Har du nogensinde lagt mærke til, hvordan du, når du er dybt inde i et spil, hører alle mulige lyde, såsom fodtrin, eksplosioner og omgivelseslyde, som alle virker perfekt timet i forhold til dine handlinger? De fleste af disse lyde er forudindspillede lydprøver lavet af talentfulde lyddesignere.

Disse små lydbidder findes også i mange former, herunder one-shots, som et enkelt pistolskud, eller loops, som den konstante brummen fra et rumskibs motor. Men hvad du måske ikke vidste, er, at ikke alle lyde i videospil kommer fra forudindspillede samples. Nogle lyde skabes i farten, mens du spiller spillet.

Det er det, vi kalder procedural audio, som jeg gerne ser som spillets personlige lille komponist. Med den er vi i stand til at skabe lyde dynamisk under spillet uden at være afhængige af prærenderede lydfiler. Det betyder, at den lyd, du hører, når en figur træder på grus, kan være lidt anderledes hver gang, hvilket får spillet til at føles endnu mere indlevende og realistisk.

I denne guide vil vi se på alt, hvad der er værd at vide om procedurelyd, herunder dens historie, hvordan den fungerer og nogle seje eksempler på, hvordan den bruges i moderne spil.

Så uanset om du er en spirende lyddesigner eller bare er nysgerrig på teknologien bag dine yndlingsspil, så bliv hængende! Vi har meget at fortælle.

Hvad er procedurelyd?

Procedural lyd er et fascinerende aspekt af lyddesign i spil. Ideen er at skabe lyd på runtime eller genereret on the fly, lige mens du spiller spillet, i stedet for at blive optaget på forhånd og afspillet.

I lægmandstermer skaber proceduralt lyddesign lydeffekter baseret på forudbestemt adfærd. Tænk på det som et system, der ved, hvordan man genererer en fodtrinslyd, når din figur går på forskellige overflader, uden at have brug for et forudindspillet sample for hvert trin. I stedet syntetiserer det lyden i realtid, hvilket gør hvert fodtrin lidt unikt.

Denne teknik svarer til den proceduremæssige generering, der bruges i andre dele af spil, som miljøkunst og banedesign. Ligesom et spil kan skabe en ny skov eller et nyt dungeon-layout, hver gang du spiller, skaber procedurelyd lydbilleder, du hører, baseret på spillets aktuelle tilstand og dine interaktioner.

Ved at bruge procedurelyd kan lyddesignere skabe dybt integrerede lydlandskaber, som reagerer på spillerens handlinger og spilmiljøet på en sammenhængende og troværdig måde.

Der er dog ulemper ved at bruge almindelige procedurale lyddesignteknikker.

En stor udfordring er kompleksiteten i at sikre, at lydene er af høj kvalitet og realistiske. Det kan være mere teknisk krævende at skabe overbevisende procedurelyd end at bruge forudindspillede samples. Derudover kan det kræve mere CPU, hvilket kan påvirke spillets ydeevne, især på mindre avancerede systemer.

En historie om proceduremæssigt lyddesign

Tilbage i spillenes barndom var proceduremæssigt lyddesign ikke bare en kunstform. Det var en nødvendighed for lyden. Den begrænsede RAM i de tidlige spilsystemer kunne ikke håndtere lagringskravene til forudindspillede lydeksempler, som var alternativet til procedurelyd. Denne begrænsning pressede udviklerne til at generere lyde i realtid, mens spillet blev spillet.

Lyd i spillet begyndte med det ikoniske spil Pong på Magnavox Odyssey i 1972. Interessant nok kom den oprindelige Magnavox Odyssey slet ikke med nogen lyd. Det var Atari-versionen af Pong, der skrev historie ved at inkorporere lyd. Atari opnåede dette ved at bruge Television Interface Adapter (TIA), et stykke hardware designet til at håndtere både video- og lydudgange.

TIA kunne generere lydbølger ved hjælp af to oscillatorer. Ved at manipulere disse oscillatorer kunne Atari-versionen af Pong skabe enkel, men effektiv lyd, hvilket markerede det første eksempel på proceduremæssigt lyddesign i spil.

I spillet var der tre primære lyde, som hver især blev genereret proceduremæssigt:

• Den første lyd var bippet, når bolden ramte pagajerne, hvilket gav spillerne øjeblikkelig lydfeedback på deres slag.
• Den anden lyd var en dybere pong-lyd, når bolden kolliderede med væggene, hvilket adskiller den fra padel-slag.
• Den tredje lyd var en højere lyd, der signalerede, at der var blevet scoret.

Selv om disse lyde er basale efter nutidens standarder, tilføjede de et nyt lag af engagement og feedback, som var afgørende for den fordybende oplevelse af spillet.

Efterhånden som teknologien udviklede sig, steg kompleksiteten og kvaliteten af procedurelyd naturligvis også.

