JPH0651775A - マルチ効果音発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 限られた音声発生チャンネルを有効に活用し
てより多くの効果音を発生する方法を得る。 【構成】 既存のチャンネル数よりも多くのチャンネル
があたかも存在するような仮想トラックの考え方を用い
る。効果音を入れるときは、適時仮想トラックから実際
のトラックに効果音の音声データを上書きし、一時的に
効果音用に変える。上書き処理を中止すると、元の音楽
用のチャンネルとして復帰する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内蔵の音声発生装置で
音楽、効果音を発生させるコンピュータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、音声発生装置内蔵のコンピュータ
装置は、各種情報通信システムの端末機やゲーム機等に
広く用いられている。ＣＰＵとプログラマブルサウンド
ジェネレータ（以下、ＰＳＧと表記する）を内蔵したコ
ンピュータ装置の例によって説明する。

【０００３】ＰＳＧはプログラミングすることによって
音楽や効果音を発生させることのできる音声発生装置で
ある。ＰＳＧの全機能はＰＳＧ部レジスタにデータを書
き込むことによって制御される。すなわちレジスタの内
容に従って発音されるのである。

【０００４】この例ではＰＳＧの音源に波形メモリ方式
を採用し、各チャンネルごとに波形レジスタ（５ｂｉｔ
×３２ｗｏｒｄで一周期分の波形を形成）の内容に従っ
て波形を発生する。

【０００５】ノイズ発生器は疑似ランダム波形を発生
し、リズム音、効果音の発生に応用することが出来る。
さらに、周波数変調用の低周波発振器を備え、チャンネ
ル２の波形データを利用してチャンネル１の音の周波数
変調を行うことができる。

【０００６】図２はＰＳＧ部レジスタを示す。このよう
なレジスタが各チャンネルごとに用意されている。レジ
スタアドレスはＡ０〜Ａ３とレジスタＲ０により選択さ
れる。ただし、レジスタＲ０，Ｒ１，Ｒ８，Ｒ９はＡ０
〜Ａ３のみでアドレスされる。

【０００７】レジスタＲ２〜Ｒ７はＲ０に書き込まれた
チャンネルデータとＡ０〜Ａ３によりアドレスされる。
Ａ０〜Ａ３の値とレジスタの関係を図３に示す。ここで
Ａ０をＬＳＢ、Ａ３をＭＳＢとする。ＰＳＧに内蔵され
る全レジスタは図４のようになっている。以下、各レジ
スタについて説明する。

【０００８】Ｒ０はチャンネル選択レジスタとしてアド
レスの一部として機能する。各チャンネルごとのレジス
タＲ２〜Ｒ７をアドレスする際に、Ｒ０にチャンネルア
ドレスをセット後にＡ０〜Ａ３でＲ２〜Ｒ７を指定す
る。Ｒ０のレジスタ構造は図５のようになっており、デ
ータ部は下位３ｂｉｔを使用する。

【０００９】Ｒ０へのセット値と各ｃｈの関係は図６に
示すようになっている。例えば、ｃｈ３のＲ２を指定し
たい場合はＲ０に「２」をセットし、Ａ０〜Ａ３を
「２」にする事でアドレス指定される。

【００１０】Ｒ１はメイン音量レジスタで、各チャンネ
ルの音をミックスした後の全体音の振幅レベルを制御す
る。Ｒ１レジスタを図７に示す。ＬＭＡＬは左側出力
（ＬＯＵＴ）振幅レベルを、ＲＭＡＬは右側出力（ＲＯ
ＵＴ）振幅レベルを調整する。ＬＭＡＬ，ＲＭＡＬとも
に４ｂｉｔデータで、各々「Ｆ」をセットしたときが最
大音量となる。レジスタ値が１減少するごとに出力は３
ｄＢずつ低下する。

【００１１】Ｒ２は周波数微調レジスタで図８に示すよ
うな構造をもち、Ｒ３と合わせて出力周波数を決定す
る。

【００１２】Ｒ３は周波数粗調レジスタで図９に示すよ
うな構造をもち、下位４ｂｉｔが周波数粗調データとな
り、Ｒ２と合わせて出力周波数を決定する。

【００１３】Ｒ４はチャンネルＯＮ、ダイレクトＤ／
Ａ、チャンネル音量レジスタで、図１０のような構造を
もち、最上位ｂｉｔがそのチャンネルの音の出力制御と
波形レジスタへの書き込み制御、上位から２ｂｉｔめが
ダイレクトＤ／Ａの制御に関する。

【００１４】最上位ビットが「１」のときそのチャンネ
ルの音が出力（ミキシング）される。このビットが
「０」となると出力音はオフされるとともに波形レジス
タＲ６屁のデータ書き込みが可能となる。

【００１５】最上位から２ビット目においてダイレクト
Ｄ／Ａモードの制御を行う。このビットが「１」になる
と波形レジスタのアドレスカウンタをリセットするとと
もにデータ信号をダイレクトにＤ／Ａ変換器に送るモー
ドになる。この２ビットの組み合わせによる動作を図１
１に示す。

