M.I.D.I: Musical Instrument Digital Interface. Capitolo 6. il MIDI. Si intende x MIDI:

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1 Capitolo 6 il MIDI M.I.D.I: Musical Instrument Digital Interface Si intende x MIDI: 1. il protocollo di comunicazione, ossia il linguaggio; 2. l'interfaccia di comunicazione tra computer e periferiche; 3. Le apparecchiature, devices, esterne dette anche outboard;

2 Canali e Tracce Numero di canali: 16 i canali vengono rappresentati da quattro bit, un nibble, per cui sono 16 (2 4 = 16) e sono numerati dall' 1 al 16 anche se la numerazione informatica prevederebbe dallo 0 al 15, in quanto in binario: 0000 rappresenta 0 e 1111 rappresenta 15; si tratta quindi di una eccezione dovuta a comodità operativa. Traccia: flusso strutturato e autonomo di messaggi MIDI, distinto logicamente da altre tracce. Più tracce possono essere assegnate allo stesso canale; più canali possono essere assegnati alla stessa traccia (contrariamente a quanto afferma il testo)

3 Patch La Patch nel linguaggio MIDI corrisponde allo strumento utilizzato, al suono prodotto dal modulo MIDI le patch disponibili sono 128, espresse da 0 a 127 in quanto vengono espresse da 7 bit (2 7 = 128) Per aumentare il numero di suoni gestibili e richiamabili i suoni stessi vengono organizzati in banchi;

4 Sincronizzazione informazioni temporali Clock: orologio interno ad ogni dispositivo digitale per scandire il tempo; Timestamp: informazione temporale contenuta all'interno dei messaggi; Timebase: unità di misura impiegate dal clock; Unità di misura: si definiscono Tick, o PPQ (parts per quarter); sempre multiplo o potenza di 2, compreso tra 24 e queste sono quindi relative e non assolute, poiché dipendono dal valore temporale assunto dal quarto. Numero di quarti per minuto: BPM (beats per minute); in genere tra 40 e 240; calcolo del valore del TICK Dati: BPM = X (tempo metronometrico) e PPQ = P si ha T Beat = 60 (secondi in un minuto) / X; 60/X; T Tick = T Beat /P

5 Sincronizzazione formati di Sync MIDI clock: CPQN (clock per quarter note): messaggio di sincronizzazione ogni 24 di quarto inviato dalla macchina MASTER alla SLAVE. (questo messag gio appartiene alla famiglia System Common Message). In dipendenza dal BPM (variabile) il numero di CPQN al secondo sarà dato da: T Beat = 60 (secondi in un minuto) / BPM; 60/BPM; se in T Beat ci sono 24 messaggi, in un secondo ce ne sono: 24/T Beat cioé T beat : 24 = 1 : (messaggi/s) MIDI time code:generalmente usato è SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) che è inviato insieme ai segnali audio e video: poi viene convertito in messaggi MIDI e quindi il MIDI time code è la traduzione in MIDI dell'smpte. Occorrono 8 messaggi di 2 byte per codificare una locazione temporale SMPTE. Ogni frame video occorrono 4 locazioni, da cui il nome MIDI time code quarter frame.

6 Modi I dispositivi MIDI possono essere settati nei seguenti modi Omny On in relazione al canale Omny Off in relazione al canale Poly in relazione alla polifonia Mono in relazione alla polifonia incrociando le possibilità si hanno 4 modi Modo 1 Omny On-Poly monotimbrico, ogni canale, molte note Modo 2 Omny On-Mono monotimbrico, ogni canale, singola nota Modo 3 Omny Off-Poly monotimbrico, un canale, molte note Modo 4 Omny Off-Mono multitimbrico, un canale, una nota questo ultimo ormai è divenuto polifonico, ossia multitimbrico, un canale, molte note.

7 Modi 2

8 I messaggi MIDI sono di due tipi: natura dei messaggi Channel Message: dati relativi ad uno specifico canale System Message: dati relativi a tutto il sistema i messaggi sono costituiti da 10 bit il primo e l'ultimo indicano l'inizio e la fine del messaggio; quindi restano 8 bit disponibili. Un messaggio è composto da uno o più byte o parole; primo byte: identifica il tipo di messaggio: si chiama Status Byte Gli altri: il messaggio vero e proprio: si chiamano Data Byte Primo bit di ogni byte (MSB) lo identifica: 1 = status; 0 = data;

9 classificazione messaggi Struttura : diviso in 2 nibble: il primo identifica il messaggio con 3 bit disponibili (il primo è sempre 1); per un totale quindi di 8 combinazioni (23 = 8) le prime 7 combinazioni identificano i messaggi di canale, l'ultima, 111, i messaggi di sistema il secondo nibble che esprime sempre 16 livelli, se di messaggio di canale specifica il canale, se di messaggio di sistema, specifica il tipo di messaggio. Attualmente però i messaggi definiti sono soltanto 11.