Udviklingen af procedurelyd

I slutningen af 1970'erne begyndte procedurelyd at tage form på tværs af forskellige spillekonsoller. Tre bemærkelsesværdige systemer fra denne æra var Atari 2600, Fairchild Channel F og Bally Astrocade. Hver af disse konsoller brugte procedurelyd til at forbedre spiloplevelsen inden for deres hardwares begrænsninger.

Udviklingen i 1980'erne skubbede yderligere til grænserne for spillyd.

I 1983 introducerede Vectrex et nyt niveau af lydsyntese, mens Nintendo gjorde store fremskridt med udgivelsen af Nintendo Entertainment System (NES) i 1985. NES brugte et femkanals lydsystem, der understøttede et bredere frekvensområde fra 54Hz til 28kHz og kunne udføre pitch bends. Ikoniske spil som Super Mario Bros. satte en standard for procedurelyd med mindeværdige lyde som møntsamlingens "ping", power-up-lyden "mushroom" og "jump"-effekten.

I 1986 bragte Sega Master System en endnu større udvikling af spillyd. Det indeholdt både sampling og elektronisk syntese og brugte fire lydkanaler (tre til musik og en til lydeffekter). Master System var udstyret med YM2413-chippen fra Yamaha, den samme chip, som blev brugt i deres professionelle synthesizere, hvilket forbedrede kvaliteten og kompleksiteten af de lyde, det kunne producere, betydeligt.

Udviklingen fortsatte med udgivelsen af Sega Mega Drive (Genesis) i 1988 og Super Nintendo Entertainment System (SNES) i 1990. Begge disse konsoller introducerede mere sofistikerede lydfunktioner, herunder samples i højere kvalitet og flere kanaler til fyldigere lydbilleder.

Det var dog først med udgivelsen af Sega Saturn i 1994, at vi fik endnu en vigtig milepæl i udviklingen af spillyd at se. Den havde en lydchip og en lydprocessor, der kunne understøtte op til 16 lydkanaler med 44,1 kHz CD-kvalitet, hvilket banede vejen for den højkvalitetslyd, vi forventer i moderne spil.

Forudindspillede lydeffekter og musik

I 1994 oplevede spilverdenen et monumentalt skift med udgivelsen af Sonys PlayStation. Denne konsol introducerede en betydelig opgradering af lydfunktionerne med en samplingsfrekvens på 44,1 kHz og 24 kanaler med stereolyd. PlayStations lydchip var en game-changer, der gav mulighed for rumklangseffekter og looping.

Med den nyfundne fleksibilitet kunne komponister og lyddesignere skabe mere komplekse og fordybende lydlandskaber for at berige den enkelte spillers oplevelse.

Før PlayStation-æraen krævede det en dyb forståelse af lydprogrammering og procedurelyd at skabe lyd til spil. De, der lavede lydene, skulle være velbevandrede i kompleks kodning og signalbehandling for at generere og implementere lydeffekter og musik. Det gjorde processen meget arbejdskrævende og begrænsede ofte kreativiteten hos dem, der var mere musikalsk interesserede, men mindre teknisk dygtige.

PlayStation revolutionerede på mange måder denne proces ved at gøre det nemt at implementere forudindspillede lydeffekter og musik i spil. Komponister og lyddesignere behøvede ikke længere at bekymre sig om de indviklede forhold ved procedurelyd. I stedet kunne de udelukkende fokusere på at skabe lydeffekter og musik af høj kvalitet, som de så kunne sende videre til udviklerne, så de kunne integrere dem i spillet.

Er procedurelyd gået af mode?

På trods af stigningen i forudindspillede lydeffekter og musik er procedurelyd langt fra gået af mode. Mange post-PlayStation-spil udnytter fortsat de matematiske modeller for procedurelyd. Lad os se på nogle af de mest populære.

Moderne spil, der bruger procedural lyd

Spore

I det banebrydende spil Spore fra 2008 brugte lydprogrammørerne Aaron McLeran og Ken Jolly avancerede procedurale lydteknikker til at skabe en dynamisk og medrivende lydoplevelse.

De brugte en tilpasning af Pure Data kaldet libpd, et indlejret lydsyntese-bibliotek, der er designet til at integrere Pure Datas kraftfulde funktioner i andre programmer. For dem, der ikke ved det, er Pure Data et visuelt open source-programmeringssprog til multimedier, som bruges flittigt til at skabe interaktiv computermusik og -lyd.

Libpd gjorde det muligt for holdet at generere musik og miljølyde baseret på uendeligt skiftende variabler i spillet. Når spillerne f.eks. skabte og udviklede deres væsner, blev de lyde, de lavede, genereret i realtid og afspejlede deres unikke egenskaber og adfærd.

