MIDI - MIDI

Ukázka hudby vytvořené ve formátu MIDI
Několik rackových syntezátorů, které sdílejí jeden ovladač
Pomocí MIDI může jeden ovladač (často hudební klávesnice, jak je zobrazeno zde) hrát na více elektronických nástrojů, což zvyšuje přenositelnost a flexibilitu nastavení pódia. Tento systém se vejde do jednoho rackového pouzdra, ale před příchodem MIDI by to vyžadovalo čtyři samostatné klávesové nástroje plné velikosti plus vnější mixovací a efektové jednotky .

MIDI ( / m ɪ d i / ; zkratka pro Musical Instrument Digital Interface ) je technická norma , která popisuje komunikační protokol , digitální rozhraní a elektrické konektory , které se připojují širokou škálu elektronických hudebních nástrojů , počítačů a příbuzné zvuková zařízení pro přehrávání, úpravy a nahrávání hudby. Specifikace pochází z článku s názvem Universal Synthesizer Interface , publikovaného Daveem Smithem a Chetem Woodem, poté ze Sequential Circuits , na konferenci Audio Engineering Society v říjnu 1981 v New Yorku.

Jediné MIDI propojení přes MIDI kabel může nést až šestnáct informačních kanálů, z nichž každý může být směrován na samostatné zařízení nebo nástroj. Může to být například šestnáct různých digitálních nástrojů. MIDI nese zprávy o událostech; data, která specifikují pokyny pro hudbu, včetně notového zápisu , výšky , rychlosti (která je obvykle slyšet jako hlasitost nebo měkkost hlasitosti); vibrato ; posouvání doprava nebo doleva od stereo; a hodinové signály (které udávají tempo ). Když hudebník hraje na MIDI nástroj, všechna stisknutí kláves, stisknutí tlačítka, otočení knoflíku a změny posuvníku jsou převedeny na MIDI data. Jednou z běžných MIDI aplikací je hrát na MIDI klávesnici nebo jiném ovladači a pomocí ní spouštět digitální zvukový modul (který obsahuje syntetizované hudební zvuky) pro generování zvuků, které publikum slyší produkované klávesovým zesilovačem . Data MIDI lze přenášet pomocí kabelu MIDI nebo USB nebo je lze zaznamenávat do sekvenceru nebo digitální zvukové pracovní stanice a upravovat nebo přehrávat.

Je také definován formát souboru, který ukládá a vyměňuje data. Mezi výhody MIDI patří malá velikost souboru , snadná modifikace a manipulace a široký výběr elektronických nástrojů a syntezátoru nebo digitálně samplovaných zvuků . MIDI záznam představení na klávesnici může znít jako klavír nebo jiný klávesový nástroj; nicméně, protože MIDI zaznamenává zprávy a informace o jejich notách a ne o konkrétních zvucích, tento záznam lze změnit na mnoho dalších zvuků, od syntetizované nebo samplované kytary nebo flétny až po plný orchestr. Záznam MIDI není zvukový signál, jako u zvukového záznamu vytvořeného pomocí mikrofonu.

Před vývojem MIDI mezi sebou elektronické hudební nástroje od různých výrobců obecně nemohly komunikovat. To znamenalo, že hudebník nemohl například zapojit klávesnici Roland do modulu syntezátoru Yamaha. S MIDI lze libovolnou MIDI kompatibilní klávesnici (nebo jiné kontrolérové ​​zařízení) připojit k jakémukoli jinému MIDI kompatibilnímu sekvenceru, zvukovému modulu, bicímu automatu , syntetizátoru nebo počítači, i když jsou vyrobeny různými výrobci.

Technologie MIDI byla standardizována v roce 1983 skupinou zástupců hudebního průmyslu a je udržována MIDI Manufacturers Association (MMA). Všechny oficiální MIDI standardy jsou společně vyvíjeny a publikovány MMA v Los Angeles a MIDI výborem Asociace hudebního elektronického průmyslu (AMEI) v Tokiu. V roce 2016 založilo MMA The MIDI Association (TMA) na podporu globální komunity lidí, kteří pracují, hrají nebo tvoří pomocí MIDI.

Dějiny

Na začátku 80. let neexistovaly žádné standardizované způsoby synchronizace elektronických hudebních nástrojů vyráběných různými společnostmi. Výrobci měli své vlastní patentované standardy pro synchronizaci nástrojů, jako je CV/gate , DIN sync a Digital Control Bus (DCB). Zakladatel Roland Ikutaro Kakehashi cítil, že nedostatek standardizace omezuje růst elektronického hudebního průmyslu. V červnu 1981 navrhl vyvinout standard zakladateli Oberheim Electronics Tomu Oberheimovi , který vyvinul vlastní proprietární rozhraní, Oberheim System.

Kakehashi cítil, že Oberheim System je příliš těžkopádný, a promluvil s prezidentem Sequential Circuits Daveem Smithem o vytvoření jednodušší a levnější alternativy. Zatímco Smith diskutoval o konceptu s americkými společnostmi, Kakehashi o něm diskutoval s japonskými společnostmi Yamaha , Korg a Kawai . V říjnu se sešli zástupci všech společností, aby tento nápad prodiskutovali. Zpočátku se zajímaly pouze sekvenční obvody a japonské společnosti.

Dave Smith (vpravo), jeden z tvůrců MIDI

Inženýr společnosti Smith and Sequential Circuits, Chet Wood, použil jako základ DCB společnosti Roland a vytvořil univerzální rozhraní, které umožňuje komunikaci mezi zařízeními od různých výrobců. Smith a Wood navrhli tento standard v příspěvku Universal Synthesizer Interface na výstavě Audio Engineering Society v říjnu 1981. Standard byl projednán a upraven zástupci společností Roland, Yamaha, Korg, Kawai a Sequential Circuits. Kakehashi upřednostňoval název Universal Musical Interface (UMI), vyslovoval tě-já , ale Smith cítil, že je to „trochu banální“. Líbilo se mu však používání „nástroje“ místo „syntetizátoru“ a navrhl název Musical Instrument Digital Interface (MIDI). Zakladatel Moog Music Robert Moog oznámil MIDI v říjnovém čísle Keyboard .

Na zimní výstavě NAMM v roce 1983 Smith předvedl MIDI spojení mezi syntezátory Prophet 600 a Roland JP-6 . Specifikace MIDI byla zveřejněna v srpnu 1983. Standard MIDI odhalili Kakehashi a Smith, kteří za svou práci obdrželi v roce 2013 ocenění Technické ceny Grammy . V roce 1982, první nástroje byly uvolněny MIDI, na Roland Jupiter-6 a proroka 600. V roce 1983, první MIDI bubnu stroje , na Roland TR-909 , a první MIDI sekvenceru , Roland MSQ-700 byly uvolněny. První počítač podporující MIDI, NEC PC-88 a PC-98 , byl vydán v roce 1982.

Asociace výrobců MIDI (MMA) byla vytvořena po setkání „všech zainteresovaných společností“ na letní výstavě NAMM 1984 v Chicagu. Podrobná specifikace MIDI 1.0 byla zveřejněna na druhém setkání MMA na letní výstavě NAMM v roce 1985. Standard se nadále vyvíjel a v roce 1991 přidal standardizované soubory písní (General MIDI) a přizpůsobil se novým standardům připojení, jako jsou USB a FireWire . V roce 2016 byla vytvořena asociace MIDI, která nadále dohlíží na standard. Iniciativa k vytvoření standardu 2.0 byla oznámena v lednu 2019. Standard MIDI 2.0 byl představen na zimní výstavě NAMM 2020.

Dopad

Odvolání MIDI bylo původně omezeno na profesionální hudebníky a hudební producenty, kteří chtěli používat elektronické nástroje při produkci populární hudby . Standard umožňoval komunikaci různých nástrojů mezi sebou a s počítači, a to urychlilo rychlý rozvoj prodeje a výroby elektronických nástrojů a hudebního softwaru. Tato interoperabilita umožňovala ovládat jedno zařízení z druhého, což snížilo počet potřebných hardwarových hudebníků. Úvod MIDI se shodoval s úsvitem éry osobních počítačů a zavedením samplerů a digitálních syntetizátorů . Tvůrčí možnosti, které přináší technologie MIDI, jsou považovány za pomoc při oživení hudebního průmyslu v 80. letech minulého století.

