デジタルサウンド革命

デジタルサウンド革命（またはデジタルオーディオ革命）とは、 1980 年代に始まったコンピュータ業界での デジタルオーディオ技術の広範な採用を指します。

従来の方法

ソフトウェアベースのパルス幅変調

最初のコンピュータ音楽のいくつかは、1961年にラファー・スチュアートによって制作されました。彼は、アイオワ州立大学のイリアックの派生型であるCYCLONEコンピュータの動作を監視するために設置された増幅スピーカーに接続されたバスライン上のパルスの持続時間と間隔を変調する（パルス幅変調、または「PWM」、現在では「ビットバンギング」と呼ばれるプロセスを介して）ソフトウェアを作成しました。コンピュータ全体は、デジタルオーディオを使用してシンプルで認識しやすい曲を作成するために使用されました。

IBM PC (1981 年リリース) およびその後継機のスピーカーは、同様のメカニズムを使用してサウンドや音楽を作成するために使用できます。

プログラム可能なサウンドジェネレータ

プログラマブル・サウンド・ジェネレータは、コンピュータに初めて搭載された特殊なオーディオ回路であり、任意の周波数に設定できるシンプルなアナログ発振器を搭載していました。これらの発振器は、一般的に音階に沿った音を近似的に生成します。一例として、1978年にAtari 8ビットコンピュータで使用されたPOKEYカスタムASICが挙げられます。

FM合成

次の開発は、基本周波数を生成し、それを別の周波数で変調することで所望の効果を生み出すことでした。周波数変調を用いたこのオーディオ波形合成プロセスは、通常、FM合成と呼ばれます。この技術は1980年代初頭にヤマハによって導入され、ヤマハはNEC PC-8801やPC-9801などの日本製コンピュータ向けにFMシンセボードの製造を開始しました。これにより、パーソナルコンピュータゲームのオーディオは、内蔵スピーカーからの単純なビープ音よりも複雑なものになりました。これらのFMシンセボードは「暖かく心地よいサウンド」を生み出し、古代雄三や阿保毅などのミュージシャンがビデオゲームミュージックの制作に活用し、チップチューンコミュニティで現在も高く評価されています。^[1]

FM 合成方式を組み込んだ初期の集積回路デバイスには、AdLibサウンド カード (1987 年)、Creative Technology Sound Blaster (1989 年)、およびMedia Vision Pro AudioSpectrum (1991 年) に搭載された Yamaha OPL2チップ セット ( YM3812 および外部デジタル- アナログ コンバータ) が含まれます。これらは、Pro AudioSpectrum 16 および Sound Blaster 16 で次世代の Yamaha OPL3 チップ セットに置き換えられました。

デジタル-アナログコンバータ

デジタル・アナログ変換器（D/A、略してD/A、またはDAC）はコスト効率が向上するにつれて、集積回路によってFM合成デバイスが補完され、最終的にはFM合成デバイスに取って代わられました。これらのデバイスにより、コンピュータはパルス符号変調（PCM）と呼ばれる符号化技術を用いてデジタルオーディオを再生できるようになりました。信号のオン/オフを切り替えるパルス幅変調（PWM）とは異なり、パルス符号変調では信号レベルを複数の中間レベルに設定することもできます。この点で、PWMは白黒画像に、PCMはグレースケール画像に似ています。

デジタル オーディオコンパクト ディスク(PCM を使用) は 1982 年に導入されました。1985 年から、このメディアは、Yellow Book CD-ROM標準とHigh Sierra フォーマット( ISO 9660で発展)を介してコンピューター データの保存用に採用されました。

Macintosh 128K（1984年）とAtari ST（1985年）は、ソフトウェアでデジタルオーディオを生成できました。専用のオーディオハードウェアがなかったため、これらのマシンでのデジタルオーディオは、通常、ゲームのタイトル画面（高サンプリングレート）か、アニメーションが重くなく、低品質のサンプルを再生するのに十分なCPU時間があるゲームに限られていました。

デジタルサウンドプロセッサを搭載した最初のコンピュータは、1985年に発売されたAmigaでした。MOS Technology 8364 Paulaチップは4つの独立した8ビットDACを搭載し、4つのモノラルオーディオチャンネルまたは2つのステレオチャンネルを統合して再生できます。CPU負荷をほとんどかけず、巧妙なソフトウェア処理も必要とせ ずに、メモリからデジタルサンプルを再生できました。

