Ar kada nors pastebėjote, kad įsitraukę į žaidimą girdite įvairius garsus, pavyzdžiui, žingsnius, sprogimus ir aplinkos garsus, kurie puikiai atitinka jūsų veiksmus? Dauguma šių garsų yra iš anksto įrašyti garso pavyzdžiai, kuriuos sukūrė talentingi garso dizaineriai.

Šie maži garso fragmentai taip pat būna įvairių formų, įskaitant vienkartinius šūvius, pavyzdžiui, vieną šūvį, arba kilpas, pavyzdžiui, nuolatinį erdvėlaivio variklio ūžesį. Tačiau galbūt nežinojote, kad ne visi garsai vaizdo žaidimuose skamba iš iš anksto įrašytų pavyzdžių. Kai kurie garsai kuriami tiesiog žaidimo metu.

Tai vadiname procedūriniu garsu, kurį mėgstu vadinti asmeniniu žaidimo kompozitoriumi. Naudodami jį galime dinamiškai kurti garsus žaidimo metu, nesiremdami iš anksto atvaizduotais garso failais. Tai reiškia, kad garsas, kurį išgirsite veikėjui žingsniuojant žvyrkeliu, kiekvieną kartą gali būti šiek tiek kitoks, todėl žaidimas bus dar labiau įtraukiantis ir tikroviškas.

Šiame vadove apžvelgsime viską, ką reikia žinoti apie procedūrinį garsą, įskaitant jo istoriją, veikimo principus ir keletą įdomių pavyzdžių, kaip jis naudojamas šiuolaikiniuose žaidimuose.

Taigi, nesvarbu, ar esate pradedantis garso dizaineris, ar tiesiog smalsaujate apie mėgstamų žaidimų technologijas, pasilikite čia! Turime daug ką papasakoti.

Kas yra procedūrinis garsas?

Procedūrinis garsas yra įdomus žaidimų garso dizaino aspektas. Jo esmė - kurti garsą paleidimo metu arba generuoti jį tiesiog žaidimo metu, o ne iš anksto įrašyti ir atkurti.

Paprastai tariant, procedūrinis garso dizainas sukuria garso efektus, pagrįstus iš anksto nustatytu elgesiu. Įsivaizduokite tai kaip sistemą, kuri žino, kaip sukurti žingsnių garsą, kai veikėjas eina skirtingais paviršiais, nereikalaujant iš anksto įrašyto kiekvieno žingsnio pavyzdžio. Vietoj to ji sintezuoja garsą realiuoju laiku, todėl kiekvienas žingsnis yra šiek tiek unikalus.

Šis metodas panašus į procedūrinį generavimą, naudojamą kitose žaidimų dalyse, pvz., aplinkos meno ir lygių kūrimo srityse. Kaip žaidime kiekvieną kartą žaidžiant gali būti sukuriamas naujas miško ar požemių planas, taip procedūrinis garso režimas sukuria garsovaizdžius, kuriuos girdite pagal dabartinę žaidimo būseną ir jūsų sąveiką.

Naudodami procedūrinį garsą, garso dizaineriai gali kurti giliai integruotus garsovaizdžius, kurie darniai ir tikroviškai reaguoja į žaidėjo veiksmus ir žaidimo aplinką.

Tačiau naudojant įprastus procedūrinius garso projektavimo būdus galima rasti kompromisų.

Vienas didžiausių iššūkių - sudėtinga užtikrinti, kad garsai būtų kokybiški ir tikroviški. Sukurti įtikinamą procedūrinį garsą gali būti techniškai sudėtingiau nei naudojant iš anksto įrašytus pavyzdžius. Be to, gali prireikti daugiau procesoriaus, o tai gali turėti įtakos žaidimo našumui, ypač žemesnės klasės sistemose.

Procedūrinio garso dizaino istorija

Ankstyvaisiais žaidimų laikais procedūrinis garso dizainas buvo ne tik meno forma. Tai buvo garso būtinybė. Ribota ankstyvųjų žaidimų sistemų operatyvioji atmintis negalėjo atlaikyti iš anksto įrašytų garso pavyzdžių, kurie buvo procedūrinio garso alternatyva, saugojimo reikalavimų. Šis apribojimas vertė kūrėjus generuoti garsus realiuoju laiku žaidžiant žaidimą.

