OSC2022 Online/Aizu 低レイヤ・OS・セキュリテイ VRC-LT大会 https://ospn.connpass.com/event/242115/ で発表予定だったスライド資料です。

1. セガサターンで動く
自作シンセサイザーの紹介
2022/04/30
大神 祐真
(@yohgami)

2. 2022/04/30 2
自己紹介
大神 祐真 (@yohgami)
「へにゃぺんて」
という個人サークルで、
PCやレトロゲームハードを
対象にフルスクラッチで
・自作OS
・マシン語での
ベアメタルプログラミング
等を行っています！

3. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 3
今日のお話
セガサターンで動く
自作シンセサイザーの紹介

4. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 4
シンセサイザーとは
シンセサイザーという言葉自体は英語の
「synthesize（シンセサイズ）」＝合成する、
という言葉からきており、
電子回路を使って様々な音を出す機械（楽器）
のことを指します。
ヤマハ | シンセサイザーって何？ - シンセサイザー入門
https://jp.yamaha.com/products/contents/music_production/guide_to_synth/001/
電子的に音を作って出す機械

5. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 5
MIDIキーボードの接続と制御
セガサターンにはMIDIキーボードを接続できる
もし興味があれば
←を
見てみて
ください

6. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 6
MIDIキーボードの接続と制御
セガサターンにはMIDIキーボードを接続できる
もし興味があれば
←を
見てみて
ください
これにより、
MIDIキーボード側で押された
キーやボタン等の情報(MIDIメッセージ)を
セガサターン側で受信できる
受信した内容に応じた音を作って出せば、
シンセサイザーができる

7. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 7
MIDIキーボードの接続と制御
セガサターンにはMIDIキーボードを接続できる
もし興味があれば
←を
見てみて
ください

8. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 8
MIDIキーボードの接続と制御
セガサターンにはMIDIキーボードを接続できる
もし興味があれば
←を
見てみて
ください

9. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 9
セガサターンのサウンド機能
「SCSP」という音源ICを搭載
正に電子的に音を作る事を担うIC
コントロールレジスタを提供
レジスタへパラメータを設定することで
様々な音を鳴らす事ができる

10. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 10
シンセサイザーの基本的な機能
ヤマハ | シンセサイザー入門 – スペシャルコンテンツ
https://jp.yamaha.com/products/contents/music_production/guide_to_synth/
オシレータ
EG
(エンベロープ
ジェネレータ)
LFO
(低周波
オシレータ)
ピッチベンド

11. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 11
シンセの機能を一つずつ実装
オシレータ
EG
(エンベロープ
ジェネレータ)
LFO
(低周波
オシレータ)
ピッチベンド

12. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 12
シンセの機能を一つずつ実装
オシレータ
EG
(エンベロープ
ジェネレータ)
LFO
(低周波
オシレータ)
ピッチベンド
SCSPの機能で実現

13. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 13
シンセの機能を一つずつ実装
各デモはYouTubeで公開中！
「セガサターン自作シンセサイザー」
で検索してみてください！

14. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 14
シンセの機能を一つずつ実装
オシレータ
EG
(エンベロープ
ジェネレータ)
LFO
(低周波
オシレータ)
ピッチベンド

15. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 15
シンセにおけるオシレータとは
音を合成する素となる基本の波形
セガサターンシンセでは
以下の3つ+ホワイトノイズに対応(2022年4月現在)
ノコギリ波 矩形波 サイン波

16. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 16
SCSPでの波形データ再生方法
PCM形式の波形データに対応
1. PCMデータをサウンド用メモリに配置
2. そのアドレスをSCSPのレジスタへ設定
3. SCSPへ開始を指示
これでPCMデータを再生できる

17. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 17
SCSPでの波形データ再生方法
32チャンネル搭載
→ 32本の波形データを扱うことができる
ループ再生に対応
→ メモリに置くのは1周期分のPCMデータでOK
ノイズは別
→ ホワイトノイズを再生する機能がある

18. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 18
指定された音階を鳴らす
SCSPには、PCM波形の周波数を
「上げたり」・「下げたり」する機能がある
音の「高い」・「低い」は、
周波数の「高い」・「低い」なので、
この機能を使うことで、
ド・レ・ミ・・・といった音階を
作ることができる

19. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 19
シンセの機能を一つずつ実装
オシレータ
EG
(エンベロープ
ジェネレータ)
LFO
(低周波
オシレータ)
ピッチベンド

20. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 20
ピッチベンドとは
このようなホイール等に
割り当てられている機能
鳴らしている音の高さを
上げ下げできる

21. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 21
ピッチベンドとは
これも、SCSPの
「波形の周波数を
上げ下げする機能」
で実現できる

22. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 22
シンセの機能を一つずつ実装
オシレータ
EG
(エンベロープ
ジェネレータ)
LFO
(低周波
オシレータ)
ピッチベンド

23. 2022/04/30 23
EG(エンベロープジェネレータ)とは
時間
波形を再生
(キーを押下)
波形を停止
(キーを離す)
音の大きさ
波形の再生から停止(とその後)
の音の大きさを変化させる機能

24. 2022/04/30 24
EG(エンベロープジェネレータ)とは
時間
波形を再生
(キーを押下)
波形を停止
(キーを離す)
音の大きさ SCSPにはEGの機能がある
SCSPでは、音の大きさの変化を
4つのフェーズで設定できる

25. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 25
シンセの機能を一つずつ実装
オシレータ
EG
(エンベロープ
ジェネレータ)
LFO
(低周波
オシレータ)
ピッチベンド

26. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 26
LFO(低周波オシレータ)とは
数Hzから100Hz程度の低い周波数で
(人が分かる程度の周期で)
音を変化させる(揺らす)機能
SCSPでは、音の高さと大きさを変化できる
例えば、音の高さを揺らすことで
ビブラートをかけることができる

27. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 27
さいごに
セガサターン自作シンセサイザーで実装した
・シンセの基本機能
・それらがSCSPの機能で実現できる事
を紹介しました
SCSPには他にも「FM変調」で音色をいじれたり、
他にも専用のDSPとCPUが載っていたり、と
セガサターンはサウンド周りも豪華です

28. 2022/04/30 大神 祐真(@yohgami) 28
さいごに
セガサターン自作シンセサイザーで実装した
・シンセの基本機能
・それらがSCSPの機能で実現できる事
を紹介しました
SCSPには他にも「FM変調」で音色をいじれたり、
他にも専用のDSPとCPUが載っていたり、と
セガサターンはサウンド周りも豪華です
セガサターンはハードの能力で
シンセサイザーだって作れる！

29. ご清聴ありがとうございました！