Har du noen gang lagt merke til at når du er dypt inne i et spill, hører du alle slags lyder, som fottrinn, eksplosjoner og omgivelseslyder, som alle virker perfekt timet til handlingene dine? De fleste av disse lydene er forhåndsinnspilte lydsamples som er laget av talentfulle lyddesignere.

Disse små lydsnuttene kommer også i mange ulike former, for eksempel i form av enkeltskudd, som et enkelt pistolskudd, eller sløyfer, som den konstante brummingen fra motoren på et romskip. Men det du kanskje ikke visste, er at ikke alle lydene i videospill kommer fra forhåndsinnspilte samplinger. Noen lyder skapes mens du spiller spillet.

Dette er det vi kaller prosedural lyd, som jeg liker å se på som spillets personlige lille komponist. Med den kan vi skape lyder dynamisk under spillingen uten å være avhengige av forhåndsrenderte lydfiler. Det betyr at lyden du hører når en figur tråkker på grus, kan være litt annerledes hver gang, noe som gjør at spillet føles enda mer oppslukende og realistisk.

I denne guiden skal vi ta en titt på alt som er verdt å vite om prosedural lyd, inkludert dens historie, hvordan den fungerer og noen kule eksempler på hvordan den brukes i moderne spill.

Så enten du er en spirende lyddesigner eller bare er nysgjerrig på teknologien bak favorittspillene dine, følg med! Vi har mye å ta for oss.

Hva er prosedyrelyd?

Prosedural lyd er et fascinerende aspekt ved spillyddesign. Tanken er å skape lyd under kjøring eller generert underveis, mens du spiller spillet, i stedet for å spille av lyd som er tatt opp på forhånd.

Enkelt forklart skaper prosedural lyddesign lydeffekter basert på forhåndsbestemt atferd. Tenk på det som et system som vet hvordan det skal generere en fottrinnslyd når figuren din går på forskjellige overflater, uten at du trenger en forhåndsinnspilt lydprøve for hvert trinn. I stedet syntetiserer det lyden i sanntid, noe som gjør hvert fottrinn litt unikt.

Denne teknikken ligner på den prosedurale genereringen som brukes i andre deler av spill, som miljøkunst og banedesign. På samme måte som et spill kan skape en ny skog eller et nytt fangehull hver gang du spiller, skaper prosedural lyd et lydbilde du hører basert på spillets nåværende tilstand og interaksjonene dine.

Ved å bruke prosedural lyd kan lyddesignere skape dypt integrerte lydlandskaper som reagerer på spillerens handlinger og spillmiljøet på en sammenhengende og troverdig måte.

Det er imidlertid noen ulemper ved å bruke vanlige prosedurale lyddesignteknikker.

En av de største utfordringene er å sikre at lydene holder høy kvalitet og er realistiske. Det kan være mer teknisk krevende å lage overbevisende prosedural lyd enn å bruke forhåndsinnspilte samplinger. I tillegg kan det kreve mer CPU, noe som kan påvirke spillets ytelse, spesielt på mindre avanserte systemer.

En historie om prosedural lyddesign

I spillverdenens barndom var prosedural lyddesign ikke bare en kunstform. Det var en nødvendighet for lyd. Den begrensede RAM-minnen i de første spillsystemene kunne ikke håndtere lagringskravene til forhåndsinnspilte lydsamples, som var alternativet til prosedural lyd. Denne begrensningen tvang utviklerne til å generere lyd i sanntid mens spillet ble spilt.

Lyd i spillet begynte med det ikoniske spillet Pong på Magnavox Odyssey i 1972. Det er interessant å merke seg at den originale Magnavox Odyssey ikke hadde lyd i det hele tatt. Det var Atari-versjonen av Pong som skrev historie ved å innlemme lyd. Atari oppnådde dette ved å bruke Television Interface Adapter (TIA), en maskinvare som var designet for å håndtere både video- og lydutganger.

TIA kunne generere lydbølger ved hjelp av to oscillatorer. Ved å manipulere disse oscillatorene kunne Atari-versjonen av Pong skape enkel, men effektiv lyd, noe som markerte det første eksempelet på prosedural lyddesign i spill.

I spillet var det tre primære lyder, som hver ble generert prosessuelt:

• Den første lyden var pipetonen når ballen traff padlene, noe som ga spillerne umiddelbar lydtilbakemelding på treffene sine
• Den andre lyden var en dypere pong-lyd når ballen kolliderte med veggene, noe som skilte den fra padletreff.
• Den tredje lyden var en høyere lyd som signaliserte at et poeng var oppnådd.

Selv om disse lydene er enkle etter dagens standard, tilførte de et nytt lag med engasjement og tilbakemeldinger som var avgjørende for spillets oppslukende opplevelse.

Etter hvert som teknologien utviklet seg, økte selvfølgelig også kompleksiteten og kvaliteten på prosedyrelyd.