MIDI představilo funkce, které změnily způsob, jakým pracuje mnoho hudebníků. Sekvenování MIDI umožňuje uživateli bez notových dovedností vytvářet složitá uspořádání. Hudební skladba s pouze jedním nebo dvěma členy, z nichž každý provozuje více zařízení podporujících MIDI, může poskytnout výkon podobný výkonu větší skupiny hudebníků. Náklady na pronájem externích hudebníků na projekt lze snížit nebo eliminovat a složité produkce lze realizovat na systému tak malém, jako je syntezátor s integrovanou klávesnicí a sekvencerem.

MIDI také pomohlo vytvořit domácí nahrávání . Prováděním předprodukce v domácím prostředí může umělec snížit náklady na nahrávání tím, že dorazí do nahrávacího studia s částečně dokončenou skladbou.

Aplikace

Ovládání přístroje

MIDI bylo vynalezeno tak, aby elektronické nebo digitální hudební nástroje mohly navzájem komunikovat a aby jeden nástroj mohl ovládat jiný. Sekvencer kompatibilní s MIDI může například spouštět beaty produkované modulem bicích zvuků . Analogové syntezátory, které nemají digitální komponentu a byly postaveny před vývojem MIDI, mohou být dodatečně vybaveny sadami, které převádějí zprávy MIDI na analogová řídicí napětí. Když je nota přehrána na MIDI nástroji, generuje digitální MIDI zprávu, kterou lze použít ke spuštění noty na jiném nástroji. Schopnost dálkového ovládání umožňuje nahrazení nástrojů plné velikosti menšími zvukovými moduly a umožňuje hudebníkům kombinovat nástroje pro dosažení plnějšího zvuku nebo vytvářet kombinace syntetizovaných zvuků nástrojů, jako je akustický klavír a smyčce. MIDI také umožňuje dálkové ovládání dalších parametrů nástroje (hlasitost, efekty atd.).

Syntetizátory a samplery obsahují různé nástroje pro tvarování elektronického nebo digitálního zvuku. Filtry upravují zabarvení a obálky automatizují vývoj zvuku v čase po spuštění noty. Frekvence filtru a útok obálky (doba potřebná k dosažení maximální úrovně zvuku) jsou příklady parametrů syntetizátoru a lze je dálkově ovládat pomocí MIDI. Efektová zařízení mají různé parametry, například zpoždění zpětné vazby nebo dobu dozvuku. Když je jednomu z těchto parametrů přiřazeno číslo MIDI Continuous Controller (CCN), zařízení reaguje na všechny zprávy, které obdrží a které jsou identifikovány tímto číslem. K odesílání těchto zpráv lze použít ovládací prvky, jako jsou knoflíky, spínače a pedály. Sada upravených parametrů může být uložena do interní paměti zařízení jako patch a tyto patche lze vzdáleně vybrat změnami programu MIDI.

Složení

Události MIDI lze sekvencovat s počítačovým softwarem nebo ve specializovaných hardwarových hudebních stanicích . Mnoho digitálních audio pracovních stanic (DAW) je speciálně navrženo pro práci s MIDI jako nedílnou součástí. MIDI klavírní role byly vyvinuty v mnoha DAW, takže zaznamenané MIDI zprávy lze snadno upravit. Tyto nástroje umožňují skladatelům zkoušet a upravovat svou práci mnohem rychleji a efektivněji než starší řešení, jako je vícestopé nahrávání .

Protože MIDI je sada příkazů, které vytvářejí zvuk, lze se sekvencemi MIDI manipulovat způsoby, které předem nahraný zvuk neumí. Je možné změnit klíč, instrumentaci nebo tempo MIDI uspořádání a změnit pořadí jeho jednotlivých sekcí. Schopnost skládat nápady a rychle je poslouchat přehrávané umožňuje skladatelům experimentovat. Algoritmické kompoziční programy poskytují počítačem generovaná představení, která lze použít jako nápady písní nebo doprovod.

Někteří skladatelé mohou využívat standardní přenosnou sadu příkazů a parametrů v MIDI 1.0 a General MIDI (GM) ke sdílení hudebních datových souborů mezi různými elektronickými nástroji. Data složená ze sekvenovaných záznamů MIDI lze uložit jako standardní soubor MIDI (SMF), digitálně distribuovat a reprodukovat jakýmkoli počítačem nebo elektronickým nástrojem, který také dodržuje stejné standardy MIDI, GM a SMF. Datové soubory MIDI jsou mnohem menší než odpovídající zaznamenané zvukové soubory .

Použití s ​​počítači

Trh s osobními počítači se stabilizoval ve stejné době, kdy se objevilo MIDI, a počítače se staly životaschopnou volbou pro hudební produkci. V roce 1983 začaly počítače hrát roli v tradiční hudební produkci. V letech bezprostředně po ratifikaci specifikace MIDI v roce 1983 byly funkce MIDI přizpůsobeny několika raným počítačovým platformám. NEC ‚s PC-88 a PC-98 začal podporovat MIDI již 1982. Yamaha CX5M zavedena podpora MIDI a sekvenování v MSX systému v roce 1984.

Šíření MIDI na osobních počítačích byl velmi usnadněno Roland Corporation ‚s MPU-401 , vydané v roce 1984, jako první MIDI vybavené PC zvukové karty , který je schopen MIDI zpracování zvuku a sekvenování. Poté, co Roland prodal zvukové čipy MPU jiným výrobcům zvukových karet, zavedl univerzální standardní rozhraní MIDI-to-PC. Rozšířené přijetí MIDI vedlo k vývoji počítačového MIDI softwaru . Brzy poté začala podporovat MIDI řada platforem, včetně Apple II Plus , IIe a Macintosh , Commodore 64 a Amiga , Atari ST , Acorn Archimedes a PC DOS .

Macintosh byl oblíbený mezi hudebníky ve Spojených státech, protože byl uveden na trh za konkurenceschopnou cenu, a trvalo několik let, než systémy PC dohnaly svou účinnost a grafické rozhraní . Atari ST byl upřednostňován v Evropě, kde byly Macintoshe dražší. Atari ST měl výhodu MIDI portů, které byly zabudovány přímo do počítače. Většina hudebního softwaru v první dekádě MIDI byla vydána pro Apple nebo Atari. V době vydání Windows 3.0 v roce 1990 už počítače dohnaly výpočetní výkon a získaly grafické rozhraní a softwarové názvy začaly být vydávány na více platformách.

V roce 2015 společnost Retro Innovations vydala první MIDI rozhraní pro Commodore VIC-20 , čímž poprvé zpřístupnila čtyři hlasy počítače elektronickým hudebníkům a nadšencům retropočítačů. Společnost Retro Innovations také vyrábí kazetu s rozhraním MIDI pro počítače Tandy Color Computer a Dragon .

Hudebníci Chiptune také používají retro herní konzole ke skládání, produkci a hraní hudby pomocí MIDI rozhraní. Vlastní rozhraní jsou k dispozici pro Famicom, Nintendo Entertainment System (NES), Nintendo Gameboy a Game Boy Advance, Sega Megadrive a Sega Genesis.

Počítačové soubory

Soubory MIDI obsahují každou zvukovou událost, například každý úder prstem zvlášť, kterou lze zobrazit pomocí softwaru pro školení na klavír, jako je Synthesia .
Standardní soubory

Standardní MIDI soubor ( SMF ) je souborový formát , který poskytuje standardizovaný způsob pro hudební sekvence, které mají být uloženy, přepravovat, a otevřela v jiných systémech. Standard byl vyvinut a je udržován MMA a obvykle používá .midrozšíření. Kompaktní velikost těchto souborů vedla k jejich širokému použití v počítačích, vyzváněcích tónech mobilních telefonů , tvorbě webových stránek a hudebních pohlednicích. Tyto soubory jsou určeny pro univerzální použití a obsahují takové informace, jako jsou hodnoty not, načasování a názvy skladeb. Texty mohou být zahrnuty jako metadata a mohou být zobrazeny na karaoke strojích.

