The Other Days Introduction à la Musique Chiptune, Mise en Oeuvre sur Nintendo Game Boy


	Introduction à la musique Chiptune
Mise en oeuvre sur Nintendo
	Game Boy 
	

	
Un
	article retrogaming et musical proposé par 
	

	

	
HTTP://THEOTHERDAYS.NET








	Avant-propos

	
Chers
	amis d'Open-Consoles,
	férus de petites machines open-source et de tout ce qu'on peut
	faire avec, nous vous souhaitons la bienvenue!

	
Nous
	vous proposons ici un article sur le genre musical Chiptune
	et sur la composition de musique sur Nintendo
	Game Boy.
	Nous parlerons plus particulièrement de Little
	Sound DJ (LSDJ),
	qui est certainement, avec Nanoloop,
	le logiciel de ce type le plus utilisé sur Game
	Boy.
	Puisqu'il s'agit d'un vaste sujet, nous vous en donnons ici un petit
	aperçu qui nous l'espérons, va éveiller votre curiosité et votre
	créativité.

	
La
	Chiptune

	
Chiptune:
	mot anglais désignant littéralement la mélodie d'une puce. Dit
	comme ça, c'est un peu décousu. Il faut remonter un peu dans le
	temps pour comprendre l'origine de ce mot.

	
Nous
	passerons sur les premiers ordinateurs des années 1940 à
	70, qui ne faisaient pas de
	son mais beaucoup de bruit.

	
C'est
	vers la fin des années 70 qu'est
	arrivée l'ère de la micro-informatique, avec des machines
	individuelles accessibles au grand public.
	Les performances s'améliorant,
	beaucoup de jeux apparurent sur ces ordinateurs ou ces
	consoles. Pour les rendre plus
	attrayants, les concepteurs comprirent vite
	qu'il fallait les sonoriser. C'est
	ainsi que les premières musiques informatiques grand public
	émergèrent.

	





	

	





	

	
Mais
	qu'en est-il de ces
	productions sonores sur un plan plus
	technique? Comment fait-on de la musique avec un ordinateur
	et surtout...

	
Comment
	ça sonne?

	
Vous
	le savez, un ordinateur est un ensemble de transistors qui
	interagissent entre eux. Les signaux électriques internes de ces
	ordinateurs sont binaires: soit ça s'allume électriquement et ça
	vaut 1, soit ça s'éteint et ça vaut 0.

	

Les
	vieux ordinateurs disposaient d'une sortie sonore basique, composée
	généralement d'un
	haut-parleur dans le boîtier
	connecté à des circuits logiques très simples. Les
	programmeur pouvaient simplement envoyer des 0 et des 1
	directement sur ces circuits et on
	pouvait entendre du son.

	
Quand
	on alterne les signaux 0 et 1,
	on obtient ce qu'on appelle une onde carrée:

	

		

		Représentation
		d'une onde carrée. 
Source :
		electronique-et-informatique.fr

	


	

	
Qui
	sonne comme cela:

	
https://www.youtube.com/watch?v=OPFjzFNKh4k

	
Nous
	parions que vous connaissez déjà
	ce son : l'onde
	carrée est effectivement le son le plus élémentaire qu'une puce
	informatique peut générer.
	
	

	





	

	





	

	
On
	peut même déjà faire des musiques juste avec ce son-là: 
	

	
https://www.youtube.com/watch?v=HzLF-g5tBv8

	
Il
	s'agit bien d'une mélodie produite grâce à un peu de
	programmation sur une toute petite puce informatique. En Anglais,
	“a tune made from a computer chip”: c'est la Chiptune.

	
Au
	passage, l'ordinateur a ici créé une mélodie de toute
	pièce et de façon
	électronique. Par définition,
	cet ordinateur a donc fait
	office de synthétiseur !

	
A
	l'écoute des ondes 
	

	
Vous
	remarquerez que l'onde carrée n'est
	pas forcément des plus agréables à
	écouter. Et vous aurez un peu raison.