Žaidimo garsas pradėtas kurti 1972 m. išleidus kultinį "Pong" žaidimą "Magnavox Odyssey". Įdomu tai, kad originalus "Magnavox Odyssey" neturėjo jokio garso. Būtent "Atari" "Pong" versija, kurioje buvo įdiegtas garsas, įėjo į istoriją. Atari tai pasiekė naudodama Televizijos sąsajos adapterį (TIA) - aparatinę įrangą, skirtą vaizdo ir garso išvestims.

TIA galėjo generuoti garso bangas naudodamas du osciliatorius. Manipuliuodama šiais osciliatoriais, "Atari" "Pong" versija galėjo sukurti paprastą, bet veiksmingą garsą, kuris tapo pirmuoju procedūrinio garso dizaino žaidimuose pavyzdžiu.

Žaidime buvo trys pagrindiniai garsai, kurių kiekvienas buvo generuojamas procedūriškai:

• Pirmasis garsas buvo pyptelėjimas, kai kamuoliukas pataikydavo į irklentes, todėl žaidėjai iš karto gaudavo garsinį grįžtamąjį ryšį apie savo smūgius.
• Antrasis garsas buvo gilesnis pongas, kai kamuoliukas atsitrenkdavo į sieneles, ir tai skyrėsi nuo smūgių irklente.
• Trečiasis garsas buvo aukštesnio dažnio garsas, skirtas taškams pelnyti, reiškiantis, kad taškas padėtas.

Nors pagal šiandieninius standartus šie garsai yra paprasti, jie suteikė naują įtraukimo ir grįžtamojo ryšio lygmenį, kuris buvo labai svarbus įtraukiančiai žaidimo patirčiai.

Žinoma, tobulėjant technologijoms, sudėtingėjo ir procedūrinio garso kokybė.

Procedūrinio garso evoliucija

Septintojo dešimtmečio pabaigoje įvairiose žaidimų konsolėse pradėjo formuotis procedūrinis garsas. Trys žymios šio laikotarpio sistemos buvo "Atari 2600", "Fairchild Channel F" ir "Bally Astrocade". Kiekvienoje iš šių konsolių procedūrinis garsas buvo naudojamas siekiant pagerinti žaidimų patirtį, atsižvelgiant į jų techninės įrangos apribojimus.

Devintojo dešimtmečio pasiekimai dar labiau išplėtė žaidimų garso ribas.

1983 m. "Vectrex" pristatė naują garso sintezės lygį, o "Nintendo" padarė didelę pažangą 1985 m. išleisdama "Nintendo Entertainment System" (NES). NES naudojo penkių kanalų garso sistemą, kuri palaikė platesnį dažnių diapazoną nuo 54 Hz iki 28 kHz ir galėjo atlikti aukščio posūkius. Ikoniški žaidimai, tokie kaip "Super Mario Bros.", nustatė procedūrinio garso etaloną su įsimintinais garsais, tokiais kaip monetų rinkimo "ping", galios padidinimo "grybo" garsas ir "šuolio" efektas.

1986 m. pasirodžius "Sega Master System", žaidimų garsas dar labiau patobulėjo. Joje buvo įdiegta ir samplaika, ir elektroninė sintezė, naudojami keturi garso kanalai (trys muzikai ir vienas garso efektams). Į "Master System" buvo įdiegta "Yamaha" mikroschema YM2413, ta pati, kuri buvo naudojama profesionaliuose sintezatoriuose, todėl žymiai pagerėjo jos skleidžiamų garsų kokybė ir sudėtingumas.

Evoliucija tęsėsi 1988 m. išleidus "Sega Mega Drive" (Genesis), o 1990 m. - "Super Nintendo Entertainment System" (SNES). Abiejose šiose konsolėse buvo įdiegtos sudėtingesnės garso galimybės, įskaitant aukštesnės kokybės pavyzdžius ir daugiau kanalų, kad būtų galima sukurti turtingesnius garsovaizdžius.

Tačiau tik 1994 m. išleidus "Sega Saturn", išvydome dar vieną svarbų žaidimų garso evoliucijos etapą. Jame buvo įdiegta garso mikroschema ir garso procesorius, galintys palaikyti iki 16 garso kanalų su 44,1 kHz CD kokybe, ir taip buvo padėtas pagrindas aukštos kokybės garsui, kurio tikimės šiuolaikiniuose žaidimuose.

Iš anksto įrašyti garso efektai ir muzika

1994 m., išleidus "Sony" "PlayStation", žaidimų pasaulyje įvyko didžiulis pokytis. Ši konsolė gerokai patobulino garso galimybes - ji pasižymėjo 44,1 kHz diskretizavimo dažniu ir 24 stereofoninio garso kanalais. "PlayStation" garso lustas pakeitė žaidimo taisykles, nes jame buvo galima naudoti reverberacijos efektus ir kilpas.

