ビブラートのお話

キノコさんのブログで、ヘクター'87のビブラート表現に関する話が盛り上がってるんですが、私も昔はPSGでビブラートを実現するのにえらい苦労したなぁ…というのをふと思い出したので、その頃の事をちょっと書いてみたいと思います。

（以下難しい話なので、わからない人は読み飛ばしてください^^;）

PSGなどで鳴らす音の音程（音階）は、数値で表されていました。　例えば、オクターブ４のラの音だと、MSXの場合は２５３という値でした。　また、（これはパソコンやゲーム機の処理能力が８ビットの時代の話なので今はあまり考えなくても良いんでしょうが）この頃は音程を表すデータが８ビットでは足りず、MSXの場合だと確か１２ビット（上位４ビット＋下位８ビット）といった形で表されていました。
で、どうやってビブラートを実現していたかといいますと、例えば音程を表すデータの現在値に１を加えてもう一度鳴らす→これを３回繰り返す→今度は現在値から１を引いてもう一度鳴らす→これを６回繰り返す→今度は現在値に１を加えてもう一度鳴らす→これを６回繰り返す…といった感じになります。

絵で表すとこんな感じ↓

＋３　　　　┌┐　　　　　　　　　　┌┐
＋２　　　┌┘└┐　　　　　　　　┌┘└┐
＋１　　┌┘　　└┐　　　　　　┌┘　　└┐
＋０――┘　　　　└┐　　　　┌┘　　　　└┐
−１　　　　　　　　└┐　　┌┘　　　　　　└┐
−２　　　　　　　　　└┐┌┘　　　　　　　　└┐
−３　　　　　　　　　　└┘

ここで、問題なのが、値を加えた（もしくは引いた）結果が下位８ビットの値を超えてしまった場合なんですね。　例えば、MSXでオクターブ４のラの音は「上位４ビット＝０、下位８ビット＝２５３」となっています。　しかし、８ビットで表現できる値は０〜２５５なので、下位８ビットに３を加えると、値は２５６…しかし、この値は表現できないので、どうなるかといいますと…０になってしまうんですね。　つまり、全然見当違いの音になってしまうんです。　この場合どうすれば良いかというと、下位８ビットの値が２５６を超えた時点で、上位４ビットの値を１加えるわけです。　この場合、演算結果は「上位４ビット＝１、下位８ビット＝０（上位４ビットの値は２５６倍してから下位ビットに加えるので、実際の値は２５６）」となります。

しかし、更に問題となるのが、「上位４ビットと下位８ビットの値は一度には書き込めない」ということです。　つまり、２５３という値に３を加えるとして、下位ビット→上位ビットの順に書き込んだとすれば、値は「２５３→０→２５６」の順に変わります。　問題は途中に挟まる「０」です。　これは意図した音と全く違う値なので、一瞬だけですが突拍子もない音が鳴ってしまうわけですよ。

というわけで、私が大昔にタイマー割り込みを使ってPSGのビブラートを実現させていた時は、突拍子もない音が鳴らないようにする為にどうしていたのでしょう？？　答えは…「ラの音だけ、鳴らすときにあらかじめ値を少なくしておく」でした。(^^;)　つまり、２５３に３を加えると２５６となって上位ビットに影響が出るけど、２５２だったら３を加えても２５５となって上位ビットに影響が無いので大丈夫、というわけです。　しかし、元の値を変えるということは、音程が微妙に狂ってしまうわけで…耳のいい友人に聴かせたところ、「ラの音が気持ち悪い」と云われてしまいました。　流石ですね…(^^;)

ちなみに、昔のゲームミュージックを聴いていると、ビブラートを使っている曲はやはりこの問題を持っていたようで、特定の音だけビブラートが濁って聴こえたりします。　しかし、流石に市販のゲームではこのあたりも考えて作っているようで、音ができるだけ濁らないように工夫してあるようです。　今度昔のゲームミュージックを聴くときは、こういう部分に注目してみると面白い…かも。