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Messaggi System Common e System Real Time

Lezione 9. Messaggi System Common e System Real Time. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico). Categorie di funzioni MIDI. Channel Voice Messages Eventi MIDI essenziali per la performance musicale (es.: Note On, Note Off) Channel Mode Messages

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Presentation Transcript

  1. Lezione 9 Messaggi System Common e System Real Time Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)

  2. Categorie di funzioni MIDI • Channel Voice Messages • Eventi MIDI essenziali per la performance musicale (es.: Note On, Note Off) • Channel Mode Messages • Comunicano ai dispositivi il modo di inviare o ricevere informazioni (es.: spegnimento di tutte le note) • System Common Messages • Messaggi comuni a tutti i dispositivi HW/SW della configurazione MIDI (es.: riferimento al MIDI Time Code, accordatura) • System Real Time Messages • Messaggi in tempo reale (es.: start e stop) • System Exclusive Messages • Impostazioni specifiche per il dispositivo (es.: trasferimento campioni) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  3. Caratteristiche comuni • Sono messaggi «system» e non «channel»: non è richiesta l’informazione di canale.I 4 bit meno significativi servono ad identificare lo specifico messaggio, anziché il canale • Il Byte di stato inizia con 1111 • Attenzione: in un certo senso anche per i messaggi System Exclusive • Potenzialmente si tratta di 16 messaggi, ma in realtà sono 6 system common + 6 real-time • Quattro combinazioni risultano indefinite Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  4. Sezione 9.1 Messaggi System Common Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 9. Messaggi System Common e System Real Time

