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本帖最后由 sega6054 于 2019-7-29 08:51 编辑
https://www.bilibili.com/video/av61162495/
由于本期内容涉及音响，建议直接看视频，顺手三连，谢谢
熟悉FC游戏的朋友们都知道，早期的FC游戏和中后期的FC游戏在系统复杂性、音画表现性上，都有相当大的差距虽然这种情况也同样出现在今天的家用主机游戏上但是在当年，造成这种情况的原因，可不仅仅是因为后期编程技术的提升。很多有着犯规的音画表现的FC游戏，除了开发公司强大的编程技术外，往往还搭载了一些特殊的强化芯片。相信很多玩家都听过VRC6,MMC5,SUNSOFT 5B等一些强化芯片的威名。正是在这些强化芯片的加持下，FC中后期的游戏，容量越来越大，复杂性越来越高，音乐和画面的表现也逐渐变态起来。这种行为放到今天，实打实的就是【买赛博朋克2077送RTX2080】的骚操作。
那么，当时的游戏开发商们为什么这么良心的花血本要在FC卡带里植入这些成本不菲的强化芯片呢？仅仅是因为要让音乐更动听，或者是画面更好看吗？网上有很多关于FC强化芯片的资料。但是一来这些信息都很散乱，二来没有理工背景的朋友们，对于查阅那些技术文档，估计也没有太大的兴趣。这次，我就围绕【FC使用强化芯片的原因】【FC主要的几种强化芯片】以及【这些强化芯片都为游戏带来了怎样的提升】几方面，以浅显的方式来为大家简单介绍一下
FC的强化芯片以及这些芯片对应游戏的故事（错漏之处，欢迎指正）
使用最广泛的MMC3
一：FC强化芯片诞生的原因
FC主机的基础硬件构架，是由CPU+PPU，以及程序内存、显示内存构成的（我在图里以今天大家容易理解的PC硬件基础结构进行了标注）其中，CPU 是RICOH在一颗MOS 6502基础上改良而来
主要是增加了独立的发声模块。改进以后的这颗CUP叫RICOH2A03。FC的CUP和PPU通过控制电路以及卡槽和游戏卡带相连。由于电路设计和处理能力的原因，CPU的直接寻址空间只有32K。而PPU的直接寻址空间只有8K。所以，一块基础的FC游戏卡是由一块存储了游戏程序数据（PRG）的32K的ROM和一块存储了图形数据（CHR）的8K的ROM构成的（早期还有16K+8K=24K这种更低容量的卡带）
那么，当FC的游戏容量突破了这一限制后怎么办呢？由于32K是一个物理上的寻址能力限制，所以单纯的增加ROM容量，是没办法让FC的CPU或者PPU进行更多的数据调用的。举个栗子：你有一个A仓库，通过传送带把货物送给货物加工设备（CUP）。后来你的生意做大了，想卖更多花样的货物，虽然在旁边扩建了一个B仓库，但显然是没有办法直接处理B仓库的货物的。于是，你在B仓库这边也建立了一个传送带，好把货物送过来加工。但是你的货物加工设备的处理能力是有限的，所以，你还得有个开关吗，来控制是处理A仓库的货物还是B仓库的货物。这个开关，最初只是由一块7400系列的逻辑控制芯片来实现的。随着FC游戏越来越大的容量，增加到FC卡带上存储芯片的容量和数量也越来越多，对应的控制电路也越来越复杂。为了更好的调用管控这些数据，实现更好的画面和更复杂的编程，任天堂设计出了最初的【强化芯片】MMC1。因此呢，FC卡带的【强化芯片】最初是为了提供【更大的容量】以及【更好的控制和调用这些数据的电路】而诞生的。而这些所谓强化芯片的统一名称，就叫做MMC（Memory management controller，内存管理控制器）
FC卡带基本结构
和任天堂允许部分有实力的大厂自行设计卡带一样。在日本地区，任天堂同样允许这些大厂自行设计MMC。这些有能力的大厂一瞅，你任天堂设计的都是什么JB玩意啊？能用？（这像极了今天任天堂的主机，机能和特性都优先为自家游戏服务一样）容量增加，画面进化了，编程优化，音乐提升这些，是不是也可以考虑考虑？反正都往上面堆了芯片了不如咱们就再往里塞点东西吧？于是，各种搭载了黑科技的M MC渐渐的出现了……
二：主要的MMC芯片及对应游戏简介（音频篇）
由于FC上的MMC太多，我这里就不给大家一一的说明了，只给大家整理一下我收集到的一些MMC信息。表格里面的信息不一定全面，但是应该涵盖了所有知名的MMC。接下来，我主要挑选一些在音频增强或者图形增强两个方面有突出表现的MMC芯片来给大家介绍。在介绍在音频部分有增强的MMC芯片之前，为了便于对比和理解，我们先来简单了解下FC原本的声音。
