Referat Midi - was ist 'midi'?

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_MIDI

Was ist 'MIDI :

'MIDI' steht für die Abkürzung Musical Instruments Digital Interface.Es ist eine digitale serielle Schnittstelle zur Kommunikation zwischen den verschiedensten Synthesizergeräten.MIDI etabilisierte sich während den Achziger-Jahren.Verschiedene Syteme zur Verbindung von Synthesizern gab es schon vorher,doch handelte es sich entweder um analoge Schnittstellen,die den modernen Synthesizersystemen nicht mehr gewachsen waren,oder die anderen digitalen Verbindungssyteme waren firmenspezifisch.19982 schlug die Firma Sequential Circuits ein sogenanntes 'Universal Synthesizer Interface' vor.Dieses Konzept wurde von Firmen auf der ganzen Welt aufgegriffen und weiterentwickelt.Schließlich einigte man sich auf einen internationalen Firmenübergreifenden Standard der eben MIDI genannt wurde.Man einigte sich auf eine serielle Schnittstelle(die Daten werden hintereinander übertragen) die im konomischen Vorteil gegenüber einer paralellen Schnittstelle war,und zwar schon rein aufgrund der höheren Kosten für die  Verbindungskabel.(paralell übertragen heißt, daß gleichzeitig mehrere Informationen übertragen werden,und dazu bedarf es logischerweise mehrerer Kabel)

Die Übertragungsrate bei MIDI-Signalen beträgt 31 2 0 Bit sec.

Die Steckverbindungen sind fünfpoligen Diodenbuchsen.Die Kabel sind normalerweise fünfpolige NF-taugliche Kabel,,jedoch ist eine MIDI-Verbindung aufgrund der seriellen bertragungsweise auch mit nur 2 Polen möglich.Synthesizer, Keyboards, Sequencer, Computer, Soundkarten etc verfügen in der Regel ber:

Eine MIDI-In-Buchse,wo das Gerät die empfangenen Daten verarbeitet.

Eine MIDI-Out-Buchse, an der zb das Keyboard oder der Musikcomputer alle ausgehenden

Daten zb an einen Synthesizer sendet.

Eine MIDI-Thru-Buchse,an der alle Daten der IN-Buchse weitergesendet werden.Viele moderne

Geräte senden aber die THRU-Nachrichten ebenfalls durch die OUT-Buchse.

Alle diese Buchsen werden mit dem selben Kabeltyp verbunden.So lassen sich die verschie- densten Geräte in unterschiedlichster Weise verbinden.Die einfachste MIDI Verbindung wäre die Verbindung eines Keyboards(MIDI OUT) mit einem Synthesizer (MIDI-IN).

Die MIDI-Daten:

Die Midi-Daten bestehen aus Bytes zu acht bit.Man unterscheidet bei MIDI-daten zwischen

Statusbyte und Datenbyte.Einem Statusbyte folgen je nach Art des Statusbyte meißtens 1 bis 3

Datenbytes.Damit es keine Verwechslungen gibt,haben die Statusbytes immer einen Wert zwischen 128 und 2 6 und die Datenbytes einen Wert zwischen 0 und 1 7.

Weiters gibt es 16 unabhängige Kan le, auf denen unabh ngige Daten gleichzeitig gesendet werden können.(Ganz gleichzeitig werden die MIDI Daten bei einer seriellen Verbindung logischerweise nicht gesendet,jedoch kommt es bei 2Kbit/sec zu keinem hörbaren Unterschied)

MIDI-Daten:

Kanaldaten      Systemdaten

Voice-Daten Channel Modes

_{Übersicht der Daten/Befehle:}

Note on/off:

Der Note-on Befehl sagt dem Synthesizer welcher Ton wie laut angeschlagen(getriggert)wird. Der Ton wird so lange ausgehalten bis der Note off Befehl kommt.

