Le son sur PlayStation : le cas de Little Big Adventure

Cet article est une version augmentée du thread du 16/06/2019 consultable sur Twitter.

Véritable monument de l’histoire du jeu vidéo, la première console PlayStation de Sony est aujourd’hui légendaire, tant culturellement que techniquement. Aujourd’hui, nous allons nous intéresser au fonctionnement très particulier du son sur ce support CD qui a amené les compositeurs et programmeurs à se poser beaucoup de questions. Cet article résulte d’une longue discussion avec une partie de l’équipe de Adeline Software International derrière le jeu Little Big Adventure, qui sera au centre de cet article : Philippe Vachey, Olivier Lhermite, Mickaël Pointier et Didier Chanfray.

Pour ceux qui ne le sauraient pas, le premier Little Big Adventure est un jeu d’aventure sorti sous MS-DOS en 1994, puis porté sur PlayStation en 1997, juste avant l’arrivée de sa suite, Little Big Adventure 2. Le portage de ce jeu et l’historique du studio sont l’occasion rêvée de parler d’un sujet qu’on a effleuré de très loin jusqu’à présent : le support CD. Vous n’êtes pas sans ignorer que faire de la musique de jeu vidéo, dans les années 1990, rimait avec complexité et intelligence technique. A cette période, si le support cartouche est encore présent et déjà difficile à manier, le CD commence à s’imposer, avec son lot de joies et de peines pour les développeurs et les musiciens.

De l’ordinateur à la PS1

En effet, comme nous allons le voir, si la possibilité de lire des jeux sur ce support a révolutionné la création, notamment en termes de quantité de données stockées (les cartouches de Nintendo 64 contenaient généralement moins de 64MB tandis qu’un CD-ROM tourne autour de 700MB), elle n’en a pas moins été le berceau de nombreux soucis et situations pour le moins cocasses. Et à ce sujet, Little big Adventure est un très bon exemple, puisqu’il existe à la fois en format disquette et CD, ce qui permet d’effectuer une comparaison concrète des différences de conception et d’intégration. Il est important de noter ici que la version CD est sortie avant la version D7, parue bien plus tard. À l’époque, beaucoup de PC (comme le 386DX) capables de faire tourner le jeu n’avaient pas de lecteur CD intégré. Pour toucher le bon public, il fallu donc créer une version plus adapté aux matériel le plus répandu auprès du public.

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Sauvegarde de travail en 5 1/4 Crédits : Philippe Vachey

Sur disquette, le terrain avait déjà été exploré par une partie de l’équipe de Frédéric Raynal et Didier Chanfray, avec Alone in the Dark en 1992. Ce premier jeu tenait alors sur 4 «floppy» et contenait des samples joués par le processeur pour compenser l’absence de carte son. Il existe donc une version en huit disquettes de LBA qui contient uniquement des musiques en format MIDI. La raison de ce choix est désormais bien connue : l’espace de stockage sur disquettes (1,44MB) ne permet pas de stocker assez de sons de bonne qualité en plus du reste du jeu pour inclure une bande originale entièrement en format audio. Le choix d’utiliser des instructions programmées et directement exécutées par le processeur, complétées par des courts samples, est donc purement technique.

 

 

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Philippe Vachey et son matériel de composition d’origine : un Atari 520ST bricolé faisant tourner le séquenceur pro24 avec une version MIDI des musiques. (crédits photo : Philippe Vachey)

Le portage de LBA sur PlayStation se base, lui, sur la version PC, mais en format CD-ROM. La grande différence est que cette version intègre les musiques en qualité CD (donc en format audio) dans le jeu, c’est à dire en suivant le standard Red Book/CDDA en vigueur pour les disques compacts de musique, qui définit des caractéristiques telles que le nombre maximal de piste (99), leur durée minimal (4 secondes) et ainsi de suite. Mais ce qui est vraiment important ici est l’usage du format audio : les compositions de Philippe Vachey sont donc exportées directement depuis son matériel pour être implémentées dans le jeu, ce qui représente un grand luxe pour l’époque. Mais revenons-en à nos Lapichons. Pourquoi est-ce que j’insiste tant sur cette composante « musique enregistrée » pour notre jeu ? Tout simplement parce que, au-delà des questions d’espace disque, la lecture de la musique enregistrée pose quelques problèmes sur la PlayStation.

« Press Play », comment jouer de la musique et jouer au jeu en même temps ?

Pour mieux comprendre, voyons un peu comment marche un disque standard. L’information est gravée en binaire sur la platine. Celle-ci tourne à grande vitesse et est lue par une lentille optique qui envoie un rayon laser sur les sillons allant en spirale du centre vers le bord. Cette « spirale » se sépare en plusieurs parties, qu’on appelle des pistes (ou tracks en anglais) et qui permettent le plus souvent d’isoler les morceaux les uns des autres. Pour les jeux vidéo, c’est peu ou prou le même fonctionnement qui est repris, avec quelques « petites » subtilités.

