Äänitekniikan kehitys

Nykyaikaisissa elektronisissa flippereissä on mukana tarkasti peliin suunniteltu äänimaisema musiikkeineen ja efekteineen. Peli neuvoo ja kommentoi pelaajan toimia myös puhumalla. Mutta eivät vanhojen EM-koneidenkaan äänet pelkkään releiden raksutukseen ja pallojen kolisteluun jääneet. Katsotaanpa hieman miten flipperien äänet ovat vuosien varrella kehittyneet.

Jo vuonna 1933 saatiin flipperistä ääniefekti, kun Harry Williamsin Contact-pelissä oli kello, jota monttuun menevä pallo kilautti. Ottaen huomioon että tämä oli myös ensimmäinen kone, jossa yleensäkään oli sähköinen palloa liikuttava laite, oli Contact melkoisen edistyksellinen peli! Kun sähkömekaaniset pistelaskurit tekivät tuloaan, oli laskurin koneistossa usein vipu, joka löi kelloa pisteiden tahdissa. Nopeasti vakiintui kahden kellon systeemi, jossa 10.000 pistettä heläytti yhtä kelloa ja 100.000 pistettä toista. Toki myös tuttu knocker oli jo tuolloin mukana lyömässä vapaapelien tullessa meidän kaikkien tuntemamme palkitsevan kolautuksen pelin kylkeen.


Vasen kela on knocker, oikeanpuoleinen kilauttaa kelloa.

1960-luvulla vaihtuvilla valoilla näytetyt pisteet olivat kehittyneet pyöriviksi numerokiekoiksi, ja myös pisteiden inflaatiota oli jarrutettu poistamalla turhia nollia tuloksen lopusta. Numerokiekkojen pyörimistä alkoi säestää kolmiääninen kellopeli, jossa solenoidi napauttaa muovipäisellä vasaralla metallikieleen aikaansaaden korviahiveleviä säveliä. Matalin ääni yleensä oli 1 pisteen kiekolla, keskimmäinen 10 pisteellä ja korkein 100 pisteellä. Ihan kaikissa koneissa ei tällaista kolmisointukelloa ollut vaan yhden äänen katsottiin riittävän. Ballyn 1960-luvun alkupuolen flippereissä sai yhden kellon plugia siirtämällä valita mikä numerokiekko sitä soitteli. Näinä flipperien kulta-aikoina 1960-1970 -luvuilla, kun oli vielä oikeita pelihalleja, meteli ja sitä kautta myös tunnelma oli melkoinen kun pari, kolmekymmentä flipperiä samassa tilassa heläytteli kellojaan.


Kolmiääninen kellopeli hieman rakeisessa kuvassa.

Mekaanisen flipperin kellopelin ääninäyte (83 kB)

Ensimmäisissä elektronisissa koneissa oli myös samanlainen kellopeli. Nyt tosin kellojen kilinää ei enää säestänyt releiden raksutus, joskin Williamsin parissa ensimmäisessä elektronisessa flipperissä oli taulun sisällä yllätys - yksinäinen numerokiekko, joka ei edes näkynyt pelaajalle! Pelättiin että pelaajat vieroksuvat flipperiä, josta ei kuulu pisteiden raksutusta, mutta näin ei kuitenkaan sitten käynyt ja niinpä tuo ääniefektikiekko jäi lyhytikäiseksi kuriositeetiksi. Mekaanisessa kellopelissä oli yksi ongelma: sen äänenvoimakkuutta ei voinut säätää. Jotkut operaattorit virittelivät erilaisia vaimennuskonsteja kun pelistä haluttiin hiljaisempi, monet yksinkertaisesti poistivat kellot toiminnasta, jolloin pelistä tuli pelaajien harmiksi (mutta usein sijoituspaikan pitäjän iloksi) tietysti täysin mykkä.

Koska elektroniikka oli korvannut jo mekaaniset pistelaskurit ja releet, ei tietenkään kestänyt kauaa kun myös kellot korvattiin elektroniikalla. Gottliebin System 1 -koneissa otettiin Close Encounters -flipperin myötä käyttöön 'uusi avaruusajan ääni', kuten esitteessä hienosti kehuttiin. Tämä avaruusajan ääni koostui kolmesta kanttiaaltoa tuottavasta 555-oskillaattorista ja parin watin LM380 vahvistinpiirista, jotka saivat pelin pohjaan kiinnitetystä 5" kaiuttimesta tulvimaan jos ei niin kaunista mutta ainakin uudenlaista ääntä. Periaate oli sama kuin ennenkin, 10 pistettä tuotti korkean piippauksen, 100 pistettä keskikorkean ja 1000 pistettä matalan töräytyksen. Koska äänenvoimakkuus oli nyt säädettävissä, päästiin yleensä jonkinlaiseen kompromissiratkaisuun metelin määrässä. Kolmella äänellä ja silloisten pelien vaatimattomalla muistikapasiteetilla ei vielä juuri musiikia soiteltu, yksinkertainen muutaman nuotin sävelmä kuului kun koneeseen syötettiin raha tai kun starttinappia painettiin. Bally ja Williams hyppäsivät tämän yksinkertaisen äänikorttivaiheen yli ja aloittivat suoraan hieman paremmalla systeemillä. Ballyn kortti tuotti kauniimpaa aaltomuotoa terävän kanttiaallon sijasta ja osasi tehdä pehmeästi vaimenevia nuotteja, jotka muistuttivat enemmän kellojen kilinää. Williamsin kortilta sai kelloja muistuttavia ääniä, tai kytkintä kääntämällä aika monipuolisia vinkaisuja, 'avaruusääniä' ja efektejä.