NOTE ON:

Besteht aus 3 Bytes:

Status: 44 bis 59:Note on auf spez.Kanal(zb 144=Note on auf Kanal 1) Daten1:0 bis 1 7: Welcher Ton.Jedem Halbton ist ein Wert zugeteilt ZB c' 6 )

Daten2:0 bis 1 7 Lautstärke (genauergesagt die Anschlaggeschwindigkeit,engl. Velocity) augeteilt in 1 7 Werte. NOTE OFF:

Besteht aus 3 Bytes:

Status: 28 bis 43 Note off auf jew. Kanal

Daten1:0 bis 1 8 Loslassgeschwingigkeit;Notwendig zb bei Blas- und Streichinstrumenten,wird nicht von jedem Synth. verarb.

Daten2: 0 bis 12 :Welcher Ton Note off

Jeder Note-on Befehl braucht einen Note off-Befehl,da der entsprechende Ton sonst ewig weiterklingt.Bei Synthesizern oder Keyboards die die Loslassgeschwindigkeit des Note-OFF Befels nicht verarbeiten/senden können,kann man-auch um Daten zu sparen-nach dem NOTE on Befehl einfach zweimal die Datenbyte-Werte 0 bis 27 senden.Zum Beispiel:

:Note-on,Kanal1(Statusbyte)

c'

:Velocity

:c'

:Nach einiger Zeit wird der mit Vel.1 7 angeschlagene Ton mit 0 angeschlagen,und erklingt damit nicht mehr(Beim Velocity-Wert 0 erklingt der Ton nicht sehr leise,sondern gar nicht.)

Aftertouch:

Der Aftertouch-Befehl beeinflußt den Klang nach dem Note-On Befehl.Inwiefern,ist beim Synthesizer programmierbar.Meißt lassen sich Vibrato oder Filtereffekte dem bereits ertönenden Klang hinzufügen.Man unterscheidet zwischen CHANNEL PRESSURE(Alle Töne des Kanals werden gleich beeinflusst) und zwischen KEY PRESSURE(Der jeweilige Ton wird beeinflusst) CHANNEL PRESSURE:

Status: 08 bis 24:Welcher Kanal

Daten:0 bis 127 :Parameter der Beeinflussung. KEY PRESSURE:

Status: 60 bis 76:Welcher Kanal Daten1:0 bis 1 7 :Welcher Ton Daten2:0 bis 1 7:Aftertouch-Parameter.

Program Change:

Das MIDI-System berträgt Informationen,die das Umschalten zwischen verschiedenen Soundprogrammierungen des Synthesziers ermöglichen.Demnach wird nicht der Sound übertragen,sondern nur eine Umschaltinformation für den Programmspeicher/Soundspeicher des

angeschlossenen Synthesizers.Eine Midi-Bank(siehe Bank-select) hat 28 verschiedene Presets.Beim General-Midi-Standard(siehe unten) belegen diese 28 Soundpresets der ersten Bank bei allen Synthesizern mit GM-Standard die gleichen Instrumente/Sounds.So sollte ein MIDI-File bei allen unterschiedlichen Synthesizern möglichst gleich klingen.

PROGRAM CHANGE: Status-Byte:

bis 207 (Kanal 1 bis 6) Daten-Byte:

bis 1 8 (Sound1 bis Sound 1 8)

Bank-Select:

Für den Fall daß die 128 Instrumente,die man über den Program-Change-Befehl aufruft,nicht genug sind,gibt es die Möglichkeit,daß ein Synthesizer seine Soundinformationen in einer Bank speichert.Nach dem der Bank select Befehl gesendet wurde,ordnet der S. die Programmnummern der selektierten Bank zu.Es gibt bis zu 56 Banks.So sind über Midi thehoretisch 2 6 128 =3 768 Sounds abrufbar

Pitch Bending:

