mieki256's diary

実験に使う、モノラル、16bit、サンプリングレート1920Hzのwavは、Audacity 2.2.2 を使って用意しした。

_「Audacity」無料の音声編集ソフト - 窓の杜

操作手順は以下。

• Audacity で wav を開いて、左下の Project Rate (Hz) を 1920 に変更。
• トラック → リサンプリング → 1920 を指定して変換。
• 正規化する。エフェクト → Built-in → 正規化、を選び、最大振幅を正規化 = -1.0dbに。
• サンプル数が 32 の倍数になってないと後処理時に都合が悪いので、そのあたりは揃える。
• A. 不要な部分を選択して Deleteキーを叩いて削除して合わせてもいいし…。
• B. 必要な分を無音トラックを作って Mix してもいい。トラック → 新しく追加 → モノラルトラック、でトラックを追加後、ジェネレーター → Built-in → 無音 → 必要なサンプル数を入力して無音トラックを作ってから、全選択(Ctrl+A) → トラック → Mix → ミックスして作成。
• wavとして保存し直す。ファイル → Export → オーディオの書き出し → 保存wavファイル名を打ち込んで保存。

今回は、以下の4種類の wav を用意した。


_hello_1920hz_992sample.wav


_crt_hey_1920hz_672sample.wav


_crt_ooo_1920hz_512sample.wav


_ohit_mono_1920hz_960sample.wav

Pythonスクリプトで、wav を32ポイントずつ分割して、音量4bitにしたバイト列データをテキスト出力。

動作環境・利用モジュールは、Windows10 x64 + Python 2.7.15 + Pydub 0.23.0 + Numpy 1.15.4。

使用スクリプトは以下。

_dump_divide_32sample.py

waveファイル名を指定して実行。

> python dump_divide_32sample.py crt_hey_1920hz_672sample.wav > temp.txt

Luaスクリプトに貼り付けられるテキストが得られる。

-- Input file : crt_hey_1920hz_672sample.wav
-- Channel : 1
-- Sampling rate : 1920 Hz
-- Duration : 350.000000 msec
-- Sample length : 672 point
-- N : 21
pcmtbl={
 "88787777878888776776988978667599",
 "896855969a884684ab9937829c9916c3",
 "7b8a12bca60af4586bb04ca9815ea772",
 "5d97935b58c57738b986556c87a35a48",
 "c786656c78c468389a96835b59b79666",
 "5b78b477498a96945a5ab795566b88a4",
 "67499995765a79a576598996756a78a5",
 "77599895577a97855979b5674ab79438",
 "8bb4555cb7834b9aa3497bc4575bc575",
 "4bb7843ab8943aa9a3399aa4388aa448",
 "8aa448999449a8844ab7755bb5567bb3",
 "489a834bb7468ba549b7658a845aa747",
 "a9757a945aa748b76699559a758a747b",
 "8569847a8679758a7589649a669946a9",
 "57985896797688669868866886896688",
 "67977976896697797689669878768867",
 "87897788787698788689678788787788",
 "67768878878878777788787788787777",
 "87887787787777778788777788777777",
 "77777777777777777777777777777777",
 "77777777777777777777777777777777",
}

TIC-80上で再生。ソースとticファイルは以下。

_pcmtest.lua
_pcmtest_20181212.zip

SFXエディタを開いて、以下のような設定にしておく。SFX ID 1番目の wave 設定を、8〜15まで順々に切り替えて、かつ、ループするように設定。


音階 B-2 を鳴らしても本来の60Hzから微妙にずれてるので、気休めかもしれないけどpitch設定も少しずらして、かつ、ループするようにしておく。


で。一応、以下のような動作になったのだけど…。

_pcmtest.tic.html

• ブラウザ上で実行できます。
• Z、X、C、Vキーのどれかを押せば再生されます。

しかし、実に酷い音。元々のwavと聞き比べると、なんじゃこりゃ状態。

wavの段階では、サンプリングレート1920Hzのアレな音とは言え、それでもまだなんとか聞き取れなくもないけれど。TIC-80上で鳴らすと、もはや何を言ってるのかさっぱり分からん…。TIC-80が「ベラボー」「ミッソ」と喋ったらちょっと面白いかなと思ったけれど、現時点では正直かなり厳しいなと。

再生時に読み取ってるはずの波形メモリと、書き換えてる最中の波形メモリが一緒だとノイズが入ったりするのかなと想像して、一番最初の書き換え時はともかく、その後は読み出しと書き換えの波形メモリをずらすようにしてみたのだけど、全く効果が無く。

まあ、ハードウェアで処理する場合なら、そういう対策が有効だったりする時もあるけれど、この場合ソフトウェアで実現してるソレだから、そういうアレコレでノイズの有無が変わるわけでもないのだろう…。

公式サイトのPlayページを眺めていたら、以下のプログラムがPCM再生を試していた。

_Play BASIC PCM @ 1.92 KHZ in TIC-80

ソースを眺めたけれど、以下の部分がよく分からない…。

 poke(0xFF9C,60)
 for i=0,32 do
  poke4(0x1FF3B+i,peek4(baseAddr+i+((t%length)*33)))
 end

ただ、 _RAM - nesbox/TIC-80 Wiki を眺めているうちに、なんとなく分かってきた。

• poke(0xFF9C, 60) は、SOUND REGISTER の周波数を設定してる。この場合は 60Hz を指定してる。はず。たぶん。
• poke() は1byteを書き換えて、poke4() は 4bit を書き換える。
• poke4()に渡すアドレスは、poke()で使うアドレスを2倍したものになる。つまり、0x1FF3B の指定は、本来のアドレスなら 0xFF9D * 2 + 1 を指定してる。この場合、SOUND REGISTER の volume値のあたりから書き換え始めている、ような気がする。
• volume の次のアドレスからは、波形を記録する領域になっていたらしい。音量4bit が 32個、つまり 16byte が並ぶ。

件のソースは 0〜32 の値でループしていて、「波形を書き換えるつもりなら、32個 ―― 0〜31 のループになるはずなのに変だな」と思ったけれど、この場合は、4bit の volume値 + 32個の波形データを書き換えているから、33回のループになっているのだろう…。

仕組みが分かったので、同じ方法で自分も鳴らしてみた。

_ブラウザ上で実行 : pcmtest2.tic.html
_ソース : pcmtest2.lua
_ticファイル : pcmtest2_20181212.zip

波形メモリを書き換えていくソレと比べて、音質はほとんど変わらなかった…。現状の TIC-80 では、これが限界なのかもしれない…。

一部ループ処理がバグってたのと、データを文字列で持ったほうがソースが短くなりそうだったので、修正して再アップロードしておいた。しかし、音質はさほど変わらず。