Introducció a la Tecnologia Musical: MIDI

1. Introducció a la Tecnologia Musical:MIDI Curs 2007-2008

2. Conceptes principals • Origens i rellevància del MIDI. • Instruments musicals digitals. • Ports MIDI: In, Out, Thru. • Connexionat. • Canals i missatges MIDI. • Programari MIDI.

3. MIDI: Musical Instrument Digital Interface • Protocol de comunicacions entre instruments musicals digitals. • Es defineix inicialment al 1983, gràcies a l’acord de diferents fabricants: Roland, Yamaha, Korg, Moog, E-mu... • Des d’aleshores ha anat “ampliant-se” amb noves funcionalitats. • Necessitats a cobrir: • Fer sonar immediatament les “partitures” escrites amb eines informàtiques. • Controlar, en temps real i en temps diferit, dispositius musicals digitals (ja es feia amb els analògics desde els anys ’60, però utilitzant tensió elèctrica “CV” (1oct-1volt); ara s’utilitzen bits). • Facilitar les connexions entre diferents dispositius musicals, per exemple, un controlador de teclat marca ACME i un generador de sons marca MECA (com fer sonar el MECA des de l’ACME?). • Actualment serveix de nexe de totes les disciplines musicals i audiovisuals. P.ex, la sincronia entre un vídeo i la seva banda sonora també es pot aconseguir utilitzant missatges MIDI. Les llums d’un concert es poden controlar via MIDI... • Cal considerar 3 nivells d’especificació: • Mecànic: instruments MIDI, hardware d’interconnexió. • Electrònic: mètode per a transmissió de dades. • Lògic: gramàtica per codificar informació de control musical a base de missatges.

4. Els missatges MIDI codifiquen instruccions de control musical de dispositius digitals. • (“toca, fent sonar una trompeta, un La4, que duri una negra, a tempo 80, amb molta intensitat”). • Els missatges MIDI NO CODIFIQUEN L’AUDIO! • Les instruccions codificades amb MIDI, quan són correctament interpretades per dispositius generadors de so (Sintetitzadors, samplers...) produeixen senyals d’àudio. • Un arxiu MIDI no conté àudio, només les instruccions per a generar-lo. • Les instruccions requereixen molt pocs bits, i per tant, els arxius MIDI ocupen molt menys espai que el que ocuparia el so que es genera quan els reproduïm mitjançant un sintetitzador o sampler. • Exemple: Mateix missatge MIDI interpretat per tres dispositius diferents: • Delay Lama. • Orgue. • Moog modular. • Noteu com l’orgue no respon a la informació de pitch bend. MIDI versus Audio

5. Què cal codificar amb MIDI? • En un instrument musical digital podem controlar fent servir el MIDI, per exemple: • L’alçada tonal de la nota que sona. • La intensitat amb la que sona. • El temps que s'està fent sonar la nota. • Quín instrument es tracta de simular digitalment. • Les petites variacions tímbriques que es produeixen mentre sona la nota. • La velocitat del vibrato. • La quantitat de reverberació amb la que sona l'instrument. • La ubicació espaial de l'instrument (esquerra, centre, dreta).

6. Sintetitzadors i mòduls de so (disseny i generació del so “des de zero”: construcció de timbres). • Samplers (so pre-gravat: reproducció de timbres). • Controladors (no generen so, només missatges MIDI que han de ser interpretats per sintetitzadors i samplers): de teclat, de vent, de corda, de percussió, caixes de “faders”, botoneres, etc. • Dispositius “virtuals”: tot dispositiu digital “físic” pot ser emulat per un programa informàtic. Així tenim sintetitzadors virtuals, efectes virtuals, samplers virtuals (romplers), cables virtuals (per connectar-los)... per a diversos programes i plataformes: VST (Steinberg), DX i DXi (Windows),TDM i RTA (Protools)... Instruments MIDI

7. Maquinari MIDI específic • “Interfície” MIDI: En els ordinadors sovint s’incorpora a la tarja de so, o és una caixa externa que es sol connectar pel port USB. Conté els “ports MIDI” i un microprocessador. • A la interfície hi podem distingir un nombre variable de connectors circulars DIN de 5 “pins”, els anomenats Ports MIDI. • Ports MIDI: fins a 3 tipus diferents de connectors: • IN: Recepció de dades. • OUT: Generació de dades. • THRU: Rèplica de les dades de l’IN. • Connexionat: el connexionat cal fer-lo tenint en compte: • Pel THRU mai surt cap missatge que no hagi estat entrat per l’IN • Cables: • Són de 2 fils conductors i malla, com els d’àudio professional. Es recomanen longituds de cables inferiors a 15 metres. • La tensió que hi circula és de 5 volts. • Són “mascle” als 2 extrems. • S’apantallen, tant per immunitzar-los a possibles interferències com per no generar “paràsits” als equips de so.

