Игровой движок : Звук

Звук хорошо эволюционировал пока развивалась история персональных компьютеров и игровых приставок. Первый мой компьютер был ZX Spectrum c 48kb оперативной памяти, точнее его клон "Парус". Это был однобитный звук, который мог издавать простые звуки. У кого был оригинальный и по-дороже - имел на борту AY-3-8910. Это был звуковой процессор, который звучал куда интереснее. Минутка настальгии ниже по ссылке.

Современный звук уже совсем другой: 16\24-битный и 44100 Гц. Для ценителей качественного звука для компьютера могут взять себя карточки, которые имеют 32-битный процессор и частоту 384КГц. С точки зрения разработки игр достаточно иметь 44,1 КГц. Для передачи голоса, чтобы его можно было разобрать достаточно 7-8 КГц (для сравнения). Частота 44100 Гц означает, что уровень сигнала меняется 44100 раз в секунду, а битность характерезует количество шагов от уровня 0 до максиума. Звук 16 бит - это от -32768 до 32768, в целом 65535 вариантов значений. Оцифрованный звук имеет последовательность байтов, которые идут один за другим. На звук 16-бит и 44100 Гц одной секунды мы потратим около 690кб данных в сыром виде. При том, что это моно звук - стерео звук будет занимать в 2 раза больше. Обычно используют 44100, 32000 и 22050 Гц.

Звук в несжатом виде занимает очень много оперативной памяти. А если в игре будет несколько мелодий и десятки звуков? Одна мелодия может занимать порядка 40-50мб. На помощь приходят кодеки и потоковый звук. Пример как сжимается музыка mp3 размером 8мб.

Чтобы не занимать много оперативной памяти берут потоковый звук - это может быть фоновая мелодия, пение птиц или просто запись звука ветра. Для воспроизведения потокового звука нужно несколько буферов, один из них наполняется данными а другой в это время уже был заполнен ранее и воспроизводится в данный момент. Потом они меняются ролями и так постоянно, пока данные не будут исчерпаны. Работа с потоковым звуком выполняется в отдельном потоке, чтобы не мешать основному циклу игры.

Разные системы воспроизводят звуки своими API и можно поступить 2-мя способами для вывода звука. Написать для каждой системы свой аудио-слой или использовать готовые библиотеки, которые делают тоже самое но уже их работа проверена временем.

Одни из популярных библиотек - OpenAL, FMOD. OpenAL использовалась в разных популярных играх: Doom 3, Quake 4, Wolfenstein и другие. Движок Unity также использует OpenAL. Библиотеку можно найти на GitHub по имени OpenAL Soft. В исходниках она распространяется по лицензии LGPL. Для каждой системы есть свой BackEnd - прослойка для работы с конкретной системой.

Только на платформе Android есть одна проблема - звук воспроизводится с паузой. Поэтому для андроид существуют сборки low-latency, устраняющие данную паузу.

В разработке OpenAL использовать не сложно и с ее помощью можно не только воспроизводить музыку и звуки, но и записывать звук.