Vanhan Ballyn ääniä (53 kB)


Pian äänitekniikkaa mullistamaan tuli mikroprosessori. Gottliebin System 1 koneissa oli Totemista alkaen 6504-prosessorin ohjaama äänikortti, joka 8 bitin D/A muuntimen avulla pystyi tuottamaan eri aaltomuotoja, moniäänistä musiikkia ja kohinaa. Näissäkin korteissa pystyi kytkintä kääntämällä valitsemaan kahdesta erilaisesta äänisarjasta. Toki Williams tuli pian perässä, lisäten omaan mikroprosessoriäänikorttiinsa käänteentekevän uutuuden. Se oli MC3417 CVSD-piiri, eräänlainen D/A muunnin, joka kuitenkin tuottaa ääntä vähemmällä bittimäärällä kuin suora D/A muunnos, mikä oli tärkeää koska muistia ei vielä ollut käytössä kuin muutamia kilotavuja. CVSD:llä saatiin tuotettua varsin mekaaniselta kuulostavaa, mutta kuitenkin ymmärrettävää puhetta. Gorgar oli ensimmäinen flipperi, joka puhui pelaajalle. Sen sanavarasto oli pieni, vain seitsemän sanaa, mutta niistä saatiin jo muodostettua useita lausahduksia sopivasti yhdistelemällä eri tilanteissa. Bally toteutti omat ensimmäiset puhuvat Squawk & Talk äänikorttinsa hieman eri tekniikalla, Texas Instrumentsin TMS5200-piirillä, joka on pelkästään puhesynteesiin suunniteltu nykyään jo unohtunut laite. TMS5200:n etu oli vielä CVSD:täkin pienempi muistinkulutus ja hieman selkeämpi puhe, mutta siinä missä Williamsin kortti pystyi CVSD:llä tekemään erilaisia ääniefektejä, sai Texasin piiristä pelkkää puhetta. Mielenkiintoinen yksityiskohta on Ballyn Centaur, jossa äänikorttiin oli lisätty 'Say It Again' moduuli, eli analogiseen kaikupiiriin perustuva kortti, jolla puheeseen saatiin dramaattinen kaiku. Muistamisen arvoinen on myös Ballyn Xenon, ensimmäinen naisen äänellä puhuva flipperi.

Gorgar puhuu!(56 kB)


Prosessoritekniikan kehittyessä ja muistien hinnan laskiessa ovat äänikortit edelleen kehittyneet. Hieman ennen Ballyn ja Williamsin fuusiota kehitti Bally uuden äänikortin, jossa nyt jo 32-bittisen 68000 prosessorin avulla soiteltiin musiikkia ja hienoja äänia - toki myös puhetta. Williams pysyi 8-bittisessä 6809 prosessorissa ja valitsi musiikin tekemiseen vanhoista PC:n FM-äänikorteista tutun OPL2-piirin. Williamsin ja Ballyn yhdistyttyä jäi tämä Williamsin tekniikka käyttöön. Musiikki tehtiin OPL2:lla, puhe CVSD:llä ja muita ääniä 8 bitin D/A muuntimella. Näin saatiin oikeastaan aika mukavalta kuulostavaa ääntä, varsinkin kun osa musiikista saatiin D/A muuntimelta samplatyistä instrumenttien äänistä, OPL2 kun on tunnetusti aika onneton esimerkiksi rumpujen soitteluun. Tämä äänikortti oli käytössä pitkään, kunnes sen syrjäytti Analog Devices:in ADSP2105 DSP prosessoriin perustuva DCS (Digital Compressed Sound) äänikortti vuonna 1993. Twilight Zone piti olla ensimmäinen DCS-ääniä käyttävä peli, ja itse asiassa kaikki äänet oli jo tehty valmiiksi DCS:ää varten mutta DCS kortin kehittäminen viivästyi sen verran että äänet tehtiin uusiksi CVSD-korttia varten, joka sitten oli tuotantomallissa. OPL2 ja CVSD jätettiin nyt pois ja kaikki äänet tuotetaan hieman MP3-tekniikan kaltaisesti pakatuista sampleista. DSP ehtii reaaliajassa hoitaa pakkauksen purun, ääni muodostuu 16 bitin D/A muuntimessa 32 kHz näytteenottotaajuudella eli on siis lähes CD levyn tasoista. DCS pystyy tuottamaan 4-6 eri ääntä yhtäaikaa.


CVSD/OPL2 ääninäyte (68 kB)


DCS ääninäyte (156 kB)

Ballyn ja Williamsin äänikortit ovat kaikki olleet monoversioita. Data East, myöhemmin Sega, nykyään Stern, on kuitenkin kunnostautunut rakentamalla flippereihinsä stereoäänen. Ensimmäinen DE:n stereopeli oli Secret Service, jossa oli D/A muuntimeen ja OPL2:een perustuva äänikortti. Valitettavasti kuitenkaan DE:n äänisuunnitteluosasto eivät olleet aivan Williamsin tasolla ja stereoäänestä ei ollut paljoa iloa koska itse äänet olivat aika onnettoman tasoisia, joissain peleissä jopa rasittavia. Sega kehitti BSMT2000-äänikortin, jonka periaate on hieman DCS:n tapaan äänten säilöminen pakattuna ja purku reaaliajassa. BSMT:n taajuusalue ja äänenlaatu jäävät pahasti DCS:stä jälkeen, samoinkuin valitettavasti jälleen muukin äänisuunnittelu.

Takaisin