Prenons la version CD-ROM de LBA, lorsque le jeu est lu par la machine : une partie des données (stockée sur la piste 1) sont copiées et installées sur l’ordinateur. Il s’agit du code du jeu et d’un certain nombre d’assets qui seront gérés par la machine. Chose importante cependant : les musiques sont gravées sur les pistes suivantes, à la façon d’un disque traditionnel, sur les pistes 2 à 27. De cette façon, l’ordinateur déroule le jeu qu’il a chargé de son côté, tandis que les pistes audio (mais également certaines vidéos) sont lues en parallèle directement sur le CD. Ce fonctionnement peut sembler très pratique. Pourtant est-il possible sur PSX ? Pas vraiment…

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Une image-disque de la première piste du jeu (crédits photo : Zetsuboushitta)

On retrouve dans la version PlayStation de LBA les musiques organisées piste par piste. Il est d’ailleurs possible de faire l’expérience : si l’on met le jeu dans un lecteur CD standard, on peur parfaitement écouter les musiques du jeu, sauf celles sur la piste 1, évidement. Nous l’avons vu, cette piste 1 contient des données, mais également d’autres éléments faits pour être décompressés et chargés en mémoire : particulièrement des bruitages, dialogues et jingles dont on reparlera. Quoi qu’il en soit, le format n’est pas compatible avec le mode de lecture d’une platine audio. Nous arrivons à la première difficulté de cette version : les jeux sur support CD sont (entre autres) critiqués pour leurs temps de chargement. En effet, sur PSX, tous les assets du jeu ne sont pas chargés d’un coup comme sur la version PC : lorsque le joueur entre dans une nouvelle zone la console doit aller chercher les nouvelles données correspondantes sur notre fameuse piste 1 pour les mettre en mémoire « vive ».

Le problème commence à devenir évident : si la lentille de lecture est sur la piste 1, mais que la musique de la nouvelle zone est sur la piste 7, comment faire pour tout charger en même temps ? Si sur PC, il était possible de lire les 2 à la fois, cela est très différent sur la PSX, car elle ne possède pas de mémoire de masse et doit à chaque fois récupérer les données temporaires et les charger sur sa RAM. Plusieurs solutions sont alors possibles : tout d’abord, jouer la musique après l’apparition du niveau, le temps que la lentille se déplace sur la bonne piste après le chargement des données, et sans se soucier du décalage provoqué. Si cette solution est la plus évidente, elle est loin d’être la plus agréable pour profiter du jeu…

Un autre choix est de stocker une partie des sons sur la piste 1, mais pas en format CD Audio. Il peut s’agir de samples compressés ou d’instructions en MIDI. Ici, nous sommes dans le premier cas : chaque musique de niveau sur une autre piste existe en version « jingle » sur la première piste. De cette façon, ces extraits d’une quinzaine de secondes sont placés dans la mémoire SPU (Sound Processing Unit, qui correspond en gros à la carte son) RAM et pré-chargés en même temps que les autres informations du bloc en question. Cela permet de les lancer instantanément et sans silence après l’apparition du niveau !

D’ailleurs, un petit exercice amusant peut être fait pour mieux saisir l’organisation des données sur le disque : lorsque votre PlayStation a fini de charger les données de jeu dont elle a besoin, la lentille s’arrête et le CD devient inerte (d’où les bruits quand la lecture reprend). Si l’on s’amuse alors à ouvrir la console et à remplacer le CD par un autre, même purement musical, le jeu se comportera comme si tout était normal. Seule différence, il lira la piste audio à l’emplacement prévu initialement. Cela permet donc de substituer des musiques avec une simple manipulation, ce qui ne sert pas à grand chose, mais est toujours bon à savoir si on se sent lassé de la radio dans Grand Theft Auto. Ce tour de passe-passe marche bien sûr aussi avec les cinématiques : si on inverse les CD de Final Fantasy VII par exemple. Amusant, mais peu recommandé pour éviter les spoilers.

Quand la boucle ne boucle plus : mettre en avant certains sons

Le changement de piste n’est hélas pas le seul souci auquel les musiciens se heurtaient sur PSX. Voici donc le second problème dont nous allons parler aujourd’hui : la spirale, pas infernale, puisqu’elle a une fin. Comme on peut le voir sur un schéma de CD, les pistes ont une organisation spatiale sur la platine, définie selon la temporalité des morceaux. Pour formuler cela plus simplement : chaque piste a un début et une fin. Lorsque la lentille arrive au bout, soit elle passe au morceau suivant, soit elle accompli une autre action si cela lui est demandé. Est-ce un problème pour nos jeux ? En un sens, oui.