SMF jsou vytvořeny jako exportní formát softwarových sekvencerů nebo hardwarových pracovních stanic. Organizují zprávy MIDI do jedné nebo více paralelních skladeb a události opatřují časovým razítkem, aby je bylo možné postupně přehrávat. Záhlaví obsahuje počet uspořádáním dráha, tempo a indikátor z nichž tři SMF naformátuje využití souborů. Soubor typu 0 obsahuje celý výkon sloučený do jedné stopy, zatímco soubory typu 1 mohou obsahovat libovolný počet stop, které jsou prováděny synchronně. Soubory typu 2 se používají jen zřídka a ukládají více aranžmá, přičemž každé uspořádání má svou vlastní stopu a je určeno k přehrávání v pořadí.

Soubory RMID

Microsoft Windows sdružuje SMF společně se stahovatelnými zvuky (DLS) do obálky formátu RIFF ( Resource Interchange File Format ) jako soubory RMID s .rmipříponou. Podpora RIFF-RMID byla ukončena ve prospěch Extensible Music Files ( XMF ).

Soubor MIDI není zvukový záznam. Jedná se spíše o sadu instrukcí - například pro výšku nebo tempo - a může použít tisíckrát méně místa na disku než ekvivalent zaznamenaného zvuku. Díky tomu bylo uspořádání souborů MIDI atraktivním způsobem sdílení hudby před příchodem širokopásmového přístupu k internetu a více gigabajtových pevných disků. Licencované soubory MIDI na disketách byly v devadesátých letech běžně dostupné v obchodech v Evropě a Japonsku. Hlavní nevýhodou je široká variabilita v kvalitě zvukových karet uživatelů a ve skutečném zvuku obsaženém jako vzorky nebo syntetizovaný zvuk na kartě, na který MIDI data odkazují pouze symbolicky. I zvuková karta, která obsahuje vysoce kvalitní samplované zvuky, může mít nekonzistentní kvalitu od jednoho vzorkovaného nástroje k druhému, karty s časným rozpočtem, jako je AdLib a Sound Blaster a jeho kompatibilní, používaly svlečenou verzi frekvenční modulace Yamahy technologie syntézy (FM syntéza) přehrávaná prostřednictvím nekvalitních převodníků digitálního signálu na analogový. Reprodukce těchto všudypřítomných karet s nízkou věrností byla často považována za vlastnost samotného MIDI. To vytvořilo vnímání MIDI jako zvuku nízké kvality, zatímco ve skutečnosti MIDI sám neobsahuje žádný zvuk a kvalita jeho přehrávání závisí zcela na kvalitě zařízení produkujícího zvuk.

Software

Hlavní výhodou osobního počítače v systému MIDI je, že může sloužit řadě různých účelů v závislosti na načteném softwaru. Multitasking umožňuje simultánní provoz programů, které mohou být schopny navzájem sdílet data.

Sekvencery

Sekvenční software umožňuje manipulaci se zaznamenanými MIDI daty pomocí standardních funkcí pro úpravu počítače, jako je vyjímání, kopírování a vkládání a přetahování . K zefektivnění pracovního postupu lze použít klávesové zkratky a v některých systémech mohou být funkce úprav vyvolány událostmi MIDI. Sekvencer umožňuje každému kanálu nastavit přehrávání jiného zvuku a poskytuje grafický přehled uspořádání. K dispozici je řada nástrojů pro úpravy, včetně zobrazení notace nebo scorewriteru, které lze použít k vytváření tištěných částí pro hudebníky. Nástroje jako smyčka , kvantizace , randomizace a transpozice zjednodušují proces aranžování.

Vytváření beatů je zjednodušeno a šablony groove lze použít ke kopírování rytmického dojmu jiné skladby. Realistický výraz lze přidat pomocí manipulace s ovladači v reálném čase. Lze provádět míchání a MIDI lze synchronizovat se zaznamenanými zvukovými a video stopami. Práci lze ukládat a přenášet mezi různými počítači nebo studiemi.

Sekvencery mohou mít alternativní podobu, například editory bicích vzorů, které uživatelům umožňují vytvářet beaty kliknutím na mřížky vzorů, a smyčkové sekvencery, jako je ACID Pro , které umožňují kombinovat MIDI s předem nahranými audio smyčkami, jejichž tempa a klávesy jsou vzájemně sladěny . Sekvenování seznamu Cue se používá ke spouštění dialogů, zvukových efektů a hudebních podnětů při produkci scén a vysílání.

Notační software

S MIDI lze poznámky přehrávané na klávesnici automaticky přepisovat do notových záznamů . Software Scorewriting obvykle postrádá pokročilé nástroje pro sekvenování a je optimalizován pro vytvoření úhledného, ​​profesionálního výtisku určeného pro živé instrumentalisty. Tyto programy poskytují podporu pro dynamiku a značení výrazů, zobrazení akordů a textů a komplexní styly skóre. K dispozici je software, který dokáže tisknout skóre v Braillově písmu .

Mezi notační programy patří Finale , Encore , Sibelius , MuseScore a Dorico . Software SmartScore může vytvářet MIDI soubory z naskenovaných hudebnin.

Redaktor/knihovníci

Patch editory umožňují uživatelům programovat jejich zařízení prostřednictvím počítačového rozhraní. Ty se staly nezbytnými vzhledem komplexních syntetizátorů, jako je Yamaha FS1R , který obsahoval několik tisíc programovatelných parametrů, ale měl rozhraní, které se skládalo z patnácti malých tlačítek, čtyř knoflíků a malého LCD. Digitální nástroje obvykle odrazují uživatele od experimentování, kvůli jejich nedostatku zpětné vazby a přímého ovládání, které by poskytovaly přepínače a knoflíky, ale editory patchů dávají majitelům hardwarových nástrojů a efektových zařízení stejnou editační funkci, která je k dispozici uživatelům softwarových syntetizátorů. Některé editory jsou navrženy pro konkrétní nástroj nebo efektové zařízení, zatímco jiné, univerzální editory podporují celou řadu zařízení a v ideálním případě mohou ovládat parametry každého zařízení v nastavení pomocí zpráv System Exclusive.

Patch knihovníci mají specializovanou funkci organizování zvuků ve sbírce zařízení a výměnu celých bank zvuků mezi nástrojem a počítačem. Tímto způsobem je omezené úložiště oprav zařízení rozšířeno o mnohem větší kapacitu disku počítače. Po přenesení do počítače je možné sdílet vlastní záplaty s ostatními vlastníky stejného nástroje. Univerzální editor/knihovníci, kteří kombinovali tyto dvě funkce, byli kdysi běžní a zahrnovali Galaxy a eMagic SoundDiver od Opcode Systems . Tyto programy byly do značné míry opuštěny s trendem směrem k počítačové syntéze, ačkoli Unisyn značky Mark of the Unicorn (MOTU) a Midi Quest Sound Quest zůstávají k dispozici. Kore společnosti Native Instruments bylo snahou vnést koncept editora/knihovníka do doby softwarových nástrojů.

Programy automatického doprovodu

Programy, které mohou dynamicky generovat doprovodné stopy, se nazývají automatické doprovodné programy. Ty vytvoří uspořádání celého pásma ve stylu, který si uživatel vybere, a pošlou výsledek do zařízení generujícího zvuk MIDI pro přehrávání. Vygenerované stopy lze použít jako vzdělávací nebo cvičné nástroje, jako doprovod pro živá vystoupení nebo jako pomoc při psaní písniček.

Syntéza a vzorkování

Počítače mohou používat software ke generování zvuků, které jsou pak předávány přes převodník digitálního signálu na analogový (DAC) do výkonového zesilovače a reproduktorového systému. Počet zvuků, které lze přehrávat současně ( polyfonie ), závisí na výkonu CPU počítače , stejně jako vzorkovací frekvence a bitová hloubka přehrávání, které přímo ovlivňují kvalitu zvuku. Syntetizátory implementované v softwaru podléhají problémům s načasováním, které se nemusí nutně vyskytovat u hardwarových nástrojů, jejichž vyhrazené operační systémy nepodléhají přerušení od úkolů na pozadí jako u operačních systémů pro stolní počítače . Tyto problémy s načasováním mohou způsobit problémy se synchronizací a kliknutí a vyskočení, když je přehrávání ukázky přerušeno. Softwarové syntezátory mohou také vykazovat dodatečnou latenci při generování zvuku.