【００１６】下位の５ｂｉｔはそのチャンネルの音の出
力レベルの制御を行うレジスタである。このレジスタに
「１Ｆ」をセットすると最大出力が得られ、値が１減少
するごとに出力は３ｄＢずつ減少する。

【００１７】Ｒ５はＬＲ音量レジスタで図１２のような
構造をもち、チャンネル音の左右の振り分けを決定する
レジスタである。ＬＡＬは左側出力の振幅レベルを制御
し、ＲＡＬは右側出力の振幅レベルを制御する。ＬＡ
Ｌ，ＲＡＬともに４ｂｉｔデータで、各々「Ｆ］のとき
最大音量となり、値が１減少するごとに出力は３ｄＢず
つ減少する。

【００１８】Ｒ６は波形レジスタで図１３のような構造
をもち、波形を記憶する。１チャンネル当たり５ｂｉｔ
／ｗｏｒｄデータで３２ワード分内蔵され、３２ワード
全体で波形の１周期分を構成する。レジスタと波形振幅
の関係を図１４に示す。

【００１９】Ｒ７はノイズイネーブル、ノイズ周波数レ
ジスタで図１５のような構造をもつ。最上位ビットでノ
イズ音と楽音の切換えを制御する。最上位ビットの
「１」でノイズ音がイネーブルとなり、楽音は出力され
なくなる。

【００２０】下位５ビットはノイズ周波数の制御レジス
タで、ノイズ発生器に入力するクロック信号を制御す
る。データ「０」が低音側で「Ｆ」が高音側である。

【００２１】Ｒ８は低周波発信器周波数レジスタで図１
６のような構造をもち、周波数変調制御用低周波発振器
（ＬＦＯ）の周波数を制御する。ＬＦＯ使用時はチャン
ネル２（ｃｈ２）の楽音用周波数カウンタとつないで低
周波発振器を構成する。このＲ８のレジスタとｃｈ２の
Ｒ２とＲ３でＬＦＯの周波数を制御し、このＬＦＯの周
波数に従ってｃｈ２の波形データのアドレス速度を制御
する。

【００２２】Ｒ９はＬＦＯ制御レジスタで図１７のよう
な構造をもつ。ＬＦ ＴＲＧへの書き込みによりＬＦＯ
がリセットされ、初期状態に戻る。このときチャンネル
２の波形レジスタのアドレス「０」の内容が周波数変調
データとして出力された状態で変調ストップとなる。Ｌ
Ｆ ＴＲＧへの「０」の書き込みでＬＦＯ周波数での変
調再スタートとなる。

【００２３】レジスタの下位２ビットデータＬＦ ＣＴ
ＬでＬＦＯを用いた周波数変調の変調度を制御する。Ｌ
ＦＯ周波数により書かれたチャンネル２（ｃｈ２）の波
形レジスタのデータを使用し、チャンネル１（ｃｈ１）
の音の周波数としてｃｈ１の音の周波数変調を行う。

【００２４】ｃｈ２の波形データ値をｃｈ１の周波数レ
ジスタ値に加算、減算を行い、ｃｈ１の音の周波数変調
を行う。このとき、ｃｈ２の波形データの最上位ビット
は符号ビットとなり、「１」が加算、「０」が減算とな
る。図１８はＬＦＯと周波数変調の関係を示す図であ
る。

【００２５】音楽発生チャンネルは、上記の波形発生
器、音楽発生器、矩形発生器から成り立っている。例え
ば上記の８ビットマイクロプロセッサでは、音楽発生器
は６チャンネル用意され、この６チャンネルを用いて楽
音を発生させ、一つの音楽を構成している。６チャンネ
ルのうちの２をノイズ発生器で作られたリズム音ないし
効果音と楽音が共有し、楽音とノイズ音との発生の切り
換えで対応している。

【００２６】また低周波発振器は６チャンネルのうちの
１の楽音用の波形データを変調して効果音、ビブラート
を発生させている。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、６チャ
ンネル程度の音楽発生器を用いて音声を発生させている
場合、効果音は切り換えにより楽音と共用している２つ
の音楽発生チャンネル、低周波発振器で楽音用波形デー
タの変調が可能な１つの音楽発生チャンネルを通じて出
力されている。

【００２８】一般的に効果音発生チャンネルは音楽発生
チャンネルより数が少なく設定されている。上記の場合
も、楽音と共有し、かつ数少ないチャンネルで効果音を
得ている。そのため、迫力のある効果音を作り出すこと
は不可能である。

【００２９】楽音と切り換えにより共有しているチャン
ネルから効果音が発生されている間、楽音の出力は停止
する。低周波発振器による変調では得られる効果音の最
大出力もかなり抑制されてしまう。