Besonders wichtig für ein lebendiges und ausdrucksvolles  Synthesizerspiel sind die neben der Klaviatur angeordneten Bedienelemente,mit denen der Spieler direkt in die Klangerzeugung eingreifen kann.Die bekannteste                           und am h ufigsten verwendete und verbreitete Beeinflussungsmöglichkeit ist dabei das Pitch-bending,gleitende Veränderungen der Tonh he. StatusByte:

bis 40 (Kanal 1 bis 1 )

Daten1:

bis 1 8

Daten2

bis 1 8

Erläuterung zu den Datenbytes:Für den Pitch ben-Befehl waren ursprünglich 2 Datenbytes vorgesehen,damit keine h rbaren Tonabstufungen vorhanden sind.Die Praxis hat jedoch gezeigt,daß 128 Abstufungen vollauf reichen.

Das erste Datenbyte nimmt erst einen h heren Wert an,wenn das zweite alle Werte durchlaufen hat.Neuere Synthesizer ignorieren den ersten Wert eifach.Der Pitch-Bender ermöglicht ja Tonh henänderungen nach oben und nach unten.So wird für die Mittelstellung des Pitch- Benders der Wert 64 übertragen.Man kann den Tonh henbereich  des Pitch-Benders zwischen einem Halbton und einer Oktave einstellen.

Control-change:

Statusbyte:

bis 191

Datenbyte1:ContollerNummer:

bis 1 7

Datenbyte 2:Controller-Wert:

bis 1 7

Erläuterung:

Mit den Controllerdaten lassen sich alle anderen Parameter zur Klangbeeinflussung eines Synth. übertragen.

Jeder Synthesizer hat die Nummern seiner Controller unteschiedlich belegt.

es gibt jedoch einige unabh ngige Vordefinitionen: Controlloller : Modulation.

2:BreathController(Bei Midifizierten Saxophonen,etc)

3:Fußpedal(Orgel)

6:Data Entry:Mit diesem Controller kann man die Klangeigenschaften einer

Programmnummer zusätzlich beeinflussen.

7:Main Volume

64:Sustainpedal(Klavier:Alle angeschlagenen Töne klingen weiter)

65:Portamento:Glissando zum nächsten angeschlagenen Ton 0=aus;1 7=ein

66:Sostenuto-Pedal

67:Soft Pedal

122- 27:Channel-Modes;darunter 123:All notes off

Channel Modes:

Dies sind Betriebsarten in denen der Synthesizer unterschiedlich auf die MIDI-Signale reagiert. Zum Beispiel:

OMNI:Alle Kan le werden empfangen[Controller 24 =omni on;125=omni off]

POLY ON/MONO OFF:Versetzt den Synthesizer in den multitimbralen Status:Der Synthesizer wird auf allen Kanälen polyphon spielbar.(127)

Systemdaten:

Die Systemdaten werden augeteilt in: SYSTEM REALTIME

SYSTEM COMMON

SYSTEM EXCLUSIVE Realtime-Nachrichten:

Ihre Aufgabe ist die Abstimmung der zeitlichen Abläufe von Geräten,die in einem MIDI Sytem zusammengefasst sind.Wichtig zb bei Sequenzern und Drumcomputern.

Common-Nachrichten:

Über diese Nachrichten werden zb     Sequencer      genau an eine bestimmte Stelle des gespeicherten Programms dirigiert.

System exclusive:

Über diese Daten lassen sich sämtliche Klangeinstellungen eines Synthesizers sowohl abrufen als auch setzten.Dies ist von Vorteil,wenn der Synthesizer selbst nur über eine begrenzte Speichermöglichkeit verfügt.

MIDI UND COMPUTER Atari:

Der Vorteil des Atari als den ultimativen Musik-Computer liegt in der im Computer eingebaute MIDI Schnittstelle,die ohne komplizierte Umwege wie über Soundkartentreiber und Betriebssystemschnittstellen ansprechbar ist.

Beispielsweise mit der gängigen Programmiersprache Basic kann man die MIDI-Daten direkt

senden.