Kořeny softwarové syntézy sahají až do padesátých let minulého století, kdy Max Mathews z Bell Labs napsal programovací jazyk MUSIC-N , který dokázal generovat zvuk v reálném čase. Prvním syntezátorem, který běžel přímo na CPU hostitelského počítače, byla Reality od společnosti Dave Smith's Seer Systems , která díky těsné integraci ovladačů dosáhla nízké latence, a proto mohla běžet pouze na zvukových kartách Creative Labs . Některé systémy používají vyhrazený hardware ke snížení zátěže hostitelského CPU, jako je tomu u systému Kyma Symbolic Sound Corporation a systémů Creamware / Sonic Core Pulsar / SCOPE, které napájejí nástroje, efektové jednotky a mixéry celého nahrávacího studia .

Schopnost konstruovat kompletní MIDI uspořádání zcela v počítačovém softwaru umožňuje skladateli vykreslit konečný výsledek přímo jako zvukový soubor.

Herní hudba

Rané počítačové hry byly distribuovány na diskety a malá velikost MIDI souborů z nich činila životaschopný způsob poskytování soundtracků. Hry pro DOS a raná období Windows obvykle vyžadovaly kompatibilitu se zvukovými kartami Ad Lib nebo Sound Blaster . Tyto karty používají FM syntéza , která generuje zvuk prostřednictvím modulace z sine vlny . John Chowning , průkopník techniky, se domníval, že tato technologie by byla schopná přesné reprodukce jakéhokoli zvuku, pokud by bylo použito dostatek sinusových vln , ale levné počítačové zvukové karty prováděly syntézu FM pouze se dvěma sinusovými vlnami. V kombinaci s 8bitovým zvukem karet to vedlo ke zvuku označovanému jako „umělý“ a „primitivní“.

Vlnitelné dceřiné desky, které byly později k dispozici, poskytovaly zvukové ukázky, které bylo možné použít místo zvuku FM. Ty byly drahé, ale často používaly zvuky z respektovaných MIDI nástrojů, jako je E-mu Proteus . Počítačový průmysl se v polovině devadesátých let posunul směrem ke zvukovým kartám na bázi wavabetu se 16bitovým přehráváním, ale standardizovaným na 2 MB ROM, což je příliš malý prostor, aby se do něj vešly kvalitní vzorky 128 nástrojů a bicích sad. Někteří výrobci použili 12bitové vzorky a nastavili je na 16 bitů.

Další aplikace

MIDI bylo přijato jako řídicí protokol v řadě nehudebních aplikací. MIDI Show Control používá MIDI příkazy k nasměrování osvětlovacích systémů na pódiu a ke spouštění akcí s cued v divadelních produkcích. VJ a gramofony jej používají k vytváření klipů a synchronizaci zařízení a nahrávací systémy jej používají k synchronizaci a automatizaci . Apple Motion umožňuje ovládání parametrů animace prostřednictvím MIDI. 1987 first-person shooter hra MIDI bludiště a 1990 Atari ST počítač logická hra Oxyd používá MIDI do počítače v síti spolu, a sady jsou k dispozici, které umožňují MIDI kontrolu nad domácí osvětlení a spotřebičů.

Navzdory spojení s hudebními zařízeními může MIDI ovládat jakékoli elektronické nebo digitální zařízení, které dokáže číst a zpracovávat MIDI příkaz. Přijímací zařízení nebo objekt by vyžadovaly obecný MIDI procesor, avšak v tomto případě by změny programu spustily funkci na tomto zařízení spíše než poznámky z ovladače MIDI nástroje. Každou funkci lze nastavit na časovač (také ovládaný MIDI) nebo jinou podmínku nebo spoušť určenou tvůrcem zařízení.

Zařízení

Konektory

Konektory MIDI 1.0 a kabel MIDI 1.0

Kabely jsou zakončeny 180 ° pětipólovým konektorem DIN . Standardní aplikace používají pouze tři z pěti vodičů: zemnící vodič (pin 2) a vyvážený pár vodičů (piny 4 a 5), ​​které nesou signál +5 voltů. Tato konfigurace konektoru může přenášet zprávy pouze jedním směrem, takže pro obousměrnou komunikaci je nutný druhý kabel. Některé patentované aplikace, například fantomové ovladače nožních spínačů, používají náhradní kolíky pro přenos stejnosměrného proudu (DC).

Optoizolátory udržují MIDI zařízení elektricky oddělená od jejich konektorů, což brání vzniku zemních smyček a chrání zařízení před napěťovými špičkami. V MIDI není žádná funkce detekce chyb , takže maximální délka kabelu je nastavena na 15 metrů (50 stop), aby se omezilo rušení .

Nákres konektoru MIDI 1.0, zobrazující číslované piny. Standardní aplikace používají pouze piny 2 (uzemnění) a 4; 5 (vyvážený pár pro signál).

Většina zařízení nekopíruje zprávy ze svého vstupu do výstupního portu. Třetí typ portu, port „thru“, vydává kopii všeho, co je na vstupním portu přijato, což umožňuje předávání dat jinému nástroji v uspořádání „daisy chain“ . Ne všechna zařízení obsahují porty a zařízení, která postrádají schopnost generovat MIDI data, jako jsou efektové jednotky a zvukové moduly, nemusí obsahovat porty.

Zařízení pro správu

Každé zařízení v řetězci přidává do systému zpoždění. Tomu se lze vyhnout u MIDI prostřednictvím boxu, který obsahuje několik výstupů, které poskytují přesnou kopii vstupního signálu boxu. MIDI slučovač je schopen kombinovat vstup z více zařízení do jednoho proudu a umožňuje připojení více ovladačů k jednomu zařízení. Přepínač MIDI umožňuje přepínání mezi více zařízeními a eliminuje potřebu fyzické replikace kabelů. Pozice MIDI patch kombinují všechny tyto funkce. Obsahují více vstupů a výstupů a umožňují směrovat libovolnou kombinaci vstupních kanálů do libovolné kombinace výstupních kanálů. Nastavení směrování lze vytvořit pomocí počítačového softwaru, uložit do paměti a vybrat pomocí příkazů pro změnu programu MIDI. Díky tomu mohou zařízení fungovat jako samostatné MIDI routery v situacích, kdy není přítomen žádný počítač. Pozice MIDI patch také vyčistí veškeré zkosení MIDI datových bitů, ke kterému dochází ve vstupní fázi.

K obslužným úlohám a speciálním efektům se používají datové procesory MIDI. Patří mezi ně MIDI filtry, které odstraňují nežádoucí MIDI data ze streamu, a MIDI zpoždění, efekty, které odesílají opakovanou kopii vstupních dat v nastaveném čase.

Rozhraní

Hlavní funkcí počítačového MIDI rozhraní je sladit rychlost hodin mezi MIDI zařízením a počítačem. Některé počítačové zvukové karty obsahují standardní MIDI konektor, zatímco jiné se připojují různými způsoby, jako je herní port D-subminiaturní DA-15 , USB , FireWire , Ethernet nebo proprietární připojení. Rostoucí používání konektorů USB v roce 2000 vedlo k dostupnosti datových rozhraní MIDI-USB, která mohou přenášet MIDI kanály do počítačů vybavených USB. Některé ovladače MIDI klávesnice jsou vybaveny konektory USB a lze je zapojit do počítačů s hudebním softwarem.

Sériový přenos MIDI vede k problémům s časováním. Tříbajtová MIDI zpráva vyžaduje pro přenos téměř 1 milisekundu. Protože je MIDI sériový, může odesílat pouze jednu událost najednou. Pokud je událost odeslána na dva kanály najednou, událost na druhém kanálu nemůže vysílat, dokud není dokončen první, a proto je zpožděna o 1 ms. Pokud je událost odeslána na všechny kanály současně, přenos posledního kanálu se zpozdí až o 16 ms. To přispělo k nárůstu MIDI rozhraní s více vstupními a výstupními porty, protože načasování se zlepšuje, když jsou události rozloženy mezi více portů na rozdíl od více kanálů na stejném portu. Pojem „MIDI slop“ označuje slyšitelné chyby časování, ke kterým dochází při zpoždění přenosu MIDI.

