HI-TECH C 용 BGM 라이브러리 만들기 #2 - 소리가 날까?

MML이 뭔지 아시죠?

Music Macro Language 인데요. 음악을 표현하는 언어(?) 정도로 생각하시면 되겠습니다.

BASIC의 PLAY 명령에서 사용되는 문법이 대표적인 MML이라고 보시면 되겠습니다.

더 궁금하시면 wiki 문서를 찾아보셔요~ ㅎ.ㅎ

https://en.wikipedia.org/wiki/Music_Macro_Language

아래는 MSX-MUSIC BASIC 매뉴얼에 나오는 샘플곡입니다.

채널 2개로 출력하는 프로그램이네요.

OPLL 악기 설정만 빼면, 일반 PSG용 MML과 같은 구조로 되어있습니다.

요걸 C 코드로 옮기면 아래처럼 됩니다.

BASIC 코드와 C 코드의 MML 문자열이 똑같은걸 볼수가 있지요?

"BASIC에서 PLAY 코딩하던 것처럼 배경음악을 만들 수 있다"를 기억하시면 되겠습니다~

xxx_enqueue()가 모두 끝나면, xxx_play()로 배경음악을 시작하고 xxx_stop()으로 멈출 수 있습니다.

음악이 재생완료되었는지는, xxx_get_stat() 함수로 상태확인이 가능합니다.

위의 코드에서는 음악 연주를 가만히 기다리고 있으면 심심하니까,

놀고있는 PSG 채널로 짧은 효과음을 출력해봅니다.

shot() 함수는 아래처럼 구현되어있습니다.

총알소리에 쓰인 MML에 Z 명령어가 보이시죠?

요건 BASIC MML에서는 없던건데, PSG 노이즈 주파수 설정하는 용도로 사용됩니다.

참고하셔요.

실행하면 아래처럼 현재 버퍼 상태를 확인할 수 있구요.

스페이스 키 누르면 총소리가 나게됩니다~ ㅎ.ㅎ

PSG 두개 채널은 배경음악 용, 나머지 한개 채널은 총소리 출력으로 사용됩니다.

그럼 이번엔 3채널 모두 사용하는 BGM을 연주해봅니다.

베토벤 할아버지께서 작곡하신 "환희의 송가"가 되겠습니다요~

3개 채널이 모두 사용되니까, 스페이스 눌러서 총소리를 출력하게 되면,

PSG 마지막 채널은 배경음악과 총소리로 번갈아서 출력됩니다.

일단 설명만 드리고 넘어갑니다.

이 글 마지막에 동영상이 있으니까 그걸로 확인하셔요! ㅎ.ㅎ

라이브러리가 어떻게 사용되는지 대충 아시겠죠?

마지막으로 MML 데이터를 연속으로 enqueue()해서, 배경음악을 무한으로 연주해봅시다~

코드는 아래처럼 만들었습니다.

템포 240으로 "학교종이 땡땡땡~"을 연주해보았어요 ㅋㅋ

처음 enqueue()를 한번 해주고 play() 시작합니다.

그 후, 버퍼에 여유가 있으면 계속 데이터를 enqueue()합니다.

ESC 누르면 종료하도록 해주고요. 간단하죠? ㅎ.ㅎㅋ

그럼, 실제 동작하는 모습을 영상으로 보시겠습니다.

보기전에 약간의 설명들어갑니다 ㅋ

영상에 보시면 아래처럼 나오는데요.

화면의 빨간색 띠는 배경음악 처리에 사용되는 CPU 점유율입니다.

터보알 고속모드랑 Z80 3.58MHz 모드 두번 구동하니까 한번 비교해보셔요~

마지막으로 영상 나갑니다~

그럼, 즐거운 하루 되세요!

HI-TECH C 용 BGM 라이브러리 만들기 #1 - 플레이어 함수

오랜만에 라이브러리를 추가하고 있습니다.

사실 올해초에 만들다가 잠시 쳐박아둔 코드였는데요. (딴짓 하느라 바빠서요~ㅋ)

올해가 넘어가기 전에 PSG 용 BGM 루틴이라도 마무리해야될 것 같아서, 지난 주에는 코딩을 좀 했습니다. ㅎ.ㅎ

암튼, 글을 쓴다는 것도 까먹고 있다가... 대충 완성이 되고나서야 올리는 글이 되었습니다!

