FM 음원

 

1. 설명
2. 사운드 칩의 종류 및 대표적 사용처
2.1. FM Operator Type-L 계열
2.2. FM Operator Type-N 계열
2.3. FM Operator Type-S 계열
2.4. 그 외


1. 설명

주파수 변조 합성 방식으로 만든 소리.
스탠퍼드 대학교 컴퓨터 음악 및 음향 연구소(Center for Computer Research in Music and Acoustics, CCRMA)의 존 초우닝(John M. Chowning) 교수가 1967년에 개발했다. 1973년 야마하는 이 FM 합성 기술에 대해 독점 계약했고, 다양한 FM 신디사이저들과 비디오 게임기의 음원으로 자주 쓰였던 FM 합성 음원 칩셋들을 독점 개발해 판매했다. 그래서 FM 음원칩은 '''전부''' 야마하제이다.
1980년대 야마하의 신디사이저용으로 많이 사용되었으며, 오락실 게임 기판이나 가정용 게임기, PC등에도 많이 채용되었다. 핸드폰에도 탑재되었는데 2000년대 초, 중반까지 쓰였으나 스마트폰이 대세가 된 지금은 사용하지 않는다. 극초기 노래방의 노래 반주기에도 채용된 적 있다.[1]
PSG에 비해 표현할 수 있는 음색이 여러가지이고 그만큼 음색도 상당히 좋은 편이여서 대한민국의 1980~1990년대 올드 게이머들 사이에선 인기가 PSG보다 더 많은 편.[2] 북미 지방에서도 1990년대부터 IBM PC 호환 기종이 거의 지배적이었고 비디오 게임은 메가 드라이브가 상당히 인기가 많은 편이여서 FM 음원이 인기가 많다. 다만 일본에서는 1980~1990년대 가정에서 게임기로 닌텐도의 인기가 절대적이었고[3] PC-9801이라든가 X68000 같은 FM 음원칩이 탑재된 컴퓨터들이 있었으나 보급률은 그리 높지 않았다. 하지만 아케이드 게임에 FM 음원칩을 적극적으로 사용하였기 때문에 주로 오락실을 통해 많이 접했다.
1995년에 특허가 만료되었다.

2. 사운드 칩의 종류 및 대표적 사용처

사용처의 경우 아케이드 기판은 '''워낙 많으므로''' 제외한다.[4]
합성법에 관해서는 참고 문서를 볼 것.

2.1. FM Operator Type-L 계열

  • YM3526 (OPL) - 2OP FM 9음 또는 2OP FM 6음+드럼 5음
  • Y8950 (MSX-Audio)[5] - '2OP FM 9음 또는 2OP FM 6음+드럼 5음'과 ADPCM 1음 / MSX의 MSX-Audio[6]
  • YM3812 (OPL2) - 2OP FM 9음 또는 2OP FM 6음+드럼 5음 / 애드립이나 초기 사운드 블라스터 시리즈, ASSA노래방 초기 반주기.
  • YM2413 (OPLL)[7] - 2OP FM 9음 또는 2OP FM 6음+드럼 5음 / MSX의 FM-PAC 및 MSX-Music, 세가 마스터 시스템 등.
  • YMF262 (OPL3) - 2OP FM 18음, 2OP FM 15음+드럼 5음, 2OP FM 6음+4OP FM 6음 또는 2OP FM 3음+4OP FM 6음+드럼 5음 / 사운드 블라스터 16 계열[8]
  • YMF278 (OPL4) - FM 음원은 기술적으로 OPL3와 동일, 24화음 16비트 PCM 신디사이저 장착[9] / MSX의 Moonsound, 야마하 SoundEdge 사운드 카드, 옥소리 WS16 PCM 시리즈 등