Ovladače

Dvouoktávový MIDI ovladač Novation Remote 25
Dvouoktávové MIDI ovladače jsou oblíbené pro přenosné počítače díky jejich přenosnosti. Tato jednotka poskytuje řadu ovladačů v reálném čase, které mohou manipulovat s různými parametry zvukového designu počítačových nebo samostatných hardwarových nástrojů, efektů, mixů a záznamových zařízení.

Existují dva typy MIDI řadičů: řadiče výkonu, které generují noty a slouží k přehrávání hudby, a ovladače, které nemusí posílat poznámky, ale přenášet jiné typy událostí v reálném čase. Mnoho zařízení je kombinací těchto dvou typů.

Klávesnice jsou zdaleka nejběžnějším typem MIDI kontroléru. MIDI bylo navrženo s ohledem na klávesnice a jakýkoli ovladač, který není klávesnicí, je považován za „alternativní“ ovladač. To bylo vnímáno jako omezení skladateli, kteří neměli zájem o hudbu založenou na klávesnicích, ale standard se ukázal být flexibilní a kompatibilita MIDI byla zavedena u jiných typů ovladačů, včetně kytar, strunných a dechových nástrojů, bicích a specializovaných a experimentálních ovladačů. Mezi další ovladače patří bicí a dechové ovladače , které mohou napodobovat hru na bicí soupravu a dechové nástroje. Některé funkce hry na klávesy, pro které bylo MIDI navrženo, však plně nevystihují schopnosti jiných nástrojů; Jaron Lanier uvádí standard jako příklad technologického „lock-in“, který nečekaně omezil to, co bylo možné vyjádřit. Některé z těchto funkcí, jako například ohyb tónů na notu, budou řešeny v MIDI 2.0, popsaném níže.

Softwarové syntetizéry nabízejí velkou sílu a všestrannost, ale někteří hráči mají pocit, že rozdělení pozornosti mezi MIDI klávesnicí a počítačovou klávesnicí a myší okrádá část bezprostřednosti o zážitek z hraní. Zařízení vyhrazená pro ovládání MIDI v reálném čase poskytují ergonomický přínos a mohou poskytovat větší pocit spojení s nástrojem než rozhraní, ke kterému je přístup prostřednictvím myši nebo digitálního menu pomocí tlačítka. Řadiče mohou být zařízení pro všeobecné účely, která jsou navržena pro práci s různými zařízeními, nebo mohou být navržena pro práci s konkrétním softwarem. Mezi příklady posledně jmenovaných patří řadič APC40 společnosti Akai pro Ableton Live a řadič Korg MS-20ic, který je reprodukcí jejich analogového syntetizátoru MS-20 . Řadič MS-20ic obsahuje propojovací kabely, které lze použít k řízení směrování signálu při jejich virtuální reprodukci syntetizátoru MS-20, a také může ovládat zařízení třetích stran.

Nástroje

Obecný MIDI zvukový modul.
Zvukový modul , který vyžaduje externí regulátor (např MIDI klávesnice) pro spuštění své zvuky. Tato zařízení jsou vysoce přenosná, ale jejich omezené programovací rozhraní vyžaduje počítačové nástroje pro pohodlný přístup k jejich zvukovým parametrům.

MIDI nástroj obsahuje porty pro odesílání a příjem MIDI signálů, CPU pro zpracování těchto signálů, rozhraní, které umožňuje uživatelské programování, zvukové obvody pro generování zvuku a ovladače. Operační systém a tovární zvuky jsou často uloženy v jednotce ROM ( Read-only memory ).

MIDI nástroj může být také samostatný modul (bez klavírní klávesnice) sestávající z obecné MIDI zvukové desky (GM, GS a XG), vestavěné úpravy včetně transpozice/změny výšky tónu, změny MIDI nástroje a nastavení hlasitosti, panorama, úrovně reverbu a další MIDI ovladače. MIDI modul obvykle obsahuje velkou obrazovku, takže si uživatel může zobrazit informace o aktuálně vybrané funkci. Mezi funkce může patřit posouvání textů, obvykle vložené v souboru MIDI nebo karaoke MIDI, seznamy skladeb, knihovna skladeb a obrazovky úprav. Některé moduly MIDI obsahují harmonizér a schopnost přehrávat a transponovat zvukové soubory MP3.

Syntezátory

Syntetizátory mohou využívat jakoukoli z řady technik generování zvuku. Mohou obsahovat integrovanou klávesnici nebo mohou existovat jako „zvukové moduly“ nebo „expandéry“, které generují zvuky při spuštění externím ovladačem, například MIDI klávesnicí. Zvukové moduly jsou obvykle navrženy pro montáž do 19palcového stojanu . Výrobci běžně vyrábějí syntezátor v samostatné i rackové verzi a často nabízejí verzi klávesnice v různých velikostech.

Vzorkovače

Sampler může nahrávat a digitalizaci zvuku, uložte ho na random-access paměti (RAM), a přehrát ji. Vzorkovače obvykle umožňují uživateli upravit vzorek a uložit jej na pevný disk, použít na něj efekty a tvarovat jej stejnými nástroji, jaké používají syntetizéry. Mohou být také k dispozici buď ve formě klávesnice, nebo ve stojanu. Nástroje, které generují zvuky prostřednictvím přehrávání ukázek, ale nemají žádné možnosti záznamu, jsou známé jako „ ROMplery “.

Samplery se nestaly tak životaschopnými MIDI nástroji tak rychle jako syntezátory, kvůli nákladům na paměť a výpočetní výkon v té době. Prvním levným MIDI samplerem byl Ensoniq Mirage, představený v roce 1984. MIDI samplery jsou typicky omezeny zobrazením, které je příliš malé na úpravu vzorkovaných průběhů, i když některé lze připojit k monitoru počítače.

Bicí automaty

Bicí automaty jsou typicky zařízení pro přehrávání vzorků, která se specializují na bicí a perkusní zvuky. Obvykle obsahují sekvencer, který umožňuje vytváření bicích paternů a umožňuje jejich uspořádání do písně. Často existuje více zvukových výstupů, takže každý zvuk nebo skupinu zvuků lze směrovat na samostatný výstup. Jednotlivé bicí hlasy lze přehrát z jiného MIDI nástroje nebo z sekvenceru.

Pracovní stanice a hardwarové sekvencery

Tlačítko s maticovým MIDI ovladačem
Ovladač Yamaha Tenori-on umožňuje aranžmá stavět „kreslením“ na jeho řadu osvětlených tlačítek. Výsledná aranžmá lze přehrávat pomocí interních zvuků nebo externích zdrojů zvuku nebo je lze zaznamenat do počítačového sekvenceru.

Technologie sekvenceru předchází MIDI. Analogové sekvencery využívají signály CV/Gate k ovládání analogových syntezátorů pre-MIDI. MIDI sekvencery jsou obvykle provozovány transportními funkcemi modelovanými podle páskových balíčků . Jsou schopni nahrávat MIDI vystoupení a uspořádat je do jednotlivých stop podle konceptu vícestopého záznamu . Hudební pracovní stanice kombinují klávesnice ovladače s interním generátorem zvuku a sekvencerem. Ty lze použít k sestavení kompletních aranžmá a jejich přehrávání pomocí vlastních vnitřních zvuků a fungovat jako samostatná hudební produkční studia. Obvykle obsahují možnosti ukládání a přenosu souborů.

Efektová zařízení

Některé efektové jednotky lze dálkově ovládat pomocí MIDI. Například Eventide H3000 Ultra-Harmonizer umožňuje takovou rozsáhlou kontrolu MIDI, že je hratelná jako syntezátoru. Drum Buddy , pedál formátu bicí automat , má připojení MIDI, takže může mít své tempo synchronizovat s looper pedálem nebo časově omezené účinky, jako je zpoždění.

Technické specifikace

Zprávy MIDI jsou tvořeny 8bitovými slovy (běžně nazývanými bajty ), které jsou přenášeny sériově rychlostí 31,25  kbit/s . Tato rychlost byla zvolena, protože se jedná o přesné dělení 1 MHz, provozní rychlost mnoha raných mikroprocesorů . První bit každého slova určuje, zda je slovo stavový nebo datový, a za ním následuje sedm bitů informací. Počáteční bit a stop bit jsou přidány do každého bajtu pro účely rámování , takže MIDI bajt vyžaduje pro přenos deset bitů.