Roland MPU 40 :

Die g ngigste Scnittstelle für PC's;auf einer speziellen  Steckkarte oder direkt in die verschiedensten Soundkarten eingebaut.

Sequencerprogramme:

Moderne Sequencerprogramme ermöglichen es dem Musiker ohne Kenntnisse der oben genannten Midi-Befehle Musik zu produzieren.Die Midi-Daten k nnen direkt als Notenbild dargestellt werden,und es gibt meißt interne sogenannte TRACKS.Jedem Track kann ein eigener MIDI-Kanal und eine eigene MIDI-Programmnummer zugewiesen werden.Einzelne Musikpassagen werden zu PARTS zusammengefasst die mit der Maus beliebig verschoben werden können.Neben der Notenbilddarstellung gibt es auch Darstellungsweisen wie PIANO ROLL,ein Display,das die Klaviertastatur simuliert.Hier kann man zum Beispiel auch falsch eingespielte Noten korrigieren.

Die zum Beispiel mit dem Keyboard eingespielte   Musik kann auch beliebig transponiert werden,und QUANTISIERT werden.Hierbei werden rhytmisch ungenau eingespielte Passagen auf eine bestimmte Aufl sung (zb 2 tel Noten) quantisiert.

Für die verschiedenen Soundpresets gibt es spezielle Editierprogramme,wo man auf einer Graphischen Oberfläche zb die H llkurve eines Tons eingeben kann,diese Presets speichern kann,und die Einstellungen werden automatisch in die entsprechenden SytemExlusive-Daten umgewandelt und gesendet.

MIDI Standards: General Midi:

Dieser Standard wurde intenational und herstellerübergreifend anerkannt.Als die Komplexität und Multifunktionalität der Synthesizer stieg,war es von Vorteil,daß alle Synthesizer auf bestimmte MIDI-Befehle gleich reagieren.Diese wären zunächst einmal die ersten 128 Program-Changes: Diese ersten 128 Kl nge eines Synthesizers belegen überall die Klänge der gleichen g ngigen Instrumente der klassichen Musik,Jazz,und Pop.

Weiters sind auch einige Controllernummern genormt.Ein fatales Beispiel vor General MIDI war

die Kombination zwischen Yamaha DX und Casio CZ:Bei Casio war der Controller Nr.6 für die Stimmung des Gerätes,und bei YAMAHA belegte Controller Nr6 den Data Entry.Man kann sich vorstellen was bei der Kombination dieser zwei Synthesizer herauskommt

GS

Erweiterter GM-Standard der Firma ROLAND:

In den 9 er Jahren wurden auch 1 8 Instrumente zuwenig,so gibt es bei GS auch die Normung einiger MIDI-Banken.Weiters sind verschiedene (DSP)Effekte an bestimmte Controller/Sys-ex Daten zugewiesen.

XG

Extended General Midi:

Standard der Firma YAMAHA:Ebenfalls sind hier verschiedene MIDI-Daten deren Funktion über die Definition von GM hinausgehen genormt.

Mit speziellen Systenmnachrichten wird ein Synthesizer in die GS oder XG Betriebsart versetzt. Diese Normen sind erst wichtig geworden,seit der Verbreitung von Standard Midi Files,die zb im

^{PC von einem MIDI-Player abgespielt werden,und wo man keine editiermöglichkeit der Midi-}

daten hat.

Die Erweiterung für ein Standard MIDI-File am PC ist .mid und .rmi

Ein PC-Sequencer muss erstens das Schema dieser Midi-Files kennen und zweitens den Treiber der an den Computer angeschlossenen MIDI-Schnittstelle ansprechen können.

Bild unten:Sreenshot   des Sequencers MAGIX MIDI STUDIO.Dieser Sequencer kann auch digitale Audiodaten paralell zu den MIDI-Daten widergeben und aufnehmen.

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(1999) Funky-Flo

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