Denne brug af procedurelyd sikrede, at hver spiller fik en unik og personlig oplevelse med spillet.

No Man's Sky

No Man's Sky er endnu et godt eksempel på, hvordan proceduralt lyddesign kan skabe en rig og dynamisk spilverden. Udviklingsholdet stod over for den unikke udfordring at skabe et soundtrack, der kunne tilpasse sig spillets proceduremæssigt genererede univers. Da de fleste af spillets aktiver, herunder planeter, økosystemer og endda væsener, er algoritmisk genereret, ville et traditionelt forudindspillet soundtrack ikke være tilstrækkeligt.

For at klare denne udfordring brugte teamet hos Hello Games Wwise audio middleware, specielt et brugerdefineret plugin kendt som VocAlien. Dette værktøj var afgørende for at syntetisere vokaliseringer til spillets forskellige og unikke væsner. VocAlien genererer lyde baseret på hver enkelt væsens karakteristika, såsom størrelse og type, hvilket sikrer, at hver lyd er passende og unik.

Det proceduremæssige lydsystem i spillet gjorde det også muligt for skaberne at "opføre" lyde. Det betyder, at de lydlandskaber, der skabes, ikke er statiske optagelser, men dynamiske lydstykker, der ændrer sig i realtid baseret på væsenernes basisanimationer og adfærd.

Resultatet er, at de lyde, du hører, mens du udforsker, er tæt forbundet med handlingerne på skærmen og de miljømæssige forhold.

Elite Dangerous

Elite Dangerous, det megahit af et online sci-fi-rumudforskningsspil fra 2014, satte en høj standard for fordybende lyd i spil med sin brug af proceduremæssigt lyddesign. Spillets udviklere brugte procedurale teknikker til at skabe dynamiske og adaptive lyde, især til rumskibsmotorer og grafiske grænseflader.

Mini Metro

Mini Metro er et minimalistisk metrosimulationsspil fra 2015, der bruger procedurelyd til at skabe et adaptivt og engagerende soundtrack, der forbedrer gameplayet. Udviklerne, Dino Polo Club, havde som mål at integrere procedural musik fra begyndelsen og udnytte styrken i procedurale teknikker til at matche spillets dynamiske natur.

Komponisten Rich Vreeland har brugt et processuelt musiksystem, der reagerer på spillerens handlinger og det udviklende metrosystem. Hver by i spillet har sit eget sæt af musikalske kvaliteter, såsom rytmer og harmoniske valg, som ændrer sig dynamisk baseret på, hvordan spillerne bygger og ændrer deres metrolinjer.

Just Cause 4

I Just Cause 4 brugte udviklerne proceduralt lyddesign til den whoosh-lydeffekt, der genereres, når spilleren passerer et NPC-køretøj i trafikken. Denne effekt er skabt ved hjælp af runtime-syntese fra FMOD audio middleware.

Denne whoosh-lydeffekt blev syntetiseret ved hjælp af en blanding af hvid og brun støj. Hvid støj har samme intensitet ved forskellige frekvenser, hvilket skaber en ensartet hvæsende lyd, mens brun støj har mere energi ved lavere frekvenser, hvilket giver en dybere, blødere lyd.

Ved at blande disse to typer støj i forskellige forhold kunne holdet variere output af den kombinerede lyd baseret på flere variabler i spillet, såsom afstanden til NPC-køretøjer, hastigheden på disse køretøjer og hastigheden på spillerens køretøj.

Med denne tilgang kunne lydeffekterne i spilmotoren tilpasse sig dynamisk til spillerens handlinger og miljøet.

Afsluttende tanker - et kig på fremtiden for proceduremæssigt lyddesign

Procedural lyd giver en enorm fleksibilitet i moderne gameplay. Lyddesignere kan skabe dynamiske og adaptive lydlandskaber, der reagerer på spillerens handlinger og ændringer i miljøet i realtid, hvilket sikrer, at hver spillers oplevelse er unik, samtidig med at indlevelsen og engagementet øges ved at levere lydeffekter, der er skræddersyet til den specifikke kontekst i spillet.

Men på trods af fordelene ved procedural audio er samplet lyd stadig guldstandarden for at opnå den højeste troværdighed og realisme. Forudindspillede samples fanger de nuancerede detaljer og naturlige egenskaber ved virkelige lyde og giver et uovertruffent niveau af lydkvalitet. Hvorfor ikke bare programmere nogle af de millioner af samples af sword-hits, der er tilgængelige i sample-biblioteker, i stedet for at syntetisere dine egne?

Fremover vil procedurale teknikker sandsynligvis fortsætte med at udvikle sig og forstærke traditionelle lyddesignmetoder. Ved at integrere proceduralt lyddesign med samplet lyd vil spilskabere kunne udnytte styrkerne ved begge tilgange til mere dynamiske og realistiske lydlandskaber.