1989年、Creative Technologyの Sound Blasterには、プロセッサとデジタル/アナログコンバータに加え、AdLibサウンドカードとの互換性を確保するためのヤマハOPL2チップセットFMシンセシスデバイスが搭載されました。1991年には、Media VisionがオリジナルのPro AudioSpectrumを発表しました。Pro AudioSpectrumは同様の機能に加え、ステレオサウンド、オーディオミキサー、CD-ROMインターフェース（SCSIおよびその他多くのバリエーション）を搭載していました。16ビットの後継機種であるPro AudioSpectrum 16は、16ビットの圧縮・解凍機能（CODEC）によりCD並みの音質を実現しました。

1997 年にIntel はオーディオ CODEC標準AC'97を作成しましたが、これは 2004 年にIntel High Definition Audio (HD Audio) に置き換えられました。

圧縮

高忠実度オーディオ ハードウェアはデータ ストレージ メディアよりも早く安価になり、圧縮技術の開発を促進しました。

パルス符号変調(PCM)の初期の一般的な変種は、適応型差分パルス符号変調(ADPCM) と呼ばれる圧縮バージョンでした。

サウンドモジュールファイル（元々はAmigaの.MODファイル）は、コンパクトなファイルで音楽を作成・共有し、高音質（オーディオCDの半分のサンプリングレートで4チャンネル使用）で再生することを可能にしました。Media VisionはPro AudioSpectrum 16のリリース直後、MODファイルプレーヤーとサンプル音楽ファイルを同梱しました。

1990年代後半にMP3フォーマットが登場し、予測合成技術による高圧縮率により、比較的小さなファイルに音楽を保存できるようになりました。現代のコンピュータCD-ROMドライブは、Red Book CD-DAデータをデジタル形式で読み取ることができるようになりました（以前のドライブはアナログオーディオのみを出力していました）。これにより、通常の再生速度よりも何倍も高速に、大量の音楽ファイルをコピーおよびエンコードすることが可能になりました。

非移動ストレージ

2000 年以降、Apple のiPodなどの小型ポータブル音楽プレーヤーの需要が高まり、部品販売の競争が激化し、データ ストレージ デバイスはますます経済的になりました。

オンライン音楽配信

高品質の圧縮音楽の人気とインターネット アクセスの普及により、著作権侵害が広まり (最も顕著なのはNapster経由)、その後 Apple iTunes Music Store、Amazon.com、Walmart.comなどを通じてオンラインでの音楽の合法的な販売が広まりました。

テープレス録音

1990年代初頭まで、音楽は一般的にレコーディングスタジオでアナログテープマシンを用いて録音・加工されていました。これらのテープマシンは、オーディオ制作の録音、編集、ミキシング、そして仕上げに不可欠なものでした。1980年代初頭には、New England Digital SynclavierやFairlight CMIといったプログラマブルシンセサイザーやミュージックワークステーションが登場し、オーディオテープを必要とせずに、制作の一部をシステムのメインフレーム内にデジタル形式で保存できるようになりました。しかし、このようなシンセサイザーを用いた音楽制作自体は、依然としてアナログテープマシンを用いたミキシングと編集を伴うのが一般的でした。

完全にデジタルでテープレスの録音、ミキシング、編集を可能にした最初のコンピュータ アプリケーションは、 1989 年頃のAtari STプラットフォーム用のCubaseとNotatorでした。1990 年代には、これらや類似のシステムがレコーディング スタジオで普及し始め、コンピュータの処理能力と保存容量が増加するにつれて、アナログ テープ機器は徐々に完全にコンピュータ化された録音に置き換えられ、制作チェーンのすべてのステップがソフトウェアとデジタル ストレージを使用して実行されるようになりました。

参照

• サウンドカード
• サウンドチップ

参考文献

1. John Szczepaniak. 「レトロな日本製コンピューター：ゲームの最終フロンティア」. Hardcore Gaming 101. 2011年3月29日閲覧。レトロゲーマー誌（2009年）より転載