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PC-6001のPSG演奏デモを機会に NetBSDを真面目に説明してみる オープンソースカンファレンス愛媛 2024 レトロパソコン実機デモのために持ってきました Izumi Tsutsui [email protected] Twitter: @tsutsuii Mastodon: @[email protected]

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ところで、 今日のOSC愛媛の セミナーセッション情報 を見ると……

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https://event.ospn.jp/osc2024-ehime/session/1757792

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https://event.ospn.jp/osc2024-ehime/session/1757792

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学生の方も 来られてるかも なので、 できるだけ(?) 入門編で行きます

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BSDとは？ ●Berkeley Software Distribution ●カリフォルニア大学バークレー校 で開発されたUNIX系OS ●’70年代 UNIX研究として開発開始 ●’80年代 ネットワーク機能、 仮想記憶など現代のOSの 基礎を築く ●UNIXの進化と普及に貢献

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BSD timeline (1) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases

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BSD timeline (1) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases 1BSD 1978年3月 PDP-11

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BSD timeline (1) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases 2BSD 1979年5月 viエディタ

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BSD timeline (1) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases 3BSD 1980年3月 VAX 仮想記憶

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BSD timeline (1) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases 4.0BSD 1980年10月 signal機構

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BSD timeline (1) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases 4.1BSD 1981年7月 性能強化

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BSD timeline (1) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases 4.2BSD 1983年8月 TCP/IP

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BSD timeline (2) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases 4.3BSD 1986年4月 複数機種対応

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BSD timeline (2) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases 4.3BSD Net/2 1991年6月 80386対応

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BSD timeline (2) https://github.com/FabioLolix/BSD-Timeline/releases 386BSD 0.0 1992年2月 IBM-PC用

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●Intel 80386プロセッサ向け ●初のオープンソースUNIX系OS？ ●4.3BSD Net/2ベース ●企業や大学が主だった UNIX系OSが一般(?)の ユーザでも利用可能に ●実は趣味プロジェクト だった、という話 386BSD

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●いずれも386BSDをベースとした パッチ集として開始  FreeBSD ➔ 性能重視、x86 PCをターゲット  NetBSD ➔ 設計重視、全CPUをターゲット NetBSD, FreeBSD

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●“Of course, it runs NetBSD” ➔特定の機種に依存しない設計 ●“Reasonable Goal” ➔性能より「理にかなった」設計 ●仮想記憶やデバイスドライバ等の 一貫性を持つインタフェース設計 NetBSDの特長　

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●いろんなCPUやデバイスで動く ➔組み込み系での採用例が多い NetBSDの特長　 https://x.com/yuyarin/status/1154647238280302593

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●抽象化されたインタフェース実装 NetBSDの特長　 https://social.mikutter.hachune.net/@osa_k/112066453265169340

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NetBSDを動かしてるマシン展示　  SHARP X68030 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/113219497964975269

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NetBSDを動かしてるマシン展示　  Apple Macintosh LC630→  ↓ATARI TT030

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NetBSDを動かしてるマシン展示　 https://x.com/tsutsuii/status/1817601650833670197 https://x.com/tsutsuii/status/1682579308307685378 オムロン LUNA, LUNA-II

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ところで タイトルにある PC-6001 ってどうなったの？ ……と思われる方も いるかもしれません

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OSC2017京都 PC-6001×LUNAコラボ演奏展示 https://www.nicovideo.jp/watch/sm31732739

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PC-6001 とは ● NEC製の 8ビットパソコン ●1981年 11月 発売

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ホビー・教育向け ターゲット https://www.nicovideo.jp/watch/sm1254646

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PC-6001 スペック ●CPU：8bit Z80 4MHz ●RAM：標準 16KB, 最大32KB ●グラフィック: 128×192ドット 4色 256×192ドット モノクロ2色 ●音源：PSG 3和音 ●標準価格：89,800円

