Gravis Ultrasound
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La Gravis Ultrasound ou GUS est une carte son pour ordinateurs compatibles IBM PC, conçue par la société canadienne, Advanced Gravis Computer Technology (en). Elle fut populaire dans les années 1990 notamment dans la scène démo, du fait de sa possibilité, pour la première fois, en 1992 sur compatible PC de jouer des échantillons sonores et des tables d'ondes, plutôt que de se limiter aux sons produits par un générateur de son programmable comme ses concurrentes[1]. La communauté de la Scène démo pouvaient ainsi utiliser pleinement les trackers, en retrouvant les possibilités d’échantillonnage offertes par le processeur sonore Paula de l'Amiga sorti en 1985, et des sonorités rappelant le PPG Wave (synthétiseur professionnel sorti par Palm Products GmbH en 1981)[2].
Cet article est une ébauche concernant l’informatique.
Contrairement aux cartes son de l'époque, toutes compatibles avec le standard AdLib (un générateur FM de base), la carte Gravis embarque des échantillons de véritables instruments et offre donc plus de possibilités que les cartes son de prix similaires. La GUS était également à l’époque la seule carte son qui permettait d'utiliser des interruptions différentes pour les entrées et sortie et de traiter le signal pour par exemple réaliser des effets de type écho.
FastTracker 2, est une évolution de Fastracker. La première version, alors développée pour la Sound Blaster, est la carte la plus populaire de l'époque qui supporte le format MOD des trackers 4 voix de l'Amiga. Elle y ajoute la compatibilité avec le format XM et le support de la Gravis Ultrasound, plus adaptée pour restituer des morceaux basés sur des échantillons sonores.
Son principal défaut était de ne pas être compatible avec la carte AdLib, forçant les utilisateurs à installer des émulateurs plus ou moins compatibles (époque avant Windows) pour l'utiliser avec les jeux ne la reconnaissant pas.
Modèles
La GUS existe en diverses variantes :
- GUS classic (1992, 256 ko de mémoire, supporte jusqu’à 1 Mo, entrée son via une carte fille) ;
- GUS Max (1994, 512 ko RAM, supporte jusqu’à 1 Mo) ;
- GUS plug & play (1995, basée sur AMD interwave, 1 Mo ROM, pas de RAM, mais peut utiliser des SIMM pour supporter jusqu’à 8 Mo) ;
- GUS ACE (1995, entrée de gamme destinée à être utilisée en parallèle d'une sound blaster pour améliorer la qualité lors de la lecture de fichiers general midi) ;
- GUS Extreme (1996, combine en une seule carte une ultrasound et une carte compatible sound blaster (ESS1688)).
Gravis Ultrasound Classic
La toute première carte, sortie en été 1992. Elle n'était pas tout à fait conforme aux attente d'un PC multimédia, ceci étant due à l'absence de la capacité à enregistrer de l'audio en 16bits et surtout au fait qu'il n'y avait pas de mixer analogique intégré (utilisé pour régler le volume analogique du lecteur CD ou bien de l'entrée en ligne).
La version finale (v3.73) de la GUS Classic possédait 256KB de RAM de base qu'on pouvait augmenter jusqu'à 1024KB en ajoutant une barrette de mémoire sur le port intégré à la carte. Cette version finale proposait aussi le mixer matériel, le bus audio 16bits en lecture et enregistrement et ce grâce à une carte fille (carte fille composée d'un composant CS4231).
Gravis Ultrasound MAX
Cette version de GUS correspond à la Classic avec sa carte fille CS4231 et 512KB de RAM intégrée (1024KB max) ainsi qu'une interface CDROM. Le chip CS4231 était compatible Windows Sound System et pouvait être utilisé pour la compatibilité Sound Blaster.
Gravis Ultrasound Extreme
C'est une GUS MAX mais en lieu et place du chip CS4231, on y trouvait une puce ESS 1688 pour la compatibilité Sound Blaster 16 et Adlib.
Gravis Ultrasound PnP
Cette carte est basée sur une nouvelle architecture n'ayant rien à voir avec les précédentes. Basée sur la technologie AMD InterWave, elle proposait une ROM sonore de 1MB. Bien qu'elle n'ait pas de RAM intégrée, on pouvait lui en adjoindre via les ports SIMMS de la carte. Elle disposait aussi d'une interface ATAPI pour les CDROMS.
Gravis Ultrasound PnP Pro
Carte identique à la version PnP. La seule différence provient du fait qu'elle possédait 512KB de RAM intégrée pour assurer la compatibilité avec la GUS Classic.
