Протокол цифрового интерфейса музыкальных инструментов, более известный как MIDI, существует с начала 1980-х годов и до сих пор остается важнейшим элементом музыкального производства. Любой, кто работает с электронной музыкой или DAW, такими как Logic Pro, Pro Tools, Ableton Live и т. д., должен знать, что такое MIDI и как он работает. В этой статье будет представлен обзор основ MIDI и рассмотрены последние улучшения в протоколе, которые были введены в MIDI 2.0.
В начале 1980-х годов производители электронных музыкальных инструментов поняли, что необходимо стандартное средство цифровой связи между различными аппаратными устройствами и компьютерами. Технология MIDI была стандартизирована в 1983 году группой представителей музыкальной индустрии и поддерживается Ассоциацией производителей MIDI (MMA). Этот стандарт обеспечивает эффективную связь между устройствами независимо от производителя. Он также установил единообразное подключение через пятиконтактные MIDI-кабели. Позже к спецификации MIDI были добавлены стандарты связи через USB-кабели и беспроводные соединения.
Одним из распространенных заблуждений для начинающих является то, что MIDI передает аудиосигналы. Это не так. Он передает только данные, которые сообщают параметры генерации звука. Данными обмениваются любые подключенные устройства, такие как синтезаторы, звуковые модули, компьютеры, устройства контроля. MIDI определяет высоту тона и предоставляет способ изменения других параметров.
Давайте посмотрим на основные MIDI-сообщения:
Когда вы нажимаете клавишу на MIDI-клавиатуре, подключенной к компьютеру через какой-либо интерфейс или напрямую через USB-кабель, передаются три основных значения данных:
Номер ноты — в диапазоне от 0 до 127 (это диапазон семибитных данных), эти числа относятся непосредственно к создаваемой ноте. Октава указывается после названия буквенной ноты, но, чтобы не всё не казалось слишком просто, средняя C на фортепиано (которая обозначается номером MIDI-ноты 60) иногда обозначается как C3, а иногда как C4, в зависимости от производителя. Обычно вы также можете переключать это в используемой вами DAW. Очень высокие или очень низкие номера MIDI-нот, такие как C-1, часто используются не как звучащие ноты, а как клавишные переключатели для смены патчей, поскольку эти ноты находятся за пределами диапазона использования большинства виртуальных инструментов или аппаратных синтезаторов.
Вот несколько примеров диапазонов нот MIDI по отношению к струнным инструментам. Здесь средняя C обозначена как C4, но с точки зрения номера ноты MIDI это всегда 60.
Следует отметить, что номер октавы начинается с ноты C, поэтому для гаммы до-мажор, начинающейся с C2, прогрессия будет C2, D2, E2, F2, G2, A2, B2, C3, D3, E3 и т. д.
Знание октавы ноты, которую вы программируете, конечно, имеет решающее значение, и большинство DAW предоставят способ увидеть, какую октаву вы используете, будь то в интерфейсе пианино или пошагового секвенсора.
Velocity (скорость) — тоже колеблется от 0 до 127 и может быть связано с громкостью — но это не одно и то же. Например, когда вы нажимаете на клавишу пианино с определенной скоростью, она генерирует различное содержание обертонов, связанное с интенсивностью удара. Вы можете ударить по клавише со скоростью 127, а затем самостоятельно уменьшить громкость. Таким образом, громкость не равна скорости с точки зрения MIDI. Значения Velocity часто используются для запуска различных сэмплов для более точной имитации реальных инструментов. Значения Velocity также можно использовать для модуляции или изменения параметров электронного инструмента или для создания нарастания интенсивности. Velocity легко редактируется в любой DAW и этот важный элемент часто упускается из виду теми, кто только начинает свое музыкальное путешествие. Velocity 0, по сути, то же самое, что и команда, обозначающая, что нота не звучит. Velocity часто представлена цветом, который соответствует значению скорости.
Канал — обычно от 1 до 16. Канал определяет, куда будет отправляться информация, в DAW или на внешние инструменты, настроенные на получение данных по этому каналу. Это позволяет вам независимо управлять определенными устройствами или виртуальными синтезаторами.
Одни только эти три параметра могут обеспечить много контроля, включая высоту тона, динамику, тембр и длительность звука. Длительность может быть просто разницей во времени между сообщением Note On (velocity > 0) и сообщением Note Off (скорость = 0). Или, в случае сэмплов, предполагающих отрывистые звуки, велосити определяется длительностью самого семпла, запускаемого сообщением Note On.
Сообщения CC или Continuous Controller обычно генерируются с помощью MIDI-контроллера, который имеет ползунки или ручки, передающие данные CC (обычно от 0 до 127). Такие данные могут управлять любым параметром виртуального синтезатора, железного инструмента или эффекта с поддержкой MIDI. Вы также можете использовать данные CC для управления параметрами DAW, такими как ползунки громкости, панорамирование и т. д., если сама DAW не ограничивает такое управление проприетарными контроллерами.
Некоторые DAW имеют плагины MIDI-эффектов, такие как Modulator в Logic Pro, которые могут генерировать и отправлять данные CC на виртуальные синтезаторы, эффекты или внешние устройства. Это очень крутая вещь, не поленитесь познать хотя бы азы управления.
Aftertouch (или данные контроллера давления) доступны на некоторых (но не на всех) MIDI-контроллерах. Нажав клавишу на контроллере с поддержкой aftertouch, вы можете увеличивать или уменьшать последующее давление, эти данные могут использоваться для управления такими параметрами, как вибрато или частота среза фильтра в виртуальном инструменте. Это приятная функция, которая стоит дополнительных денег, если вы покупаете MIDI-контроллер.
Сообщения изменения высоты тона похожи на сообщения CC, но предназначены для управления высотой тона и часто представляют собой 14-битные сообщения, что означает, что вы можете получить более точную частоту без слышимых артефактов ступенчатого квантования. Вы можете установить диапазон изменения высоты тона в MIDI-контроллере или принимающем инструменте в зависимости от контекста. Колесо изменения высоты тона на клавиатуре обычно находится в центральной точке, и вы можете часто иметь разные диапазоны для положительных и отрицательных значений, если вы того пожелаете.
Все эти виды сообщений будут содержать номер CC или тип контроллера, значение (7 или 14 бит) и номер канала.
DAW обычно имеют какой-то способ визуального контроля входящих MIDI-данных, который идентифицирует тип сообщения, значение и номер канала. Это быстрый способ определения номеров CC, особенно потому, что MIDI-контроллеры используют различные схемы маппинга для ручек и ползунков (маппинг – назначение команд).
Конечно, вы всегда можете обратиться к мануалу или к таблицам MIDI.
Некоторые распространенные номера CC:
Контроллер 1 — Колесо модуляции
Контроллер 2 — контроль дыхания
Контроллер 64 — Сустейн
Контроллер 7 – Громкость
Каждая часть MIDI-оборудования поставляется с таблицей MIDI, которая определяет, как можно управлять параметрами с помощью сообщений CC, aftertouch и т. д. Возможно, вам никогда не понадобится смотреть на эти несколько непонятные диаграммы, но они могут пригодиться, если вам нужно контролировать определенный параметр во внешнем синтезаторе, и вам нужно знать, как к нему можно получить доступ. Ниже приведена частичная диаграмма реализации MIDI для моего Korg minilogue xd.
Такие сообщения используются для синхронизации клокинга одного устройства с другим. Они позволяют запускать и останавливать внешние секвенсоры, подключенные к компьютеру, и могут быть привзяаны к транспорту DAW. Вы также можете синхронизировать темп секвенсора, а также любые LFO, используемые для модуляции параметров.
Есть три средства связи с точки зрения MIDI. Первым методом, который был разработан при создании протокола, был пятиконтактный разъем MIDI DIN, который используется до сих пор.
Это однонаправленный протокол, означающий, что MIDI OUT должен идти к MIDI IN и наоборот. Существует также функция MIDI Thru, которая отправляет все, что принимается через порт MIDI In, без изменений. Некоторые устройства также позволяют переключать функции портов.
USB MIDI был огромным прорывом, поскольку вам больше не требовался интерфейс, и вы могли использовать стандартный USB-разъем на компьютере или хабе для подключения контроллера или MIDI-устройства. Кроме того, этот вид связи является двунаправленным, поэтому изменение параметра в виртуальном синтезаторе визуально отображается на MIDI-контроллере. Таким образом, визуальное представление на контроллере соответствует виртуальному интерфейсу и наоборот.
3.5 mm MIDI коннекторы можно найти на некоторых устройствах, где пространство ограничено. Есть и адаптеры для подключения к стандартным MIDI-разъемам или кабелям.
Беспроводной MIDI особенно полезен для приложений, работающих на мобильных телефонах и планшетах. Некоторые традиционные контроллеры теперь также поддерживают беспроводную связь.
RTP MIDI – это метод отправки MIDI-сообщений по сети с использованием кабелей Ethernet Wi-Fi или CAT5/CAT. Этот способ связи устраняет ограничения длины кабелей DIN и USB. Такая возможность есть у таких интерфейсов, как iConnectivity.
Каждая DAW имеет способ маршрутизации MIDI-данных, сгенерированных в самой DAW или с MIDI-контроллера, на внешнее устройство. Ищите что-то, относящееся к внешнему инструменту — у него должен быть способ направить MIDI-данные через определенный канал.
Относительно свежей и долгожданной разработкой является MIDI 2.0. Мы находимся в золотом веке MIDI с точки зрения подключения и управления. Два огромных события в этом новом протоколе включают в себя:
MPE (MIDI Polyphonic Expression) - это позволяет индивидуально управлять такими параметрами, как изменение высоты тона, вибрато, тембр и громкость, по нотам, в то время как ранее MIDI позволял управлять этими параметрами только на дорожке или канале. Еще не все виртуальные инструменты, аппаратные синтезаторы или контроллеры поддерживают MPE, но ситуация быстро меняется. Все больше и больше виртуальных инструментов теперь имеют эту функцию, например, Alchemy от Logic Pro.
Теперь могут быть реализованы 14-битные данные CC, обеспечивающие очень точное управление без слышимых артефактов квантования. Раньше почти все CC использовали 7-битные данные, которые предлагали только 128 точек данных, в отличие от 16 348, предлагаемых 14-битными CC.
MIDI.org - отличный ресурс для всего, что касается MIDI.
Если вы музыкальный продюсер или музыкант, вы обязаны знать основы MIDI. Эта статья лишь немного касается поверхности огромной темы, поэтому я предлагаю вам копнуть глубже, чтобы раскрыть потенциал MIDI и его творческие возможности.
Перевод и локализация: Studio Day