MIDI

MIDI

Ing. Israel Ortega MartnezMIDIMUSICAL INSTRUMENTAL DIGITAL INTERFACEConexin digital de instrumentos musicales, en la que instrumentos electrnicos tales como:SintetizadoresCajas de RitmosSecuenciadoresGuitarras SintetizadoresProcesadores de seal (PC, MAC)

Midi Se trata de un protocolo de comunicacin que apareci en el ao 1982, fecha en la que distintos fabricantes de instrumentos musicales electrnicos se pusieron de acuerdo en su implementacin. Aunque originalmente se concibi como un medio para poder interconectar distintos sintetizadores, el protocolo MIDI se utiliza actualmente en una gran variedad de aplicaciones: grabacin musical, cine, TV, ordenadores domsticos, presentaciones multimedia, etc. Un poco de HistoriaAntecedentes del MIDIAunque en los 60s, los ordenadores no eran suficientemente potentes para lasntesis de audio en tiempo real, s que lo eran para controlar un sintetizadoranalgico

Primeros experimentos de control digital de un sintetizador analgico:Polynome & Coordinome (1964), de Emmanuel GhentPiper (Gustav Ciamaga & James Gabura, University of Toronto, 1965-1973)Desde 1971 los sintetizadores de Buchla son hbridos (i.e. con control digital): Series 200, 300, 400 y 500GROOVE system (Max Mathews & F.Richard Moore, Bell Labs, 1967), se basaen un ordenador que puede controlar todos los parmetros de un sintetizadoranalgico. Ghent, Moore y Laurie Spiegel, trabajan con el sistema hasta 1978 Appalachian Grove (1974), Patchwork (1974), Waves (1985), TheExpanding Universe (1975), Drums (1975), Clockworks (1975), A Voyage(1975) son algunas piezas de Spiegel con GROOVERoland Compu Music CMU-800R, es un sistema comercial (1983) que permitecontrolar sintetizadores analgicosEl alphaSyntauri es un sistema comercial, de sntesis digital que utiliza un AppleII (48K de RAM) para control En los 70s existen ya varios sistemas con control digital, pero ningn standard no se pueden interconectar equipos diferentes si la transmisin es analgica (por voltaje) no admite polifona, ni diferentes tiposde controles El secuenciador Roland MC-4 (1978) es uno de los primeros secuenciadoresdigitales comerciales. Con una capacidad hasta 12.500 notas entradas amano, las secuencias se graban en cinta. Dado que todava no existeningn protocolo comn (i.e. MIDI), slo ofrece control por voltaje. 1981: Tom Oberheim, Dave Smith y fabricantes japoneses (Roland, Yamaha, Korg &Kawai) se renen para definir un protocolo digital standardNacimiento del MIDI

1983: Musical Instruments Digital Interface Se publica la norma MIDI 1.0 (hasta 1999 no se publica la norma MIDI 2.0 !) Protocolo serie (velocidad mxima 31.500 bits/segundo) Conector DIN 5-pines (slo se usan 3) Los fabricantes comienzan a hacer equipos MIDI compatibles Se funda la IMA (International MIDI Association) MIDI Manufacturers Association Harmony Central MIDI (general) Harmony Central MIDI documentation

Esquema de un conector MIDI

Generar sonido a partir de un sinte MIDI en vez de hacerlo partiendo de un sampler tiene algunas ventajas. La primera de ellas es que se necesita una gran cantidad de espacio de almacenamiento para guardar el audio muestreado (p.ej., en forma de archivos .WAV o AIFF).

Se necesitan unos 10 Mb de espacio en disco para almacenar 1 minuto de audio estreo muestreado en calidad CD (16 bits y 44,1kHz). En comparacin, los archivos de datos MIDI tienen un tamao insignificante. Una secuencia MIDI tpica utiliza slo unos 10 Kb por minuto.

El archivo MIDI no contiene datos de audio muestreado, sino ms bien una serie de instrucciones que el sintetizador u otro generador de sonido utiliza para reproducir el sonido en tiempo real. Estas instrucciones son mensajes MIDI que indican al instrumento qu sonidos hay que utilizar, qu notas hay que tocar, el volumen de cada una de ellas, etc.

Para los ordenadores, el reducido tamao de estos archivos implica que un ordenador poco potente puede hacerse cargo de complejos arreglos musicales sin ni siquiera inmutarse. En cambio, puede llegar a ser imposible que una de estas mquinas sea capaz ni tan siquiera de reproducir unas pocas pistas de audio muestreado en calidad CD.

Otras ventajas: Ofrece la posibilidad de editar la msica con facilidad. Permite alterar la velocidad de reproduccin y la altura tonal de los sonidos de forma independiente.

1ra Regla MIDI Lo que viaja a travs del cable MIDI NO es sonido es informacin.

2da Regla MIDIMIDI no permite que un instrumento haga aquello para lo que no fue diseado.Puertos MIDI Emisor tiene puerto MIDI OUT Receptor: MIDI IN Un cable conecta un OUT con un IN Emisor/receptor: tiene los 2 puertos (mnimo) Existe tercer tipo de puerto: MIDI THRU paraconectar dispositivos en cadena: redistribuyeuna copia de la entrada recibida por MIDI INConexiones Bsicas de MIDI

Configuracin mnima (si el teclado se utilizase slo como controlador y no como generador de sonido, se omitira el retorno del ordenador al teclado)

3 sintetizadores y un ordenador en cadena. Slo el A puedeutilizarse como teclado controlador (una configuracinequivalente, sera con el OUT del ordenador al IN del A, y el THRU del A al IN del B, dejandoal C sin salida THRU)Puertos: resumen de conceptos Un mensaje MIDI indica a un dispositivo una accin a ejecutar(activar una nota, etc.) Todo dispositivo que cumple la normativa MIDI dispone de uninterfaz capaz de recibir y/o enviar mensajes MIDI. Este interfaz puede tener tres puertos diferentes: MIDI IN, MIDIOUT y MIDI THRU. Todo instrumento emisor (por ejemplo un teclado) debe disponerforzosamente de un MIDI OUT. Todo instrumento receptor (un sintetizador o cualquier instrumentocapaz de "sonar") debe disponer de un MIDI IN. El MIDI THRU genera una replica del MIDI IN, que permiteencadenar varios dispositivos MIDI.Caractersticas y posibilidadesprincipales del MIDI 16 canales diferentes 16 voces independientes (cadauna puede ser polifnica dependiendo de lascarctersticas del sintetizador que suene) Se controla no solo las notas sino tambin los tipos desonidos (programas en terminologa MIDI), volmenes yotros controlesAlgunos trminos Polifnico: capaz de producir varios sonidos (notas) simultneos Multitmbrico: capaz de producir varios timbres (instrumentos) diferentessimultneos Un sintetizador multitmbrico es tambin polifnico. El inverso no essiempre cierto (hay polifnicos que no son multitmbricos) Los primeros sintetizadores polifnicos surgen en 1975 (Oberheim) Los primeros sintetizadores multitmbricos no surgen hasta el MIDI(sin MIDI no tienen sentido). Con un sintetizador multitmbrico sepuede crear un tema entero, pista a pista. Hoy en da, una tarjeta de sonido sencilla, suele tener unamultitmbrica de 16 partes y una polifona mnima de 32-64 voces Programa (de un sintetizador): los sintetizadores digitales incluyen presetstmbricos, que determinan un tipo de sonoridad. Estos presets sonaccesibles mediante botones, pero tambin remotamente mediantemensajes MIDIMonofnico vs. polifnicoMultitmbrico vs. Monotmbrico(resumen)Capacidad Polifnicamximo nmero deinstrumentos simultneos