Gravis Ultrasound Ace
Version budget de la GUS Classic, elle proposait le strict minimum: 512KB de RAM, pas d'upgrade possible, pas de port jeu. Elle était destinée à concurrencer la Wave Blaster et devait être installée conjointement à une Sound Blaster Pro/16 comme une extension 'wavetable'.
Le Processeur GF1
Le GF1, processeur principal de la GUS, fut développé par Advanced Gravis et Forte Technologies et produit par ICS sous la référence ICS11614. La puce est un dérivé du processeur OTTO d'Ensoniq (ES5506). Une amélioration du ES5506 est utilisée dans le synthétiseur ESQ-1 et Mirage d'Ensoniq et aussi dans l'Apple IIgs.
Le GF1 est un synthétiseur à table d'ondes avec une polyphonie de 32 oscillateurs. Il est donc capable de mixer 32 samples PCM en mono ou 16 samples en stéréo matériellement. La puce ne dispose pas de codec interne, par conséquent les sons devaient être téléchargés en RAM avant d'être joués. Les technologies de compression telles que l'ADPCM n'étaient pas supportées, les sons devaient donc aussi être décompressés en RAM avant le chargement. La qualité sonore du GF1 n'était pas très constante et dépendait surtout de la polyphonie. En 44.1Khz, cette dernière pouvait atteindre 14 voies, la fréquence d'échantillonnage se voyant détériorée jusqu'à 19.2Khz pour atteindre les 32 voies de polyphonie.
La polyphonie était programmable en logiciel, le développeur choisissait donc les valeurs en fonction de l'application. La réverbération et le chorus n'était pas géré matériellement, mais une simulation logicielle était possible. Certains trackers simulaient un écho avec des pistes additionnelles.
Le sampling en RAM de la GUS
La GUS pouvait jouer des fichiers MIDI en chargeant en mémoire RAM des patches d'instruments correspondants aux pistes du fichier MIDI en question. La carte était livrée avec un set de patches de 5.6MB (*.PAT) qui était amélioré à chaque mise à jour logicielle. La plupart des samples des patches étaient samplés en 16bits et bouclés pour un gain d'espace.
Un système de fichier INI était utilisé pour dire quels patchs devaient être chargés en mémoire pour tel ou tel programme. Cette façon de procéder aida Gravis à mettre en place une compatibilité avec la norme General MIDI. Sous Windows 95/98, les drivers s'occupaient du chargement des patchs. Sous DOS, c'était un programme résident en mémoire qui s'en chargeait (TSR UltraMID). Evidemment, il fallait s'attendre à un petit délai du au chargement des sons mémoire lors de la lecture du fichier d'initialisation. Chaque logiciel pouvait posséder leur propre fichier UltraMID.ini programmés en fonction de la quantité de mémoire disponible sur la carte (256,512,768 ou 1024KB). Doom, Doom II et Duke Nukem 3D par exemple possédaient leur propre fichier INI optimisé de manière à ne charger que les sons/patchs nécessaires. La GUS a gagné son titre de noblesse sur la scène des demomakers et trackers. De part son habileté à pouvoir charger les sons en mémoire et les mixer matériellement, les compositeurs bénéficiaient d'une qualité optimale pour leurs samples. Gravis l'avait bien compris et donna plus de 6000 cartes gratuitement aux groupes et compositeurs les plus connus de l'époque
La compatibilité Sound Blaster
Le GF1 ne possédant pas de codec et la carte n'ayant pas de chip sonore de type OPL2, la compatibilité Sound Blaster fut très difficile à obtenir. Elle était réalisé entièrement en logiciel avec un énorme programme résident en mémoire qui bien évidemment posait beaucoup de problème de mémoire conventionnelle aussi bien sous Windows qu'avec les DOS-Extenders de l'époque.
Pourtant, certains jeux bénéficiaient d'un support natif de la GUS, avec l'utilisation de librairies telle que Miles Sound System ou HMI Sound Operating Software. Ainsi, l'utilisateur devait simplement patcher le jeu pour remplacer les pilotes existants. Autre problème de taille, la GUS nécessitait 2 canaux DMA pour le full-duplex et les canaux 16bits, ce qui inévitablement posait problème avec le célèbre DOS4GW.
Deux émulateurs de Sound Blaster étaient proposés avec la carte: - SBOS: Sound Board Operating System. Emulateur OPL2 en mode réel.
- Mega-Em: Emulateur SB 8bits pour les effets sonores, MT-32/LAPC-1, Sound Canvas et MPU-401. Pour l'utiliser, il fallait EMM avec le support DPMI/VCPI.