Utviklingen av prosedyrelyd

På slutten av 1970-tallet begynte prosedyrelyd å ta form på ulike spillkonsoller. Tre bemerkelsesverdige systemer fra denne epoken var Atari 2600, Fairchild Channel F og Bally Astrocade. Alle disse konsollene brukte prosedural lyd for å forbedre spillopplevelsen innenfor maskinvarens begrensninger.

Utviklingen på 1980-tallet flyttet grensene for spillyd ytterligere.

I 1983 introduserte Vectrex et nytt nivå av lydsyntese, mens Nintendo gjorde betydelige fremskritt med lanseringen av Nintendo Entertainment System (NES) i 1985. NES brukte et femkanals lydsystem som støttet et bredere frekvensområde fra 54 Hz til 28 kHz og kunne utføre pitch bends. Ikoniske spill som Super Mario Bros. satte en standard for prosedural lyd med minneverdige lyder som "ping"-lyden fra myntsamlingen, "sopp"-lyden fra power-ups og "hopp"-effekten.

I 1986 førte Sega Master System til en enda større utvikling av spillyd. Det inneholdt både sampling og elektronisk syntese, med fire lydkanaler (tre for musikk og én for lydeffekter). Master System var utstyrt med YM2413-brikken fra Yamaha, den samme brikken som ble brukt i deres profesjonelle synthesizere, noe som forbedret kvaliteten og kompleksiteten på lydene som kunne produseres, betraktelig.

Utviklingen fortsatte med utgivelsen av Sega Mega Drive (Genesis) i 1988 og Super Nintendo Entertainment System (SNES) i 1990. Begge disse konsollene introduserte mer sofistikerte lydfunksjoner, inkludert samplinger av høyere kvalitet og flere kanaler for rikere lydlandskaper.

Det var imidlertid ikke før Sega Saturn ble lansert i 1994 at vi fikk se en annen viktig milepæl i utviklingen av spillyd. Den inneholdt en lydbrikke og en lydprosessor som kunne støtte opptil 16 lydkanaler med 44,1 kHz CD-kvalitet, noe som banet vei for den høykvalitetslyden vi forventer i moderne spill.

Forhåndsinnspilte lydeffekter og musikk

I 1994 opplevde spillverdenen et monumentalt skifte med lanseringen av Sonys PlayStation. Konsollen introduserte en betydelig oppgradering av lydfunksjonene, med en samplingsfrekvens på 44,1 kHz og 24 kanaler med stereolyd. PlayStations lydbrikke var en game-changer, med mulighet for romklangseffekter og looping.

Med den nyvunne fleksibiliteten kunne komponister og lyddesignere skape mer komplekse og oppslukende lydlandskaper for å berike hver enkelt spillers opplevelse.

Før PlayStation-æraen krevde det en dyp forståelse av lydprogrammering og prosedural lyd for å lage lyd til spill. De som lagde lydene, måtte være godt kjent med kompleks koding og signalbehandling for å generere og implementere lydeffekter og musikk. Dette gjorde prosessen svært arbeidskrevende og begrenset ofte kreativiteten til de som var mer musikalsk interesserte, men mindre teknisk dyktige.

PlayStation revolusjonerte på mange måter denne prosessen ved å gjøre det enkelt å implementere forhåndsinnspilte lydeffekter og musikk i spill. Komponister og lyddesignere trengte ikke lenger å bekymre seg for vanskelighetene med prosedyrelyd. I stedet kunne de konsentrere seg om å skape lydeffekter og musikk av høy kvalitet, som de deretter kunne sende videre til utviklerne for integrering i spillet.

Er prosedyrelyd gått av moten?

Til tross for fremveksten av forhåndsinnspilte lydeffekter og musikk, er prosedural lyd langt fra gått av moten. Mange spill etter PlayStation fortsetter å utnytte de matematiske modellene for prosedural lyd. La oss ta en titt på noen av de mest populære.

Moderne spill som bruker prosedural lyd

Spore

I det banebrytende spillet Spore fra 2008 brukte lydprogrammererne Aaron McLeran og Ken Jolly avanserte prosedurale lydteknikker for å skape en dynamisk og oppslukende lydopplevelse.

De brukte en tilpasning av Pure Data kalt libpd, et innebygd lydsyntese-bibliotek som er utviklet for å integrere Pure Datas kraftige funksjoner i andre applikasjoner. Pure Data er et visuelt programmeringsspråk med åpen kildekode for multimedia, som brukes mye til å lage interaktiv datamusikk og -lyd.

Libpd gjorde det mulig for teamet å generere musikk og miljølyder basert på uendelig skiftende variabler i spillet. Etter hvert som spillerne skapte og utviklet skapningene sine, ble for eksempel lydene som skapningene laget, generert i sanntid og reflekterte deres unike egenskaper og atferd.

