Roland MT-32 Multi-Timbre Sound Module — это модуль MIDI- синтезатора , впервые выпущенный в 1987 году корпорацией Roland . Первоначально он был продан музыкантам-любителям как бюджетный внешний синтезатор с первоначальной ценой в 695 долларов. Однако он стал более известен вместе со своими совместимыми модулями как ранний стандарт де-факто в компьютерной музыке. Поскольку он был создан до выпуска стандарта General MIDI , он использует свой собственный фирменный формат для воспроизведения MIDI-файлов.
В семействе линейных арифметических (LA) синтезаторов Roland , мультитембральная серия MT-32 представляет собой бюджетную полупрофессиональную линейку для компьютерной музыки дома, мультитембральные модели D-5, D-10, D-20 и D-110 представляют собой профессиональную линейку для общего студийного использования, а высококлассные битембральные модели D-50 и D-550 предназначены для сложной многодорожечной студийной работы. Это был первый продукт в линейке пакетов Desktop Music System (DTM) компании Roland Myuujikun (ミュージくん) в Японии.
Как и Roland D-50 Linear Synthesizer, он использует линейный арифметический синтез , форму синтеза на основе сэмплов в сочетании с субтрактивным синтезом , для создания своих звуков. Сэмплы используются для атак и ударных, в то время как традиционный синтез обеспечивает фазу сустейна звуков.
Оригинальный MT-32 поставляется с предустановленной библиотекой из 128 синтезаторных и 30 ритмических звуков, воспроизводимых на 8 мелодических каналах и одном ритмическом канале. [1] Он также имеет эффект цифровой реверберации . [1] Последователи (см. ниже) добавили библиотеку из 33 звуковых эффектов. Из-за отсутствия образца атаки фортепиано он не может воспроизводить убедительный звук акустического фортепиано.
Звуки создаются из 4 партикулов , которые можно комбинировать различными способами (включая кольцевую модуляцию ). При наличии 32 партикулов полифония зависит от тональной сложности музыки, и одновременно можно воспроизводить от 8 до 32 нот. [1]
MT-32 по умолчанию назначает свои партии 1~8 и R (ритм) для ответа на входные MIDI-каналы 2~9 и 10 соответственно. В результате MIDI-файлы, использующие популярный канал 1 или другие каналы 11~16, не могут воспроизводить эти партии на MT-32. Однако мелодические партии MT-32 можно сместить вниз для ответа на каналы 1~8 с помощью комбинации кнопок или через системные эксклюзивные сообщения MIDI, что обеспечивает улучшенную совместимость с неспецифичными для MT-32 MIDI-последовательностями.
Кроме того, в 1993 году Roland выпустила пакет SysEx "GM2MT", который можно использовать для перепрограммирования MT-32 и совместимых устройств для максимального соответствия спецификациям General MIDI. [2] 64 из 128 патчей (предел возможных вариаций) представляют собой полностью новые или измененные звуки, с дополнительными звуками, добавленными в барабанный канал 10. Несмотря на это, совместимость с GM по-прежнему ограничена отсутствием частей (9 на MT-32, 16 на спецификацию GM) и обратным панорамированием по сравнению со спецификациями MMA MIDI. Утилите предшествовал пакет под названием "MT32GS", выпущенный Майком Корнелиусом в 1992 году. [3] CM-Panion от Gajits Music Software был редактором Amiga , который работал с MT-32. [4]
Было выпущено две основные модификации MT-32. Roland называет их MT-32 (старая / без наушников) и MT-32 (новая / с наушниками).
Микросхема генерации звука LA32 представляет собой 80-контактный PGA . Управляющий процессор — Intel C8095-90 в керамическом корпусе DIP-48 . Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — Burr-Brown PCM54; входной сигнал имеет разрешение 15 бит (см. ниже). Линейные выходы — небалансные 1/4″ TS phone connector (отдельные левый и правый каналы). Разъем для наушников отсутствует.
