Speak & Spell: История электронного тренажера для правописания

Введение

Электронная игрушка, изготовленная компанией Texas Instruments.

Линейка Speak & Spell – это серия электронных ручных детских компьютеров от Texas Instruments, состоящая из речевого синтезатора с линейным предсказательным кодированием TMC0280, клавиатуры и слота для картриджей с играми из библиотеки ROM. Первый Speak & Spell был представлен на летней выставке Consumer Electronics Show в 1978 году, что сделало его одним из первых портативных устройств, использующих сменные игровые картриджи. Компания Basic Fun возобновила выпуск классического Speak & Spell в 2019 году с некоторыми незначительными изменениями. В 2009 году Speak & Spell был удостоен звания IEEE Milestone.

Предыстория

Speak & Spell был создан небольшой командой инженеров во главе с Полом Бридлавом, сам являвшимся инженером, в компании Texas Instruments (TI) в конце 1970-х годов. Разработка началась в 1976 году с первоначальным бюджетом в 25 000 долларов, как результат исследований TI в области синтеза речи. Завершенная опытная версия первой консоли использовала запатентованную TI технологию Solid State Speech для хранения полных слов в твердотельном формате, аналогично тому, как калькуляторы того времени хранили числа. Дополнительные картриджи (называемые модулями расширения) можно было вставлять через отсек для батарей, чтобы добавить новые твердотельные библиотеки и новые игры. Игрушка изначально рекламировалась как инструмент, помогающий детям от 7 лет и старше научиться правильно писать и произносить более 200 часто встречающихся слов, в которых обычно допускаются ошибки.

2019 Говоря и заклинаю

В 2019 году Basic Fun приобрела права на производство Speak & Spell; однако обновленная версия внесла ряд изменений. Главное из них – замена классического синтезированного голосового чипа (TMS1000) на записанные реплики, обработанные для имитации синтезированного звучания. Также в новой версии реализованы инструкции непосредственно на устройстве, которые отсутствовали в предыдущих моделях. В Speak & Spell 2019 года VFD-экран заменен на сегментированный ЖК-экран. Кроме того, от использования сменных картриджей отказались.

Электроника

Speak & Spell использовал первый одночиповый голосовой синтезатор, TMC0280, позже известный как TI TMS5100, который применял модель линейного предсказательного кодирования (LPC) 10-го порядка, используя конвейерную электронную DSP-логику. Вариант этого чипа с очень похожим голосом впоследствии был использован в некоторых автомобилях Chrysler в 1980-х годах в качестве системы электронного голосового оповещения. Данные для синтеза речи (фонемные данные) для произносимых слов хранились в паре 128-килобитных ROM с металлическими затворами PMOS. 128 Кбит была самой большой емкостью ROM, используемой в то время. Дополнительные картриджи с модулями памяти можно было взаимозаменяемо подключать к слоту в батарейном отсеке и выбирать с помощью кнопки на клавиатуре. Для создания слов использовался метод, при котором профессиональный диктор произносил слова. Произнесенные фразы записывались и обрабатывались. Изначально вся запись и обработка выполнялись в Далласе. К 1982 году, когда разрабатывались британская, французская, итальянская и немецкая версии, оригинальные голоса записывались на объекте TI недалеко от Ниццы во Франции, а эти цифровые записи с полной битовой скоростью отправлялись в Даллас для обработки на мини-компьютере. Через несколько недель обработанные данные возвращались, и для исправления ошибок произношения, возникших в процессе, требовалась значительная ручная корректировка. Скорость передачи данных была настолько снижена, что все слова нуждались в редактировании. В некоторых случаях это было довольно просто, но некоторые слова были неразборчивы и требовали нескольких дней работы, а другие пришлось полностью отбрасывать. Хранимые данные предназначались для конкретных слов и фраз, используемых в Speak & Spell. Скорость передачи данных составляла около 1000 бит в секунду. В Speak & Spell использовался вакуумно-флуоресцентный дисплей (VFD), который мог отображать только 8 текстовых символов одновременно. Более поздняя модель Super Speak & Spell имела более тонкий корпус и ЖК-экран, способный отображать 16 символов. Устройство могло работать от 4 батареек типа "C" или от 6-вольтового адаптера постоянного тока с положительной полярностью на кончике.