	
En
	effet, pour plein de motifs techniques, votre oreille n'aime pas
	trop les ondes carrées. En vulgarisant, on peut dire que dans cette
	forme d'onde, il y a des fréquences qui ne peuvent pas toutes
	exister en même temps dans
	la nature. Vous aurez peut-être
	besoin d’éduquer un peu votre oreille pour l'habituer
	à ce genre de sonorités. Au demeurant, si vous avez grandi avec
	les machines de l'époque, votre initiation auditive est déjà
	faite.

	

		
Fig.
		2: Formes d'ondes synthétiques caractéristiques.
Source :
		Wikipedia

	
Heureusement,
	il n'y a pas que les ondes carrées dans la Chiptune. Les
	progrès techniques aidant, les synthétiseurs sonores plus avancés
	ont permis de générer une plus grande diversité de
	timbres. Notamment, les ondes dites triangulaires, en dents de scie
	et sinusoïdales.
	

	





	

	
Voici
	comment cela sonne:

	
	
Nous supposons
	que vous avez également
	reconnu certains de ces sons. Notamment:

	
	





	

	
Beaucoup de
	bruit pour rien ?

	
Revenons
	maintenant sur la notion de bruit.
Contrairement aux ondes que
	nous venons de montrer, le bruit n'est pas un son harmonique, il n'a
	pas de timbre ni de périodicité. Le
	bruit est un son plutôt issu
	du désordre, autrement dit de l'émanation d’évènements
	physiques incohérents et simultanés.

	

		
Fig.
		3: Forme d'onde d'un bruit blanc.
Source :
		pipoprods.free.fr

	
Par exemple,
	le bruit le plus connu est le bruit dit 'blanc',
	où toutes les fréquences du spectre audible sont actives.
	Visuellement cela
	ressemble à ceci: 
	

	
Qui
	sonne comme cela:

	
http://en.wikipedia.org/wiki/File:White-noise-sound-20sec-mono-44100Hz.ogg

	
Étonnamment,
	il n'y a pas son plus naturel que le bruit. C'est la base
	sonore d'une cascade d'eau, du vent, des vagues de la mer, d'une
	brosse sur une caisse de jazz...
	ll y a même du bruit jusque dans le cosmos sous forme d'ondes
	radio.

	
Nous
	connaissons maintenant les ondes de base de la synthèse sonore.
	Mais qu'en faire? Comment passer d'un simple timbre sonore à
	quelque chose qui ressemblerait à un instrument?

	





	

	
Du
	Timbre à l'Enveloppe

	
L’enveloppe
	est manière dont on module l'intensité d'une onde dans le temps.
	Typiquement, quand vous appuyez sur une touche d'un
	synthétiseur, c'est la manière dont le volume d'un instrument
	monte ou descend dans le temps.

	
Informatiquement,
	l'enveloppe
	la plus simple repose sur le modèle dit ADSR:
	Attack,
	Decay,
	Sustain,
	Release.
	Pour citer Wikipedia
	(http://fr.wikipedia.org/wiki/Enveloppe_sonore):

	
	
	
	
	





	

	
Nous
	avons maintenant en main des instruments synthétiques aux
	formes d'ondes et enveloppes bien définies.
	Reste à savoir comment écrire la mélodie informatiquement.
	Est-ce semblable à une partition musicale classique, via des notes
	et des soupirs? Ou bien est-ce que
	cela revient finalement à concevoir un programme dans son
	coin, sans réelle convention d'écriture commune?

	
Partitions
	programmées

	
Écrire
	une musique sur un ordinateur nécessite quelques compromis. Par le
	passé, le programmeur codait littéralement sa musique comme il
	l'entendait (si l'on peut dire). Des instruments à la partition,
	tout était transcrit dans un format propriétaire et propre au
	programmeur. Le tout était entremêlé avec le code du jeu ou de
	l'application. C'est ce qu'on appelait une Chiptune
	'Custom'.
	Au demeurant, cette approche était fastidieuse et pas vraiment
	réutilisable : pour faire une nouvelle musique, il fallait
	souvent recommencer à zéro. De plus, cela nécessitait souvent que
	le programmeur et le compositeur soient la même personne, ce qui
	n'est pas forcément évident.