Позднее чип PGA LA32 был заменен на 100-контактный тип QFP .
Управляющий процессор — Intel P8098 . Тот же цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), но с разрешением входного сигнала 16 бит (см. ниже). Добавлен стереоразъем для наушников TRS 1/4″ .
MT-32 (старый), материнская плата которого была заменена компанией Roland в связи с ремонтом, может содержать материнскую плату MT-32 (новый) с удаленным разъемом для наушников. [5]
Для пользователей компьютеров Roland выпустила ряд модулей CM (Computer Music). Они не имели ЖК-дисплея и большинство кнопок были удалены. Большинство этих модулей CM, за исключением CM-32P и CM-300, совместимы с MT-32, но имеют 33 дополнительных образца звуковых эффектов, которые использовались во многих играх. Эти звуковые эффекты не слышны на MT-32. Ранние модели имеют схожую конструкцию с MT-32 (New). Управляющий ЦП — Intel P8098, а ЦАП — Burr-Brown PCM54.
В более поздних моделях ЦАП — Burr-Brown PCM55, а вибрато заметно быстрее.
Учитывая, что MT-32 был задуман как относительно недорогой продукт для потребителей, в конструкции его ЦАП-выхода было урезано много углов. Например, схема, необходимая для правильной калибровки ЦАП, была исключена, что привело к искажению аналогового сигнала. [7]
Несмотря на возможности профессионального модуля синтезатора, шумный выход MT-32 привел к тому, что его в целом посчитали неподходящим для профессионального студийного использования, хотя его считали достаточным для использования в качестве звукового движка в других продуктах Roland prosumer того периода. Например, клавиатура E-20 внутри содержит частично пустую материнскую плату MT-32 (New), [8] в то время как RA-50 Realtime Arranger использует сильно модифицированную. Тем не менее, Real World Interfaces была доступна модификация для улучшения качества звука MT-32 и в целом повышения его пригодности для профессионального использования. [7]
MT-32 и совместимые модули используют параллельный 16-битный ЦАП с частотой дискретизации 32000 Гц. Чтобы улучшить соотношение сигнал/шум без вложений в более качественные компоненты, громкость цифрового сигнала, подаваемого на ЦАП, удваивается путем сдвига всех 15 незнаковых бит данных влево, что равнозначно умножению амплитуды на два при сохранении постоянного уровня шума на аналоговом выходе.
Однако если эта удвоенная амплитуда превышает величину, которую можно представить с помощью 16 бит, происходит арифметическое переполнение , слышимое как очень громкий хлопок или треск, который возникает всякий раз, когда исходный сигнал пересекает границу +16384/-16384 (значение бита 14, потерянное при сдвиге битов).
Этот битовый сдвиг реализован по-разному между поколениями модулей. В модулях первого поколения этот битовый сдвиг выполняется на соединении между шиной данных и ЦАП: [5]
Исходный (несмещенный) бит данных # Соединение-------------------------------------------------- ------------------------------15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 Выход микросхемы синтезатора LA3215 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 Вход в чип реверберации15 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 — вход на ЦАП| || +- старший бит, несущий данные+- знаковый бит
Это означает, что чип реверберации не «увидит» шум переполнения и, таким образом, не будет его реверберировать. Однако, поскольку бит 14 полностью отброшен, эффективное разрешение уменьшается до 15 бит, а поскольку младший бит ЦАП вообще не подключен и, таким образом, не меняется со знаком, создается дополнительный однобитный шум, слышимый при низких уровнях сигнала.
В модулях второго поколения сдвиг битов осуществляется на соединении между микросхемой генерации звука LA32 и шиной данных: [9]
Исходный (несмещенный) бит данных # Соединение-------------------------------------------------- ------------------------------15 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 14 выход микросхемы синтезатора LA3215 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 14 вход в чип реверберации15 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 14 вход в ЦАП| || +- старший бит, несущий данные+- знаковый бит
Это означает, что чип реверберации «увидит» шум переполнения и, таким образом, реверберирует его. Однако, поскольку младший бит ЦАП подключен и меняется со знаком, качество звука немного улучшается по сравнению с более ранней реализацией.