  5. Messaggi System Common … MIDI Out oMIDI Thru Byte di stato 11110xxx2 MIDI In Pensati come messaggi di sistema e non in relazione a un canale specifico Complessivamente 6 messaggi, il cui Byte di stato ha struttura (1)111 0 xxx (manca informazione sul canale) Il numero di byte di dati è eterogeneo: 0, 1 o 2 a seconda dello specifico messaggio Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  6. MIDI Time Code (MTC) MIDI Out oMIDI Thru I Byte di dati Indirizzo [0..127]10 Byte di stato MTC Quarter Frame111100012 MIDI In • Versione MIDI di SMPTE Time Code (vedi lezione 8) • Struttura del messaggio: • 1 byte di stato (1)1110001 • 1 byte di dati, per rappresentare parte dell’indirizzo temporale e il time code usato Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  7. Song Position Pointer MIDI Out oMIDI Thru II Byte di dati Posizione MSB [1..127]10 I Byte di dati Posizione LSB [0..127]10 Byte di stato 111100102 MIDI In • Imposta la posizione di riproduzione di un brano, in risposta a comandi Start, Stop e Continue (vedi messaggi Real Time). • Attenzione: dopo il posizionamento, non avvia la riproduzione • Struttura del messaggio: • 1 byte di stato (1)1110010 • 2 byte di dati, per rappresentare la posizione su 14 bit in termini di LSB e MSB Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  8. Song Position Pointer • Come si rappresenta la posizione? Tramite al più 214 = 16.384 valori, che corrispondono a.. ? • Timing Clock: viene inviato 24 volte per ogni pulsazione  24 tick per pulsazione • Nella logica SPP uno step corrisponde a 6 tick, quindi si hanno 24/6 = 4 step per pulsazione • Facendo corrispondere convenzionalmente la pulsazione al valore ritmico di un quarto, ogni step SPP corrisponde a un sedicesimo Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  9. Song Position Pointer pulsazione pulsazione pulsazione step step step step step Durata della battuta in 2/2, 4/4, ecc. Durata della battuta in 3/4, 6/8, ecc. • L’indicazione di tempo non è rilevante per il MIDI, che ragiona a numero di pulsazioni e step • In MIDI ha senso parlare di «n-esimo step della m-esima pulsazione», non di «n-esima figura ritmica della m-esima battuta» (ad esempio terzo ottavo di battuta 5) • Si può comunque passare dalla seconda definizione alla prima, a patto di conoscere l’indicazione di tempo (ad esempio il terzo ottavo di battuta 5 nel tempo di 6/8) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  10. Esempi • Esempi • 2 byte di dati, ossia 14 bit corrispondono a un massimo di 16.384 valori da un sedicesimo in un brano, pari a 4.096 pulsazioni da un quarto • In un tempo di 4/4 (o 2/2, …) sono 1024 battute, in 3/4 sono circa 1635 battute. • Si consideri che il primo movimento della V Sinfonia di Mahler, in tempo 2/2, consta di 416 battute. • Osservazione • Le song MIDI vengono convenzionalmente fatte iniziare sul beat numerato 0. Dunque, se il valore ricevuto per la Song Position è 8, il dispositivo punta al primo sedicesimo del terzo quarto. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  11. Esercizio [5 min] • Come fare in modo che un sequencer (o un altro dispositivo MIDI) punti a battuta 33, inizio della seconda pulsazione in un brano in 4/4? • Risultato: SPP deve puntare allo step 516. Infatti: 32 x 4 x 4 + (numero di step in 32 battute) 4 = (numero di step della prima pulsaz.) 516 (1)1110010 (0)0000100 (0)0000100 SPP LSB MSB • Non si conta il primo sedicesimo della seconda pulsazione perché la numerazione parte da 0. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  12. Song Select MIDI Out oMIDI Thru I Byte di dati Numero del brano [0..127]10 Byte di stato SongSelect 111100112 MIDI In • Carica nella memoria di un sequencer (e dei dispositivi collegati) il brano dal numero selezionato, a partire da un set di song MIDI. • Struttura del messaggio: • 1 byte di stato (1)1110011 • 1 byte di dati, per rappresentare il numero del brano. Quindi un set può comprendere fino a 128 song Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  13. Tune Request MIDI Out oMIDI Thru Byte di stato TuneRequest 111101102 MIDI In • Il dispositivo ricevente avvia una procedura di auto-accordatura per calibrare i propri oscillatori • Tipico dei moduli sonori con circuiti elettrici analogici • Struttura del messaggio: • 1 byte di stato (1)1110110 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  14. System Exclusive (SysEx) & End of Exclusive (EOX) • Coppia di messaggi per iniziare/concludere un messaggio System Exclusive (si veda la prossima lezione) • Struttura del messaggio SysEx:1 byte di stato (1)1110000, seguito da n byte di dati che rappresentano il vero e proprio messaggio System Exclusive • Struttura del messaggio End of Exclusive:1 byte di stato (1)1110111 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  15. Riassunto • Parte fissa | Flag(0 = System Common) | Parte variabile • (1)1110000SysEx • (1)1110001MIDI Time Code Quarter Frame • (1)1110010Song Position Pointer • (1)1110011 Song Select • (1)1110100 Reserved • (1)1110101 Reserved • (1)1110110TuneRequest • (1)1110111 End of Exclusive Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  16. Sezione 9.2 Messaggi SYSTEM REAL TIME Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 9. Messaggi System Common e System Real Time

