miércoles, 4 de diciembre de 2013

Álbum para celebrar los 30 años de la FAMICOM/NES

A finales de 1983 la compañía Nintendo sacó al mercado la consola FAMICOM en Japón, a los pocos años se comercializó también por Europa y América bajo el nombre de NES.   Para celebrar sus treinta años de existencia algunos entusiastas han decidido no quedarse de brazos cruzados y le han hecho un merecido homenaje, usándola para componer un CD de música que se distribuye de manera gratuita bajo licencia Creative Commons.
El CD se puede escuchar online o descargar desde archive.org, también se pueden leer los comentarios y opiniones de los participantes en Culturachip

La empresa japonesa Nintendo, dedicada a la creación de consumibles de entretenimiento, se dio cuenta la creciente demanda de videojuegos que se venía desarrollando desde la década de 1971-1980 y decidió entonces comercializar su propia consola doméstica.  En 1983 lanzó la Famicom contracción de Family Computer—, unos años más tarde llegó a Europa y América bajo el nombre de NES —Nintendo Entertaiment System—. Fue familiarmente conocida en España como "la Nintendo". El sistema fue un éxito para la compañía, tanto que siguió en las tiendas durante veinte años, hasta que en 2003 decidieron retirarla. Fue líder de ventas indiscutible durante la década de los 80, asimismo fue la segunda consola de sobremesa más exitosa del siglo pasado tras las Sony PlayStation.

El icónico  gamepad de la NES fue el responsable de la popularización del controlador "tipo cruz" . El sistema aun sigue presente en los videojuegos actuales.
Si bien no innovó en la concepción de "electrodoméstico que se enchufa al televisor y se controla con las manos" si que marcó un papel importante en la industria al ser la pionera en dar facilidades a terceros para poder desarrollar juegos. Y también popularizar el famoso control tipo "pad/cruceta" frente a los anteriores tipo "joystick/palanca/rueda", comunes entre sistemas Atari y Colecovision.

Portada y contraportada del CD tributo.
Esta historia es conocida y está muy bien documentada, pero el propósito de esté artículo es hablar de música y presentar el homenaje que le han hecho los integrantes del colectivo Culturachip con motivo de celebrar sus tres décadas de existencia. El tributo consiste en un CD con 12 temas compuestos para la ocasión usando únicamente máquinas de la marca Nintendo desarrolladas alrededor aquellas fechas. Por si eso no fuera interesante también han decidido compartirlo de forma gratuita con una licencia CC-BY-NC-SA. Se puede escuchar en los enlaces a continuación:
Como es costumbre vamos a hablar de las capacidades sonoras de la máquina. Si no estás familiarizado con la música 8bit puedes leer este articulo que sobre el Commodore 64, en el cual explico con más detalle algunos conceptos básicos de síntesis que van a aparecer continuación:

Sonido de la NES

La consola está diseñada de manera que todo, o casi todo, depende de un único chip construido expresamente para ella: el 2A03. Este chip es responsable tanto de los gráficos como del sonido, el cual tiene cinco voces de polifonía que se explican a continuación:

Pulsos

Los dos primeros canales son pulsos, a los cuales se les puede controlar tres parámetros:

  • La frecuencia, que es responsable de dar las notas musicales.
  • El volumen, fijado en un registro de 16 valores que van desde 0 silencio a 15 máximo.
  • El ciclo de trabajo, fijado en cuatro valores 12.5%, 25%, 50% ó 75%. Al elegir uno u otro se modifica el timbre de manera considerable, aunque a nivel práctico es como si solo existieran tres, pues los correspondientes a 25% y 75% representan a la misma onda pero invertida en amplitud y ambos para nuestro cerebro son el mismo sonido.
Se llama ciclo de trabajo de una señal tipo pulso a la fracción de tiempo que está en modo "encendido"  frente a su duración total, y multiplicado por cien. No solo tiene aplicación en electrónica de señales, si se amplifica mediante unos altavoces nuestros oídos notan una diferencia de timbre, de ahí su uso extendido en música electrónica.
Estos canales son los más configurables y si se usan de manera simple se tiene el típico pitidito de los videojuegos, pero igualmente se pueden programar minuciosamente para intentar otras dinámicas. Para hacerse una idea en el siguiente ejemplo se muestra una  misma melodía tocada cinco veces de distinta forma:
  • Ciclo de trabajo a 50%.
  • Ciclo de trabajo a 25% ( a 75% sonaría igual)
  • Ciclo de trabajo a 12.5%
  • Ciclo de trabajo al 12.5% con envolventes de volumen y vibrato.
  • Ciclo de trabajo al 12.5% con el segundo canal armonizando por terceras, una configuración muy típica del sonido Nintendo.


