isso além de economizar espaço faz com que o jogo seja rodado em vários tipos de Smartphones e Tablets do mais simples
ao mais avançado, como por exemplo o jogo Hill Climb que possue tudo simples e é divertidíssimo.




Fliperamas: o sonho de todo jogador caseiro
Arcades ou Fliperamas (como você quiser chamar)eram máquinas de outro mundo para que tinha um console de videogame ou computador basic em casa entre 1980 e 2000.
Mostrando um exemplo bem práticos em matérias de som vou mostrar dois jogos:
Em 1985 quando estava a anos de desenvolver um processador que tocasse música e áudio o jogo Empire Strikes Back Arcade Game (do filme Star Wars V - O império contra ataca) surgiu colocando o jogador na pele de Luke Skywalker fazendo missões com sua nave.
Os gráficos era 3D poligonais (uma coisa que ainda é usada como engine até hoje) mas o som era algo incrível: um processador FM Synhth para a música e um processador DSP para o áudio (falas e efeitos).



 Naqueles anos isso era impossível para quem jogava em casa pois a sensação de realidade era incrível.  Assim como quando surgiu o clássico Mortal Kombat em 1992 que deixava todo mundo louco por usar atores no jogo e assim se aproximando mais da realidade.



Isso acontecia porque para um jogo de arcade os programadores tinham uma opção que não tinha em consoles ou computadores que era o hardware ou seja a parte física, era como criar exclusivamente um computador para executar apenas um jogo específico.
Esse jogo era composto de chip e placas, no caso de jogos mais complexos eram criados placas de som e de vídeo para o mesmo poder rodar e esse era um dos motivos que os jogos chegavam "sem graça" para os consoles caseiros. Contudo graças aos fliperamas hoje em dia temos  o processamento individual de som e imagem nos consoles e computadores baseados na idéia que um jogo tendo seu próprio hardware onde rodar, basta apenas usar imaginação e programação para fazer o mesmo acontecer.

Amiga o computador que você nunca ouviu falar
Outro responsável pela evolução de som e imagem para computadores e consoles foi computador pessoal lançado no Canadá, Europa e EUA chamado Amiga.
Diferente dos outros computadores o Commodore Amiga  foi responsável pela inovação multimídia pois enquanto muitos computadores "engatinhavam com isso" o Amiga já andava. Basta ver por exemplo essa comparação com o jogo "Indiana Jones e Última Cruzada" de 1989.



Ou seja  muita das DAW que usamos hoje em dia no PC deve-se a esse camaradinha que foi um dos que mais contribuiu para evolução multimídia pois seus projetista desde o início criaram um  computador não para programar e sim para se divertir.
Tudo que você já viu no PC em matéria de gráfico e som o Amiga já tinha feito antes inclusive a qualidade dos jogos entre os consoles, PC e Amiga eram bem visíveis já que o Amiga apresentava sua versão com gráficos mais arredondados e usando um estilo independente de música e som parecidos com os do fliperama.
 Contudo o Amiga a partir do ano 2000 foi engolido pelos PC e pelo MAC´s (pois foi a partir daí que ambos computadores receberam pesados upgrades de mídia) tanto que hoje em dia o AMIGA X apesar de usar o AMIGA OS (baseado no  unix/linux) deixou de ser algo caseiro para se tornar mais usado em profissionais de multimídia ou músicos de estúdio.
Se você ficou curioso basta baixar o emulador do Amiga e seus jogos e programas, para conhecer um pouco mais esse computador.


 Compondo músicas para jogos
A maioria dos jogos possuem músicas próprias e isso evita conflito de "direito autorais" além de agregar mais desses direitos ao jogo.
A composição e gravação da música é praticamente igual a produção de qualquer musica comercial, mas o que muda é como ela chegará ao jogo.
Na postagem mostrei que há 4 maneiras de colocar a música num jogo:

Audio em 8 bits
O mais simples para se fazer e colocar num jogo. 
Vantagens
Sons mais leves e rápidos de serem processados e da aquela sensação de nostalgia.
Desvantagens
Tudo é trabalhado na base da modulação por isso quase não tem como colocar um áudio (em wav ou mp3) ou midi. Os programas de conversão pegam o seu áudio e transformam em modulação.
Exemplos de jogos:Smurfs (Atari 2600), Super Mario 3 (NES) e Noir Syndrome (Android e PC) 

