ZX Format
#08
31 декабря 1997 |
|
Программистам - Digital sound на Спектруме: О тoм, как заставить SPECCY вoспрoизвoдить oцифрoванныe звуки.
Digital Sounds на Спектруме music by DNK (C)PSB SOFTWARE/HALLOWEEN _______________________________ Peчь в этой статье пойдет o том, как заставить SPECCY воспроизводить oцифрo- ванные звуки. В первую очередь эта статья посвящена тем, у кого есть ковокс, sound- drive или, на худой конец, AY. Немного теории...Из школьного курса фи- зики Вы знаете, что звук представляет со- бой волну, изменяющуюся по синусoидальнo- му закону. Амплитуда такой волны опреде- ляет громкость звука, а частота - его вы- coty. Итак, нам нужно устройство, которое мо- жет превратить волну в аналоговый сигнал (т.e. сигнал, изменяющийся по напряже- нию). Это устройство называется ЦАП (Циф- ро-Аналоговый Преобразователь) или covox. ЦАПы бывают 8-ми битные, 4-х битные, 10,12,16 и, может быть, еще какие-нибудь - не знаю. Нас же интересуют только 4-х и 8-ми битные (т.к. 4-х битный ЦАП есть в AY, а 8-ми битным ЦАПом является ковокс). 8 и 4 бита - очень удобно, потому что для хранения и передачи данных используется либо целый байт, либо его половина. Задача ЦАП установить на выходе напря- жение от 0 до N (от -n до +n) вольт, где N определяется типом ЦАПа, но нам это не важно. Чем выше разрядность ЦАПа, тем ка- чeствeннee можно воспроизвести звук. Звуковая волна хранится в цифровых дан- ных в виде значений от 0 до 255 (0-15 для AY). За ноль принято 128 (т.e. на самом деле 0 - это -128, а 255 - это +127). Та- кая волна называется бeззнакoвoй. Таким образом, кидая в порт ковокса значения из тела сэмпла (звука), получаем на выходе звук. Это можно сделать такой программкой: DI ;чтоб ничто не беспокоило нашу программу LD HL,INS_ADR ;начальный адрес сэмпла LD BC,INS_END-INS_ADR ;длина сэмпла LOOP LD A,(HL) ;берем байт из тела сэмпла OUT (#XX),A ;кидаем его в порт ковокса ;(для пентагона #FB, для скорпа - #DD, см. ниже прим.) DEFS NN ;заполняем NOP'ами память для задерж- ;ки, попробуйте 20-100. INC HL ;след.байт в сэмпле DEC BC ;уменьшаем длину на единицу. LD A,B ;проверяем ее на ноль OR C JR NZ,LOOP ;если еще не весь инструмент проиг- ;рал, то повторяем... ..... ;делаем что надо, ;например EI RET ;No comments INS_ADR INCBIN FileName ;подгружаем сэмпл (берем его, к при- ;меру, из библиотеки ред.Instrument) INS_END ;следующий за инструментом байт. Вот так, собственно, воспроизводится звук. Ho что нам это дает? Мы ведь не мо- жем заставить компьютер сказать какое-ни- будь слово. А вот в PC'шных играх... А что? Берем PC'шные *.WAV файлы и скачива- ем их в TR-DOS. Проигрывание wav-файлов практически ничем не отличается от обыч- ного сэмпла. У wav-файла есть заголовок. Причем он бывает разной длины. Вот те данные, которые мне удалось "выудить": #00-#03 string "RIFF" #04-#07 length_of_something #08-#0F string "WAVEmft " #10-#17 ---------- #18-#19 rate, kHz #1A-#1В ---------- #1C-#1D rate, kHz #1E-#21 ---------- #22 digits, bit #23 ---------- #24-#27 strings "data" or "fact" #28-#2В sound_length length_of_something #2C-#2F WAVE! string "data" #30-#33 WAVE! sound_length #..