Чтобы предотвратить переполнение цифрового сигнала и его слышимый результат, громкость цифрового выхода должна быть достаточно низкой, чтобы бит 14 никогда не использовался. На первом поколении MT-32 это можно было просто сделать, выбрав более низкую основную громкость на передней панели устройства, что напрямую управляет настройкой основной громкости программного обеспечения, которая, в свою очередь, напрямую преобразуется в амплитуду цифрового выходного сигнала. На устройствах более позднего поколения это не работает, поскольку ручка основной громкости и настройка основной громкости программного обеспечения изменяют только громкость аналогового выхода с помощью усилителей, управляемых напряжением, и мало влияют на амплитуду цифрового сигнала. Чтобы предотвратить переполнение сигнала, громкость каждой отдельной части (контроллер № 7) должна быть низкой.
В период с 1989 по 1993 год [10] Робин Уиттл из Real World Interfaces [11] предложил модификации MT-32 для решения проблем с качеством звука, а также для улучшения функциональности блока реверберации, обеспечения дискретных аналоговых выходов для внутреннего реверберационного посыла и возврата, а также обеспечения резервного питания настроек MT-32 от батареи. [7]
Согласно документации, написанной в 1990 году, [7] эти модификации были доступны только для MT-32 первого поколения, а не для более поздней модели «для наушников» или любой другой производной MT-32.
Обратите внимание, что модификации RWI были предназначены для тех, кто использует MT-32 профессионально, и могут вызвать некоторые незначительные проблемы совместимости с саундтреками видеоигр, предназначенными для стандартного MT-32. В частности, изменения в функциональности блока реверберации, вероятно, приведут к тому, что модифицированный RWI MT-32 будет воспроизводить реверберацию не так, как предполагалось, с возможными пагубными последствиями. Кроме того, статья в журнале Elektor за декабрь 1990 года под названием «Цифровая управляемая схема отключения звука» [12] А. Ферндауна подробно описывала схему отключения звука, специально разработанную для использования с модулем Roland MT-32. В аннотации к статье говорится: «Представленная здесь схема отключения звука специально разработана для использования с модулем Roland MT-32, хотя с некоторыми небольшими изменениями она должна подходить для использования с другими моделями экспандеров или синтезаторов. Она предназначена для устранения шума, который производит экспандер после окончания ноты. Этот шум, который остается слышимым, становится довольно раздражающим через некоторое время, когда экспандер используется дома. Для студийного использования, конечно, используется шумоподавитель».
Устройства первого поколения, имеющие версии управляющего ПЗУ ниже 2.00, требуют 40-миллисекундной задержки между системными эксклюзивными сообщениями. Некоторые компьютерные игры, которые были запрограммированы для работы с совместимыми модулями (см. выше) или более поздними версиями ПЗУ, не требующими этой задержки, не работают с этими устройствами, воспроизводя неправильные звуки или вызывая блокировку прошивки из-за ошибки переполнения буфера , требующей выключения и включения устройства. Однако некоторые игры были разработаны для использования ошибок в более ранних устройствах, вызывая неправильный звук в более поздних версиях.
Кроме того, некоторые игры были написаны для использования инструментов, отсутствующих в моделях MT-32, и для правильного воспроизведения звука требовали совместимого модуля, например CM-32L.
Несмотря на свое первоначальное предназначение в качестве компаньона для другого профессионального MIDI-оборудования, MT-32 стал одним из нескольких фактических стандартов для издателей компьютерных игр для ПК . Sierra On-Line , ведущий издатель компьютерных игр того времени, заинтересовался звуковым дизайном своих компьютерных игр. Sierra заключила дистрибьюторскую сделку на продажу MT-32 в США и вложила значительные средства в то, чтобы придать своим играм (на тот момент) современный звук, наняв профессиональных композиторов для написания внутриигровой музыки. King's Quest IV , выпущенная в 1988 году, была первой игрой Sierra с полным музыкальным саундтреком, записанным на MT-32.
