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Musikinstrument Digital Interface (MIDI) ist ein digitales System und Protokoll, das es elektronischen Musikinstrumenten ermöglicht, Echtzeit Musikinformationen austauschen.

Eigenschaften

MIDI arbeitet mit Befehlen, die verschlüsselt sind, zum Beispiel "select instrument 72 now", "play a fis now" und "add vibrato now". Es ist eine Art elektronische 'Notation'. Der endgültige Klang hängt von der verwendeten ab Synthesizer oder Soundkarte. Die Musikkarte von a Laptop produziert normalerweise einen weniger schönen Klang als ein professioneller Synthesizer.

Elektronische Musikinstrumente bestehen aus einer Benutzeroberfläche, zum Beispiel einer Tastatur, und einem Synthesizer. MIDI OUT ermöglicht es, die Befehle von einem Keyboard an einen anderen Synthesizer oder ein anderes MIDI-Gerät zu leiten, das sie an MIDI IN empfängt. Der Synthesizer des ersten Instruments und die Tastatur des zweiten Instruments werden in diesem Beispiel nicht verwendet.

MIDI-Meldungen können auch in Dateien gespeichert werden. In den sogenannten Standard-MIDI-Dateien (mit der Endung .MID) wird zwischen den Befehlen angegeben, wie lange gewartet werden soll, bis der nächste Befehl gegeben werden soll. MIDI-Dateien können manuell mit speziellen . erstellt werden Sequenzer-Software, sondern auch durch Aufzeichnen der MIDI-Signale eines MIDI-Musikinstruments, das von einem Musiker gespielt wird. MIDI-Dateien können auf oder über Synthesizer abgespielt werden, und die meisten Computer unterstützen heutzutage auch MIDI. Eine MIDI-Klangquelle hat normalerweise „Bänke“, die vorgebackene Klänge speichern, die über MIDI-Befehle wiedergegeben werden können. Es gibt auch Programme, die über MIDI gesampelte Sounds abspielen können, die beispielsweise auf CD, DVD oder Festplatte gespeichert sind.

Auf Internet viele MIDI-Dateien können gefunden werden. Da MIDI-Dateien aus Befehlen bestehen, sind sie auch relativ einfach zu bearbeiten. Zum Beispiel können Instrumente hinzugefügt oder entfernt werden, und das Tempo kann ohne Änderung der Tonhöhe geändert werden, oder die Tonhöhe kann geändert werden, ohne das Tempo zu ändern. Die Erstellung von MIDI-Dateien erfordert keine Beteiligung eines ausübenden Künstlers, bzw. die Person, die die MIDI-Datei beispielsweise direkt aus den Noten eingibt, sollte als solcher angesehen werden. Einige MIDI-Dateien sind ziemlich künstlerisch, während andere sehr mechanisch klingen.

Computers, Synthesizer, Tastaturen, Sequenzer, und viele andere elektronische Instrumente, Aufnahmegeräte und Effektgeräte arbeiten meist mit MIDI.

Neben Musikinstrumenten kann MIDI auch für andere Anwendungen genutzt werden, beispielsweise können anstelle von Tönen Lampen ein- und ausgeschaltet werden.

Der MIDI-Standard definiert auch die Form der Stecker und der entsprechenden Buchsen (DIN-5). Natürlich ist es aber auch möglich, MIDI-Signale über andere Hardware zu übertragen, sofern Sender und Empfänger die gleiche Hardware unterstützen. Kann man sich vorstellen mLAN-, USB- und IEEE(Feuerdraht) Verbindungen.