  17. Messaggi Real Time • Controllano in tempo reale tutti i dispositivi del sistema, e sono indipendenti dal canale. Si usano per sincronizzare i dispositivi basati sul clock (es. sequencer e batterie elettroniche) • Vengono inviati con stringenti requisiti temporali • Messaggi snelli, costituiti da un unico byte (byte di stato) • Possono interpolarsi ai byte di altri messaggi (vedi prossima slide) • Complessivamente 6 messaggi, il cui Byte di stato ha struttura (1)111 1 xxx (manca informazione sul canale) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  18. Interpolazione di messaggi ? ? ? ? • Esempio: interpolazione messaggi generici (ad es. Note On e Note On, o Note Off e Control Change) • Il mittente lo sa, ma il destinatario non li può ricostruire • Esempio: interpolazione di un messaggio generico con un Real Time • Il mittente lo sa, il destinatario lo riconosce ed estrapola Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  19. (MIDI) Timing Clock MIDI Out oMIDI Thru Byte di stato Timing Clock111110002 MIDI In Segnale di sincronizzazione basato sul tempo (BPM) Invio di 24 tick per pulsazione (vedi lezione 8), che si comportano come impulsi Sincronizzazione tramite il solo byte di stato, posto a (1)1111000 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  20. Start, Stop e Continue MIDI Out oMIDI Thru Byte di stato Start: 111110102 Continue: 111110112 Stop: 111111002 MIDI In • Controllano una sequenza MIDI in uno o più slave. • Start: portarsi a Song Position 0 (inizio della sequenza) • Stop: fermare la riproduzione mettendola in pausa • Continue: riprendere la riproduzione dal punto di interruzione • Un eventuale messaggio SPP permetterà di riposizionare il punto di riproduzione Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  21. Esercizio [10 min] • Si voglia caricare da un set la song numerata 12, mandarla in esecuzione dall’inizio, metterla in pausa, riavviarne la riproduzione dal punto corrente, portarsi all’inizio del terzo quarto di battuta 1 ed eseguirla da quel punto.Si mostri la sequenza di messaggi MIDI richiesti. • Song select (1)1110011 (0)0001100 • Start (1)1111010 • Stop (1)1111100 • Continue (1)1111011 • Stop (1)1111100 • Song Position Pointer (1)1110010 (0)0001000 (0)0000000 • Continue (1)1111011 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  22. Active Sensing MIDI Out oMIDI Thru Byte di stato ActiveSensing 111111102 MIDI In • Abilita la funzionalità di Active Sensing sui dispositivi riceventi, che da quel momento si attendono almeno un messaggio MIDI ogni 300 ms • Se alla porta MIDI ricevente non viene spedito alcun evento per 270 ms, il mittente sa di dover mandare un nuovo messaggio Active Sensing • Se il destinatario non riceve nulla, considera chiusa tale porta di connessione e invia un comando All Notes Off al modulo sonoro • Si tratta di una caratteristica opzionale dei dispositivi, non sempre implementata Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  23. System Reset MIDI Out oMIDI Thru Byte di stato System Reset 111111112 MIDI In Riporta tutti i parametri di un dispositivo MIDI ai valori preimpostati (valori di fabbrica, o valori all’istante di accensione) Viene ricevuto da tutti i dispositivi, su tutti i canali Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  24. Riassunto • Parte fissa | Flag(1 = System Real Time) | Parte variabile • (1)1111000 Timing Clock • (1)1111001Reserved • (1)1111010Start • (1)1111011 Continue • (1)1111100Stop • (1)1111101 Reserved • (1)1111110 Active Sensing • (1)1111111 System Reset Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  25. Conclusioni Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 9. Messaggi System Common e System Real Time

  26. Considerazione generale sui messaggi MIDI • Come riconoscere l’ID di un messaggio MIDI? Il riferimento iniziale è dato in generale dal II, III e IV bit più significativo dello Status byte. • A seconda di tali valori (e di conseguenza della famiglia di messaggi), l’ID dello specifico messaggio è codificato: • esclusivamente in tali bit per tutti i messaggi Channel Voice, ad eccezione dei Control Change • nel I Byte di dati per tutti i messaggi Control Change (parte dei Channel Voice e tutti i Channel Mode)Status byte: 1011cccc ove cccc identifica il canale • tramite il V, VI, VII e VIII bit dello Status Byte per i messaggi System Common, System Real Time (e System Exclusive)Status byte: 1111xxxx ove xxxx identifica il messaggio Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

  27. I 3 bit identificativi del messaggio • (1) 000 cccc Note Off • (1) 001 cccc Note On • (1) 010 ccccPolyphonicKey Pressure (Aftertouch) • (1) 011 ccccControl Change • (1) 100 ccccProgram Change • (1) 101 ccccChannel Pressure (After-touch) • (1) 110 ccccPitch Wheel Change • (1) 111 xxxx System Common messages System Real Time messages System Exclusivemessages Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)9. Messaggi System Common e System Real Time

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