대강의 요구사항은 이렇습니다.

1. 배경음악 재생

2. 효과음 등의 사운드 믹스

3. PSG 구동

4. OPLL 구동

5. MML 사용

간단한 게임 프로그램에서 쓸 수 있도록 만드는 것이 목표입니다.

기능이 복잡하게 될 필요는 없고, 배경음악 + 효과음을 쉽게 처리할 수 있는 방식이면 충분합니다.

각 요구사항들을 자세히 만들어 보았습니다.

먼저 1번 배경음악 재생과 5번 MML 사용에 관한 내용입니다.

- 음악 데이터 양이 많은 경우, 동적으로 데이터를 버퍼에 enqueue 할수 있어야 함.

  양이 적은 경우는 몽땅 enqueue 후 반복 재생도 가능해야 함.

- 음악 데이터는 버퍼 enqueue 시점에 일부분 MML 번역을 하여, BGM 코드의 CPU 부담을 줄임

- BASIC MML과 비슷한 문법의 MML 데이터를 사용. (별도의 PSG 트래커 필요없음)

2번 효과음 믹스에 관한 내용입니다.

- 배경음악 및 효과음은 PSG 3채널 모두 활용가능해야함

- 배경음악과 효과음 동시 출력 시, 효과음 우선으로 출력함

3번 PSG 및 4번 OPLL 구동

- PSG only 또는 OPLL only 또는 PSG + OPLL 동시 사용 시나리오 가능해야 함.

- PSG H/W 엔빌롭 대신 S/W 볼륨 방식의 엔빌롭 사용. (실제 악기와 유사한 패턴)

- PSG 노이즈 설정 가능해야함.

- OPLL 내장 보이스 및 사용자 보이스 설정 가능해야 함.

대충 감이 오시지요? ㅎ.ㅎ

PSG만 사용하는 게임들을 살펴보면, 빈약한 3채널만으로도 배경음악과 효과음을 잘 처리하고 있는데요.

그런 게임들처럼 비슷하게 구현할 수 있는 방법으로 만들어갑니다.

그럼, 실제로 코드를 만들어봐야겠네요.

배경음악처럼 메인 코드에 영향받지 않고, 정확한 타이밍으로 출력하려면 인터럽트가 필수겠습니다.

주기적인 인터럽트 처리는 VDP의 V-Blank 인터럽트를 활용하면 되겠죠?

메인 BIOS의 TIMI 훅 사용과 비슷하게 만들어줍니다.

아래는 BLSTDINT.H 파일에 선언된 인터럽트 리스트입니다.

"어... MSX는 Z80 IM 1 모드라서 인터럽트 여러개 처리가 안될텐데요?"

라고 생각하시는 분도 계시겠죠?

제 라이브러리를 예전부터 쓰셨으면 이미 알고 계시겠지만~ ㅎ.ㅎ

모두 S/W 로 구동됩니다.

메인 인터럽트 핸들러는 뱅킹 라이브러리 내에 이미 포함이 되어있구요.

프로그래머가 사용하기 편하도록, 특정 조건에 따라 콜백함수를 호출하는 방식입니다.

(참고로 IRQ 번호는 작은 숫자가 우선순위가 높습니다.)

배경음악 재생을 위해, IRQ_SND_CYCL IRQ가 사용됩니다.

실제로는 VDP V-Blank 주파수에 따라, 60Hz 또는 50Hz 주기로 호출이 되겠습니다.

음... 그러고보니 V-Blank 주기에 따라 배경음악 Tempo를 조절하는 기능도 필요할지 모르겠네요. ㅎ.ㅎ

60Hz/50Hz 바뀔 때, 음악 속도가 영향받지 않으면 좋겠지요?

.

.

하지만 실제로 게임 만들게 되면, V-Blank 주기를 하나로 고정하니까... 별로 의미없을 수도 있어요.

실제로 코나미 게임들을 보면, VDP 신경 안씁니다요~ㅋ

유럽산 MSX에서 게임 구동하면, V-Blank 50Hz에 맞춰서 게임전체가 느려져요.