-#.. WAAAAVEEEE! Так как описания заголовка wav-файла у меня нет, я не знаю, какая информация скрывается за прoчeрками. Rate (частота оцифровки) встречается два раза, но как показала практика, верный из них второй. Rate может быть 44100, 22050, 11025, 8000 кГц. Это частота, с которой из АЦП (Ана- лого-Цифровой Преобразователь) брались данные. Rate также можно измерять в [байт в секунду]. Digits показывает, скольки битный звук. Далее по обстоятельствам: если с #24-#27 находится слово "data", то с #28-#2В находится четыре байта длины звука (в Low-end format, т.e. как на Спектруме - сначала самый младший байт), затем само тело звука. Если же с #24-#27 находится "fact", то далее длина непонят- но чего, "data", длина звука и, наконец, сам звук. Заголовок в этом случае занима- ет на 8 байт больше. После самого звука могут идти текст и графика (так уж приду- мал Microsoft). Итак, проигрывание wav'ов отличается от обычных сэмплов фиксированным количеством NOP'ов в нашей программе. Это количество NOP'ов зависит как от Rate, так и от час- тoты работы компа (количество тактов за прерывание). Его (количество) можно рас- читать так: 7+11+4*X+6+6+4+4+12=50+4*X - количество тактов за один цикл программы (4*X - такты, занимаемые NOP'ами; при жела- нии можно использо- вать другие коман- ды, но расчет может получиться другим). TPI*50 - количество тактов Z80 в секунду (TPI - Tacts Per Inter- rupt); TPI можно измерить с помощью Jemmini comander или какой-нибудь программы. Rate*(4*X+50) - количество так- тов, нужное для вы- вода Rate байт (т.e. 8000..44100 байт), т.e. то ко- личество байт, ко- торое должно про- звучать в секунду. T.к. Rate измеряется [байт в секунду], получаем: Rate*(4*X+50)=TPI*50 Используя знания по математике, получа- ем то, что хотели: 25*(TPI-Rate) X=INT ------------- 2*Rate Вот так можно вычислить количество NOP'ов. Однако следует учесть, что у раз- ных моделей Спектрумов бывают разные TPI. Поэтому, если Вы решили делать программу со своим голосом, то лучше определяйте TPI программно. Кстати, файлы *.WAV бывают разные: сте- рео, моно, в формате PCM, ADPCM и т.п. Сказанное выше относится к моно *.WAV файлам в формате PCM (если мне не изменя- ет RAM)... Еще в моей практике встречались файлы *.AIF. Когда я попытался проиграть его таким образом, у меня ничего не вышло. Анализируя заголовок, я увидел, что длина файла записана в Hi-end формате, т.e. со старшим байтом с начала. Я подумал, что это Амижный файл (а может и правда Амиж- ный?), но потом прочитал в книге, что это файлы "обычные для Apple Computer". Дело в том, что данные в таких файлах содер- жатся "со знаком" (signed sample), то есть в виде чисел от -128 до +127 (1 - это 1, а -1 - это 255 и т.д.). Как же нам привести информацию к нужному виду? Надо просто "проксорить" данные на #80 (проще говоря - поменять знак). Это можно сде- лать прямо перед OUT'ом: ..... LOOP LD A,(HL) ;берем байт XOR #80 ;меняем знак OUT (#XX),A ;кидаем его куда надо ..... Ну вот. Теперь Вы можете озвучивать ва- ши программы. Интересно так же "химичить" со звуками (делать рeвeрбeрацию и т.п.). Можно смешать несколько звуков. Это дела- ется так: ..... LOOP LD A,(DE) ;берем байт из сэмпла #1 ADD A,(HL) ;складываем его с байтом из сэмпла #2 ;(возьмите какой-нибуд голос,поставьте DE ;на начало, а HL попробуйте поставить на ;2000 байт подальше DE, BC уменьшите на RRA ;2000) делим полученное на 2 (если проще, ;то находим среднее арифметическое). OUT (#XX),A ;кидаем куда надо ..... Хорошо, на ковокс мы научились выдавать звуки, а как же быть с AY? C ним пoслoж- нее. Во-первых, в AY 4-х битный ЦАП, а во-вторых при увеличении N (ампл.) на единицу, сигнал на выходе увеличивается не на 1/16 (!). Поэтому нужно преобразо- вать звук из 8 бит в 4 да еще по специ- альной таблице. Делается это следующим образом: ..... LD BC,#FFFD ;для начала нужно установить 8,9 или 10 LD A,8 ;регистр AY'а OUT (C),A LD D,HB_TABLE ;в регистр D зано сим старший байт нашей ;таблицы (адрес должен быть круглый, ;т.е. #8000, #7400, #8300 и т.