Although soundtracks play an essential role in the experience delivered by digital games, there are a number of design restrictions it suffers from due to technology limitations. This is specially true for real-time effects, a natural demand in the interactive media of games. Developers may either implement their own solutions each time, rely on proprietary software, or neglect the soundtrack altogether. Besides, even the best commercial tools support only sample-based audio, which is one of the main causes for the aforementioned design restrictions. Thus, this thesis proposes VORPAL, a free software game audio middleware implementation that focuses on procedural audio instead while maintaining the possibility of sample-based audio as a more accessible and adequate tool for composing real-time soundtracks for digital games. The middleware, inspired by its commercial predecessors, is divided in two main pieces of software: an audio engine and a soundtrack creation kit. The audio engine comprises a native C++ programming library, which games and game engines can be linked to to play and control in real-time soundtrack pieces created using the soundtrack creation kit, which consists of building blocks provided as Pure Data abstractions. We have interviewed and partnered with professional sound designers to validate our technology, and came to develop a proof of concept game called Sound Wanderer, which showcases the possibilities and limitations of the VORPAL middleware. / Muito embora trilhas sonoras desempenhem um papel essencial na experiência criada por jogos digitais, elas sofrem de diversas restrições de projeto causadas por limitações tecnológicas. Isso afeta principalmente efeitos em tempo real, que são uma demanda natural na mídia interativa dos jogos. Desenvolvedores precisam optar entre implementar uma solução própria caso a caso, investir em software proprietário, ou simplesmente negligenciar a trilha sonora por falta de opção melhor. Além disso, mesmo as melhores ferramentas comerciais trabalham apenas com áudio baseado em amostras, o que é uma das principais causas das ditas restrições de projeto. Portanto, esta dissertação propõe VORPAL, um middleware livre para áudio em jogos que foca em áudio procedural mas mantém compatibilidade com áudio baseado em amostras como uma ferramenta mais acessível e adequada para a composição de trilhas sonoras em tempo real para jogos digitais. O middleware, inspirado em seus antecessores comerciais, é dividido em duas principais componentes de software: um motor de áudio e um kit de criação de trilhas sonoras. O primeiro é constituído por uma biblioteca de programação nativa em C++, com a qual jogos e motores de jogos podem se ligar para reproduzir e controlar, em tempo real, peças da trilha sonora criadas usando a outro componente, que é um kit de blocos de construção providos como abstrações de Pure Data. Projetistas de som profissionais foram entrevistados e depois trabalharam em parceria com os autores para validar a tecnologia proposta, o que levou ao desenvolvimento de um jogo de prova conceitual chamado Sound Wanderer, que demonstra as possibilidades e limitações do middleware VORPAL.

Although soundtracks play an essential role in the experience delivered by digital games, there are a number of design restrictions it suffers from due to technology limitations. This is specially true for real-time effects, a natural demand in the interactive media of games. Developers may either implement their own solutions each time, rely on proprietary software, or neglect the soundtrack altogether. Besides, even the best commercial tools support only sample-based audio, which is one of the main causes for the aforementioned design restrictions. Thus, this thesis proposes VORPAL, a free software game audio middleware implementation that focuses on procedural audio instead while maintaining the possibility of sample-based audio as a more accessible and adequate tool for composing real-time soundtracks for digital games. The middleware, inspired by its commercial predecessors, is divided in two main pieces of software: an audio engine and a soundtrack creation kit. The audio engine comprises a native C++ programming library, which games and game engines can be linked to to play and control in real-time soundtrack pieces created using the soundtrack creation kit, which consists of building blocks provided as Pure Data abstractions. We have interviewed and partnered with professional sound designers to validate our technology, and came to develop a proof of concept game called Sound Wanderer, which showcases the possibilities and limitations of the VORPAL middleware. / Muito embora trilhas sonoras desempenhem um papel essencial na experiência criada por jogos digitais, elas sofrem de diversas restrições de projeto causadas por limitações tecnológicas. Isso afeta principalmente efeitos em tempo real, que são uma demanda natural na mídia interativa dos jogos. Desenvolvedores precisam optar entre implementar uma solução própria caso a caso, investir em software proprietário, ou simplesmente negligenciar a trilha sonora por falta de opção melhor. Além disso, mesmo as melhores ferramentas comerciais trabalham apenas com áudio baseado em amostras, o que é uma das principais causas das ditas restrições de projeto. Portanto, esta dissertação propõe VORPAL, um middleware livre para áudio em jogos que foca em áudio procedural mas mantém compatibilidade com áudio baseado em amostras como uma ferramenta mais acessível e adequada para a composição de trilhas sonoras em tempo real para jogos digitais. O middleware, inspirado em seus antecessores comerciais, é dividido em duas principais componentes de software: um motor de áudio e um kit de criação de trilhas sonoras. O primeiro é constituído por uma biblioteca de programação nativa em C++, com a qual jogos e motores de jogos podem se ligar para reproduzir e controlar, em tempo real, peças da trilha sonora criadas usando a outro componente, que é um kit de blocos de construção providos como abstrações de Pure Data. Projetistas de som profissionais foram entrevistados e depois trabalharam em parceria com os autores para validar a tecnologia proposta, o que levou ao desenvolvimento de um jogo de prova conceitual chamado Sound Wanderer, que demonstra as possibilidades e limitações do middleware VORPAL.

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