MT-32 с необходимым интерфейсом MPU-401 стоил 550 долларов, когда Sierra впервые продала это устройство. Хотя высокая цена MT-32 не позволила ему доминировать на рынке конечных пользователей, другие издатели ПК быстро последовали примеру Sierra, расширив роль музыки в своих собственных играх, а Roland поддержала отрасль, выпустив модули CM для пользователей компьютеров. MT-32 оставался популярным для музыкальной композиции вплоть до начала 1990-х годов, когда игровая индустрия начала переходить на CD Audio. Некоторое время его описывали как устройство, обеспечивающее «самый реалистичный звук, доступный сегодня в компьютерных играх». [13]
Распространение стандарта General MIDI, наряду с конкуренцией со стороны менее дорогих звуковых карт на основе "wavetable"-сэмплов , привело к упадку музыкальных саундтреков, использующих фирменные функции MT-32. Игры, которые воспроизводили треки General MIDI на MT-32, инициализировали звуковой банк MT-32, чтобы приблизиться к спецификации General MIDI Level 1 (GM1), но избегали каких-либо фирменных функций синтеза музыки MT-32, придерживаясь довольно ограниченного набора контроллеров GM1.
Из-за популярности MT-32 как устройства воспроизведения музыки для компьютерных игр, многие современные звуковые карты предоставляют простой «режим эмуляции MT-32», [ требуется цитата ] обычно реализуемый посредством звукового отображения, состоящего либо из инструментов General MIDI, переставленных так, чтобы примерно представлять предустановленный звуковой банк MT-32, либо из сэмплов, напрямую записанных с оригинального устройства. Более поздние модули, такие как большинство серий Roland Sound Canvas , Yamaha MU-серии и Kawai GMega, имеют такие ограниченные режимы обратной совместимости MT-32. Результаты часто считаются плохими, поскольку используемая технология сэмплирования не может отражать характеристики высоты тона и времени исходной технологии синтезатора, а программирование пользовательских звуков (см. выше [ требуется разъяснение ] ) вообще не поддерживается. Исключением является карта Orchid SoundWave 32, выпущенная Orchid Technology в 1994 году, чей встроенный цифровой сигнальный процессор (DSP) позволял более точно воспроизводить исходные звуковые характеристики. [ требуется цитата ]
Совсем недавно были попытки эмулировать технологию синтезатора LA в программном обеспечении с использованием образов оригинального PCM и управляющих ПЗУ . Наиболее заметным из этих эмуляторов является проект с открытым исходным кодом Munt, [14] который эмулирует оборудование MT-32 с помощью виртуального драйвера устройства для Microsoft Windows или виртуального устройства MIDI для OS X , BSD и Linux . Он также включен в ScummVM , интерпретатор приключенческих игр с открытым исходным кодом , начиная с версии 0.7.0. Munt основан на более раннем проекте эмуляции MT-32, [15] который был источником недолговечного юридического спора по поводу распространения оригинальных образов ПЗУ с Roland Corporation , которая производила MT-32 и заявляет авторские права на данные ПЗУ.
Одноплатный компьютер Raspberry Pi имеет программный эмулятор с открытым исходным кодом , называемый mt-32 pi. [16] Этот проект позволяет выполнять аппаратную эмуляцию mt-32 с использованием дополнительного оборудования. Первоначально проект начинался как решение для эмуляции модуля синтезатора Roland MT-32 с использованием ядра эмуляции Munt [17] с открытым исходным кодом . [18]
Roland предлагает эмуляцию классических синтезаторов через подписку на Roland Cloud. Поддержка D-50 [19] была добавлена в июне 2017 года. [20]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) Руководство пользователя МТ-32.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )