MIDI - istorija l Kraj 70-ih: nekompatibilnost elektronskih

instrumenata: l Različito dodeljivanje naponskih nivoa

svakoj dirki sa klavijature l Različiti standardi za analogne signale

takta, trigerovanja i sl. l Različiti standardi za digitalne interfejse:

Roland DCB (Digital Control Bus), Oberheim, Yamaha (Key Code).

Različiti standardi:1V/oktavi, 1V/1000Hz

MIDI – istorija (kraj 70ih) l Sintisajzeri u to doba – analogni,

monofoni: 1 glas (voice) u jednom trenutku,

l Dave Smith – razvoj polifonog sintisajzera (Prophet 5), originalna ideja: jedna sprava sa više glasova (sound producing engines), svi parametri glasova se digitalno kontrolišu.

l Promene jednog parametra se digitalizuju i mogu biti primenjene na više glasova istovremeno.

MIDI l Mikroprocesor “skenira” sve dirke,

digitalizuje informaciju: pitch control se dodeljuje prvom slobodnom glasu.

l Dve bitne posledice ove digitalizacije kontrolnih parametara:

l moguće ih je pamtiti – sintisajzeri sa memorijom.

l Kontolne površine (klavijature, pedale..) više nisu deo analognog kola generisanja signala: rođeni su kontroleri.

Potpuna polifonija - preskupo

6-polifoni sintisajzer sa pridruživanjem modula:

Osnovni sastavni blokovi sintisajzera

MIDI l Potreba za razvojem protokola za

komunikaciju između kontrolera i kola za generisanje zvuka.

l Dave Smith: na uređajima omogućiti konekcije za ulaz/izlaz ovih kontrolnih parametara, i standardizovati protokol na nivou bitnih proizvođača.

MIDI l Dogovori na relaciji USA, Japan, struka i Dave

Smith (Sequential Circuits Inc.): AES, New York, jesen 1981.: predložen standard.

l Januar 1983.: Dave Smith demonstrira komunikaciju između Prophet 600 i Roland JP-600.

l Avgust 1983.: objavljena je specifikacija MIDI 1.0 standarda.

l MIDI (Musical Instruments Digital Interface) je rođen: industrijski standardizovan protokol koji omogućava komunikaciju i sinhronizaciju između elektronskih instrumenata, kompjutera i ostale elektronske opreme.

Prophet 600 – Roland Jupiter 6

MIDI l Ukinuta potreba za tzv. “wall of

synthesizers”. Sintisajzeri se prave u “rack mount” verzijama, jedan kontroler upravlja sa nekoliko sintisajzera.

l Već od 1983. MIDI ratifikuju i proizvođači kompjutera: Apple, Commodore 64, Amiga, PC-DOS.

l Atari ST se pravi sa MIDI priključcima: standardna mašina po studijima u to vreme.

MIDI l Razvoj sekvencera: uređaji (hardverski ili

softverski) koji imaju mogućnost snimanja, editovanja i ponovnog puštanja MIDI sekvenci (kasnije i audio).

l MIDI time code: Vremenska sinhronizacija više MIDI sekvenci.

l MIDI time code je i danas standard za sinhronizaciju digitalnog audija.

MIDI l U to vreme nisu postojali standardni zvuci za sve

sintisajzere kontrolisane MIDI protokolom: MIDI poruke na različitim uređajima proizvodile su različite zvukove.

l 1991. uveden General MIDI (GM1) standard koji je standardizovao 128 tipova zvuka zajedničkih za sve sintisajzere: postavljen je standard zvučanja i “mesta” na kojem se ti zvuci nalaze unutar sintisajzera.

l MIDI Manufacturer Asociation (MMA): organizacija koja standardizuje i održava ovu tehnologiju.

MIDI l Dvokanalni audio CD kvaliteta: 10 Mbytes/

min. l MIDI poruke: reda veličine 10 Kbytes/min. l MIDI poruka ne sadrži audio informaciju,

već samo instrukcije sintisajtzeru koji zvuk, koju notu, u kom trajanju i koliko glasno da svira.

l MIDI data stream: unidirekcioni, asinhroni sitski protok brzine 32.5 Kbit/sec.

l Dužina bitske reči je 10 bita: start bit, 8 bita podataka i stop bit.

l Generator MIDI poruke: kontroler (u realnom vremenu) ili sekvencer. Izlazna MIDI poruka se šalje preko MIDI Out konektora.

l Prijemnik MIDI poruke: Sound Module, poruku prihvata preko MIDI In konekcije, na poruku odgovara generisanjem odgovarajućeg zvuka.

l Jedan fizički MIDI kanal kojim se prenose poruke je podeljen u 16 logičkih kanala.

l upotreba 4-bitne poruke za identifikaciju rednog broja kanala u okviru MIDI protoka

l Putem jedne MIDI konekcije prenosi se 16 nezavisnih “strimova”, ili “kanala” MIDI informacija.

l MIDI kontroler (sekvencer) se može podesiti da šalje poruke po bilo kom od ovih 16 kanala.

l  Sa prijemne strane isto: očitavanje bilo kojeg od 16 kanala na raspolaganju.

U ovakvoj konekciji predajnik i prijemnik MIDI informacije moraju biti podešeni na isti kanal:

MIDI THRU konekcija - sledećem u lancu prosleđuje istu poruku koja se pojavljuje na MIDI IN ulazu – svaki modul dobija poruku po svom posebnom kanalu:

PC+MIDI

MIDI poruke l MIDI poruka se sastoji od jednog statusnog bajta

(status byte) za kojim slede jedan ili dva bajta podataka (data byte).

l MIDI poruke se dele u dve grupe: kanalne i sistemske (channel and system messages).

l Kanalne poruke se odnose na odgovarajući kanal. Broj tog kanala je definisan u statusnom delu kanalne poruke.

l Sistemske poruke se ne dodeljuju svakom kanalu posebno. Njihov statusni bajt ne nosi informaciju o kanalu.