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●VRAMも共用 → 空きは 7KB ●それでもいろいろ作れた時代 　いろいろ遊ぶには32KBに増設しないとキツいかも メモリ 16KB

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Z80 CPUとは ●1976年発表 8ビットCPU ●’80年代のパソコンに多数採用 ●組み込みでは今も使われている ロングセラー

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LUNAとPC-6001 https://x.com/tsutsuii/status/802351863836250112

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PC-6001マスタ・LUNAスレーブ https://www.nicovideo.jp/watch/sm31979305

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PC-6001マスタ・LUNAスレーブ ●PSG演奏ドライバは2ms割り込み駆動 ●割り込みでジョイスティックポートに 外部駆動信号を出力 ●それをLUNAのシリアルポートに接続 ●LUNAサブCPUのシリアル割り込みで LUNAのPSG楽曲を同期演奏 ……という誰にもわからない デモ展示をやってたのでした

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Z80 CPU用 UNIX ●“FUZIX”: Z80用 UNIX like OS ●LUNAのZ80互換サブCPUでも動作 ●ブースのエミュレータ上でデモ中 https://x.com/tsutsuii/status/1857612965266231703

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●聴講者が全員PC-6001を知ってる ●セミナー後にPC-6001ソフト開発 の思い出を語る方 ●展示ブースで Z80マシン語の話 が始まる ……みたいな感じでした ちなみに先週末 11/9 の 関西オープンフォーラムでは

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……と、 NetBSDマシンと PC-6001の関係を むりやり話したので、 後はPC-6001デモの話 です

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PC-6001用エミュレータ 実機がなくても遊べます ●2000年頃からPC-6001のエミュレータが 多数開発される ●エミュレータだけでなく、 開発に必要なツールも多数 ●データ記録テーブ模擬 ●テープ音声⇔エミュ用データ変換 ●プログラムテキスト⇔エミュ用変換 ●エミュレータもデバッグ機能が充実

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PC6001VX http://eighttails.seesaa.net/article/305067428.html https://github.com/eighttails/PC6001VX

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●READMEより 「PC6001VをLinux等で動作 　するよう改変したものです」 「PC6001VXの末尾のXは 　クロスプラットフォームの 　Xです」 PC6001VX https://github.com/eighttails/PC6001VX

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●基本的な機能は PC6001V 準拠 ●クロスGUI環境としてQtを使用 ●互換ROM内蔵で 実機ROM不要 ●pkgsrc にしたので NetBSDでも動作可能！ ●Android版もあります→ PC6001VX https://github.com/eighttails/PC6001VX

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NetBSDマシン上で PC6001VXを使ったり たまに実機を使ったり という感じで 遊んでいます

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●128×192： 横長ドット ●青・赤・緑・黄 　（白・橙・紫・水色 のモードもあり） 4色の芸術

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最近のマイブーム ●パピコン4色 減色画像作成 OSC広島でもひっそり展示してました

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減色例

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減色例

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ところで、KOFのセミナーで このスライドを見られた方から PC-6001の4色モードは 緑・青・赤・黃 ではなく 白・水色・紫・橙 を使うべき！ という熱い声をいただきました

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減色例

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減色例

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なぜなら橙を使えば 肌色が出せる！ ……ということだったので 画像をKOFのスライドから 差し替えさせていただきました

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減色方法 ●16色と比べて格段にむずかしい 2016年頃は既存の減色ツールで全部 手動で試行錯誤で作ってました

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「画像変換 for PC-6001」 ●時代の進化 Web I/Fで各種の減色アルゴリズムや パラメータ調整でいい感じに作ってくれる ページがあります https://nazo.main.jp/prog/retropc/gcp6.html

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ドット打ち職人 ●細かい調整はGIMPで そこそこ大変ですが、ドット数も色数も 少ないので慣れてくるとなんとかなります

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そんなことを やっていた中で、 最近よく見ていた 動画がこれ

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宇宙戦艦ヤマトを熱唱する花梨先輩 feat. 小春六花 @ニコ動 https://www.nicovideo.jp/watch/sm43594193