【００３０】逆に、音楽発生チャンネルをはじめから効
果音用に解放すると、音楽を構成する楽音数が不足し、
深みのある音楽が作れなくなる。

【００３１】現在のコンピュータゲーム装置では、情報
の表現方法に複雑化、高度化が求められており、多種、
多数の効果音の発生方法が必要となっている。本発明
は、限られた音声発生チャンネルを有効に活用してより
多くの効果音を発生する方法を得て、豊富な音を得るこ
とを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、既存のチャンネル数よりも多くのチャ
ンネルがあたかも存在するような仮想トラックの手法を
用いる。

【００３３】本発明の効果音発生方法について、上述の
音楽発生用の６チャンネルの音声発生チャンネルを有す
るＣＰＵとＰＳＧを内蔵した８ビットマイクロプロセッ
サの一例に従って以下に説明する。

【００３４】音楽用の６チャンネルに適時効果音をかぶ
せ、短期間効果音を発生させ、再び元の状態に戻すよう
にする。場合によっては短期間だけでなく長期効果音発
生も可能である。

【００３５】図１に仮想トラックと実際のトラックとの
関係図を示す。実際のトラック７〜１２に仮想トラック
１〜６をそれぞれ割り当てる。

【００３６】実際のトラック７〜１２から音源レジスタ
１〜６に音データが送られると、実際の音楽発生器の各
チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ６）から発生する楽音が音楽
を奏でる。

【００３７】レースでのスタート時のファンファーレ、
自動車の衝突時の爆発音といった効果音を入れたいとき
は、適時仮想トラック１〜６から実際のトラック７〜１
２に効果音の音声データを上書きすると、上書きされた
トラックだけは一時的に上書きした効果音に変わる。上
書き処理を中止すると、元の音楽に戻る。

【００３８】本発明の効果音発生方法を他の例について
説明する。実際のトラック７〜１２を使って音楽を奏で
る。さらに効果音として、仮想トラック５に水の流れる
音（連続音）、仮想トラック３に水車の回る音、仮想ト
ラック２に小鳥のさえずりを割り当てておく。

【００３９】必要に応じてこの効果音を対応する実際の
トラックに上書きすれば、一時的にそのトラックに対応
したチャンネルからの音楽は消え、効果音が発生する。
上書きを中止すれば、再び実際のトラックのデータが復
活し、音楽が流れる。

【００４０】本発明の音発生方法によって音発生装置内
蔵のコンピュータ装置で音を発生させる場合、プログラ
ムされる仮想トラックによる効果音などの上書きによっ
て、演奏される楽曲が途切れないように注意する必要が
ある。

【００４１】効果音により演奏される音楽が途絶えない
ように、作曲内容と、仮想トラックにより実際のどのト
ラックに効果音を上書きするかを工夫してプログラムを
作成すればよい。本発明の効果音発生方法を採用すれ
ば、例えば、６チャンネルがあたかも１２チャンネルで
あるかのようにチャンネルの活用ができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の効果音発生方法によれば、音声
発生チャンネルを効果音用に解放しなくても多種、多数
の迫力ある効果音を発生させることが出来る。従来、楽
曲構成音発生が優先されて、効果音は少ないチャンネル
数での発生を余儀なくされていたが、発音数、音声出力
とも豊かな効果音を発生させることが可能となる。

【００４３】音声発生装置内蔵のコンピュータゲーム装
置は情報の表現方法に複雑化、高度化が求められている
が、本発明の効果音発生方法により、多くの効果音によ
る情報表現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の仮想トラックと実際のトラックとの関
係を示す説明図である。

【図２】ＰＳＧ部レジスタの構成を示す説明図である。

【図３】Ａ０〜Ａ３の値とレジスタの関係を示す説明図
である。

【図４】ＰＳＧに内蔵されているレジスタを表す説明図
である。

【図５】Ｒ０のレジスタの構造を表す説明図である。

【図６】Ｒ０へのセット値と各ｃｈの関係を表す説明図
である。

【図７】Ｒ１のレジスタの構造を表す説明図である。

【図８】Ｒ２のレジスタの構造を表す説明図である。

【図９】Ｒ３のレジスタの構造を表す説明図である。

【図１０】Ｒ４のレジスタの構造を表す説明図である。

【図１１】Ｒ４のレジスタの上位２ビットの組み合わせ
による動作の説明図である。

【図１２】Ｒ５のレジスタの構造を表す説明図である。

【図１３】Ｒ６のレジスタの構造を表す説明図である。

【図１４】レジスタデータと波形振幅との関係を示すグ
ラフである。

【図１５】Ｒ７のレジスタの構造を表す説明図である。

【図１６】Ｒ８のレジスタの構造を表す説明図である。

【図１７】Ｒ９のレジスタの構造を表す説明図である。

【図１８】ＬＦＯと周波数変調の関係を表す説明図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラマブルサウンドジェネレータの
   各チャンネルごとに設定されているレジスタにデータト
   ラックから音データを書き込むことにより発音する発音
   装置付きコンピュータ装置において、前記データトラッ
   クに音データを上書きする仮想データトラックを備えた
   ことを特徴とするマルチ効果音発生装置。