FC上主要的一些MMC型号
之前说过，FC的CPU是在一颗MOS 6502基础上改良而来。这个改动的主要内容就是增加了一个可编程发声器（PSG：Programable Sound Generator）。在当时那个年代，存储容量、编码解码技术、压缩技术、运算速度等无一不受到巨大的限制，所以那个时候游戏的声音部分不可能像今天一样采用采样或者录制的方式呈现。PSG芯片发出的声音，完全靠程序控制实现通过程序让PSG芯片发出不同的波形，这些波形再通过电路传输到设备的喇叭上进行回放。
FC的PSG芯片一共可以输出5个通道的声音，包括：
两个主要用于旋律（主音、和音）的矩形波通道
一个主要用于低音和特殊音色的三角波通道
一个主要用于镲和各种音效的噪音通道
以及一个主要用于回放鼓点、剪短人声等低精度采样通道
这五个通道的声音混合输出到设备的喇叭以后，就是我们最终听到的FC发出来的声音。虽然一眼看上去，5个通道似乎也可以呈现很复杂的音乐了毕竟一个乐队也就是5个人左右嘛。但是请注意，FC的这5个通道不但要用于音乐的表现，还得用于爆炸声、特效声等一切声音的呈现。而且，其中的每一个通道都无法实现复音，这意味着，如果游戏里出现了音效声，BGM里必定有一个轨道的声音会消失。以大家熟悉的魂斗罗1代为例，游戏使用矩形波1这个通道表现子弹飞行的声音以及旋律的和音使用噪音这个通道表现开火的声音和镲的声音，当你全力开火的时候，实际上BGM中是没有了镲声以及和音的。只是枪弹的声音比较大，吸引了玩家的主要听觉注意力，从而掩盖了BGM丢失了两个轨道声音的问题。从这个例子可以看出来：5个通道对于FC的音乐设计来说是相当捉襟见肘的。
所以那些有想法又有实力的厂商在设计MMC芯片时，会在强化图形表现的同时把FC的声音表现也顺带强化一下。下面，我们就来介绍几款强化了FC声音表现力的MMC芯片
MMC5
制造商：任天堂
主要使用游戏：《恶魔城传说》（恶魔城3）欧美版，《光荣圣战》
《金属之光》，《救难任务》，《宇宙警备队》，《信长的野望2》
《水浒传：天命之誓》，《三国志2》，《大航海时代》
《元朝秘史：苍狼与白鹿》等等，大半都是光荣的游戏
MMC5是任天堂最强也是最贵的的MMC芯片之一。
这颗芯片具有1 kb的额外内存、两个和2A03完全一样的矩形波通道。支持垂直方向的分割卷轴并改进了图形功能（图形部分的增强之后专门讲，下同）不过悲催的是，使用这块芯片最多的光荣公司，并没有在游戏里使用扩展的音源通道。通过我的测试，目前发现唯一使用了MMC5扩展音源通道的游戏只有FC末期的画质之王《金属之光》。但是这款在画面表现力上达到了FC巅峰的游戏，在利用扩展的音源通道方面，却极其的缺乏创意，仅仅用来表现游戏中的各种音效，不得不说非常的遗憾。
MMC5
VRC6
制造商：Konami
主要使用游戏：《恶魔城传说》日版、《魍魉战机》、《世界之梦2》
VRC6是Konami自行设计的MMC芯片，这款芯片图形方面的性能和任天堂的MMC5相当，但是扩展了两个可以定义更多音色的矩形波通道和一个锯齿波通道。整体的表现可以说是相当的彪悍。运用这款芯片最著名的游戏就是《恶魔城传说》的日版。由于任天堂的政策，在日本之外发行的游戏，只能搭载任天堂自己的MMC所以美版的《恶魔城传说》使用的是MMC5芯片，并且美版的FC也就是NES通过屏蔽卡槽针脚的方式，禁止了扩展音轨的使用，美版只能使用FC原生的
5个通道。所以导致两个版本在音乐部分的表现差异巨大。我们也正好可以通过两个版本的音乐对比直观的感受一下扩展音源的威力：通过屏蔽通道的方法我们可以听出，美版的恶魔城加上低音只有3个通道用于表现音乐而日版使用了原本的两个矩形波通道以及扩展的3个通道总共5个通道来表现音乐。 而且得益扩展通道更精准的占空比控制，扩展通道的声音效果更加的出色。主旋律完全使用扩展通道来进行合成。配合上原生两个矩形波通道产生的和音，整体效果远远甩开了美版。
KONAMI的VRC6
NAMCO 163
制造商：NAMCO
主要使用游戏：《三国志1》《三国志2霸王的大陆》
《数码恶魔物语：女神转生》《妖怪道中记》