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Vue en coupe et dimension d’un disque compact (source : http://www.chimix.com/an14/bac14/ant3.html)

Si l’action n’est pas impossible, faire boucler un morceau se révèle particulièrement difficile et nécessite quelques acrobaties techniques, surtout aux débuts de l’ère CD, où ce problème (presque inexistant sur les jeux cartouches) n’était pas encore envisagé. Dans le cas de la version originale de Little Big Adventure, on constate que les morceaux ne bouclent pas : lorsqu’ils arrivent à la fin, ils laissent place au silence, et ne se relancent que sous certaines conditions. Cette fois, il s’agit plutôt d’un choix esthétique de la part des créateurs. En effet, leur objectif n’était pas de poser une ambiance ou un tapis sonore, mais de raconter une histoire en musique, avec des morceaux construits comme sur un album. Occuper l’espace sonore de façon permanente n’était pas leur priorité, ils ont donc délibérément choisi de laisser une place au silence et aux autres éléments musicalisés du jeu. LBA contient en effet beaucoup de bruitages assez particuliers qui contribuent à donner de la personnalité à l’univers de Twinsun.

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(Copyright : Didier Chanfray S.a.r.l.)

Bien avant que les logiciels comme Wwise ne démocratisent cette pratique, Little Big Adventure était conçu de façon à randomiser une partie des sons. Par exemple, pour ne pas lasser le joueur avec les mêmes bruits de pas, ceux-ci étaient prédéfinis d’après un ensemble de paramètres variables : le timbre est choisi selon le contexte (lorsque le héros est en mode discret, on entend de la contrebasse), mais les hauteurs des sons sont en « mouvement » constant sur une échelle de hauteurs prédéfinies et par conséquent totalement imprévisibles. De cette façon, les pas s’enchaînent de façon musicale, et ne se ressemblent pas : ils créent leur propre mélodie. Bien sûr, il était alors impossible de faire ce genre de manipulation avec des sons fixes. Ces sons sont donc intégrés et gérés en temps-réel, d’où leur présence sur la première piste du CD.

Les « problèmes » de gestion du son n’ont donc pas été traités comme tels dans ce jeu. Les choix esthétiques sont même allés plus loin avec les versions « jingles » raccourcies des morceaux des niveaux durant en moyenne de 15 à 20 secondes. Entendre les musiques entièrement après chaque temps de chargement semblait en effet trop ennuyeux aux yeux des créateurs. On peut voir ici une mentalité sonore très différente de celle, par exemple, des J-RPG. L’important bien sûr étant que chacun y trouve son compte.

Les contraintes (et l’aventure) continuent

timecoAvant de finir sur la PlayStation, il m’est nécessaire pour étoffer notre expérience sur la gestion du son sur la console, de parler d’un autre jeu réalisé par la même équipe : Time Commando sorti en 1996 sur PC et PSX. Ce beat’em all fonctionne d’une façon radicalement différente de LBA au niveau de la musique, et nous éclaire sur les différents choix que les développeurs étaient amenés à faire. En effet, « TimeCo » a la particularité d’être très lourd au niveau de l’affichage vidéo. Concrètement, cela signifie que le jeu contient, sur PSX, seulement deux pistes audio en format CD (dont l’introduction). Le reste du temps, tous les décors du jeu sont en fait streamés de façon continue depuis la vidéo, ce qui rend la lecture de pistes sons sur le CD totalement impossible. Toutes les musiques des niveaux du jeu se retrouvent donc intégrées sous forme d’instructions dans un format dérivé du MIDI. Les sons utilisés dans un niveau sont placés en tête des fichiers XCF contenant les informations et chargés dans la RAM audio en début de lecture.

De cette façon, ils ne parasitaient pas et n’étaient pas parasités par le flux vidéo qui occupait la plus grande partie de la RAM par la suite. On voit ici aussi des choix compliqués où l’audio et la vidéo se retrouvent encore opposés non pas en terme de gestion de l’espace de stockage, mais de l’organisation des ressources. Mais malgré tout, pour certains, le support PSX était tout de même jugé plus agréable pour créer que le support PC, ne serait-ce que parce que la console avait un processeur sonore, là où chaque ordinateur présentait une configuration particulière. Sur PC, les différences de rendus et de capacités entre des cartes AdLib, SoundBlaster, Gravis et ainsi de suite constituaient un véritable casse-tête obligeant les développeurs et compositeurs à mettre au point plusieurs versions de la musique pour espérer couvrir toutes les configurations possibles.

Si le passage au CD donne facilement l’impression d’avoir lissé les choses au niveau du jeu vidéo, la réalité est toute autre. Selon la nature et les objectifs des jeux, on peut voir de nombreuses formes de réalisation et de gestion des données. La possibilité d’intégrer du son de meilleure qualité est aussi arrivée avec sont lot de difficultés pour coller à la nature interactive des jeux et à l’ampleur grandissantes des mondes créés. Les compositeurs et les équipes techniques ont néanmoins réussi à s’approprier ces nouvelles limitations pour trouver de nouvelles façon de s’exprimer à travers.

 

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