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Der Anfang...

PC Speaker (1981)

Es war anno 1981, als der PC in Form eines IBM PC Model 5150 mit 8088 CPU die Welt erblickte, das ist wohl inzwischen allgemein bekannt.
Und es zählte vor allem eines: billig mußte er sein! Andere Modelle der Zeit scheiterten nämlich auch oft an ihren hohen Endverbraucherpreisen. So kam es denn sogar dazu, daß die damals bessere Wahl, eine Motorola-CPU, ganz einfach verworfen wurde. Sie war einfach zu gut für dieses Produkt!
Es wurde also an allen Enden und Ecken gespart. Die Fortsetzung davon nämlich fand sich in vielen anderen Bauteilen des PC wieder, über die teils noch heute geflucht wird. So eben auch in der Tonwiedergabe. Eine Büromaschine mußte halt nicht ganze Symphonien detailgetreu wiedergeben können, die Tonausgabe wurde auf das absolute Minimum beschränkt: den PC Speaker.

IBM PC Model 5150 - (c) www.old-computers.com
IBM PC Model 5150 - (c) www.old-computers.com
Dieses Utensil des urtümlichen IBM PC konnte genau mit einem Tonkanal ein Rechteckssignal mit einer festen Lautstärke, immerhin auf unterschiedlichen Frequenzen erzeugen.
Man möchte meinen, es würde scheußlich klingen, auf diesem Ding ernsthaft Musik abspielen zu wollen, und zugegeben, das tat es größtenteils auch.
Nur die menschliche Kreativität erwächst oft aus der reinen Beschränkung heraus, und tatsächlich war es hier nicht großartig anders.
Während einige Spiele über recht simple Tricks versuchten, mehr herauszuholen, sei es das zeitlich knapp versetzte Abspielen in verschiedenen Tonhöhen, um mehr Tonkanäle zu simulieren, gab es auch andere Versuche, wie z.B. Lucasgames. Um ihren Liedern etwas mehr Pep zu verleihen, versuchten sie, eine Art Schlagzeug zu simulieren (s. Sample "Maniac Mansion").
Das Ende der Fahnenstange war aber noch nicht erreicht. Inzwischen hatten nämlich findige Programmierer herausgefunden, wie man dem Speaker sogar echte Samples entlocken konnte! Freilich nicht ganz ohne Aufwand, denn diese Methodik erforderte ein akribisches Timing, was ein paralleles Ablaufen jeglicher Spielabläufe sehr schwer machte. Man beschränkte sich daher anfangs oft auf die Intros der Spiele.
Ein populäres Beispiel, welches allein zur Demonstration dieser Technik existierte, war "Magic Mushroom" - ein kleiner, uralter Werbespot, welcher mittels des PC-Speaker abgespielt wurde.

Zwangsläufig unterstützte praktisch jedes Spiel den Speaker, da eine "echte" Soundkarte damals einfach noch zuviel Geld kostete.

Samples

Monkey Island 1[OGG] [MP3]
Maniac Mansion[OGG] [MP3]Schlagzeugsimulation
Magic Mushroom[OGG] [MP3]Original Sample
Magic Mushroom[OGG] [MP3]So klang das Sample über den PC Speaker

Technisches

Um der Frage "wie kann man da überhaupt Samples abspielen" gerecht zu werden, hier eine kleine technische Erläuterung:
Der Speaker ist nach wie vor ein Stück Mechanik. Das macht ihn gewissermaßen "träge", er schafft es nur bis zu einer bestimmten Frequenz Töne abzuspielen. Und genau dies macht man sich nun zu Nutze. Anstatt ihn mit seinem üblichen Frequenzspektrum zu füttern, spricht man ihn in einer wesentlich höheren Frequenz an, und schaltet ihn in dieser Frequenz kurzzeitig an oder aus, um so immerhin eine Auflösung von 6 Bit zu erhalten.
Ein Problem war allerdings die oft sehr geringe Lautstärke der Wiedergabe. Ein weiterer Störfaktor war das Pfeifen des Lautsprechers auf der hohen Modulationsfrequenz.
Beide Probleme waren u.a. mit Dynamikkompression (leise Abschnitte lauter) und auch besserer Programmierung später aber behoben worden, und so blieb nur eines: viele günstigere PC-Klone hatten einen Piezo-Summer eingebaut, der gerade die hohen Frequenzen besonders gut wiedergeben konnte - die Trägheit des normalen Speakers fehlte, und eine vernünftige Wiedergabe war fast unmöglich.

Links

Magic Mushroom (download)Das Original zum Download
old-computers.comDer IBM PC 5150
Gamedev.netProgrammierung des Speakers für die Sampleausgabe
MobygamesSpiele, die den Speaker unterstützen
MobygamesSpiele, die den Speaker unterstützen (mit Tweaking)


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