这款芯片只在NAMCO发行的部分日版游戏中使用。图形方面的性能比任天堂的MMC3稍好一点。但是他还包含了一个波表合成芯片，可以合成4位精度的表样本，并且拥有8个额外的声音通道。单看扩展音源部分的技术参数 ，NAMCO163的标准是远超其他所有MMC芯片的。波表合成方式不同于其他的合成方式，是基于实声音采样进行合成的技术。理论上，只要采样数据足够大足够精确，波表合成方式可以完美模拟世界上所有乐器的声音。但遗憾的是，这只是理论上……NAMCO163的这个波表合成只有4位的精度，加上存储空间和处理能力的限制导致这款芯片的声音表现远远低于预期。好在因为多通道的关系，整体的表现基本上和VRC6持平。
SUNSOFT 5B
制造商：SUNSOFT
唯一使用游戏：《吉米克》
因为敖厂长的介绍，这块芯片的大名肯定大部分玩家都知道了。它其实是在SUNSOFT的另一块MMC：FME-7的基础上，增加了一块YAMAHA-YM2149芯片改进而来的。这块YM2149增加了3路PSG音源，并且可以自定义为全矩形波、全噪音、矩形波+噪音三种输出模式。在这款芯片的加持下，吉米克这款游戏的配乐效果可以说是吊打了同期的绝大部分FC游戏（单纯从编排效果来看）游戏使用了两个轨道来播放额外的装饰音，同时单独使用了一个轨道来播放音效，在音乐表现力提升的同时，避免了因为技能的特效声音导致音轨丢失的问题。加上SUNSOFT祖传的神作曲，吉米克不愧为是FC上最让人耳朵怀孕的游戏之一
但是，真的如敖厂长所说，吉米克是FC时代的最强音效吗？
并不是。
下面，让我们隆重邀请出这位在FC时代，音频扩展方面
存在犯规嫌疑的选手登场……
VRC7
制造商：Konami
唯一使用游戏：《拉格朗日点》
VRC7这块芯片在图形方面的表现力和VRC6一样，但是他最黑科技的一点在于，内部集成了一颗YAMAHA-YM2413 FM合成芯片。现实中，各种乐器比如吉他，在发出音符的基音的同时，还会产生琴弦本身震动等其他的声音，这种声音被叫做泛音。（大家如果不好理解，可以去听听贝司的声音，除了明确的某个音符，还会有明显的因为贝斯弦震动发出的嘭嘭嘭的声音。这就是一种泛音）
泛音是为同样音高的音符赋予独特音色的重要元素。自然界中产生的所有声音都是由基音和泛音组成的。FC本体和其他扩展音源，除了NAMCO163都是完全基于PSG芯片来生成波形PSG生成的声音无法模拟泛音的存在，所以听起来电子味过重，但是FM合成可以通过振荡器对载波的调制，产生复杂的波形变化。这种复杂的波形变化可以部分模拟泛音的存在，从而产生更多变更接近真实的音色，丰富音乐的表现能力。要知道那个年代的PC声卡，主要也是使用的FM调制的方式来发声选用的主要也是和和YM2413一系列的3439,3812等芯片。虽然VRC7的2413阉割了3个通道，只有6个通道但他可是实打实的FM调制芯片。从硬件上来说，买游戏送声卡这个说法是完全成立的。而从技术方面和实际发声效果方面看，拉格朗日点的音乐，也是完全超脱了其他所有的FC游戏……
三：真正的【黑科技】
扩展芯片的使用，极大的拓展了开发人员的发挥空间，让许多FC游戏的音画表现有了巨大的提升。但是，真正让我们喜欢上某个游戏的某首BGM的原因，并不是这张卡带使用了多么牛逼的扩展芯片。我们熟悉的很多以BGM闻名的FC游戏，并没有使用扩展音源，忍龙，赤影战士，魂斗罗，塞尔达传说，超级马里奥兄弟……这些游戏里的BGM，在游戏业界堪称殿堂级的经典。我们喜欢他们，是因为其实实在在优美动听的旋律，以及他们在诸多限制下，做出的教科书式编曲。这里点名一家不走寻常路的公司：SUNSOFT。这家公司的游戏BGM，经常把别人用来做鼓点的PCM轨拿来做BASS采样带来的BASS声音远比用三角波合成的来得浑厚给力同时，他们还把所有的音效都放在作为和音使用的矩形波轨道里。以星际魂斗罗为例，由于主旋律异常的悦耳，低音和鼓点异常的强劲即便你全程开启社保模式，让子弹和爆炸声不绝于耳。也绝不会破坏BGM整体的听感，因为爪耳的主旋律、强劲的低音和鼓点永不会中断。我相信，这种对于有限几个声音通道的科学安排，以及旋律的谱写特点，肯定是经过了反复的推敲和尝试得来的。其他那些我们耳熟能详的经典作品也许也都有着类似的创作背景。今天的游戏，就算采用满编的交响乐团进行配乐也不是什么稀罕事儿了但是那些在多年以前，用简陋的电子元件生成的简单矩形波却依然回响着不灭的音符。我相信，无论经过多少年，这些用心谱写的优秀音乐必定还会在我们的记忆中回响下去。
下期讲视频增强部分~再见~ |
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楼主
发表于 2019-7-29 09:43 · 新疆