	
Certains
	programmeurs, lassés de cette approche « ex-nihilo »,
	ont donc développé des outils dédiés à la création musicale et
	permettant d'exploiter au mieux les puces sonores propres à chaque
	machine. C'est ainsi qu'est
	née une catégorie de programmes
	qui nous intéresse particulièrement : les soundtrackers.

	





	

	
Il
	existe des soundtrackers pour pratiquement toutes les plate-formes
	informatiques. Par convention,
	ils utilisent à peu près
	tous la même représentation des partitions, dite
	“matricée”,  tant par
	piste que par intervalle
	de temps.

	
Les
	principes de base d'une écriture matricée sont simples:

	
	
Voici un exemple
	de pattern, à lire de haut en bas:

	





	

	

		

			

				

				

					
					
					

						
							
B-3
							5 
							

								
						
							
Si
							3eme gamme, instrument #5

								
					

					

						
							
---
							- 
							

								
						
							
vide

								
					

					

						
							
B#3
							6 
							

								
						
							
Si
							dièse 3ème gamme, instr. #6

								
					

					

						
							
---
							- 
							

								
						
							
vide

								
					

					

						
							
C-3
							4 
							

								
						
							
Do
							4ème gamme, instr. #4

								
					

					

						
							
C#4
							5 
							

								
						
							
Do
							dièse 4ème gamme, instr. #5

								
					

				

			

		

	

	
Fig.
	5: représentation d'un pattern.






	

	





	

	





	

	
	Remarques:
	
	

	
	

	Application à la Game Boy

	
Nous
	parlons
	bien de la
	toute première console portable de Nintendo,
	sortie en 1989.

	
Celle
	de couleur grise, avec son écran minuscule et illisible en plein
	soleil, qui épuisait toujours vos piles en seulement quelques
	heures.

	
Cette
	machine cadencée à environ 4MHz dispose de facultés sonores
	intéressantes, pour la plupart héritées de sa grande soeur de
	salon, la Nintendo
	Entertainment System.

	
Ces
	deux consoles font partie de la génération mythique de machines
	dites « 8-bits » :  leurs
	puces éléctroniques sont capables de travailler sur 8 signaux
	binaires simultanément par cycle d'horloge.

	
Aujourd'hui
	les ordinateurs ont des architectures de 32, 64 voire 128 bits, soit
	à fréquence égale, une capacité de traitement par cycle de 4 à
	16 fois plus importante qu'une Game
	Boy. Si l'on prend
	également en compte la différence de vitesse, l'écart se creuse
	de manière vertigineuse, ce qui témoigne tristement de la vétusté
	technique de la console. 
	

	
Pourtant,
	elle reste emblématique dans le domaine de la Chiptune,
	car elle
	y est surprenamment
	performante et adaptée. Voyons donc ce que la portable de Nintendo
	est capable de faire.

	

	“Canaux Wins!”

	
La
	Game Boy
	dispose de 4 canaux audio dont a majorité des fonctionnalités
	sonores est gérée intégralement en hardware.
En
	effet, la génération des sons est déléguée à un synthétiseur
	matériel autonome intégré au CPU de la console. Le CPU ne fait
	donc qu'envoyer des commandes simples à son propre synthétiseur,
	par exemple : “fais-moi un Do
	avec une onde carrée”. Cette délégation de commandes au
	synthétiseur permet au CPU de garder du temps pour s'occuper
	d'autres tâches essentielles comme les interruptions, les
	transferts mémoire et les routines du programme de jeu.

	
La
	stéréophonie est une fonctionnalité distinctive de cette console.
	Chacun des canaux peut être indépendamment et dynamiquement routé
	sur la sortie audio de gauche, de droite ou bien les deux.