Développement et Support du GF1
A la sortie du GF1, la majorité des jeux utilisaient la FM comme musique et de temps en temps quelques sons PCM pour les effets spéciaux. Les librairies disponibles étaient dédiées aux Sound Blaster et autres clones. Le GF1 lui était capable de jouer uniquement des musiques et des sons à base de PCM, ce qui le rendait plus réel en termes de qualité sonore. Tous les joueurs l'ayant entendue en action sont tombés amoureux de la GUS. Malheureusement, pour l'utiliser pleinement, il fallait des outils pour la programmer et ces derniers tardaient à venir sur le marché. Les développeurs ne voulaient pas réécrire tout leur code juste pour une carte. La plupart se sont contentés d'utiliser le modèle Sound Blaster en utilisant la lecture MIDI pour les musiques et quelques sons PCM pour les effets spéciaux. Pourtant le GF1 était facile à programmer une fois la phase d'apprentissage passée.
AMD Interwave
En 1995, l'association d'AMD et Gravis donna naissance au GFA1. La puce, nommée Am78C201et vendue sous le nom d'InterWave apportait tout ce qu'il manquait à la GUS: capacité mémoire étendue à 16MB maximum, support de l'ADPCM, pas ré-échantillonnage lors de l'utilisation des 32 voies, support matériel pour la FM et compatible avec le codec du CS4231.
Les cartes GFA1 étaient livrées avec plusieurs patchs sonores sous forme de fichiers *.FFF/*.DAT (ressemblant aux fichiers SoundFonts de Creative). Un utilitaire, GIPC, était fourni pour convertir et rassembler les fichiers *.PAT en banques *.FFF/*.DAT. Le GFA1 fut utilisé sur les cartes Pnp et Pnp Pro. Ces dernières n'étaient pas compatibles avec la Classic tant qu'il n'y avait pas un minimum de mémoire installée.
GUS Patch
Gravis a également créé un format de fichier sonore spécifique sous la forme d'un assemblage d'instruments appelé GUS Patch (extension .GUS)[3],[4]. Il est possible d'extraire les GUS patch depuis les Soundfont avec pat2dat[3]. La libgig permet également de convertir et manipuler ces fichiers[5].
Le lecteur MIDI logiciel TiMidity++ et le home studio virtuel LMMS peuvent utiliser ces patchs.
Fin de carrière de la GUS
Malgré sa grande avance technologique, Gravis n'a pas réussi à se faire une place confortable sur le marché des cartes sons, rendant leurs modèles rares et prisés de nos jours. Les causes du déclin de cette branche de la marque étant son manque de compatibilité à la très commerciale Sound Blaster et principalement le passage à windows 95/98 et au cdrom. Heureusement, Gravis put se rattraper sur un autre secteur, celui des pads et joysticks.
Jeux supportés
Support Gravis Ultrasound MAX: - Fallout - Pinball Fantasies Deluxe - Pray for Death Support Gravis Ultrasound Classic: - The 11th Hour - 3D Lemmings Winterland - Aber Hallo! - Acid Tetris - Across the Rhine - Action Pack - Actua Soccer - Actua Soccer Club Edition - Advanced Civilization - Advanced Dungeons & Dragons Masterpiece Collection - Afterlife - Albion - Alien Breed: Tower Assault - Alien Incident - Alien Logic - Alien Rampage - Aliens: A Comic Book Adventure - Alien Trilogy - Amulets and Armor - An Elder Scrolls Legend: Battlespire - Angst: Rahz's Revenge - Apache - Arcade Pool - Archon Ultra - Aro - Ascendancy - Assault Rigs - Axia - Batman Forever: The Arcade Game - Battlesport - The Best of Microprose Strategy - Best of Sierra Nr. 1 - Big 10 Simulation-Action - Big 10 Strategie-Sport-Adventure - Big Bug Bang: Le Retour de Commander Blood - Big Red Racing - Birthright: The Gorgon's Alliance - Blizzard's Game of the Year Collection - Blood - Blood Bowl - Blood & Magic - Bloodwings: Pumpkinhead's Revenge - The Blue and the Gray - Blue Ice - Boppin' - Breach 3 - Brett Hull Hockey 95 - Brutal: Paws of Fury - Bureau 13 - Caesar II - Capitalism Plus - Captain Bible: Special Edition - Championship Manager 2 - Chronicles of the Sword - The Civil War - Colony 28 - Comanche CD - Command & Conquer - Command & Conquer: Red Alert - Commander Blood - Creature Shock - Crusader: No Regret - Crusader: No Remorse - Cyberball - Dark Sun: Wake of the Ravager - Death Rally - Demon Gate: 666 New Levels for Doom and Doom II - The Depths of Doom Trilogy - Descent - Descent: Anniversary Edition - Descent II - Dig It! 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