MIDI propojení může nést šestnáct nezávislých informačních kanálů. Kanály jsou očíslovány 1–16, ale jejich skutečné odpovídající binární kódování je 0–15. Zařízení lze nakonfigurovat tak, aby poslouchalo pouze konkrétní kanály a ignorovalo zprávy odesílané na jiných kanálech (režim „Omni Off“), nebo může poslouchat všechny kanály, přičemž adresu kanálu ve skutečnosti ignoruje („Omni On“). Jednotlivé zařízení může být monofonní (začátek nového MIDI příkazu „note-on“ znamená ukončení předchozí noty) nebo polyfonní (může znít více tónů najednou, dokud není dosaženo hranice polyfonie nástroje, nebo noty dosáhnou konce své rozpadové obálky , nebo jsou přijaty explicitní MIDI příkazy „note-off“). Přijímací zařízení lze typicky nastavit na všechny čtyři kombinace režimů „omni off/on“ versus „mono/poly“.

Zprávy

Zpráva MIDI je instrukce, která ovládá nějaký aspekt přijímacího zařízení. Zpráva MIDI se skládá ze stavového bajtu, který udává typ zprávy, následovaný až dvěma datovými bajty, které obsahují parametry. Zprávy MIDI mohou být kanálové zprávy odesílané pouze na jeden ze 16 kanálů a monitorované pouze zařízeními na tomto kanálu nebo systémové zprávy, které všechna zařízení přijímají. Každé přijímající zařízení ignoruje data, která nejsou relevantní pro jeho funkci. Existuje pět typů zpráv: Channel Voice, Channel Mode, System Common, System Real-Time, and System Exclusive.

Kanál Hlasové zprávy přenášejí data o výkonu v reálném čase přes jeden kanál. Mezi příklady patří zprávy „note-on“, které obsahují číslo MIDI noty, které udává výšku noty, hodnotu rychlosti, která udává, jak silně byla nota přehrána, a číslo kanálu; zprávy typu „poznámka“, které ukončují poznámku; zprávy o změně programu, které mění opravu zařízení; a řídící změny, které umožňují úpravu parametrů nástroje. MIDI noty jsou očíslovány od 0 do 127 přiřazené k C -1 až G 9 . To odpovídá rozsahu 8,175799 až 12543,85 Hz (za předpokladu stejného temperamentu a 440 Hz A 4 ) a přesahuje rozsah 88 not pro klavír od A 0 do C 8 .

Systémové exkluzivní zprávy

Zprávy System Exclusive (SysEx) jsou hlavním důvodem flexibility a dlouhověkosti standardu MIDI. Výrobci je používají k vytváření vlastních zpráv, které ovládají jejich zařízení důkladněji, než by to mohly standardní zprávy MIDI. Zprávy SysEx jsou adresovány konkrétnímu zařízení v systému. Každý výrobce má jedinečný identifikátor, který je součástí jeho zpráv SysEx, což pomáhá zajistit, aby na zprávu reagovalo pouze cílené zařízení a aby ji všichni ostatní ignorovali. Mnoho nástrojů také obsahuje nastavení SysEx ID, takže ovladač může adresovat dvě zařízení stejného modelu nezávisle. Zprávy SysEx mohou zahrnovat funkce nad rámec toho, co poskytuje standard MIDI. Zaměřují se na konkrétní nástroj a ostatní zařízení v systému je ignorují.

Implementační graf

Zařízení obvykle nereagují na každý typ zprávy definované specifikací MIDI. Implementační graf MIDI byl standardizován MMA jako způsob, jak uživatelé vidět, jaké konkrétní schopnosti nástroj má a jak reaguje na zprávy. Konkrétní MIDI implementační diagram je obvykle publikován pro každé MIDI zařízení v dokumentaci zařízení.

Elektrické specifikace

Schéma propojení MIDI
Elektrické schéma elektrického/optického propojení MIDI 1.0.

Specifikace MIDI 1.0 pro elektrické rozhraní je založena na plně izolované proudové smyčce . MIDI out port nominálně zdroj +5 V zdroje přes 220 ohmový odpor přes pin 4 na MIDI out DIN konektoru, na pin 4 přijímače MIDI v DIN konektoru, přes 220 ohmový ochranný odpor a LED optoizolátor. Proud se pak vrací přes pin 5 na MIDI in portu na pin 5 MIDI out portu původního zařízení, opět s odporem 220 ohmů v cestě, což dává nominální proud asi 5  miliampérů . Navzdory vzhledu kabelu neexistuje mezi dvěma MIDI zařízeními žádná vodivá cesta, pouze opticky izolované. Správně navržená zařízení MIDI jsou relativně odolná vůči zemním smyčkám a podobnému rušení. Rychlost přenosu dat v tomto systému je 31 250 bitů za sekundu, přičemž logická 0 je aktuální.

Specifikace MIDI stanoví uzemňovací „vodič“ a stínění opletu nebo fólie, připojené na pinu 2, chránící dva vodiče přenášející signál na pinech 4 a 5. Ačkoli kabel MIDI má spojovat vývod 2 a oplet nebo fólii stínění k zemi šasi, mělo by to být pouze na MIDI výstupním portu; port MIDI v portu by měl ponechat pin 2 nepřipojený a izolovaný. Někteří velcí výrobci MIDI zařízení používají upravené 5-pinové zásuvky pouze pro MIDI s metalickými vodiči záměrně vynechanými v pozicích pinů 1, 2 a 3, aby bylo dosaženo maximální izolace napětí.

Rozšíření

Standardní mapa bubnu GM na klávesnici
Standardní mapa bubnu GM, která určuje zvuk bicích, které daná nota spustí.

Flexibilita a široké přijetí MIDI vedly k mnoha vylepšením standardu a umožnily jeho aplikaci i mimo rámec účelu, pro který byl původně určen.

Obecné MIDI

MIDI umožňuje výběr zvuků nástroje prostřednictvím zpráv o změně programu, ale není zaručeno, že jakékoli dva nástroje mají v daném místě programu stejný zvuk. Program č. 0 může být klavír na jednom nástroji nebo flétna na jiném. Standard General MIDI (GM) byl založen v roce 1991 a poskytuje standardizovanou zvukovou banku, která umožňuje standardnímu souboru MIDI vytvořenému na jednom zařízení znít podobně při přehrávání na jiném. GM specifikuje banku 128 zvuků uspořádaných do 16 rodin osmi souvisejících nástrojů a každému nástroji přiřadí konkrétní číslo programu. Bicí nástroje jsou umístěny na kanál 10 a ke každému perkusnímu zvuku je namapována konkrétní hodnota MIDI noty. Zařízení kompatibilní s GM musí nabízet polyfonii s 24 tóny. Jakákoli změna programu vybere stejný zvuk nástroje na jakémkoli nástroji kompatibilním s GM.

Obecné MIDI je definováno standardním uspořádáním definovaných zvuků nástrojů nazývaných „patche“, definovaných číslem „patche“ (číslo programu - PC#) a spouští se stisknutím klávesy na MIDI klávesnici. Toto rozložení zajišťuje, že MIDI zvukové moduly a další MIDI zařízení věrně reprodukují určené zvuky očekávané uživatelem a udržují spolehlivé a konzistentní zvukové palety napříč MIDI zařízeními různých výrobců.

Standard GM eliminuje rozdíly v mapování not. Někteří výrobci se neshodli na tom, jaké číslo noty by mělo představovat střední C, ale GM uvádí, že nota 69 hraje A440 , což zase opravuje střední C jako notu 60. Zařízení kompatibilní s GM jsou povinna reagovat na rychlost, aftertouch a pitch bend , které mají být nastaveny na zadané výchozí hodnoty při spuštění, a na podporu určitých čísel řadičů, jako je pedál sustain , a registrovaná čísla parametrů. Zjednodušená verze GM s názvem GM Lite se používá v mobilních telefonech a dalších zařízeních s omezeným výpočetním výkonem.