원래 60Hz 기준으로 만든 게임들이라 그렇습니다.

암튼 그렇구요.

이제 함수들을 대충 만들어봅시다~ ㅎ.ㅎ

초기화하고 데이터 밀어넣고(enqueue) 재생!

경우에 따라 잠시 멈춤이라든가 효과음 섞어 출력!

"효과음을 섞는다"라는 표현을 쓰긴 했지만...

실제로 PSG에서 배경음악과 효과음 소리가 믹스되어 동시에 나오는건 아니구요.

효과음 출력을 넣으면, 그 시점의 배경음악 소리가 잠시 들리지 않게 처리가 됩니다.

만약 배경음악 3채널을 쓰고, 효과음을 넣어야한다면...

주 멜로디가 되는 채널을 피해서 효과음을 넣어야겠지요?

효과음이 두개라면?? 채널 우선순위를 잘 정하시면 됩니다. 누가? 프로그래머가요 ㅋㅋ

어쨌거나 라이브러리는 배경음악, 효과음 모두 3채널 활용가능합니다.

배경음악은 xxx_enqueue() 함수로 데이터 처리가 되구요.

내부적으로 512바이트 버퍼를 갖고 있습니다. (더블 버퍼 방식으로 되어있어요.)

미리 버퍼를 채울 수 있어요.

그리고 버퍼 상태는 xxx_get_pos(), xxx_get_avail() 함수를 쓰면 됩니다.

효과음은 xxx_overlay() 함수로 데이터를 밀어넣습니다.

소리가 나야하는 시점에 xxx_overlay() 함수를 호출하면 즉시 데이터가 출력됩니다.

이전에 출력되던 효과음 데이터가 남아있다면 지우고 새로운 데이터로 교체됩니다.

총알을 빠르게 쏘면, "다다다다~아~" 식으로 소리가 들리겠네요. ㅎ.ㅎ

글이 너무 길어지면 읽기 힘드니까 1편은 여기서 줄입니다.

그럼, 이만...

뮤팩(mu-pack)이란?

게시판에 mu-pack 얘기가 나와서 글 하나 적고 자러갑니다. ㅎ.ㅎ

mu-pack이 워낙 귀한 카트리지라서, 아마 잘 아시는 분이 별로 없을 것 같네요.

제가 아는 범위 내에서 이야기를 써내려갑니다요!

mu-pack은 A1ST에 장착해서 A1GT 비슷한 느낌(?)을 주는 카트리지입니다.

어랏? ST를 GT로 업글해주는 기기 아니었나요?

A1GT와 H/W적으로 동일한 MIDI 인터페이스 H/W가 들어있습니다.

S/W적으로 I/O 포트를 변경할 수 있어서 A1GT에서도 사용이 가능합니다.

내부는 확장 슬롯으로 구성되어 있어서, MIDI BASIC 롬과 256KB 램이 장착되어있습니다.

따라서 A1ST에 mu-pack을 꽂고 켜면,

부팅 화면에서 512KB RAM으로 표시되니까 A1GT 느낌을 받을 수도 있겠습니다. ㅎ.ㅎb

MIDI BASIC은 원래 별도의 롬으로 존재하진 않구요.

MUSIC BASIC이 확장되어 MIDI까지 지원하는 방식으로 만들어져 있습니다.

파나소닉에서 처음 제작한 오디오 용, 확장 BASIC은 MSX-AUDIO 인데요.

Y8950 사운드(OPL + ADPCM)가 들어간 큼지막한 카트리지에 비싼가격으로 쫄딱 망한걸로 알려져있지요.

그 후 저가로 만든 YM2413(OPLL)칩으로 MSX-MUSIC을 만들어냅니다.

MUSIC BASIC은 기존 BASIC의 음악 명령인 PLAY와 비슷하게 쓸 수 있도록 만든게 장점인데요.

호환성을 위해 BASIC 모드에서 CALL MUSIC으로 초기화를 해야 동작하도록 되어있습니다.

(참고로 AUDIO BASIC은 CALL AUDIO로 초기화 하는걸로 알고 있어요.)