8. El primer controlador genera dades MIDI, que surten pel seu OUT cap a l’IN del 2on • Per l’OUT del 2on surten altres dades MIDI, que s’envien cap a l’IN del 3er • Pel THRU del 3er surten “còpies” de les dades que entren per l’IN del 3er, cap a l’IN del 4rt • En resum: el 2on és “esclau” del primer, el 3er i el 4rt són “esclaus” del 2on Exemple de connexionat d’equips MIDI OUT 1 OUT IN 2 THRU IN 3 IN 4 OUT IN OUT IN THRU IN

9. General MIDI Canals MIDI • Per tal d’aconseguir generar música polifónica, el MIDI defineix 16 canals pels quals, simultàniament, poden enviar-se dades MIDI independents • Per un sol cable MIDI hi pot circular informació corresponent a aquests 16 fluxes independents d’informació. • Cada canal acostuma a portar la informació de control d’un instrument determinat. • Exemple: Canal 1: Piano, Canal 2: violí, Canal 3: trompeta, etc. • El Canal 10 s’acostuma a reservar per a tota la percussió.

10. Missatges MIDI específics de canal • Tenen assignat específicament un dels 16 canals. • Només podran ser rebuts pels aparells receptors que estiguin "sintonitzats" a aquest canal. • 2 tipus de missatges de canal: • Missatges de veu (la major part dels missatges MIDI són de veu): serveixen per a controlar quines notes han de sonar, i com ho han de fer; per això també els anomenem missatges de control “fi” de la generació del so. • Missatges de mode: Els missatges de mode defineixen la manera genèrica en que ha de respondre l'instrument que rep els missatges: • si la resposta ha d'ésser polifònica (poden sonar varies notes alhora) (Poly On), o monofònica (per moltes tecles que toquem només sonarà la nota corresponent a una d'elles) (Mono On). • si l'instrument ha de respondre als missatges que arribin per qualsevol canal (Omni On) o només als que arribin per un d'específic (Omni Off).

11. Missatges MIDI específics de canal Exemples de missatges específics de canal, de veu: • D'activació i desactivació d'una nota (es transmet la nota tocada i la força o velocitat amb que s'ha tocat) (“Note on”, “Note off”). • De pressió sobre l'instrument ("aftertouch"). • De modificació contínua de l'altura de la nota ("pitch bending"). • De modificació continua d'altres paràmetres que controlen finament el timbre ("control change"), etc. Un misatge d’activació de nota utilitza 3 bytes u octets (24 bits): En el primer (status byte) es codifica el canal en el que s’activa la nota, en el segon l’alçada de la nota, i en el tercer la velocitat de pulsació. El primer bit del segon i tercer byte no s’utilitza, així que amb 7 bits podem representar 27=128 valors (128 alçades diferents, 128 intensitats sonores diferents, 128 valors d’aftertouch, etc.)

12. Missatges de tot el sistema (System Messages) • Son aquells missatges adreçats a tots els aparells que integren el sistema, o a tots aquells d'una determinada marca. • Es transmeten per tots els canals alhora (no porten associat un canal específic). • Es subdivideixen en tres categories: • comuns per a tot el sistema (System Common). • de temporització (System Real Time), per a sincronitzar dos aparells. • propis exclusivament de cada aparell (System Exclusive).

13. Programari MIDI Seqüenciador MIDI: • Crear i editar tota mena de missatges MIDI. • Configurar remotament dispositius per a que responguin a ells. • Utilitza sofisticades interfícies d’usuari gràfiques (per a no fer servir ni bits, ni bytes, ni –generalment- els noms tècnics dels missatges) com per exemple: • Editor de partitures. • Pianola. • Editor de missatges de control. • Mesclador.

14. Programari MIDI • Alguns seqüenciadors: • Logic www.emagic.de, Cubase, Cakewalk Sonar, Quartz www.digitalsoundplanet.com Editor de partitures: • Permeten composar música manipulant els símbols i convencions pròpies de la notació musical, i fent servir funcions i processos complexes (paginació, transposició, còpia, etc.) • Per a fer sonar les partitures converteixen aquesta notació en dades MIDI (també poden fer a l’inrevés, presentar un arxiu MIDI en forma de partitura). • No només pot escriure’s i llegir-se la partitura a la pantalla (amb les avantatges pròpies d’un editor informàtic, especialment a l’hora de fer correccions i operacions repetitives) • Fan possible també imprimir partitures amb una gran qualitat • Alguns editors de partitures: • Finale www.codamusic.com, Sibelius www.sibelius.com, MusicTime (en català!), NotePad 2003, o Lilypond www.lilypond.org Eina de diagnòstic MIDI: • Permeten verificar que els missatges circulen correctament entre els dispositius. • Midi-OX www.midiox.com