Geschichte

Das MIDI-Protokoll wurde 1982 und 1983 von einer Gruppe von amerikanisch und japanisch Synthesizer-Hersteller, die die Verbreitung von Verbindungsmethoden eindämmen wollten. Es wurde entdeckt, dass Synthesizer nicht miteinander kommunizieren können. Durch Zusammenarbeit mit den Herstellern Sequentielle Schaltungen, Roland, Yamaha, korg und kawaii der MIDI-Standard wurde erstellt. Bestimmtes Dave Smith wird als Initiator genannt und gilt für seine Bemühungen auch als Vater von MIDI.^[1] Er wollte die Technologie ohne Lizenzkosten freigeben, um die Implementierung bei möglichst vielen Herstellern zu fördern.^[2][3]

1983, während der NAMM-Show die Bedienung von MIDI wurde erstmals in der Praxis demonstriert, als a Sequentielle Schaltungen Prophet-600 war verbunden mit a Roland Jupiter-6.^[2][3] Seitdem verfügt praktisch jeder Synthesizer über einen MIDI-Anschluss. Auch wenn das Protokoll mittlerweile über 30 Jahre alt ist, gilt es immer noch als universeller Standard für die Verbindung von Musikinstrumenten.

Der Aufstieg von MIDI hat dem Phänomen der Wand aus Synthesizer-Keyboards so in den 1970er und 1980er Jahren in der Popmusik wurde oft gesehen (Rick Wakeman, Keith Emerson). MIDI machte es möglich, mehrere Synthesizer, die in einem Gehäuse untergebracht waren, von einer einzigen Tastatur aus zu steuern. So ein Synthesizer ohne Tastatur wird zu einem Soundmodul oder Rack-Synthesizer erwähnt. Bis zu 16 verschiedene Geräte können über einen einzigen MIDI-Port gesteuert werden, oder bis zu 16 verschiedene Kanäle in einem multitimbral Instrument.

Heutzutage wird MIDI am häufigsten in Studios in Verbindung mit a . verwendet Sequenzer, die oft das Herz des Studios ist. In diesem Fall übernimmt MIDI vom Instrumentalisten. Dies hat den großen Vorteil, dass musikalische Informationen schnell und flexibel verarbeitet werden können.

Protokoll

Um eine MIDI-Kommunikation herzustellen, muss jedes Gerät, sowohl physisch als auch kommunikativ, dem MIDI-Protokoll entsprechen.

Anschlüsse und Kabel

Typische MIDI-Anschlüsse und ein MIDI-Kabel.

Ein Gerät kann einen oder mehrere MIDI-Anschlüsse haben. Ein Stecker ist immer ein männlicher 180° 5-poliger DIN-Stecker. Die Pins 4 und 5 werden verwendet, eventuell kann ein Schirm an Pin 2 angeschlossen werden.

Es gibt drei verschiedene Anschlüsse:

• EIN MIDI-EINGANG, über diesen Anschluss empfängt ein Gerät MIDI-Meldungen, die vom Gerät verarbeitet werden.
• EIN MIDI-OUT, Nachrichten, die ein Gerät selbst generiert (z. B. über eine Tastatur), werden über diese Verbindung gesendet.
• EIN MIDI THRU, werden alle am MIDI IN eingehenden Meldungen sofort und unverändert über MIDI THRU zurückgesendet. Es wird verwendet, um mehrere Geräte seriell an eine Quelle anzuschließen.

Ein MIDI IN sollte immer mit dem MIDI OUT oder MIDI THRU eines anderen Gerätes verbunden sein. Dies geschieht über ein MIDI-Kabel. Dieses Kabel enthält an beiden Enden einen männlichen 180° 5-poligen DIN-Stecker und darf 15 nicht überschreiten Meter.Es wird finden seriell Kommunikation findet statt, die einseitig ist (Simplex) läuft ab. Der OUT sendet Stromimpulse, die über a . in den IN eintreten Optokoppler eingelesen werden, um Störungen durch Masseschleifen verhindern. Die verwendete Bandbreite beträgt 31,25 kbit/s, was für die meisten Anwendungen ausreichend ist, aber was bei "voller" multitimbral Orchestrierungen führen zu kleinen, aber störenden Verzögerungen.

Kommunikation

Über eine MIDI-Verbindung wird kein Ton gesendet, weder digital noch analog, sondern nur die Steuernachrichten, die Tonhöhe, Lautstärke und dergleichen. Tatsächlich entspricht MIDI a Ergebnis oder ein Drehorgel Buch.

MIDI bietet 16 unabhängige Kanäle pro Verbindung, als ob 16 Drähte vom MIDI OUT eines Geräts parallel zum MIDI IN eines anderen Geräts gekoppelt wären. Für jedes Gerät kann eingestellt werden, auf welches Kanal es muss „zuhören“; Informationen auf anderen Kanälen werden ignoriert. multitimbral Geräte können jedoch unabhängig voneinander Nachrichten von mehreren oder allen Kanälen gleichzeitig verarbeiten. Eine MIDI-Nachricht könnte beispielsweise lauten: set to channel 7 Hinweis c3 (c im 3. Oktave) auf Lautstärke 110. Oder wählen Sie jetzt auf Kanal 4 die Tonnummer 37.

Lebensmittel

Im MIDI-Protokoll treten folgende Meldungen auf:

• Kanalspezifische Nachrichten einen der 16 Kanäle beeinflussen. Die ersten zwei Parameter solcher Nachrichten beschreiben, um welche Art von Nachricht es sich handelt und auf welchen Kanal diese Nachricht wirken soll. Diese beiden Parameter wurden zu einem zusammengeführt Byte.
  Die Bedeutung der anderen Parameter ist je nach Art unterschiedlich. Diese Parameter sind 7-Bits, was bedeutet, dass sie einen Bereich von 0 bis 127 haben. Für einige Zwecke kann dieser Bereich zu klein (oder zu grob) sein. Die Lösung hierfür ist wie bei Pitch Bend angewendet wird, um zwei Bytes für einen Parameter zu kombinieren. Die Bytes werden dann zu MSB (Höchstwertiges Byte) und LSB (Am wenigsten signifikantes Byte). Das MIDI-Protokoll hat die folgenden kanalspezifischen Nachrichten:
  • Hinweis löst einen Ton aus. Die Parameter eines Note-Ons sind Tonhöhe und Velocity (Geschwindigkeit).
  • Hinweis aus stoppt einen bereits klingenden Ton. Die Parameter eines Note-Offs sind Tonhöhe und ein sogenanntes Freigabegeschwindigkeit, die kaum unterstützt wird. Einem Note-Off muss immer ein entsprechendes Note-On vorausgehen. Übrigens wird ein Note-On mit einer Velocity von 0 allgemein als Note-Off akzeptiert.
  • Kontrollwechsel ändert eine bestimmte Charakteristik des Klangs, wie Lautstärke, Stereoposition (schwenken), Menge Hall, Vibrato, etc. Der erste Parameter ist die sogenannte Controller-Nummer und legt fest, um welche Eigenschaft es sich handelt. Die zweite bestimmt den Betrag dieser Eigenschaft. Um einen Ausdruck wie Lautstärke- und Helligkeitsunterschiede innerhalb eines Tons nachzuahmen, sind Regleränderungen unerlässlich. Ein Kontrollwechsel wird auch genannt Regler erwähnt.
  • Programmwechsel wählt einen bestimmten Ton aus. Es gibt nur einen Parameter: die Nummer des auszuwählenden Sounds, die zwischen 0 und 127 liegt.
  • Pitchbend 'beugt' die Tonhöhe eines Tons allmählich nach oben oder unten. Da dafür 127 Schritte zu grob sind, besteht diese Nachricht aus zwei Parametern, die zu einem Parameter mit 14-Bit-Auflösung verschmolzen sind, der 16.384 verschiedene Werte annehmen kann. Pitchbend wird unter anderem verwendet, um gleitende Töne (Glissando), das ist ein Würfel Posaune oder ein Violine produzieren kann.
  • Nach Berührung. Für Keyboarder ist Nach Berührung ein Werkzeug, um mehr Ausdruck zu generieren. Dies wird nicht von allen Synthesizern und Modulen unterstützt. Durch stärkeres Drücken einer bereits gespielten Taste auf einem Sustain-Synthesizer werden Aftertouch-Meldungen übertragen. Es gibt nur einen Parameter: die Menge an Aftertouch. Normalerweise beeinflusst Aftertouch die Lautstärke, das Timbre oder Vibrato des Tons (siehe auch Berührungsempfindlichkeit).
  • Polyaftertouch. Identischer Aftertouch, mit dem Unterschied, dass Polyaftertouch unabhängig pro Ton arbeitet. Es gibt zwei Parameter: den Ton, auf den Aftertouch angewendet wird, und die Menge des Aftertouch.
• Globale Nachrichten eine allgemeinere Bedeutung haben.
  • EIN Systemexklusiv-message ändert einen bestimmten Parameter auf einem bestimmten Modul oder wird für spezielle Funktionen verwendet. Siehe auch unten.
  • Zur Synchronisation wird auch eine MIDI-Verbindung verwendet. Dies soll verhindern, dass zwei Geräte mit a Sequenzer oder andere tempoabhängige Elemente an Bord sind musikalisch nicht synchron. Zum Beispiel die Synchronisation zwischen einem Sequenzer und einem Schlagzeugmaschine realisiert werden.

Bankwechsel

Die meisten Geräte haben oft mehr als 128 Sounds an Bord. Die Reichweite eines Programmwechsels ist daher nicht immer ausreichend. Diese Reichweite lässt sich jedoch durch den Einsatz von Sitzbänken deutlich erhöhen. Eine Bank ist eine Sammlung von bis zu 128 verschiedenen Sounds. MIDI bietet Platz für 16.384 Bänke. Verwenden von Control Change mit Controller-Nummer 0 (MSB – höchstwertiges Byte) und 32 (LSB – niederwertigstes Byte) kann eine Bank ausgewählt werden. Der zweite Parameter bestimmt dann, um welche Bank es sich handelt. Das Gerät, das den Bankwechsel empfängt, wartet nun auf einen Programmwechsel. Sobald auch dieser gesendet wurde, schaltet das empfangende Gerät auf den angeforderten Sound in der angeforderten Bank um.

MIDI-Dateien

Eine MIDI-Datei (ComputerDatei mit .MIDErweiterung) enthält eine Reihe von MIDI-Meldungen. Zwischen jeder Nachricht liegt ein Zeitintervall. Dies macht es möglich, Melodien und sogar ganze Tracks als Datei speichern. Eine MIDI-Datei ist viel kompakter als digitale Audiodateien gleicher Länge, wie z. B. Dateien im .WAV- oder sogar im .MP3Format, da diese Datei nicht den Ton selbst enthält, sondern nur Anweisungen zur Tonerzeugung. MIDI-Dateien lösen weitgehend das Problem, dass zwei verschiedene Software-Sequenzer keine Dateien austauschen konnten.

Der Nachteil von MIDI-Dateien ist, dass die Klangqualität von der Qualität des verwendeten Synthesizers oder der PC-Musikkarte abhängt. Meist klassische Musik kann über MIDI synthetisch klingen. Dies hängt auch davon ab, wie viele Controller eine MIDI-Datei enthält. Dies erweckt bei vielen den Eindruck, dass MIDI schlecht klingt, während die Klangqualität nicht von MIDI bestimmt wird. Tatsächlich ist eine MIDI-Datei eine digitale Variante von a Drehorgel Buch. Der große Vorteil von MIDI ist jedoch seine Flexibilität. MIDI-Dateien können mit speziellen Editoren bearbeitet werden und Sequenzer werden bearbeitet. Während der Wiedergabe können Sie ganz einfach das Tempo oder die Tonhöhe ändern oder ein Instrument weglassen. Außerdem können MIDI-Dateien mittels spezieller Software einfach eingefügt werden Partituren umgewandelt werden.

Es Internet ist reich an MIDI-Dateien. Normalerweise werden diese nach dem General MIDI-Standard erstellt (siehe unten).

Standardisierungen

Wie bereits erwähnt, schreibt MIDI nur die Syntax der Kommunikation für. Grundsätzlich ist es jedem Hersteller von Synthesizern und Modulen überlassen, wie die Sounds nummeriert werden (erreichbar über Programmwechsel). In Studios ist das kein Problem, wohl aber beim Austausch von MIDI-Dateien. Zum Beispiel gibt es eine MIDI-Nachricht, um das Instrument 72 auszuwählen, aber welcher Sound auch immer ihm entspricht, lässt die ursprüngliche Vorgabe offen. Das Ergebnis war, dass eine MIDI-Datei nur für bestimmte Keyboards und Module geeignet war. Dieselbe MIDI-Datei führt zu falschen Sounds auf einem anderen Modul.