Atsiradus naujam lankstumui, kompozitoriai ir garso dizaineriai galėjo kurti sudėtingesnius ir labiau įtraukiančius garso kraštovaizdžius, kad praturtintų kiekvieno žaidėjo patirtį.

Iki "PlayStation" eros kuriant garso įrašus žaidimams reikėjo gerai išmanyti garso programavimą ir procedūrinį garsą. Garsus kuriantys asmenys turėjo gerai išmanyti sudėtingą kodavimą ir signalų apdorojimą, kad galėtų generuoti ir įgyvendinti garso efektus ir muziką. Dėl to šis procesas buvo labai imlus darbui ir dažnai ribojo kūrybiškumą tų, kurie turėjo daugiau muzikinių polinkių, bet mažiau techninių įgūdžių.

Daugeliu atžvilgių "PlayStation" padarė perversmą šiame procese, nes leido iš anksto įrašytus garso efektus ir muziką lengvai įdiegti į žaidimus. Kompozitoriams ir garso dizaineriams nebereikėjo rūpintis procedūrinio garso subtilybėmis. Vietoj to jie galėjo sutelkti dėmesį tik į aukštos kokybės garso efektų ir muzikos kūrimą, kuriuos vėliau perduodavo kūrėjams, kad šie integruotų į žaidimą.

Ar procedūrinis garsas išėjo iš mados?

Nepaisant to, kad vis dažniau naudojami iš anksto įrašyti garso efektai ir muzika, procedūrinis garsas toli gražu nėra madingas. Daugelyje po "PlayStation" pasirodžiusių žaidimų ir toliau naudojami matematiniai procedūrinio garso modeliai. Apžvelkime keletą populiariausių.

Šiuolaikiniai žaidimai, kuriuose naudojamas procedūrinis garsas

Sportas

2008 m. sukurtame novatoriškame žaidime "Spore" garso programuotojai Aaronas McLeranas ir Kenas Jolly panaudojo pažangius procedūrinius garso metodus, kad sukurtų dinamišką ir įtraukiančią garso patirtį.

Jie naudojo "Pure Data" adaptaciją, vadinamą libpd - įterpiamąją garso sintezės biblioteką, skirtą galingoms "Pure Data" galimybėms integruoti į kitas programas. Tiems, kas nežino, Pure Data yra atvirojo kodo vizualinė multimedijos programavimo kalba, kuri plačiai naudojama kuriant interaktyvią kompiuterinę muziką ir garsą.

"Libpd" leido komandai generuoti muziką ir aplinkos garsus pagal be galo besikeičiančius žaidimo kintamuosius. Pavyzdžiui, žaidėjams kuriant ir tobulinant savo būtybes, jų skleidžiami garsai buvo generuojami realiuoju laiku ir atspindėjo jų unikalias savybes ir elgesį.

Šis procedūrinio garso naudojimas užtikrino, kad kiekvienas žaidėjas patirtų unikalią ir asmeninę žaidimo patirtį.

"No Man's Sky

"No Man's Sky" yra dar vienas puikus pavyzdys, kaip procedūrinis garso dizainas gali sukurti turtingą ir dinamišką žaidimo pasaulį. Kūrėjų komanda susidūrė su unikaliu iššūkiu - sukurti garso takelį, kuris galėtų prisitaikyti prie procedūriškai generuojamos žaidimo visatos. Kadangi dauguma žaidimo išteklių, įskaitant planetas, ekosistemas ir net būtybes, yra algoritmiškai generuojami, tradicinio iš anksto įrašyto garso takelio nepakaktų.

Siekdama įveikti šį iššūkį, "Hello Games" komanda pasitelkė "Wwise" garso tarpinę programinę įrangą, ypač pasirinktinį įskiepį, vadinamą "VocAlien". Šis įrankis buvo labai svarbus sintetinant įvairių ir unikalių žaidimo būtybių vokalizaciją. "VocAlien" generuoja garsus pagal kiekvienos būtybės savybes, pavyzdžiui, dydį ir tipą, taip užtikrindamas, kad kiekvienas garsas būtų tinkamas ir unikalus.

Procedūrinė garso sistema žaidime taip pat leido kūrėjams iš esmės "atlikti" garsus. Tai reiškia, kad sukurti garsovaizdžiai yra ne statiški įrašai, o dinamiški garso kūriniai, kurie keičiasi realiuoju laiku, atsižvelgiant į būtybių pagrindines animacijas ir elgesį.