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メインを歌う夏色花梨先輩の 歌はすごく良いのに、 手前で合いの手を入れる 小春六花さんのインパクトに すべて持っていかれる動画 （詳しくは視聴してみてください）

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3色花梨先輩 減色方法は都度試行錯誤で ●輪郭色：青、減色方法：ディザパターン (タイリング)でいい感じに https://nazo.main.jp/prog/retropc/gcp6.html

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3色花梨先輩 GIMPで編集 ●256x192の元絵と重ねて細かい修正

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3色花梨先輩 実機表示でも意外といい感じに

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4色花隈千冬さん 黒髪は変換がむずかしい

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4色花隈千冬さん 実機表示も見つつひたすらドット修正

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次は音楽？ 動画視聴ヘビーローテーション効果 花梨先輩の歌もリップシンクもいい感じなので もっと注目して欲しいよね と思いながら 改めて何度も動画視聴していてふと思う ●花梨先輩、小春六花、ベースの3パート？ ●3パートなら PC-6001 PSGで演奏可能？ https://www.nicovideo.jp/watch/sm43594193

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PSG音源 ●いわゆるピコピコ音 × 3和音 ●元はアーケードゲーム用？ ●BASIC言語だと PLAY 文で MML (Music Macro Language) という書式を書いて演奏 こんなの→ "C8D+DD+F"

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PSG展示＠OSC 前述の通りで PC-6001+LUNAで PSG演奏デモとか 展示してました

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ニコ動にもいくつか上げています http://www.nicovideo.jp/watch/sm29263535 http://www.nicovideo.jp/watch/sm29939586

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楽曲PSG演奏のためには いわゆる耳コピ ●音声を聞いてパートごとに 　音程を取る ●いろいろある採譜支援ツールを 　使ってなんとかする ●このへんはWindows用しかなくて 　NetBSD的には厳しい感じ

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採譜ツール WaveTone 周波数解析表示、スロー再生、 　ピアノロール上でのノート作成と試聴 　等々が可能 https://ackiesound.ifdef.jp/download.html#wt

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目と耳でピアノロール採譜 ●ボーカル抽出音声を音圧と耳でひたすら 細かく採譜 ●後述のPSG音源ドライバは64分音符が 使えないので気をつけましょう

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MML編集支援ツール 3ML Editor MIDIデータ→MML変換、編集したMMLの 　ピアノロール表示反映や試聴が可能 公式ページはなくなっているので適当にぐぐってください

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MML編集支援ツール 3ML Editor こんな感じでリアルタイム修正可能

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PC-6001で 演奏させる手段 について

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よっしゅさんの PC-6001用 PSG音源ドライバ http://park10.wakwak.com/~yosh/p6.html PC-6001での演奏にはこれを使います

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TINY野郎さんの MML2P6PSGDRV https://www.tiny-yarou.com/deepp6.html Windows GUI上で MML→PSG演奏データ 　の変換が可能

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PSG演奏データが 作成できたら 次はエミュレータ上 で鳴らします

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MML修正〜試聴 サイクル ●3MLEでMMLを修正編集 ●3MLEでMIDI出力してWaveToneで 　インポートして原曲音程確認 ●書式をMML2P6PSGDRV用に変換 ●MML2P6PSGDRVで演奏データ 　バイナリ生成 ●PC6001VXの loadmemコマンドで 　演奏データバイナリ読み込み ●PC6001VX上で演奏実行

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MML修正〜試聴 サイクル ●3MLEでMMLを修正編集 ●3MLEでMIDI出力してWaveToneで 　インポートして原曲音程確認 ●書式をMML2P6PSGDRV用に変換 ●MML2P6PSGDRVで演奏データ 　バイナリ生成 ●PC6001VXの loadmemコマンドで 　演奏データバイナリ読み込み ●PC6001VX上で演奏実行 Windows上 Windows上 NetBSD上 Windows上 NetBSD上 NetBSD上