Capacidad Multitmbricamximo nmero de notassimultneasIntroduccin a los mensajes MIDI Notas (Note ON y Note OFF) Cambios de programa (Program Change) Mensajes de control (Control Change, Pitch Bend, Aftertouch,PolyAftertouch) Otros mensajes (de sistema) Cada uno de estos mensajes puede tener varios datos Existen centenares de posibles mensajes de control diferentes, esdecir se pueden controlar todos los parmetros de un dispositivo Todos estos mensajes (salvo el ltimo grupo sistema- se dirijen aun canal determinado de los 16 posibles)Tabla de mensajesNombre Mensaje Binario Hex Data1 Data2Note Off 1000 8 N altura velocidadNote On 1001 9 N altura velocidadPoly. Aftertouch 1010 A N altura presinControl Change 1011 B N tipo control intensidadProgram Change 1100 C N programaChannel Aftertouch 1101 D N presinPitch Bend 1110 E N MSByte LSByteSystem Message 1111 F XIntroduccin a las notas MIDICambios de programa

Sonidos y programas MIDI Presets en sintetizadores digitales ysamplers Un preset/canal General MIDI, General StandardGeneral MIDI / General Standard General MIDI PatchesIntroduccin a los controlesConceptos Fundamentales Teclado / Sintetizador / Mdulo de sonido / Tarjeta de sonido... Canales MIDI Un secuenciador es un dispositivo capaz de grabar y reproducirmensajes MIDI. Un ordenador equipado con el software y elhardware necesarios, puede funcionar como secuenciador. Standard MIDI Files Ejemplo software secuenciadorConsecuencias tcnicas del MIDI1. Se puede tocar desde un sintetizador y hacer sonar otro (o los dos)2. Se fabrican teclados que no suenan y sintetizadores sin teclas3. Se fabrican nuevos controladores no basados en teclado (guitarras,percusin, etc.)4. Secuenciadores (inicialmente hardware) permiten grabar esta informacinen t.real (i.e. pianola programable interactiva)5. Se fabrican interfaces MIDI para ordenadores, de forma que puedanfuncionar as como secuenciadores y unidades de control El Commodore 64 (1982) y otros ordenadores, ofrecen a partir de 1983,la posibilidad de aadir interfaces MIDI. El Atari 520 ST (1986) incorpora interfaz MIDI de fbrica y se convierteen EL ordenador de los msicos, durante casi una dcada.6. En consecuencia, surgen los secuenciadores por software (como el mticosecuenciador de Steinberg PRO24, antepasado del actual Cubase), msflexibles (mejor interfaz) y potentes que los de hardware (capacidad limitadaslo por el ordenador)7. En estos dispositivos o programas, esta informacin se puede editar,manipular, aadir pistas una a una, visualizar de otras formas (i.e. editoresde partituras)8. Esta informacin se puede tambin generar de varias formas (programas decomposicin algortmica, sistemas interactivos en t.real)Que hace un secuenciador MIDI? En modo grabacin, coloca etiquetas de tiempo a losmensajes que van llegando al puerto de entrada En modo reproduccin manda los mensajes al puerto desalida, cuando sus etiquetas de tiempo coinciden con elvalor actual del relojComo se mide el tiempo? La resolucin de un secuenciador comercial suele serconfigurable entre ~ [24-960 ticks/negra] (i.e. no esabsoluta sino que depende del tempo) En modo grabacin, coloca etiquetas de tiempo a losmensajes que van llegando al puerto de entrada En modo reproduccin manda los mensajes al puerto de salida, cuando sus etiquetas de tiempo coinciden con el valor actual del relojComo se mide el tiempo? La resolucin de un secuenciador comercial suele serconfigurable entre ~ [24-960 ticks/negra] (i.e. no esabsoluta sino que depende del tempo)SecuenciadorConceptos bsicos Pistas vs. Canales Valores defecto de las pistas (filtrado canales, programchange, volumen, etc.) Puertos MIDI entrada/salida Modos visualizacin/edicin (lista / grid+controles /partitura) Resolucin y Control de tiempos (temp+ticks vs. ms) Opciones de edicin, cuantizacin, etc. Puertos virtuales