2.2. FM Operator Type-N 계열

  • YM2203 (OPN) - 4OP FM 3음+SSG[10] 3음 / PC-8801, PC-9801
  • YM2608 (OPNA) - 4OP FM 6음+SSG 3음+리듬 6음[11]+ADPCM 1음 / PC-8801, PC-9801
  • YM2610 (OPNB)[12] - 4OP FM 4음+SSG(PSG) 3음+ADPCM 7음[13] / 네오지오
  • YM2612 (OPN2)[14] - 4OP FM 6음, 1음을 DAC PCM으로 전환 가능[15] / 메가 드라이브[16], FM TOWNS
  • YMF288 (OPN3)[17] - 4OP FM 6음+SSG 3음+리듬 6음 / PC-9801 후기 기종의 사운드 카드
  • YMF897 (OPN4)[18]

2.3. FM Operator Type-S 계열

Type-S 계열은 야마하 DX 시리즈의 신시사이저 및 키보드에서만 사용되었으며,[19] DX 이외의 신시사이저나 PC, 게임기에서 사용되었다는 정보는 없다.
  • YM21280 (OPS)
  • YM21290 (EGS): 엔벨로프 발생기. OPS와 항상 짝을 이룬다.

2.4. 그 외

  • YM2151 (OPM) - 4OP FM 8음 / 야마하 DX 신디사이저 및 키보드(DX 21/27/100), 샤프 X1, X68000, 야마하 CX5M[20], CPS1을 비롯한 각종 아케이드 기판들[21]
  • YM2164 (OPP) - 4OP FM 8음 / 야마하 신디사이저 (DX21, DX27, DX100, SFG-05, FB-01), KORG DS-8/707
  • YM2414 (OPZ) - 4OP FM 8음
  • YMF271 (OPX) - 최대 48슬롯, 2/3/4OP FM 혹은 PCM(개당 4슬롯) 사용 가능, 12~24음[22]
  • YMF292 (SCSP)[23] - FM 및 PCM 모드로 작동 가능한 32음 / 세가 새턴[24]
  • YMF297 - YMF288과 YMF289를 합친 음원이나 다른 계열과 동시에 사용할 수는 없다.