Denne bruken av prosedural lyd sørget for at hver spiller fikk en unik og personlig opplevelse av spillet.

No Man's Sky

No Man's Sky er et annet godt eksempel på hvordan prosedural lyddesign kan skape en rik og dynamisk spillverden. Utviklingsteamet sto overfor den unike utfordringen det var å lage et lydspor som kunne tilpasses spillets prosedyregenererte univers. Siden de fleste av spillets ressurser, inkludert planeter, økosystemer og til og med skapninger, er algoritmisk generert, ville et tradisjonelt, forhåndsinnspilt lydspor ikke være tilstrekkelig.

For å løse denne utfordringen brukte teamet hos Hello Games Wwise audio middleware, nærmere bestemt en spesialtilpasset plugin kalt VocAlien. Dette verktøyet var avgjørende for å syntetisere vokalene til spillets mangfoldige og unike skapninger. VocAlien genererer lyder basert på egenskapene til hver enkelt skapning, for eksempel størrelse og type, og sørger for at hver lyd er passende og unik.

Det prosedurale lydsystemet i spillet gjorde det også mulig for skaperne å "fremføre" lyder. Det betyr at lydlandskapene som skapes, ikke er statiske opptak, men dynamiske lydstykker som endrer seg i sanntid basert på skapningenes basisanimasjoner og atferd.

Resultatet er at lydene du hører mens du utforsker, er tett knyttet til handlingene på skjermen og miljøforholdene.

Elite Dangerous

Elite Dangerous, det nettbaserte sci-fi-romutforskningsspillet som ble en megasuksess i 2014, satte en høy standard for oppslukende lyd i spill med sin bruk av prosedural lyddesign. Spillets utviklere brukte prosedurale teknikker for å skape dynamiske og tilpasningsdyktige lyder, spesielt for romskipsmotorer og grafiske grensesnitt.

Mini Metro

Mini Metro er et minimalistisk T-banesimuleringsspill fra 2015 som bruker prosedural lyd til å skape et tilpasningsdyktig og engasjerende lydspor som forsterker spillopplevelsen. Utviklerne, Dino Polo Club, hadde som mål å integrere prosedural musikk fra begynnelsen av, og utnyttet styrken i prosedurale teknikker for å matche spillets dynamiske natur.

Komponisten Rich Vreeland har brukt et proseduralt musikksystem som reagerer på spillerens handlinger og utviklingen av T-banesystemet. Hver by i spillet har sitt eget sett med musikalske kvaliteter, som rytmer og harmoniske valg, som endres dynamisk basert på hvordan spillerne bygger og endrer T-banelinjene sine.

Just Cause 4

I Just Cause 4 brukte utviklerne prosedural lyddesign for whoosh-lydeffekten som genereres når spilleren passerer et NPC-kjøretøy i trafikken. Denne effekten skapes ved hjelp av kjøretidssyntese fra FMOD audio middleware.

Denne suselydeffekten ble syntetisert ved hjelp av en blanding av hvit og brun støy. Hvit støy har lik intensitet ved ulike frekvenser, noe som skaper en jevn susende lyd, mens brun støy har mer energi ved lavere frekvenser, noe som gir en dypere og mykere lyd.

Ved å blande disse to typene støy i ulike forhold, kunne teamet variere effekten av den kombinerte lyden basert på flere variabler i spillet, for eksempel avstanden til NPC-kjøretøy, hastigheten til disse kjøretøyene og hastigheten til spillerens kjøretøy.

På denne måten kunne lydeffektene i spillmotoren tilpasse seg dynamisk til spillerens handlinger og omgivelsene.

Avsluttende tanker - om fremtiden for prosedural lyddesign

Prosedural lyd gir enorm fleksibilitet i moderne spill. Lyddesignere kan skape dynamiske og tilpasningsdyktige lydlandskaper som reagerer på spillerens handlinger og endringer i omgivelsene i sanntid, slik at hver enkelt spillers opplevelse blir unik, samtidig som innlevelsen og engasjementet økes ved hjelp av lydeffekter som er skreddersydd til den spesifikke spillkonteksten.

Til tross for fordelene med prosedyrelyd, er samplet lyd fortsatt gullstandarden når det gjelder å oppnå høyest mulig naturtrohet og realisme. Forhåndsinnspilte samplinger fanger opp de nyanserte detaljene og naturlige egenskapene til virkelige lyder, noe som gir en uovertruffen lydkvalitet. Hvorfor ikke bare programmere noen av de millioner av samplinger av slagere som finnes i samplingsbiblioteker i stedet for å syntetisere dine egne?

Fremover vil prosedurale teknikker sannsynligvis fortsette å utvikle seg og supplere tradisjonelle lyddesignmetoder. Ved å integrere prosedural lyddesign med samplet lyd vil spillskaperne kunne utnytte styrken i begge metodene for å skape mer dynamiske og realistiske lydlandskaper.