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作ってみたPSG曲が かなり良かったので （自画自賛） 花梨先輩のために PC-6001 PSG演奏でも リップシンクするデモ を作ろう、と思い立つ

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リップシンクデータ作成 ●元動画準拠で あ・い・う・え・お 　・ん・無言 の7パターンを変換 ●「う」がドットが足りずムズい

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リップシンクデータ作成 ●P6PSGドライバ用MMLの中に リップシンク用データを 埋め込み ●演奏待機中BASICプログラムで PSGドライバの更新データを 見て、リップ部分書換処理を 呼び出す

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リップシンクデータ作成 ●実際のデータ例 ち きゅ う I2q1c8 I3q0c+48&d16.&c+48 c48&c2&c32 I0r8 I1q1c4&c16.&c24 I0r16 I2q1c8 I3q0c+48&d16.&c+48 c48&c2&c32 I0r8 I1q1c4.&c16. I3q0d48&d+8 d8 I4d48

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エミュ上で実行して リップ形状と歌詞と PSG音とを目と耳で 確認しながら 不自然なところを ひたすら修正

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MML修正〜ビルド サイクル ●MML修正と書式変換 ●3MLE上で確認 ●MML2P6PSGDRVで演奏データ 　バイナリ生成 ●バイナリ→アセンブラソース変換 ●アセンブルしてZ80バイナリ生成 ●BASICプログラムのDATA文生成と 　txt2basによるP6データ生成 ●バイナリ部のP6データ生成 ●なんでもピーガーmkIIでwavファイル作成

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MML修正〜ビルド サイクル ●MML修正と書式変換 ●3MLE上で確認 ●MML2P6PSGDRVで演奏データ 　バイナリ生成 ●バイナリ→アセンブラソース変換 ●アセンブルしてZ80バイナリ生成 ●BASICプログラムのDATA文生成と 　txt2basによるP6データ生成 ●バイナリ部のP6データ生成 ●なんでもピーガーmkIIでwavファイル作成 Windows上 NetBSD上 Windows上 NetBSD上 NetBSD上 NetBSD上 NetBSD上 Windows上

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めんどくさくない？ と思われるでしょうが、 元々Windows機もあって NetBSD上のsambaで ファイル共有していると 結構うまく連携できます

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リップシンクポイント ●「運命背負い」の「うんめい」 を単純4分割するとめちゃ不自然 ➔「うーんめーい」だといい感じ ●サビの「う ちゅ〜う せんかん」 　　 ↑ここは一瞬無音 ●「あ」の後に「マ」「バ」が続く ときはいったん口を閉じると良い 「ヤ〜 マ〜 ト〜〜」 ↑ここ う・ちゅ〜う せん

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人（AI?）の歌声 ●いわゆる「タメ」がかなりある ●24分音符、つまり72msくらい 半音ズレてるだけでめちゃ違和感 ヤ〜 マ〜 ト〜 ひ とぉ〜 が〜〜〜 ここを24分だけ 半音下げないと すごく変

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人（AI?）のビブラート ●耳で聞いて定量化はムリ ●いろいろ測って 180ms周期で 半音の1/3くらい揺らすように ●PSGドライバの設定値がわりと謎で 最後は感覚で現物合わせに……

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そんなこんなで作った 宇宙戦艦ヤマトを熱唱する花梨先輩 feat. PC-6001 の動画はニコ動に上げてあります https://www.nicovideo.jp/watch/sm44314683

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NetBSDは いろんなマシンで動く + pkgsrcは NetBSDで使える ↓ pkgsrc入りしたアプリを 使えばそれはNetBSDネタ

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●BSDの歴史をまとめてみました ●PC-6001 はエミュレーターや 　各種開発ツールが充実しています ●耳コピはいろいろ奥が深いです ●GUIツールは素直にWindowsで ●必要なところだけWindows、でも 　なんとかなります ●自分の作りたいものを作りましょう まとめ