Um diesen Mangel zu beheben ist General-MIDI entwickelt. Diese Norm beinhaltet unter anderem eine feste Klassifikation der Klänge, wobei zum Beispiel Instrument 72 als Klarinette klingen sollte.

Darüber hinaus verwendet jeder Hersteller einige feste Zuordnungen von Controllern. Control Change Nummer 7 steht beispielsweise für die Lautstärke und Nummer 10 für die Stereoposition (Panorama).

Systemexklusiv

Eine vollständige Kompatibilität ist jedoch noch nicht gewährleistet. Dafür gibt es mehrere Gründe. MIDI wird hauptsächlich zur Steuerung von Synthesizern verwendet, und jeder Synthesizer hat seine eigene Funktionalität mit zahlreichen Filter und Optionen für zum Beispiel den Attack und den Decay von Tönen. Der MIDI-Standard sieht dies vor mit SystemexklusivNachrichten, die ein Herstellercodefeld enthalten und von den Herstellern nach eigenem Ermessen ausgefüllt werden können. Wenn solche Nachrichten an einen Drittanbieter-Synthesizer gesendet werden, werden sie ignoriert. Das Ergebnis kann akzeptabel sein oder nicht.

Erweiterungen

Im Laufe der Jahre haben Verbesserungen des Standards zu verschiedenen Verfeinerungen geführt. Dies hat auch die Anzahl der Anwendungen über das hinaus erweitert, wofür MIDI ursprünglich gedacht war.

GS, XG und GM2

Schnell wurde klar, dass die Auswahl von 128 Instrumenten begrenzt war. So kam Roland auf Allgemeine Norm, oder GS, um zusätzliche Sounds, Drumkits und Effekte hinzuzufügen. Diese zusätzlichen Optionen sind über eine 'Bank Select'-Anweisung zugänglich.

Yamaha folgte 1994 mit dem Erweitertes General MIDIStandard oder XG, mit ähnlichen Erweiterungen. Sowohl das GS- als auch das XG-Standardangebot Abwärtskompatibilität, sind aber untereinander nicht austauschbar. Die Erweiterungen sind von anderen Herstellern noch nicht weit verbreitet, werden aber von verschiedener Software unterstützt.

Der GM2-Standard kam 1999 heraus und bietet auch Abwärtskompatibilität mit GM, erhöht jedoch die Polyphonie auf 32 Stimmen und fügt dem Standard mehrere Controller und Anweisungen hinzu.

Stimmung

Die meisten Synthesizer verwenden gleiches Temperament. Der MIDI Tuning Standard (MTS) wurde 1992 eingeführt und fügt eine Alternative hinzu Stimmungen und mikrotonale Stimmung oben. Hersteller sind nicht verpflichtet, diesen Standard zu unterstützen. Auch eine Teilförderung ist zulässig.^[4]

Zeitcode

EIN Sequenzer kann ein MIDI-System über seine interne Clock steuern, aber wenn das System mehrere Sequenzer enthält, müssen diese auf eine gemeinsame Clock synchronisiert werden. MIDI-Timecode (MTC) implementiert SysEx-Befehle, die speziell für Timing-Zwecke entwickelt wurden, und ist mit dem SMPTE-Timecode-Standard austauschbar. Dieses SMPTE-Timecode basiert auf Bildern pro Sekunde und ist unabhängig vom Tempo. MTC enthält Positionsinformationen und kann sich selbst anpassen, wenn Synchronisationsprobleme auftreten.

Anwendungen

Die häufigste Verwendung von MIDI besteht darin, dass der Computer über eine MIDI-Schnittstelle Nachrichten an einen oder mehrere Synthesizer oder Module sendet. EIN MIDI-Schnittstelle ist ein Gerät, das an den Computer angeschlossen wird, um den Computer mit mehreren MIDI IN- und OUT-Anschlüssen auszustatten.

Aber es ist nicht nötig pc MIDI verwenden. In ähnlicher Weise kann MIDI auch verwendet werden, um die Benutzeroberfläche zu steuern (a MIDI-Controller), mit denen sich ein Musiker auseinandersetzen muss, mit einem separaten Modul, das die MIDI-Meldungen in Klang wie ein Mobiltelefon umwandelt. Es gibt nicht nur MIDI-Keyboards, sondern auch MIDI-Gitarren und MIDI-Saxophone.