GS, XG a GM2

Rychle se vytvořil obecný názor, že 128-nástrojová zvuková sestava GM není dostatečně velká. Systém Roland's General Standard, neboli GS , obsahoval další zvuky, bicí soupravy a efekty, poskytoval příkaz „výběr banky“, který bylo možné použít k jejich přístupu, a pro přístup k jeho novým funkcím používal MIDI neregistrovaná čísla parametrů (NRPN). Yamaha's Extended General MIDI, neboli XG , následovalo v roce 1994. XG podobně nabízel další zvuky, bicí soupravy a efekty, ale pro úpravy používal místo NRPN standardní ovladače a zvýšil polyfonii na 32 hlasů. Oba standardy mají zpětnou kompatibilitu se specifikací GM, ale nejsou navzájem kompatibilní. Žádný standard nebyl přijat nad rámec jeho tvůrce, ale oba jsou běžně podporovány hudebními softwarovými tituly.

Členské společnosti japonské AMEI vyvinuly v roce 1999 specifikaci General MIDI Level 2. GM2 si zachovává zpětnou kompatibilitu s GM, ale zvyšuje polyfonii na 32 hlasů, standardizuje několik čísel kontrolerů, například pro sostenuto a soft pedál ( una corda ), RPN a Universal System Exclusive Zprávy a zahrnuje MIDI Tuning Standard. GM2 je základem mechanismu výběru nástroje Scalable Polyphony MIDI (SP-MIDI), což je MIDI varianta pro zařízení s nízkým výkonem, která umožňuje polyfonii zařízení škálovat podle jeho výpočetního výkonu.

Tuningový standard

Většina MIDI syntezátorů používá stejné ladění temperamentu . Tuning standardní MIDI (MTS), ratifikovala v roce 1992, umožňuje alternativní ladění. MTS umožňuje mikrotuning, který lze načíst z banky až 128 záplat, a umožňuje úpravu tónových tónů v reálném čase. Výrobci nejsou povinni normu podporovat. Ti, kteří to dělají, nemusí implementovat všechny jeho funkce.

Časový kód

Sekvencer může řídit MIDI systém s vnitřními hodinami, ale když systém obsahuje více sekvencerů, musí se synchronizovat se společnými hodinami. MIDI Time Code (MTC), vyvinutý společností Digidesign , implementuje zprávy SysEx, které byly vyvinuty speciálně pro účely časování, a je schopen překládat do a ze standardu časového kódu SMPTE . MIDI Clock je založen na tempu, ale časový kód SMPTE je založen na snímcích za sekundu a je nezávislý na tempu. MTC, podobně jako kód SMPTE, obsahuje informace o poloze a může se sám upravit, pokud dojde ke ztrátě časovacího impulsu. Rozhraní MIDI, jako například MIDI hodinky Mark of the Unicorn, mohou převádět kód SMPTE na MTC.

Ovládání stroje

MIDI Machine Control (MMC) se skládá ze sady příkazů SysEx, které ovládají ovládací prvky přenosu hardwarových záznamových zařízení. MMC umožňuje sekvenceru odesílat příkazy Start , Stop a Record do připojeného kazetového magnetofonu nebo systému záznamu na pevný disk a rychle převinout dopředu nebo dozadu zařízení tak, aby spustilo přehrávání ve stejném bodě jako sekvencer. Nejsou zahrnuta žádná synchronizační data, přestože se zařízení mohou synchronizovat prostřednictvím MTC.

Ukázat kontrolu

Divadelní událost provozovaná společností MIDI Show Control
MIDI Show Control se používá k nastavení a synchronizaci osvětlení a efektů pro divadelní akce, jako je atrakce Waterworld v Universal Studios Hollywood .

MIDI Show Control (MSC) je sada SysEx příkazů pro sekvenování a na dálku cueing znázorňují ovládací zařízení, jako je osvětlení, hudby a přehrávání zvuku a pohyb kontrolují systémy. Aplikace zahrnují jevištní produkce, muzejní exponáty, řídicí systémy nahrávacího studia a atrakce v zábavním parku .

Časové razítko

Jedním z řešení problémů s časováním MIDI je označit události MIDI časem, kdy se mají přehrát, a uložit je předem do vyrovnávací paměti v rozhraní MIDI. Odeslání dat předem snižuje pravděpodobnost, že zaneprázdněný průchod může odeslat velké množství informací, které zahltí přenosové spojení. Jakmile jsou informace uloženy v rozhraní, již nepodléhají problémům s časováním spojeným s USB jitterem a přerušeními operačního systému počítače a lze je přenášet s vysokou přesností. Časové razítko MIDI funguje pouze tehdy, když jej podporuje hardware i software. MOTU MTS, eMagic AMT a Steinberg's Midex 8 měly implementace, které nebyly navzájem kompatibilní, a vyžadovaly, aby uživatelé vlastnili software a hardware vyráběný stejnou společností, aby fungovaly. Časové razítko je integrováno do MIDI rozhraní FireWire, Mac OS X Core Audio a Linux ALSA Sequencer.

Ukázka skládky standard

Neočekávanou schopností zpráv SysEx bylo jejich použití pro přenos zvukových vzorků mezi nástroji. To vedlo k vývoji standardu výpisu vzorků (SDS), který zavedl nový formát SysEx pro přenos vzorků. SDS byl později rozšířen o dvojici příkazů, které umožňují přenos informací o bodech smyčky vzorku, aniž by bylo nutné přenášet celý vzorek.

Zvuky ke stažení

Specifikace DLS ( Downloadable Sounds ), ratifikovaná v roce 1997, umožňuje mobilním zařízením a počítačovým zvukovým kartám rozšířit jejich vlnové tabulky o zvukové sady ke stažení. V roce 2006 následovala specifikace DLS úrovně 2 a definovala standardizovanou architekturu syntezátoru. Standard Mobile DLS požaduje, aby banky DLS byly kombinovány s SP-MIDI, jako samostatné soubory Mobile XMF.

MIDI polyfonní výraz

MIDI Polyphonic Expression (MPE) je metoda využívající MIDI, která umožňuje průběžné upravování výšky tónu a dalších rozměrů expresivního ovládání pro jednotlivé noty. MPE funguje tak, že přiřadí každou notu k jejímu vlastnímu MIDI kanálu, takže konkrétní zprávy lze aplikovat na každou notu jednotlivě. Specifikace byly vydány v listopadu 2017 společností AMEI a v lednu 2018 společností MMA. Nástroje jako Continuum Fingerboard , Linnstrument, ROLI Seaboard , Sensel Morph a Eigenharp umožňují uživatelům ovládat výšku, zabarvení a další nuance pro jednotlivé noty v akordech. Rostoucí počet měkkých syntezátorů a efektů je také kompatibilní s MPE (jako je Equator, UVI Falcon a Sandman Pro), stejně jako s několika hardwarovými syntetizátory (například Modal Electronics 002 a ARGON8, Futuresonus Parva a Modor NF-1 ).

Alternativní přenosy hardwaru

Kromě původní proudové smyčky 31,25 kbit/s přenášené na 5pólovém DIN byly pro stejná elektrická data použity další konektory a přenos MIDI streamů v různých formách přes USB , IEEE 1394 aka FireWire a Ethernet je nyní běžný. Některé samplery a rekordéry na pevný disk mohou také předávat MIDI data mezi sebou přes SCSI.

USB a FireWire

Členové USB-IF v roce 1999 vyvinuli standard pro MIDI přes USB, „Universal Serial Bus Device Class Definition for MIDI Devices“ MIDI přes USB je stále běžnější jako jiná rozhraní, která byla použita pro MIDI připojení (sériový, joystick, atd.) zmizel z osobních počítačů. Operační systémy Linux, Microsoft Windows, Macintosh OS X a Apple iOS obsahují ovladače standardní třídy pro podporu zařízení, která používají „Universal Serial Bus Device Class Definition for MIDI Devices“. Někteří výrobci se rozhodli implementovat MIDI rozhraní přes USB, které je navrženo tak, aby fungovalo odlišně od specifikace třídy pomocí vlastních ovladačů.