Todėl garsai, kuriuos girdite tyrinėdami, yra glaudžiai susiję su ekrane atliekamais veiksmais ir aplinkos sąlygomis.

Elite Dangerous

"Elite Dangerous", 2014 m. megahitas internetinis mokslinės fantastikos kosmoso tyrinėjimo žaidimas, nustatė aukštą įtraukiančio garso kartelę žaidimuose, nes jame buvo naudojamas procedūrinis garso dizainas. Žaidimo kūrėjai taikė procedūrinius metodus, kad sukurtų dinamiškus ir prisitaikančius garsus, ypač erdvėlaivių varikliams ir grafinėms sąsajoms.

Mini metro

"Mini Metro" - tai minimalistinis 2015 m. metro simuliacijos žaidimas, kuriame naudojamas procedūrinis garsas, kad būtų sukurtas prisitaikantis ir įtraukiantis garso takelis, pagerinantis žaidimo eigą. Kūrėjai, "Dino Polo Club", nuo pat pradžių siekė integruoti procedūrinę muziką, išnaudodami procedūrinių technikų privalumus, kad atitiktų dinamišką žaidimo pobūdį.

Kompozitorius Richas Vreelandas naudojo procedūrinę muzikos sistemą, kuri reaguoja į žaidėjo veiksmus ir besikeičiančią metro sistemą. Kiekvienas žaidimo miestas turi savo muzikinių savybių rinkinį, pavyzdžiui, ritmus ir harmoninius sprendimus, kurie dinamiškai keičiasi priklausomai nuo to, kaip žaidėjai kuria ir keičia metro linijas.

Just Cause 4

Žaidime " Just Cause 4" kūrėjai naudojo procedūrinį garso dizainą, kad būtų sukurtas "whoosh" garso efektas, kai žaidėjas pravažiuoja pro NPC transporto priemonę eismo metu. Šis efektas sukurtas naudojant paleidimo metu vykdomą FMOD garso tarpinės programinės įrangos sintezę.

Šis "whoosh" garso efektas buvo susintetintas naudojant baltojo ir rudojo triukšmo mišinį. Baltasis triukšmas yra vienodo intensyvumo skirtinguose dažniuose, todėl sukuriamas nuoseklus šnypščiantis garsas, o rudasis triukšmas turi daugiau energijos žemesniuose dažniuose, todėl garsas yra gilesnis ir švelnesnis.

Maišydama šių dviejų tipų triukšmą skirtingais santykiais, komanda galėjo keisti jungtinio garso stiprumą, atsižvelgdama į kelis žaidimo kintamuosius, pavyzdžiui, atstumą iki NPC transporto priemonių, šių transporto priemonių greitį ir žaidėjo transporto priemonės greitį.

Taikant šį metodą žaidimo variklio garso efektai galėjo dinamiškai prisitaikyti prie žaidėjo veiksmų ir aplinkos.

Baigiamosios mintys - žvelgiant į procedūrinio garso dizaino ateitį

Procedūrinis garsas suteikia didžiulį lankstumą šiuolaikiniame žaidime. Garso dizaineriai gali kurti dinamiškus ir prisitaikančius garsovaizdžius, reaguojančius į žaidėjų veiksmus ir aplinkos pokyčius realiuoju laiku, taip užtikrindami, kad kiekvieno žaidėjo patirtis būtų unikali, o garso efektai, pritaikyti konkrečiam žaidimo kontekstui, sustiprintų įsitraukimą ir įtrauktį.

Tačiau, nepaisant procedūrinio garso privalumų, imitacinis garsas tebėra auksinis standartas siekiant didžiausio ištikimumo ir tikroviškumo. Iš anksto įrašyti pavyzdžiai perteikia niuansų detales ir natūralias realaus pasaulio garsų savybes, todėl garso kokybė yra neprilygstamo lygio. Kodėl tiesiog neprogramavus kurio nors iš milijono pavyzdžių mečų hitų, esančių pavyzdžių bibliotekose, užuot sintetinus savo?

Žvelgiant į ateitį, tikėtina, kad procedūriniai metodai toliau vystysis ir papildys tradicinius garso dizaino metodus. Integruodami procedūrinį garso dizainą su imitaciniu garsu, žaidimų kūrėjai galės išnaudoti abiejų metodų privalumus ir sukurti dinamiškesnius ir tikroviškesnius garsovaizdžius.