The Speak & Spell used the first single chip voice synthesizer, the TMC0280, later known as the TI TMS5100, which utilized a 10th order linear predictive coding (LPC) model by using pipelined electronic DSP logic. A variant of this chip with a very similar voice was eventually used in certain Chrysler vehicles in the 1980s as the Electronic Voice Alert. Speech synthesis data (phoneme data) for the spoken words were stored on a pair of 128 Kbit metal gate PMOS ROMs. 128 Kbit was at the time the largest capacity ROM in use. Additional memory module cartridges could be interchangeably plugged into a slot in the battery compartment and selected via a button on the keyboard. The technique used to create the words was to have a professional speaker speak the words. The utterances were captured and processed. Originally all of the recording and processing was completed in Dallas. By 1982 when the British, French, Italian and German versions were being developed, the original voices were recorded in the TI facility near Nice in France and these full bit rate digital recordings were sent to Dallas for processing using a minicomputer. Some weeks later the processed data was returned and required significant hand editing to fix the voicing errors which had occurred during the process. The data rate was so radically cut that all of the words needed some editing. In some cases, this was fairly simple, but some words were unintelligible and required days of work and others had to be completely scrapped. The stored data were for the specific words and phrases used in the Speak & Spell. The data rate was about 1,000 bits per second. The video display employed in the Speak & Spell was a vacuum fluorescent display (VFD) that was only capable of displaying 8 text characters at a time. The later Super Speak & Spell model had a slimmer case and an LCD screen which could display 16 characters. The unit could use either 4 "C" batteries or 6 volt DC power adapter with positive tip polarity.

В коммерческой музыке

В последние годы Speak & Spell используется в коммерческой музыке как инструмент, как в оригинальном виде, так и в модифицированном, с измененной схемой ("bent" circuit – см. ниже). Такие исполнители, как Kraftwerk, использовали музыкальные семплы из вступительной заставки Speak & Spell в своих песнях, тогда как большинство использовали немузыкальные голосовые фрагменты Speak & Spell для создания вокальных партий. Синтез речи Speak & Spell звучал в таких жанрах, как альтернативный рок (например, Beck, Limp Bizkit), электронная музыка (например, Jean Michel Jarre, Röyksopp и Robyn), синт-поп (например, Orchestral Manoeuvres in the Dark, Plastics, Erasure и Freezepop), транс (например, Sōta Fujimori), электропоп (например, TLC), христианский рок (например, Resurrection Band, Family Force 5), поп-музыка (например, Cheetah Girls) и хип-хоп (например, Naya Rivera). Дебютный альбом английской синт-поп группы Depeche Mode 1981 года, "Speak & Spell", получил название в его честь.

Изгиб схемы

Некоторые музыканты также использовали модифицированные устройства Speak & Spell с измененными ("circuit bent") схемами (когда электронные схемы настраиваются для создания новых эффектов) в своих композициях. Открывая корпус Speak & Spell, осуществляя перекоммутацию контактов и устанавливая электронные компоненты, такие как переключатели и потенциометры, любители намеренно нарушают нормальную работу матричной схемы мембранной клавиатуры Speak & Spell, чтобы создавать новые звуки. Эти модификации приводят к перегрузке матричного переключателя клавиатуры устройства, вызывая эффект, известный в электронике как "залипание" клавиш или ложные срабатывания. Этот эффект можно вызвать в Speak & Spell без каких-либо модификаций, одновременно нажав более трех клавиш в одном ряду; однако, в сообществе circuit bending подчеркивается, что эти устройства используются как музыкальные инструменты, поэтому внешне управляемые компоненты часто выделяются. Большое внимание уделяется улучшению визуального оформления устройств путем добавления декоративных элементов и перекраски модифицированных ("bent") Speak & Spell, и эти устройства продаются и обмениваются в сети и внутри сообщества circuit benders. Примеры исполнителей, использовавших Speak & Spell с измененными схемами в своих композициях, включают Beck, CocoRosie, Eisbrecher, Experimental Audio Research, Fantômas, Scrabbel, Venetian Snares и Claude Woodward The Sonic Manipulator.

