只用三個通道做旋律——當年最經典的馬里奧音樂是這樣做出來的

紅白機上的魔性音樂是怎麼做出來的？它為什麼要用這種被稱為8it風格的音樂而不是其它類型呢？前不久，台灣地區的鋼琴家官大為以超級瑪麗的主題曲為例，講解了這首經典曲目背後的紅白機音樂原理。這個視頻非常有趣，社長保證你看完大呼漲知識。

只用了三個音！當年超級瑪麗的音樂是這樣做出來的 - 騰訊視頻 https://v.qq.com/x/page/u03844ixswd.html

這個視頻是官大為的youtube音樂教學頻道「好和弦」中的一集，原地址：為什麼超級瑪莉會聽起來像是超級瑪莉？

看完視頻覺得不盡興的話，可以繼續看我們下面關於紅白機發聲原理的圖文解析。

紅白機使用的處理器是理光公司製造的RP2A03，它其實是遊戲史上的著名CPU——6502的調整型（關於6502我們之前的文章《一塊帶給無數人年少歡樂的CPU，文曲星和小霸王都用過它》有詳細介紹）。而紅白機的聲音處理單元（可編程音響發生器）就集成在RP2A03中。

紅白機的發聲系統由5個通道組成，分別是：

• 2個幾乎一樣的矩形波通道

• 1個三角波通道

• 1個雜訊通道

• 1個音頻採樣回放通道

正是這簡單的發聲構成，打造了紅白機簡單傳神的魔性音樂。我們接下來說說每個通道的作用。

兩個矩形波通道：

這兩個矩形波通道基本一樣，可以理解為兩個同種樂器。矩形波被廣泛用於數字開關電路，在紅白機里通常用來做主旋律使用。它的聲音特點是比較單調，有點類似單簧管的效果。

紅白機的矩形波通道有4種模式，分別是12.5%，25%，50%和75%，這裡的百分數指的是占空比。

視頻中的這個圖有點問題，一般都是以高電平（向上凸起的部分）所佔比例作為占空比，這裡似乎反了。

占空比是一個脈衝循環內通電時間所佔的比例。而它對聲音的影響可以看下面這個公式。

電子信息工程專業的同學對這個公式應該不陌生，它表現了矩形波的傅立葉級數展開，裡面的第一項「τ/T」指的就是占空比。

看不懂也沒關係，直接上結論：占空比不同，則不同的聲音分量會有區別。在紅白機里，當占空比50%的時候，聲音是最柔和的，而12.5%的時候是趨向尖銳的。紅白機用調整占空比的方式來調整兩個矩形波的主次，產生區別效果。

不過這只是影響音色的兩個維度之一，另一個維度是音量。音量越大，聲音越趨向尖銳。

在超級瑪麗這首曲子里，兩個矩形波通道都是使用了「50%」模式，也就是說它們同等重要，共同組成了主旋律和弦。具體可以在視頻里聽一聽效果（3:00處）

三角波通道：

三角波的高音效果有點像長笛的音色；低音特別渾厚，比較像貝斯，在紅白機音樂中通常作為伴奏使用。在超級瑪麗的音樂里，它和兩個矩形波通道共同構成了旋律主體。

換言之，你可以大略把超級瑪麗的曲子理解成是兩個單簧管和一個貝斯的三重奏組合。

噪音通道：

雜訊在紅白機里做聲效的時候比較多，用來模擬爆炸聲、槍聲、火焰、慘叫聲等等，老玩家可以回憶一下「老四強」中的各種音效，基本都是這個聲道模擬出來的。除此之外，它也可以作為音樂中的打擊樂部分，模擬鑼、鼓、鑔、沙錘等等。

音頻採樣回放通道：

這個通道是用來播放已經錄好的聲音檔案的。不過正如視頻里所說，「在那個年代，就算是品質超低時間超短的聲音檔案，需要的存儲空間都太大了。」它有16種採樣率對應16種精度（0~15），越高的精度存儲空間越大。

視頻中的圖標是PCM，紅白機中這個通道的實際名是DPCM

精度11以下效果差的沒法聽，而最高精度的音頻，1秒就要佔用4K存儲空間。要知道超級瑪麗整個程序也只有32K而已，所以超級瑪麗的聲音部分沒有用到這個通道。

有一種聲音是前四個通道很難處理的——人聲，這時就需要用到這個通道了。它可以用很低的精度來模擬人聲。比如《空中魂斗羅》（最終任務）里，當你選好人進入第一關之前，就會有一個魔性的電子人聲，到現在我也不知道喊的是什麼，應該就是這個通道負責的。

這個「大保健」樣本的長度大約2.5秒

在那個年代，電子音樂還是一個新興領域，只能用這幾種波形來創作音樂，還要讓做出來的曲子在不破壞旋律的前提下，能隨時讓出一個聲部給音效，這對作曲家的要求太高了。且不說能用的素材太有限，光是讓作曲家熟悉具象化的聲音——波形就已經很困難了。因此早期的遊戲音樂都是由程序員擔綱製作的。第一批專職遊戲作曲家要學習波形知識，和程序員配合把聲音還原成波形，製表，再寫程序製作。如今的遊戲可以隨便塞N個交響樂而不必擔心容量問題，相比那些開荒的前輩，現在的遊戲作曲家可是幸福多了。

最後我想說的是，看完這個視頻，是不是對《魂斗羅》《赤影戰士》《忍者龍劍傳》等等遊戲的音樂更加敬佩了？可以去重溫一下，畢竟它們都是在同樣的硬體環境下製作的呀。

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