	
Voici la liste des
	canaux audio de la Game Boy
	et leurs capacités
	respectives :

	
	
	Ces
	canaux permettent de générer des sons à base d'ondes carrées,
	avec 	différents rapports cycliques (duty
	cycle)
	prédéfinis: 12.5%, 25%, 50%
	et 100%.
	Pour l'enveloppe, on compte 16 niveaux de volume
	d'attack et de release gérés 	matériellement. On peut également
	choisir la hauteur d'une note sur une largeur 	de 8 gammes avec une
	granularité très fine (utiles pour des portamentos
	ou 	glissandos).
	
	

	
	Ces
	deux canaux sont essentiellement utilisés pour faire des
	instruments dans 	une mélodie (leads), des nappes
	harmoniques ou des effets sonores aigus (cris 	de monstres, bruits
	de sauts). Avec un peu d'astuce, ils permettent aussi de 	faire 	des
	sons percussifs sourds, comme des sons de grosse caisse (kicks).

	
	
	Celui-ci
	génère seulement des instruments à base de bruit par le biais
	d'un 	générateur matériel dont on peut paramétrer la “forme”.
	On peut ainsi obtenir 	une 	large palette
	de bruits connus: rose,
	marron, blanc....	
	Ce
	canal est surtout usité pour des effets sonores agressifs
	(explosions, bruits 	de
	coups), mais aussi des
	instruments percussifs (hihats, charleys). 16 niveaux
		de volumes sont également offerts en hardware pour l'attack et la
	release.

	
	
	C'est
	le plus polyvalent des canaux en termes de forme d'onde puisqu'il
	permet 	de restituer des samples codés sur 4 bits (16 niveaux). Ce
	canal peut  aussi produire 	des sons bien plus graves que sur les
	autres canaux, ce qui le rend très intéressant 	pour créer
	instuments avec des basses profondes ou des kicks puissants. 
	

	
	Cependant,
	les limitations de ce canal sont fortes: le nombre d'échantillons
		possibles est réduit à 32
	valeurs seulement. Quant au volume,
	il n'y a que 4 niveaux 	matériellement
	possibles : silence,
	25%, 50% et 100%.

	
Maintenant
	que nous savons mieux de quoi cette console est capable, voyons
	comment mettre ces notions musicales en pratique avec le
	soundtracker LSDJ.

	





	

	

	Se mettre à la chiptune sur
	Game Boy

	





	

	
Nous
	espérons que cette introduction à la Chiptune vous a donné
	envie de vous lancer!

	
Il
	existe plusieurs logiciels de composition musicale sur Game Boy,
	notamment LSDJ et Nanoloop. Dans cet article, nous
	allons nous intéresser à LSDJ.
	Bien que vous
	ne connaissiez
	pas encore ce
	sountracker,
	gardez déjà son nom en
	tête car il reviendra souvent dans cet article. Nous
	allons en parler plus en détail par la suite, mais voyons d'abord
	le matériel nécessaire
	dont vous aurez besoin pour
	l'utiliser.

	
Dans
	un premier temps, vous n'aurez pas forcément besoin d'acheter
	ladite console portable ou quelconque matériel spécifique :
	vous pourrez utiliser des émulateurs à la place. Quant à LSDJ,
	des versions d'évaluation existent pour vous faire une idée de ce
	qu'il vaut sans rien avoir à débourser.

	
...Sans
	Game Boy ?

	
Un
	émulateur est un programme qui permet à un ordinateur de lancer
	des jeux ou des programmes conçus pour d'autres machines. On note
	d'illustres exemples que nous affectionnons particulièrement, tels
	que :

	
	
Concernant
	la Game Boy, nous sommes gâtés: il existe des émulateurs
	sur toutes les machines possibles : PC, Mac, tablettes et
	smartphones. Néanmoins, tous ne se valent pas, surtout concernant
	la qualité de reproduction du son de la Game Boy, qui nous
	intéresse ici au plus haut point.

	
Nous
	vous conseillons donc les émulateurs ci-dessous :

	
	





	

	





	

	
	





	

	
Quid des consoles
	portables et smartphones? Voici un petit inventaire :

	
	





	

	
Notes: 
	

	
	

Avec
	une vraie
	Game Boy !