Строка " Говори и читай "

Speak & Read был выпущен в 1980 году, имея форму, идентичную Speak & Spell, но с другими игровыми функциями и иной цветовой гаммой. В то время как американский Speak & Spell был выполнен в красном цвете с жёлтыми и оранжевыми акцентами, американский Speak & Read был жёлтым с синими и зелёными акцентами. Игровые картриджи для Speak & Read были идентичны по форме картриджам основной линейки Speak & Spell, и их можно было физически вставлять в устройства из другой линейки; однако они не работали, если это были устройства не из их собственной линейки. Speak & Read был разработан для развития навыков понимания прочитанного у детей в возрасте от 4 до 8 лет, предлагая библиотеку из более чем 250 основных слов. В 1988 году Super Speak & Read был выпущен как кардинально переработанная модель, выполненная в виде раскрывающегося чемоданчика. Картриджи были переработаны, чтобы быть тоньше и иметь другую форму, напоминающую картриджи линейки Touch & Discover от TI. Кроме того, клавиатура была полностью удалена, а её место заняла матрица мембранных кнопок, аналогичная позиционно-чувствительной "клавиатуре" консолей Touch & Discover. Каждый картридж поставлялся с рабочей тетрадью, которую размещали открытой в центре Super Speak & Read. Когда задавался вопрос, игрок нажимал на соответствующую часть тетради, чтобы нажать на мембранную кнопку под ней. Это был последний представитель линейки Speak & Read под этим названием; однако Ready Set Read! (с очень похожим дизайном) и позже Magic Reading Desk (с модифицированной компоновкой Ready Set Read!) считаются духовными наследниками Speak & Read. Картриджи Ready Set Read! и Magic Reading Desk идентичны по конструкции картриджам Super Speak & Read.

Строка Speak & Math

Speak & Math (продается как "Speak & Maths" в некоторых странах) был выпущен в 1980 году в корпусе, идентичном Speak & Spell и Speak & Read, но с совершенно другим расположением клавиш, другими игровыми функциями и иной цветовой схемой. В то время как американский Speak & Spell был выполнен в красном цвете с желтыми и оранжевыми акцентами, американский Speak & Math был серым с синими и оранжевыми выделениями. Speak & Math был разработан для обучения математике детей в возрасте от 6 до 12 лет и включал библиотеку из более чем 100 000 случайных и предварительно запрограммированных задач. Основное отличие заключалось в добавлении программного обеспечения для синтеза речи и визуального дисплея. Speak & Math выпускался только на американском и британском рынках. В 1982 году была разработана компактная версия Speak & Math одновременно с Speak & Spell Compact. Эта версия была выпущена только во Франции под названием Les Maths Magique (дословно: Волшебная математика). В 1985 году для британского рынка была разработана обновленная версия под названием Maths marvel. Позже она вышла на итальянском языке как Dotto Conta Parla, на французском – как le Calcul magique (дословно: Волшебный калькулятор), а на немецком – как Mathe Fix. В 1986 году Speak & Math подвергся незначительной модернизации под тем же названием, и новая версия отличалась лишь переработанной графикой лицевой панели. В 1990 году Super Speak & Math был выпущен как значительный редизайн, аналогичный первой версии Super Speak & Spell. Как и в случае с Super Speak & Spell, экран Super Speak & Math был заменен на ЖК-экран вместо прежнего вакуумно-флуоресцентного дисплея (VFD). Клавиатура также была расширена и получила дополнительные функции. Общая структура консоли также была изменена аналогично Super Speak & Spell: рукоятка, которая ранее располагалась в верхней части экрана, теперь находилась в нижней части игрушки, а форма была дополнена эргономичными элементами.

Прочие твердотельные продукты речи

Технология Solid State Speech от Texas Instruments была использована и в других продуктах, связанных с линейкой Speak & Spell. Примеры включают:
Speak & Learn Magic Wand – Электронная игра на основе рабочей тетради, использующая инфракрасный сканер штрих-кодов. Speak & Music – Музыкальная аудиоигра, предлагающая как свободное творчество, так и игры на запоминание (ритм, музыкальную память и т.п.). Ready, Set, Read! – Считается духовным наследником линейки Speak & Read.