Es ist möglich Noten direkt in eine MIDI-Datei, indem Sie die Noten eingeben oder die Partitur einscannen. Normalerweise bieten solche Bearbeitungsprogramme die Möglichkeit, MIDI-Dateien in musikalischer Notation zu drucken.

Konvertieren von digitalen Tondateien, z. B. der Musik, die auf einem CD Zustand, im MIDI-Format ist theoretisch möglich (mit Spektrumanalyse), aber sehr aufwendig, weil es ein Programm erfordert, das Instrumente erkennen kann. MIDI-Dateien eignen sich sehr gut, um die Arbeit eines "lebenden" Pianisten aufzunehmen. Mit MIDI, einem besonderen realen Klavier – mit Strings – gesteuert werden. So erhalten Sie eine Elektronik Pianola. Ein Beispiel dafür ist die Disklavier von Yamaha.

MIDIProgrammänderungBefehle werden auch verwendet, um Parameter von programmierbaren Effektgeräten und Instrumentenverstärkern zu ändern. Die Lichtshow kann auch mit MIDI gesteuert werden, obwohl es DMX-512Protokoll ist speziell dafür ausgelegt.

Der durchschnittliche PC-Benutzer benötigt kein MIDI-Interface, um MIDI zu verwenden. Aus dem Internet heruntergeladene MIDI-Dateien können beispielsweise mit dem QuickTime-Player oder Windows Media Player werden über die interne Musikkarte abgespielt, die mittlerweile bei den meisten Computern Standard ist. In der Regel entsprechen solche Karten General MIDI.

Einschränkungen

Aufgrund der Geschwindigkeit von 31,25 kbit/s dauert das Senden einer einzelnen 3-Byte-MIDI-Nachricht etwa 1 Stunde. Millisekunde. Dadurch können Noten nie absolut gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden. Normalerweise ist diese winzige Verzögerung nicht hörbar, aber wenn eine "volle" multitimbrale Orchestrierung über ein einziges MIDI-Kabel gesendet wird, können sie störend werden. Die Töne kommen dann einfach nicht zum richtigen Zeitpunkt, sodass beispielsweise die Rhythmussektion nicht mehr straff auf den Beat spielt. Fehlt dieser Ton, kann dieser Ton weiterlaufen, bis der Synthesizer manuell zurückgesetzt wird, was natürlich sehr störend ist während einer Live-Performance.

Hardware-Transport

Neben dem ursprünglichen 5-poligen DIN-Stecker wurden auch alternative Anschlüsse eingeführt, die dieselben MIDI-Daten übertragen. Dies sind USB, IEEE 1394 (auch FireWire genannt) und Ethernet.

MIDI über USB wurde populär, als PC-Ports von Computern verschwanden. Viele Betriebssysteme wie Linux, Windows und Mac OS unterstützen das MIDI-Protokoll durch hinzugefügte Treiber.

1999 stellte Yamaha die mLANProtokoll. Es wurde als lokales Netzwerk für Musikinstrumente mit FireWire als Transportschicht entwickelt. mLAN wurde für mehrere MIDI-Kanäle zusammen mit digitalem Mehrkanal-Audio, Dateiübertragung und Timecode entwickelt.^[5] mLAN wurde in einer Reihe von Yamaha-Produkten verwendet, wie z. B. Mischpulten und dem MotivSynthesizer, aber ab 2007 kamen keine neuen mLAN-Produkte auf den Markt.

Die drahtlose MIDI-Übertragung war bereits in den 1980er Jahren verfügbar und ist ein System, bei dem MIDI-Daten über einen Sender und Empfänger übertragen werden können.

Einige Geräte verwenden einen Standard 3,5 mm Klang zum Übertragen von MIDI-Daten, wie zum Beispiel dem Korg Electribe 2 und dem Arturia Beatstep Pro.

Externer Link

• (und) Detaillierte Beschreibung des MIDI-Protokolls auf Harmony Central

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