	

	


	

	

	Honnêtement, pour utiliser au mieux
	LSDJ ou tout autre programme
	musical, il n'y a rien de mieux que de le faire tourner sur
	la vraie bestiole. Qu'on se le dise !

	

	
		

		
Fig.
		6 : Photo de famille

	Vu le succès immense de cette
	console en son temps, vous en avez peut être déjà une chez vous,
	prenant la poussière ou oubliée dans une cave... Sinon, il n'est
	pas rare d'en trouver en brocante ou dans des magasins d'occasion,
	par exemple.
	

	

	


	

	

	


	

	

	


	

	

	


	

	

	Il y a eu au fil des années
	différents modèles de Game Boy, chacun ayant ses avantages
	et inconvénients, y compris dans le domaine de la Chiptune.

	

	


	

	

	Le tableau suivant en fait la
	synthèse :

	

	


	

	

		
		
		
		
		
		
		
		
			

				
					
Modèle

						
				
					
Look

						
				
					
Écran

						
				
					
Son

						
				
					
Vitesse

						
				
					
Autonomie

						
				
					
commentaire

						
			

		
		
			

				
					
Game
					Boy, originale aussi dite
 “la brique” (DMG-01)

						
				
					



					

						
				
					
*

						
				
					
*
					* *

					



					

						
				
					
*

						
				
					
*

					



					

						
				
					
La
					meilleure pour le son live mais aussi la plus lourde. 
					

					
Les
					4 piles sont vite épuisées, prévoir un adaptateur.

						
			

			

				
					
Game
					Boy Color

						
				
					



					

						
				
					
*
					*

						
				
					
*
					*

						
				
					
*
					*

						
				
					
*
					*

						
				
					
Plus rapide
					que la DMG. 
					

					
Les couleurs
					en plus

					
et seulement
					deux piles!

						
			

			

				
					
Game
					Boy Pocket

						
				
					



					

						
				
					
*

						
				
					
*
					*

						
				
					
*

						
				
					
*

						
				
					
Plus compacte
					qu'une DMG

					
Mais le son
					est moins bon.

					
Problèmes
					d'autonomie avec les cartouches flash.

						
			

			

				
					
Game
					Boy Advance

						
				
					



					

						
				
					
*
					* *

						
				
					
*
					*

						
				
					
*
					*

						
				
					
*
					* *

						
				
					
Disposition
					des touches peu pratique, la rendant inutilisable avec des
					programmes musicaux. Dommage.

						
			

			

				
					
Game
					Boy Advance SP

						
				
					



					

						
				
					
*
					* *

						
				
					
*
					*

						
				
					
*
					*

						
				
					
*
					* *

						
				
					
Rapide, bonne
					autonomie, écran rétroéclairé : presque un sans faute!

					
Attention :
					il faut un adaptateur spécifique pour la sortie casque.

					
Une question
					se pose aussi : trouvera-t-on encore des batteries
					compatibles dans plusieurs années ?

						
			

			

				
					
Game
					Boy Micro

						
				
					



					

						
				
					
*

						
				
					
*
					*

						
				
					
*

						
				
					
?

						
				
					
Contrairement
					à son nom, elle est incompatible avec les cartouches Game
					Boy. A oublier.

						
			

		
	

	

	Fig.7:
	comparatif des console Game Boy
Source :
	https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wikipedia_gameboygroup.jpg

	

	


	

	

	


	

	

	Ainsi, pour composer avec LSDJ,
	nous suggérons,par préférence décroissante:

	
    
		
  1. 

    
		Game Boy Advance SP +
		adaptateur casque
    
		
  2. 

    
		Game Boy Color
    
		
  3. 

    
		Game Boy Originale
    
		
  4. 

    
		Game Boy Pocket
    
	

	

	


	

	

	Nous
	déconseillons les autres modèles.

	

	


	

	

		
		
		

			
				
Fig.
				8 : Astro courtise lourdement
				la DMG-01.