Triángulo


Otro canal es una onda triangular escalonada en 16 pasos a la que se le puede controlar la frecuencia y ligeramente el volumen. Es capaz de dar una octava más grave que los canales de pulso, por ese motivo se usa frecuentemente para hacer las líneas de bajo. Si has tenido esta consola y te gustaba poner el volumen alto quizás hayas experimentado las vibraciones que producía cuando se acoplaba con el mueble de la televisión.

La onda triangular está implementada de manera escalonada en 16 pasos,
Su sonido es bastante peculiar y muy apreciado por por los amantes de la música NES, la causa son esos 32 saltos por los que la onda pasa por cada repetición completa, y que son a su vez otra onda pero cinco octavas más aguda. Para entendernos se podría decir que este  canal suena como una onda triangular a frecuencia base conjuntamente con otra más tenue a una frecuencia parecida al zumbido de un mosquito. En el siguiente ejemplo se muestran un par de líneas de bajo y una emulación de sonido de flauta con vibrato.



Ruido


Al igual que la mayoría de los chips de sonido de la época también hay un canal de ruido, en el caso que nos ocupa esta implementado con dos valores ajustables que son el volumen y 16 tipos distintos de "frecuencias". A veces es usado para crear efectos de sonido tipo espadas y explosiones, pero lo más habitual es escucharlo en percusiones. En el ejemplo se muestra un barrido por las distintos "frecuencias" y posteriormente un ejemplo de percusión.



DPCM


El quinto canal es capaz de reproducir cualquier tipo de sonido, siempre que no sobrepase las limitaciones propias de la máquina. Estos se guardan mediante el algoritmo DPCM, cuyas siglas corresponden al inglés de Modulación por Impulsos Diferenciales Codificados. En concreto la NES usa un DPCM de un bit, conocido como tipo Delta-DPCM. Este sistema es capaz de reconstruir una forma de onda de manera bastante curiosa: como si se estuvieran subiendo o bajando escalones. Esto quiere decir que cada muestra es un "escalón" más alto que la anterior si el valor es 1, o bien un "escalón" más bajo si es un 0.

Cualquier conjunto de bits se puede interpretar como un Delta-DPCM, dando como resultado una forma de onda. Cada muestra está siempre relacionada con la anterior por un incremento fijo y positivo si es 1,  o el mismo pero negativo si es 0.
Aunque este sistema en teoría es capaz de reproducir cualquier sonido con calidad aceptable habría que usar una resolución elevada tanto de amplitud como de frecuencia, eso se traduciría en muchísimos mini-escalones por unidad de tiempo, de manera que la onda sea continua para la escala de audición humana (de ahí justo que se llame de impulsos diferenciales) . Pero como la NES tiene sus límites de memoria aparecen tres problemas principalmente: muestras de corta duración, incapacidad de reproducir las altas frecuencias relacionadas con los cambios muy bruscos en la forma de onda y ruido de fondo debido a los escalones que son bastante "altos".

Estas limitaciones le dan un sonido característico parecido a una radio antigua que de nuevo es apreciado por los los entusiastas de la consola. Otro dato curioso de la modulación tipo Delta es que no puede almacenar silencios, ya que seria el equivalente a ir subiendo y bajando escalones alternativamente, y eso da como resultado una onda cuadrada.

Los juegos que salieron durante los primeros años lo usaron bastante poco, pero posteriormente fue adquiriendo importancia para reproducir bajos contundentes y sintetizadores, dándole otra dimensión al sonido.

Para hacerse una idea de las capacidades de este canal en el siguiente ejemplo se escucha una muestra a calidad normal y posteriormente la misma muestra codificada con el algoritmo Delta-DPCM tal como lo implementó Nintendo.



Volviendo a la onda triangular dijimos que su volumen se podía controlar, y esto es consecuencia de que tal como está diseñada depende del registro de canal DPCM. Modificando intencionadamente su valor se puede conseguir un máximo volumen que equivaldría a 0 hasta llegar al valor 127 donde suena bastante más baja. Usar esta característica fue y es común, por poner un ejemplo la canción del Super Mario Bros lo tiene fijado a 48.