바로 이 MUSIC BASIC이 A1GT가 나오면서 MIDI까지 제어할 수 있도록 버전업이 됩니다.

기존 MUSIC BASIC과는 차이가 있으니, 보통 MIDI BASIC 으로 부르고 있어요.

실제 롬 규격 자체는 MSX-MUSIC을 따릅니다.

롬인식 ID는 "APRLOPLL"로 되어있어요.

그럼, 미디 H/W가 없는 일반 MSX2/2+ 또는 A1ST의 MSX-MUSIC과 A1GT의 MSX-MUSIC을 어떻게 구분하느냐가 문제겠지요?

파나소닉에서 A1GT에 MIDI를 넣으면서, 메인 BIOS에 인식 ID를 박아버렸어요.

(이게 좀 큰 문제인데... 개인적인 생각으로는 이부분은 파나소닉의 설계오류 같습니다. ㅋ)

S/W에서 본체에 MIDI 인터페이스 확인하는 방법이, MSX-MUSIC의 롬인식 ID 방식에서 메인 BIOS롬 ID확인으로 바뀐거지요.

근데 메인 BIOS는 본체에 박힌거라 업그레이드가 불가능합니다.

따라서 외부 MIDI 인터페이스를 연결하더라도, S/W가 MIDI를 인식할 수가 없습니다.

결국 A1ST에 mu-pack를 꽂아도, ST는 영원한 ST인거죠. 안녕... GT...

그럼 왜 mu-pack을 A1ST를 A1GT처럼 만들어주는 기기라고 선전하냐구요?

정답은 간단합니다.ㅋ

A1ST가 아닌 일반 MSX2/2+에 꽂으면 MUSIC BASIC(MIDI BASIC)이 동작안되도록 설계했거든요. ㅎ.ㅎ

본체에 FM 용 MUSIC BASIC이 있어도 안됩니다. 물론 외부에 FM-PAC 꽂아도 안되구요.

태생이 A1ST를 위한 기기입니다.

솔직히 일반 사용자 입장에서는 MSX2에도 동작하는 MIDI H/W + BASIC이 더 유용하지 않을까요?

굳이 쓸모없는 256KB RAM 박아서 돈을 더 내고 싶지도 않겠구요.

아마도 A1ST 유저를 겨냥한 얄팍한 상술이 아닐까싶습니다.

"설마 MIDI 사용자가 돈이 부족하진 않겠지? ㅋ"

"MIDI 때문에 ST를 GT로 교환하는건 힘드니, 여러분 mu-pack을 사서 꽂으세요~~ ㅎ.ㅎ/"

하.지.만.

이것만으로 ST 사용자들을 속이기엔 역부족이었을겁니다. 과연 mu-pack이 몇개나 팔렸을까요? ㅎ.ㅎ;

흐... 주르르 막 적었더니 읽기 힘드시죠?

그럼, 정리를 해드립니다~

@ A1ST와 차이나는 A1GT의 기능

-> MSXView, 비휘발성 32KB SRAM 디스크, 메모리 매퍼 512KB, MIDI 인터페이스 및 MIDI BASIC

@ mu-pack의 기능

-> 메모리 매퍼 256KB, MIDI 인터페이스 및 MIDI BASIC

@ A1ST에 mu-pack을 꽂으면 생기는 일?

-> 장점: A1GT와 동일한 메모리 매퍼 512KB 용량 표시, 

         A1GT와 동일한 MIDI 인터페이스(H/W) 및 MIDI BASIC 사용 가능 (본체 MUSIC BASIC은 꺼집니다)

-> 단점: 추가된 256KB 메모리는 turboR 고속모드 활용 제약 (사실상 쓸모 없음)

         S/W에서는 별도로 mu-pack을 지원해야 MIDI 사용가능

         일반 S/W에서는 여전히 A1ST(No MIDI)로 인식됨

@ 일반 MSX2/2+에 mu-pack을 꽂으면 생기는 일?

-> 장점: A1GT와 동일한 MIDI 인터페이스(H/W)가 추가됨

-> 단점: 기본적으로 S/W 지원 불가 (MIDRY가 MSX2에서 mu-pack 지원하는 유일한 S/W로 알고있어요.)