[1] ASSA VMP시리즈, 1992년까지의 태진 뮤지콤이 그랬다.[2] 1980년대부터 지속되어 왔던 게임기와 컴퓨터에 대한 인식 때문에 한국의 올드 게이머들은 주로 IBM PC 호환 기종과 오락실에서 즐겼다.[3] 패미컴, 슈퍼패미컴에는 야마하제 FM 음원이 탑재되어 있지 않았다. 코나미나 선소프트같은 일부 회사에서 특수칩을 통해 FM 음원칩을 내장하는 형태는 있었다. 슈퍼패미컴에는 야마하제 FM 음원보다 성능이 더 좋은 소니제 PCM 음원이 탑재되어 있었다.[4] 이유는 정말 말 그대로 사실상 FM음원이 아케이드 기판에 쓰이기 시작한 이래 x86용 PCM 사운드 카드(혹은 메인보드에 내장된 사운드 칩)를 탑재하기 전까지인 80년대~00년대까지 아래에 나열되어있는 모든 사운드 칩들은 최소 한두 번 이상은 사용되었다고 해도 전혀 틀린 말이 아니기 때문이다. YM2151(OPM)이 FM 사운드 칩들의 대선배격이고 1984년 아타리의 마블 매드니스를 시작으로 세가의 시스템 16 기판, 캡콤의 CPS1 기판, 코나미의 아케이드 게임(사실 코나미가 아케이드 쪽은 다른 회사들과는 달리 이쪽만 거의 집착하다시피 사용했다. 단, 일부 코나미 아케이드 게임에는 YM2203이나 YM3812 칩을 사용한 게임도 있었다.) 등으로 주력으로 사용되어서 아케이드 게임=YM2151이라는 고정관념과 오해가 생겼을 뿐이다. 다만 결과적으로 가장 많이 쓰인 사운드 칩은 역시 YM2151(OPM)이라는 점은 불변의 사실이긴 하다.[5] 아래의 YM2413을 채용한 FM-PAC/MSX-Music과는 다른 것. 이것은 YM3526에 ADPCM 1채널을 추가한 버전이다. Audio 쪽이 호화사양이나 가격이 비싸서 묻혔고 나중에 가격을 낮춘 MSX-Music이 대박을 쳤다.[6] 파나소닉의 MSX-Audio (FS-CA1), 필립스의 Music Module (NMS-1205), 도시바의 MSX FM-신디사이저 유니트 (HX-MU900)[7] YM3812의 저가형으로, 기본적으로는 YM3812와 비슷하지만 사용에 제약이 없는 것은 내장된 15 음색이고, 직접 합성한 음색은 한번에 1가지만을 사용할 수 있는 제한이 있다.[8] 저전력 버전인 YMF289 또한 OPL3로 분류한다.[9] General MIDI를 지원하지만 MPU-401이나 MT-32 등 미디 인터페이스와는 호환성이 없어 도스에서는 지원하는 프로그램이 거의 없었으나, 윈도우즈용 미디 드라이버는 있었기 때문에 윈도우즈에서는 그럭저럭 활용이 가능하였다.[10] YM2149(F). GI AY-3-8910의 라이센스 생산 및 개선판이다. OPN과 OPNA는 무식하게(...) 칩 두 개를 때려박은 셈.[11] OPL계의 리듬 음원은 FM음원으로 합성한 방식이지만, 이 YM2608의 리듬 음원은 ADPCM으로 샘플링된 음원으로, 음색을 다른 것으로 바꿀 수 없는 데다가 소리가 좀 많이 빈약한 편이라(...) 별로 많이 사용되진 않는다.[12] FM 채널 수를 6채널로 늘린 YM2610B도 있는데, 타이토 B 시스템, 타이토 F2 시스템. 타이토 FX-1A에서 사용되었다.[13] 고정주파수 6음+가변주파수 1음[14] 형번과는 달리 OPNA의 저가형으로 개발되었다. SSG가 빠졌으나 SSG용 엔벨로프 발생기는 남아 있는 구조.[15] 자체적으로는 마지막 채널에 8비트 또는 4비트로 이론상 최대 1411kbps까지 수용할 수 있는 DAC 모드를 ON/OFF만 시킬 수 있을 뿐, 어떠한 하드웨어적 버퍼 또는 레지스터 따위도 지원하지 않는다. 대신 소프트웨어적으로만 제어받다보니 꼼수로 단채널에서 여러 화음을 재생하는 용자짓도 가능하다. 그러한 예시 중 하나가 무려 모듈 음악을 재생하는 MD용 토이 스토리.[16] CMOS 버전인 YM3438(OPN2C)도 존재한다. MD 후기형 및 테라드라이브 등에 탑재.[17] 형번과는 달리 OPNA의 저전력형으로 개발되었다.[18] OPN3에 OPL 호환 모드를 추가한 사양.[19] 대표적으로 신시사이저의 레전설이라 일컫는 DX7도 OPS를 사용하였다.[20] 주로 음악 작업에 특화된 MSX 기종이다. 관련 영상[21] 사실상 업계 데뷔작. 상술한 마블 매드니스도 OPM을 탑재했다.[22] OPX의 FM 음원은 OP수만큼 슬롯을 차지하며 PCM음원의 경우 4슬롯을 차지한다. 모든 슬롯을 2OP FM으로만 구성하면 동시에 최대 24음까지 발음 가능하며, PCM과 4OP FM으로만 슬롯을 채우면 동시발음수가 최대 12음까지로 제한된다.[23] Saturn Custom Sound Processor[24] 다만 FM 모드로 작동시킬 때에는 슬롯 및 데이터 낭비가 심했기 때문에, ST-V로 또는 ST-V에서 이식된 게임들 중 극히 일부 (코튼 2, 코튼 부메랑, 산드알 등)의 극히 일부 음악과 NiGHTS into dreams…의 메어 클리어 음악 정도를 제외하면 FM 모드로만 재생하는 음악은 없다시피하다. 그 데스 크림슨조차 사운드 캔버스의 음원을 박아넣어 사용하였으니 말 다 했다.

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