Ejemplo: Música de Super Mario Bros 1


Si se tuviera que elegir la canción más famosa del mundo de los videojuegos pocos dudarían en señalar el Ground Theme de Super Mario Bros 1 de NES. Esta joyita compuesta por Koji Kondo no solo es curiosa por el hecho de moverse a un ritmo latino-africano, sino que además mantiene los timbres totalmente limpios, esto último viene bastante a propósito para entender el sonido Nintendo. En el audio se han separado por canales y se ha añadido ruido para diferenciar los distintos fragmentos, que son:

  • Pulso 1: Melodía aguda hecha el puso sin ningún adorno o modulación efecto salvo el staccato, esto quiere decir que las notas no se dejan sonar sino que se silencian rápidamente. Este canal correspondería a lo que generalmente se tararea.
  • Pulso 2: Igualmente mantiene el staccato y la ausencia de efectos. Este canal armoniza al anterior y van casi siempre a la par durante todo el tema.
  • Triángulo: El triangulo desempeña un doble papel, hace tanto de bajo como de tercera nota para dar acordes junto a los pulsos.
  • Ruido: El ruido se ha usado para la percusión, y aunque a secas el patrón puede parecer simple la canción entera está muy sincopada, eso quiere decir no suena a la vez que los pulsos, lo que le da complejidad  y la hace mas bailable.
  • Los cuatro canales a la vez. Notar que es este juego no usa el DPCM al igual que los de la primera época.


Extensiones


Hasta ahora hemos hablado de la NES tal cual, pero el análisis estaría incompleto sin mencionar que a lo largo de los años se fueron desarrollando varias extensiones que consistían en incluir chips adicionales el interior de los cartuchos de juegos. De ese modo se conseguían ampliar tanto las capacidades gráficas como las sonoras, añadiendo más canales de sonido de características unas más y otras menos similares a las ya existentes. Enumerarlas puede resultar un poco pesado,  aunque todas tienen sus peculiaridades. La lista completa se puede leer aquí.


Lagrange Point es el único juego de NES que hace uso  de un chip de síntesis FM  incluido en la extensión vrc7. Se puede escuchar la banda sonora aquí.

Sin embargo si que merece la pena pararse en una de ellas, la vrc7. Diseñada por una mítica compañía conocida por otros éxitos como el 'código Konami'. Esta extensión incorpora un chip de síntesis FM fabricado por otra grande: Yamaha. Como una de las prioridades de los desarrolladores fue reducir los costes de producción escogieron el chip más barato que solo tiene dos osciladores y una capacidad muy limitada para crear sonidos propios, de hecho todos vienen implementados de fábrica salvo uno que es programable. Recomiendo leer este artículo que escribí precisamente sobre eso: FM y Yamaha. Los dos primeros temas del disco tributo usan esta extensión.

Software para componer música 

Famitracker


Famitracker es el programa dedicado a NES por excelencia, funciona sobre Windows o en Linux/Mac bajo Wine. Es capaz de controlar todos los registros del chip de manera intuitiva y el resultado se puede exportar para ser escuchado a través de la consola original. Tiene soporte para las extensiones más comunes, incluida la vrc7. En su web hay un foro muy activo en ingles.

Merece la pena hacer mención especial a una herramienta muy útil que es el NsfImporter, el cual permite cargar cualquier archivo de música original de la NES en el Famitracker para ver como está compuesto, lo cual es bastante didáctico y permite aprender los trucos usaban los compositores de la música original. Muchas de estas bandas sonoras se encuentran disponibles para descarga en zophar.net

Deflemask Tracker


Deflemask es un programa que maneja la NES con excelencia, funciona sobre Windows, Linux o Mac. Es capaz de controlar todos los registros del chip de manera intuitiva y el resultado se puede exportar para ser escuchado a través de la consola original. Vale he hecho casi un copy/paste.

En realidad decidirse por uno o otro es cuestión de gustos. Empezar con Deflemask quizás tiene la ventaja de que una vez  aprendido podrás hacer música también para otros sistemas como Sega Megadrive, Sega Master System, Game Boy, Teléfonos Móviles, Commodore 64..., de hecho es la tercera vez que hablo de este software en es te blog, ya lo hice en FM y en Commodore64.


NTQR


Otra opción es usar directamente la NES. NTQR de Neil Baldwin. Es uno de los trackers que corre nativamente y creo que el más usado. Aparte de el plus que es usar la máquina original también tiene una ventaja grande y es que como se controla con un gamepad se puede cargar en un emulador en consolas portátiles tipo PSP, GP32 o Dingo,  y así poder componer música en cualquier lugar.

3 comentarios:

  1. Este artículo tiene toda la información que estaba buscando, genialmente explicado. Muchas gracias :)
    Es increíble lo que podían hacer algunos compositores con tan pocos medios. Megaman, Ducktales, Batman... bandas sonoras geniales :)

    ResponderEliminar