MIDI protokol

Splošno o formatu:

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) je tehniški standard za protokol proizvajalcev elektronskih glasbenih inštrumentov [1,2]. Protokol definira vmesnik med serijskimi vrati računalnika ter najrazličnejšimi inštrumenti in/ali ostalimi napravami za predvajanje, urejanje in snemanje zvoka [1,3]. Vmesnik tvorita dve glavni komponenti, to so fizične (in električne) povezave med inštrumentom in računalnikom ter podatkovni format za kodiranje informacij in komunikacijo med napravama [1]. Standard je bi prvič javno predstvljen in objavljen leta 1981 na konferenci Audio Engineering Society,

Najbolj prepoznavna raba MIDI je uporaba za elektronske klaviature (sintetizatorjih), kjer s pomočjo tipk sprožimo digitalne zvočne module, ki zajemajo knjižnice sintetiziranih glasbenih zvokov. Krmilna enota generira krmilne signale, ki sprožijo predvajanje zvočnih posnetkov, te pa so preko ojačevalnih vezij poslani na izhodno enoto (npr. zvočnik) [2,3]. 

Lastnosti formata:

MIDI je protokol, ki sprejema in pošilja MIDI sporočila. MIDI komunikacija se vrši preko MIDI kablov, ki vsebujejo 16 kanalov [2,3]. Obstajata dve vrsti MIDI sporočil. Sporočila na izbranem kanalu (channel messages) se lahko pošiljajo le preko izbranega kanala (tj. enega od 16. kanalov), sprejemajo pa ga lahko le naprave, ki so povezane na dani kanal. Druga so sistemska sporočila, ki se pošljejo na vse kanale hkrati, pri tem pa priklopljene naprave “prisluhnejo” le njim namenjenim sporočilom. Pri tem je vsako sporočilo poslano serijsko preko izbranega kanala in ne razbito na manjše dele, poslano vzporedno preko ločenih kanalov in na koncu združeno v eno prvotno obliko [3].

MIDI  sporočila sestojijo iz 8-bitnih besed (1 beseda = 1 bajt), ki so poslana serijsko (vsak bit posebaj) pri hitrosti 31.25 kbit/s (32000 bitov na sekundo) [2]. Izbira hitrosti prenosa podatkov je bila izbrana glede na frekvenso delovanja večine mikroprocesorjev v takratnem odbobju (1 MHz) [2]. Sporočila so sestavljena iz več delov. Prvi bit vsake besede določi, če je sporočilo podatkovno ali sporočitev stanja. Sledi 7 podatkovnih bitov. Dodana sta še 2 bita za sporočitev začetka (pred sporočilom) in 2 konca sporočila (po sporočilu). Tako za prenos sporočila potrebujemo najmanj 10 bitov [2,3].

MIDI sporočila se prenašajo preko MIDI DIN kabla s 5 priključki, bluetooth povezave, USB povezave ali firewire povezave [4]. Za inštrumente so značilni MIDI DIN kabli, ki lahko prenašajo do 16 vzporednih sporočil, kanali pa so zakodirani od 0 do 15. Naprave imajo dve primarni nastavitvi za poslušanje – “Omni-on” za poslušanje vseh sporočil na na vseh kanalih, ter “Omni-off” za poslušanje zgolj izbranega kanala [3,5]. Po tem kako naprave odreagirajo na sprejete signale razlikujemo še monofone in polifone naprave, kjer prve prekinejo predvajanje prejšnjega zvoka in pričnejo s predvajanjem novega, druge pa lahko sočasno predvajajo več vzporednih zvokov (do polifoničnega limita naprave) [3].

MIDI sporočila so v splošnem krmilni podatki, ki vplivajo na spremembo predvajanega MIDI zvočnega posnetka kot npr. notacija tonov, višina tona, glasnost, tremolo in drugo. Krmilne enote, ki pošiljajo krmilne signale so lahko inštrumenti (tipke, pedala, potenciometri) ali računalniški programi [1,2]. Preko ene same MIDI kabelske povezave se lahko prenaša do 16 vzporednih kanalov informacij, pri čemer je lahko vsak povezan na ločeno napravo, za 10 min MIDI zvočnega posnetka pa je potrebno zgolj 200 kB podatkov (mnogo manj kot pri vzorčeni glasbi) [1,3].

Uporaba:

Midi kontrolniki so naprave ali programi, ki generirajo in pošiljajo MIDI podatke na naprave, ki znajo podatke prebrati in na izhodni enoti izvesti vsebino sporočila (običajno predvajanje zvoka na zvočniku). MIDI kontrolniki se običajno odzivajo na krmilne enote (npr. tipke klaviature) in generirajo primerna MIDI sporočila, ki se nato izvedejo na primerni izhodni enoti (zvok prične igrati pri primerni glasnosti) [6]. 

MIDI naprave so lahko inštrumenti (sintetizator, električni bobni, keytar,…), posebni efekti (npr. harmonizator, generator oktav, looper,…), samplerji (posname in digitalizira zvoke, ki jih lahko mapiramo na izbrane tipke), sekvencerji (naprava za obdelavo in urejanje zvoka, zlasti pri določanju časovnega sosledja dogodkov za večje število zvokov), idr. [3,6].

VIRI:

[1]  Rugelj, J. (2019). Zapiski s predavanj pri predmetu Večpredstavnost in hipertekst. Ljubljana: Pedagoška fakulteta

[2] The Official MIDI Specifications (2019). Pridobljeno s https://www.midi.org/specifications 

[3] MIDI (2019). Pridobljeno s https://en.wikipedia.org/wiki/MIDI#Applications

[4] MIDI Transport Specifications. Pridobljeno s https://www.midi.org/specifications-old/category/transport-specifications-and-info

[5] Summary of MIDI Messages. Pridobljeno s https://www.midi.org/specifications-old/item/table-1-summary-of-midi-message

[6] MIDI Controller (2019). Pridobljeno s https://en.wikipedia.org/wiki/MIDI_controller