10 Tipologia messaggi Status byte: 1xxxnnnn; fino a 1110nnnn sono CH Mess; 1111xxxx è Sys Mess; data byte: 0xxxxxxx I Messaggi di canale si dividono in: Voice Message Modo Message

11 Tipologia messaggi Voice Message: Note on; statu Byte 1001nnnn; 2 data byte 0xxxxxxx: il primo esprime la nota, il secondo la velocity; 7 bit disponibili per 128 valori ognuno. Note off: status 1000nnnn; 2 data byte di cui uno non significativo, quello della velocity; per cui si omette lo status byte come da tabella

12 Tipologia messaggi Altri messaggi: Channel pressure Polyphonic key pressure Pitch bend change Programm change Control change

13 General MIDI ed altri standard General MIDI: standard che approfondisce il protocollo MIDI viene aumentata la trasportabilità tra un dispositivo e l'altro. Viene aggiunto un MODO in più: GMM (general MIDI mode) GMM: ogni canale assume una funzione specifica; ad ogni program number viene fatto corrispondere uno specifico tipo di suono EA 6.7 a-r Per le percussioni EA 6.8 tutto questo non è una garanzia ma rende i brani suonati su strumenti diversi molto compatibili il GM richiede che Lo strumento supporti 24 voci di polifonia Sia politimbrico ed abbia 16 canali polifonici Deve essere rispondente ad almeno i controlli fondamentali, come volume, pan, channel pressure e velocity.

14 General MIDI ed altri standard 2 GS: General Standard ideato da Roland; rispetto al GM, implementa il Bank select, quindi aumenta il numero di patches disponibili. Aggiunge altri controlli, in origine lasciati disponibili ma non assegnati, per parametri di controllo timbrico ed effettistica. XG: ideato da Yamaha prevede la scalabilità dei messaggi Xmidi: extended MIDI: proposto da Eric Lukac-Kuruc 324 canali 510 valori, contro i controlli e program change, contro i 128 Sfrutta un'architettura non binaria, ma ternaria, con valori pari a 0,1,2 retrocompatibile frontecompatibile La MIDI Manufacturers Association lo ha rifiutato in quanto filosoficamente non compatibile con l'idea originale del MIDI

15 Interfacce e Connessioni Velocità di collegamento: bit/sec; baud (contrariamente a ciò che afferma il testo) Trasmissione asincrona Trasmissione seriale Convertitori da parallelo (musica suonata) a seriale (dati trasmessi) Ogni parola di 10 bit (statusbyte), cioè un byte con due bit aggiuntivi di start/stop come struttura ed anche un baud nel senso di messaggio, ad esempio 4 note on di un accordo, sarà seguita da 2 parole di databyte, per un totale di 30 bit. Essendo la velocità di bit/s, ogni bit occuperà: T beat = 1sec/ = 0, sec, cioè 0,032 millisec. T baud = 0,032 millisec. X 10 (i beat di un baud) = 0,32 millisec. T nota = 0,32 millisec. X 3 (i byte di un evento nota: 1status +2 data) = 0,96 millisec. Quindi il ritardo tra una nota e l'altra, anche di un accordo perfettamente sincrono, sarà di 0,96 millisec., sempre che nel frattempo non transitino controlli di volume, di pan, ecc, ecc

16 Connettori e collegamenti Tipo connettori: DIN (Deutsche Industrie Normen) a 5 poli, di cui vengono utilizzati soltanto i 3 centrali Lunghezza massima 6,6 m, anche se con i cavi buoni di oggi si può arrivare a 10 m Porta out: escono i messaggi prodotti dal device stesso Porta in; entrano i messaggi provenienti da altri device Porta Thru: escono i messaggi tal quali ricevuti dalla porta In collegare i Thru agli In in cascata costituisce un collegamento Daisy Chain

17 Connettori e collegamenti Thru Box e Patch Bay Il Daisy Chain introduce ritardi che vengono limati dalla Thru Box

18 Connettori e collegamenti Thru Box e Patch Bay Patch Bay aggiunge la capacità di routing alla Thru Box

19 Configurazioni tipiche

20 Configurazioni tipiche

21 Limiti Velocità non troppo elevata abbinata alla trasmissione seriale, ergo ritardi; Limitato numero di canali Rappresentazione musicale occidentale Impossibilità di rappresentare quarti di tono, scritture contemporanee ecc