 Audio em 16 bits
Hoje em dia não é tão usado quanto já foi uma vez.
Vantagens
A definição de áudio e pode trabalhar em conjunto com FM Midi além ocupar pouco espaço e ser leve.
Desvantagens
A midi não é GM e sim FM MIDI que apesar de manter o patch (instrumentos) iguais, os timbres lembram aqueles sintetizadores da década de 1970/80.
Os canais permanecem os mesmos com exceção que no GM a bateria é no canal 10 e no FM MIDI está no canal 16.
O áudio é gerado até 22 kHz e ser colocar FM MIDI pode reduzir para 11 kHz e por isso o padrão é pouco usado, porque além de ter limitações
a diferenças de espaço entre ele um arquivo de áudio mp3, mod ou ogg (44 kHz) são mínimas e não cria nenhum efeito de nostalgia.
Exemplos de jogos:Altered Beast (Sega Mega Drive), Rock Roll Racing (SNES) e GunShip 2000(PC)

Audio efeito e General MIDI Trilha
Você pode criar os efeitos e falas por aúdio e colocar música por midi.
Vantagens
Para aqueles que desenvolvem jogos com o Visual Basic, Game Marker, Flash ou Java pode ser uma ótima solução para processamento e armazenamento.
Controle de volume separado, você pode abaixar pelo controle de volume apenas o canal que deseja.
Desvantagens
Celulares e tablets costumam a conflitar com esse padrão.
Dependendo o uso vale mais a penas converter tudo para audio.
Exemplos de jogos:Blood, Star Wars Dark Forces e Duke Nukem 3D (todos para PC)

Audio compactado HD
Padrão de audio atual para jogos.
Vantagens
É o padrão tradicional de áudio geralmente convertido para arquivos MP3, WAV, OGG ou MOD.
O que foi gravado pode ser executado fielmente com ele.
Desvantagens
Arquivos muito grandes ocupam bastante espaço principalmente em WAV.
A qualidade do áudio depende do sample (de 11 a 192 kHz) quanto mais amostragem maior é o arquivo.
A amostragem do áudio interfere diretamente no uso de CPU do jogo, quanto melhor mais uso. 
Exemplos de jogos:GTA San Andreas (PS2),Bioshock (Xbox 360) e Battlefield 1 (PC)

Audio em Loop
Uma boa forma de fazer um áudio de qualidade não ocupar tanto espaço.
Vantagens
Pouco espaço para armazenamento mesmo em alta taxa de amostra. Pegando uma parte só da música é mais fácil de criar.
Desvantagens
Você precisa criar algo bem legal como música, efeitos e falas para não se tornar enjoativo!
Exemplos de jogos:Modern Sniper (Android), GTA 1 e GTA 2(PC)


Criando som 3D
Já abordei sobre isso nesta postagem
porém a uma relação em fazer 3D para música e fazer 3D para jogos
Primeiramente a música é um ator "secundário" pois quantos jogos você joga sem prestar atenção nela? E por isso a velha fórmula do "estero" já está bom.
Os cuidados são realmente com os efeitos. Por exemplo você poder escutar os passos de alguém se aproximando por trás da nuca, o carro passando na sua frente da direita para esquerda, uma explosão que acontece longe de você, o som do míssil que se afasta depois do disparo, enfim a sensação de profundidade e realidade é conseguida através da montagem do som 3D.
A gravação do som não é difícil o difícil é você posicionar o mesmo num ambiente estéreo pois ele segue o mesmo principio da mixagem em surround.
Abaixo temos uma animação feita nesse formato (5.1 Surround):



Se você ouvir num sistema de som 5.1 você ouvirá tudo nitidamente, se você ouvir nas suas caixas de som (se não forem 3D) você notará que alguns sons ficam distantes dos outros
Em fone de ouvidos simples você ouvirá todos os sons mas somente em 2 canais e num fone 3D ouvirá tudo normalmente.
Porém deve-se lembrar que nem todos os jogos usam 3D, apenas Stereo HD.
Normalmente os jogos que possuem som 3D há uma opção na instalação ou no setup do mesmo de usar ou não usar o efeito.

Ótimas gravações!

Postado por:
Rafael o KH
Autor do blog Palco KH!
Músico e Técnico em T.I
OMB:13850
Contato:
rafael.kh@gmail.com

Sites de Abandoware:
http://www.myabandonware.com/ 
http://www.abandonwaredos.com/ 
ttp://www.abandonia.com/pt/game/all/Abandonware/

Site de emuladores/jogos (videogames e arcades)
http://www.emuparadise.me/

Site on line de jogos em DOS
http://playdosgamesonline.com/

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