MIDI poruke l  Kanalne poruke se dalje dele na: 1.  Channel Voice Messages l  Nose podatke o izvođenju muzike,

zauzimaju najviše “mesta” u prenosu MIDI informacije.

2. Mode Messages Informacija o načinu na koji prijemni

instrument reaguje na Channel Voice Messages

Channel Voice Messages

l Note On, Note Off, l Polyphonic Key Pressure, l Channel Pressure, l Pitch Bend Change, l  Program Change, l Control Change messages.

Note On / Note Off / Velocity l Početak i kraj tona su dva nezavisna događaja. l U trenutku pritiska na dirku šalje se Note On

poruka l Za njom slede dva bajta podataka: koji je ton u

pitanju (key number) i kojom silom je dirka pritisnuta, odnosno brzina kojom se kreće (velocity)

l Po otpuštanju dirke šalje se Note Off poruka, za kojom takođe slede ista dva bajta informacija. Note Off Velocity informacija se po pravilu ignoriše.

Aftertouch l Osetljivost na promena pritiska dok je dirka

pritisnuta l Ukoliko klavijatura ima sve dirke osetljive na

pritisak generišu se Polyphonic Key Pressure poruke – sastoje se od posebnih bajtova podataka o broju dirke i količini pritiska.

l Često klavijatura ima samo jedan nivo osetljivosti u jednom trenutku za sve dirke. Tada se generiše Channel Pressure poruka koja ima samo jedan bajt informacija o količini pritiska.

Pitch Bend Change l Modifikacija visine odsviranog tona l Kontrola je najčešće preko pitch bend

wheel-a. (šabanajzer) l Opisuje se sa dva bajta podataka zbog

potrebe za finom rezolucijom koja je u stanju realno da isprati pokretanje modulacionog točka.

Program Change

l Služi za specificiranje tipa instrumenta koji treba da se upotrebi za generisanje zvuka po datom kanalu.

l Opisuje se jednim bajtom.

Control Change (CC) poruke l Označene su od #0 do #127 l Za kontrolu različitih opcija u samom

sintisajzeru. l Imaju statusni bajt u kojem se određuje na koji

kanal se ova kontrolna poruka odnosi. l Prvi bajt podataka sadrži tzv. "controller

number", kojim se određuje na koju funkciju prijemnog uređaja se promena odnosi.

l Drugi bajt, tzv. "control value“, definiše samu promenu

Control Change (CC) poruke

l  Primer: šaljemo CC #7 poruku (na CC listi broj 7 je Volume Control Change), čime se prijemnom uređaju saopštava da želimo da promenimo nivo izlaznog signala.

l  Za ovom porukom ide poruka sa informacijom koliki taj nivo treba da bude.

l  Promene se mogu mapirati dvojako: 1.  Override: nosi konkretnu informaciju o novom

stanju. 2.  Offset: nosi informaciju o podešavanju

parametra sa nekim osnovnim inkrementom na gore ili na dole.

Control Change (CC) poruke

l CC poruke mogu biti MSB(Most Significant Byte) i LSB (Least Significant Byte) tipa – jednobitne i dvobitne.

l MSB tip poruke se koristi za “grublja” podešavanja - samo jedan bajt dovoljan

l LSB tip poruke omogućava finija podešavanja – “rezolucija” dva bajta

l Dosta CC poruka istog tipa postoji i kao MSB i LSB

Bank Select l  Bank Select funkcija se koristi kod nekih sintisajzera, u

paketu sa Program Change porukama. l  Služi za proširenje broja zvukova koji se mogu

specificirati u jednom instrumentu. l  Sa Program Change porukom može se mapirati 128

zvukova. l  Dodatni zvuci se mapiraju dodatkom Control Change

poruke ispred Program Change poruke: 16.384 banke od po 128 zvukova.

l  MIDI “ne zna” šta se nalazi u kojoj banci. Standarde propisuju proizvođači za potrebe svojih uređaja: Roland (GS), Yamaha (XG) i sl.

Bank Select - primer 1.  CC#0 - Bank Select MSB Control

Change message 2.  MSB vrednost —za izbor konkretne

banke 3.  CC #32 — Bank Select LSB Control

Change message 4.  LSB vrednost – za izbor konkretne banke 5.  Program Change poruka – za izbor

jednog od 128 zvukova u okviru odabrane banke

Control Change poruke

l  Još neke CC poruke koje se često koriste u praksi:

1.  CC#1- modulacija: Dodavanje vibrata ili nekog drugog tipa modulacije

2.  CC#64 – sustain: informacija o tome da li je sustain pedala pritisnuta ili ne, odnosno da li ton treba da traje ili ne.

3.  Undefined: prazne CC poruke koje mogu biti definisane od strane proizvođača za neke sopstvene potrebe i namene.

System Exclusive (SysEx) poruke

l Prenose se informacije specifične i ekskluzivne samo za određeni tip uređaja: globalna setovanja, sadržaj memorije, daljinsko upravljanje kontrolama i sl.

l SysEx poruke uvek započinju informacijom o uređaju za koji su namenjene, koju ostali uređaji ne mogu razumeti: SysEx ID.

l Nakon nje sledi konkretna instrukcija koja može imati proizvoljnu dužinu.