Společnost Apple Computer vyvinula v devadesátých letech rozhraní FireWire. Začalo se to objevovat na digitálních videokamerách ke konci desetiletí a na modelech G3 Macintosh v roce 1999. Byl vytvořen pro použití s ​​multimediálními aplikacemi. Na rozdíl od USB FireWire používá inteligentní ovladače, které dokážou spravovat vlastní přenos bez pozornosti hlavního CPU. Stejně jako u standardních MIDI zařízení mohou zařízení FireWire komunikovat navzájem bez přítomnosti počítače.

XLR konektory

Syntezátor Octave-Plateau Voyetra-8 byl ranou implementací MIDI pomocí konektorů XLR3 namísto 5kolíkového DIN . Byl vydán v letech před MIDI a později dodatečně vybaven rozhraním MIDI, ale zachoval si konektor XLR.

Sériový paralelní port a port joysticku

Jak byla běžná počítačová nastavení studia, byla k dispozici zařízení MIDI, která se mohla připojit přímo k počítači. Ty obvykle používaly 8pinový konektor mini-DIN , který Apple používal pro sériové a tiskové porty před zavedením modelů Blue & White G3 . Rozhraní MIDI určená pro použití jako středobod studia, jako například značka MIDI Time Piece značky Unicorn , byla umožněna „rychlým“ přenosovým režimem, který by mohl využít schopnosti těchto sériových portů pracovat 20krát více než standardní MIDI rychlost. Mini-DIN porty byly zabudovány do některých MIDI nástrojů z konce 90. let minulého století a umožňovaly připojení takovýchto zařízení přímo k počítači. Některá zařízení jsou připojena prostřednictvím paralelního portu DB-25 počítače nebo pomocí portu joysticku, který se nachází v mnoha zvukových kartách pro počítače.

mlAN

Yamaha představila protokol mLAN v roce 1999. Byl koncipován jako Local Area Network pro hudební nástroje využívající jako transport FireWire a byl navržen tak, aby přenášel více MIDI kanálů společně s vícekanálovým digitálním zvukem, přenosy datových souborů a časovým kódem. mLan byl použit v řadě produktů Yamaha, zejména v digitálních mixážních konzolách a syntetizátoru Motif , a v produktech třetích stran, jako jsou PreSonus FIREstation a Korg Triton Studio . Od roku 2007 nebyly vydány žádné nové produkty mlan.

Ethernet a internet

Implementace MIDI v počítačové síti poskytuje možnosti směrování v síti a vysokorychlostní kanál, který měly dřívější alternativy k MIDI, jako je ZIPI , přinést. Proprietární implementace existují od 80. let minulého století, z nichž některé používají k přenosu kabely z optických vláken . Internet Engineering Task Force ‚s RTP MIDI otevřená specifikace získala podporu průmyslu. Apple podporuje tento protokol od Mac OS X 10.4 a dále, pro Windows XP a novější verze existuje ovladač Windows na základě implementace Apple.

Bezdrátový

Systémy pro bezdrátový přenos MIDI jsou k dispozici od 80. let minulého století. Několik komerčně dostupných vysílačů umožňuje bezdrátový přenos signálů MIDI a OSC přes Wi-Fi a Bluetooth . Zařízení iOS mohou fungovat jako ovládací plochy MIDI pomocí Wi-Fi a OSC. XBee radio lze použít k vytvoření bezdrátové MIDI vysílač jako do-it-yourself projektu. Zařízení Android mohou fungovat jako plné MIDI ovládací plochy pomocí několika různých protokolů přes Wi-Fi a Bluetooth .

Minijack TRS

Některá zařízení používají standardní 3,5 mm konektory TRS pro minijack pro MIDI data, včetně Korg Electribe 2 a Arturia Beatstep Pro. Oba jsou dodávány s adaptéry, které vycházejí ze standardních 5kolíkových konektorů DIN. To se rozšířilo natolik, že asociace výrobců Midi standardizovala zapojení. Dokument standardů MIDI přes minijack také doporučuje použití konektorů 2,5 mm nad 3,5 mm, aby nedošlo k záměně s audio konektory.

MIDI 2.0

Standard MIDI 2.0 byl představen 17. ledna 2020 na zimní výstavě NAMM v Anaheimu v Kalifornii na zasedání nazvaném „Strategický přehled a úvod do MIDI 2.0“ zástupci společností Yamaha, Roli , Microsoft, Google a MIDI Association. Tato významná aktualizace přidává obousměrnou komunikaci při zachování zpětné kompatibility.

Nový protokol byl zkoumán od roku 2005. Prototypová zařízení byla soukromě vystavována na NAMM pomocí kabelového a bezdrátového připojení a byly vyvinuty zásady licencování a certifikace produktů; nebylo však oznámeno žádné předpokládané datum vydání. Navrhovaná fyzická vrstva a transportní vrstva zahrnovaly protokoly na bázi ethernetu , jako jsou RTP MIDI a Audio Video Bridging / Time-Sensitive Networking , a také přenos na bázi User Datagram Protocol (UDP).

AMEI a MMA oznámily, že úplné specifikace budou zveřejněny po testování interoperability prototypových implementací od hlavních výrobců, jako jsou Google , Yamaha , Steinberg , Roland , Ableton , Native Instruments a ROLI . V lednu 2020 Roland oznámil klávesnici ovladače A-88mkII, která podporuje MIDI 2.0.

MIDI 2.0 obsahuje specifikaci dotazů na MIDI pro výměnu vlastností a profily a nový formát Universal MIDI Packet pro vysokorychlostní přenosy, který podporuje hlasové zprávy MIDI 1.0 i MIDI 2.0.

Dotaz na možnosti MIDI

MIDI Capability Inquiry (MIDI-CI) specifikuje zprávy Universal SysEx pro implementaci profilů zařízení, výměnu parametrů a vyjednávání protokolu MIDI. Specifikace byly vydány v listopadu 2017 společností AMEI a v lednu 2018 společností MMA.

Výměna parametrů definuje metody pro zjišťování schopností zařízení, jako jsou podporované řadiče, názvy oprav, profily nástrojů, konfigurace zařízení a další metadata, a pro získání nebo nastavení nastavení zařízení. Výměna vlastností používá zprávy System Exclusive, které nesou data ve formátu JSON . Profily definují společné sady MIDI kontrolerů pro různé typy nástrojů, jako jsou táhla a analogové syntezátory, nebo pro konkrétní úkoly, zlepšující interoperabilitu mezi nástroji od různých výrobců. Vyjednávání protokolů umožňuje zařízením používat protokol příští generace nebo protokoly specifické pro výrobce.

Univerzální MIDI paket

MIDI 2.0 definuje nový formát Universal MIDI Packet, který obsahuje zprávy různé délky (32, 64, 96 nebo 128 bitů) v závislosti na typu užitečného zatížení. Tento nový formát paketů podporuje celkem 256 MIDI kanálů uspořádaných do 16 skupin po 16 kanálech; každá skupina může nést buď stream protokolu MIDI 1.0, nebo nový stream protokolu MIDI 2.0, a může také zahrnovat systémové zprávy, data exkluzivní pro systém a časová razítka pro přesné vykreslování několika simultánních poznámek. Aby se zjednodušilo počáteční přijetí, stávající produkty mají výslovně povoleno implementovat pouze zprávy MIDI 1.0. Universal MIDI Packet je určen pro vysokorychlostní přenos, jako je USB a Ethernet, a není podporován u stávajících 5kolíkových připojení DIN. Zprávy systému v reálném čase a systému jsou stejné jako v MIDI 1.0.

Nový protokol

V lednu 2019 návrh specifikace nového protokolu podporuje všechny základní zprávy, které také existují v MIDI 1.0, ale rozšiřuje jejich přesnost a rozlišení; definuje také mnoho nových vysoce přesných zpráv řadiče. Specifikace definuje výchozí pravidla překladu pro převod mezi hlasovými zprávami MIDI 2.0 Channel a MIDI 1.0 Channel, které používají různé rozlišení dat, a také mapuje 256 streamů MIDI 2.0 na 16 streamů MIDI 1.0.

Formáty přenosu dat

Zprávy System Exclusive 8 používají nový 8bitový datový formát založený na zprávách Universal System Exclusive. Zprávy smíšené sady dat jsou určeny k přenosu velkých sad dat. Zprávy System Exclusive 7 používají předchozí 7bitový datový formát.

Viz také

Poznámky

Reference

externí odkazy