п.) LOOP LD E,(HL) ;после этой команды в DE находится ;адрес в таблице, в котором лежит нужное ;нам число LD A,(DE) ;берем это число OUT (#FD),A ;кидаем его в AY ..... HB_TABLE DEFS 4,#A0 ;эта таблица была взята из AY_PLAYER'а DEFS 5,#A1 ;редактора SAMPLE TRACKER v2.1 DEFS 5,#A2 DEFS 5,#A3 ;размер таблицы 25б байт DEFS б,#A4 DEFS 7,#A5 ;следует заметить, что данный прием DEFS 12,#Аб ;не работает на "старых" скорпах из-за DEFS 12,#A7 ;слишком умной дешифрации; DEFS 8,#A8 ;чтобы все работало, надо вместо чисел DEFS 1б,#A9 ;#A0..#AF записать просто 0..15, а в DEFS 24,#AA ;программе сделать правильный вывод в DEFS 17,#AB ;AY: Ld bc,#bffd; out (c),а... DEFS 23,#AC DEFS 32,#AD DEFS 39,#AE DEFS 41,#AF Можно также обойтись без таблицы: oтб- pocutb младшие 4 бита, но качество звука будет значительно хуже. ..... LOOP LD A,(HL) ;берем байт AND #F0 ;оставляем только 4 старших бита RRCA ;перемещаем их ма место младших RRCA RRCA RRCA OR #A0 ;получаем байт #AX (опять же для скорпов ;требуется переделка) OUT (#FD),A ;кидаем его в AY ..... Ну вот, я Вам рассказал почти все, что знаю сам. Если Вы все поняли, то ничто не мешает Вам "похимичить" со звуками, ну а если у Вас есть еще и АЦП (и не один(?)), то тут можно фантазировать до бeскoнeч- ности (наложение голоса с эхом на какой- нибудь звук (голос на аранжировку) в RE- ALTIME и т.п.). Разумеется, нельзя ограничиваться толь- ко этим материалом, т.к. я писал его, ос- нoвываясь на личном опыте, и, возможно, кто-нибудь дополнит или/и продолжит эту тему. Some info: ZX-SPECTRUM - это вообще та- кая машина, на которой практически нет стандарта (это я про Pentagon, Scorpion, Кау, Profi и т.д.): расширение памяти сделано по разному, ROM - разные, TPI... Ковокс тоже не исключение. На Пентагоне его обычно цепляют на порт #FB (ZX-Lprint III interface), на Скорпе вместо #FB - #DD, а у кого-нибудь еще какой-нибудь порт. C таким же успехом можно использо- вать Soundrive и General Sound, только их нужно инициализировать. Для лучшего пони- мания см. таблицу: +------------------+---------------+-------------+ | название железа | инициализация | порт вывода | +------------------+---------------+-------------+ | Pentagon's COVOX | ------------- | #FB | +------------------+---------------+-------------+ | Scorpion's COVOX | ------------- | #DD | +------------------+---------------+-------------+ | Profi COVOX | out (#7F),#80 | #3F #5F | +------------------+---------------+-------------| | Flash Soundrive | out (#3F),#80 | #0F #1F | | | out (#7F),#80 | #4F #5F | +------------------+---------------+-------------+ | General Sound | out (#BB),#0E | #B3 | +------------------+---------------+-------------+ Объясняю для тех, кто не совсем разoб- рался. В самом начале программы Вы должны проинициализировать устройство, на кото- рое будут передаваться данные (если это обычный ковокс, то ничего делать не на- до). Затем в нашей программе вместо #XX ставите указанный в таблице порт. Напри- мер: DI LD A,#80 ;инициализируем OUT (#3F),A ;SOUNDRIVE OUT (#7F),A LD HL,SMP_ADR LD BC,SMP_LEN LOOP LD A,(HL) OUT (#0F),A ;вместо #0F могут быть #1F, #4F, или #5F DEFS 28 ;или любое другое число INC HL DEC BC LD A,B OR C JR NZ,LOOP EI RET General Sound тоже может работать в ре- жиме ковокса, но у него дело со звуками обстоит побогаче. Поэтому лучше использо- вать возможности GS работы со звуками, чем ковокс. А уж если Вы выбираете ко- bokc, то в программе не помешает настрой- щик, но это уже дело Ваше, может быть Вы и делать ничего не собираетесь... Вот, собственно, и все. Я надеюсь Вы все поняли из вышесказанного, и, может быть, кто-то расскажет, как делать наво- рoчeнныe эффекты со звуками... With best wishes, PSB of Halloween. _______________________________
Другие статьи номера:
Похожие статьи:
В этот день... 4 декабря