Стандарт MIDI

Аппаратное и программное обеспечение для работы со звуком тесно связано с понятием MIDI.Эта аббревиатура расшифровывается как Musical Instrument Digital Interface— цифровой интерфейс музыкальных инструментов, представ­ляющий из себя систему требований к аппаратным и программным средствам создания и обработки звуковой продукции.

Как международный стандарт система MIDI была принята в 1983 г. на конфе­ренции Национальной Ассоциации производителей музыкальной аппаратуры (National Association of Music Manufacturers), в которой участвовали ведущие фирмы-производители электронной музыкальной аппаратуры, такие как Roland, Yamaha, E-mu, Oberheim, Korg и др.

По сути MIDI представляет собой универсальный интерфейс, позволяющий элементам звукового тракта обмениваться между собой самой разнообразной информацией.

Принцип MIDI состоит в том, что любые действия (нажатие клавиши на клавиатуре, манипулирование фейдером громкости на микшере, управление Регулятором глубины эффекта в процессоре и т.д.) кодируются и описываются помощью цифр. Оперируя набором стандартизированных MIDI-команд (сообщений), система управляет всем комплексом приборов воспроизведения и

работки звука. Таким образом, поток MIDI-сообщений представляет собой как бы «слепок» с действий исполнителя, сохраняя присущий ему стиль исполне­ния — динамику, технические приемы и т.п.

Каждое MIDI-сообщение представляет собой число, определяющее некото­рое действие и содержащее дополнительные численно выраженные характерис­тики этого действия. Например, действие «включить ноту», отвечающую следу, ющим характеристикам: «нота Е4», «скорость нажатия клавиши — 127». Полу­чивший такую команду синтезатор начнет воспроизведение указанной ноты и прекратит его только тогда, когда поступит следующая команда — «выключить ноту, обладающую указанными характеристиками».

Выполнение команд может осуществляться как в реальном времени (напри­мер, при игре на синтезаторе), так и с помощью запрограммированной последо­вательности команд или секвенции.Для работы с последовательностью MIDI-команд созданы специальные устройства, имеющие как аппаратное, так и вирту­альное воплощение — секвенсеры.

В их функции входит запись и воспроизведение MIDI-партитур, отображе­ние их в различных вариантах, редактирование как нот (транспонирование (transposition), квантование (quantization), сдвиг фрагмента (sliding) и т.п.), так и управляющих событий — смены инструментов, генерации серий значений кон­троллеров, имитирующих движение регуляторов, вставки SysEx и т.п.

Существует несколько типов MIDI-информации, описывающих различные типы операций.

• При нажатии клавиши на динамической MIDI-клавиатуре производятся три сообщения, которые описывают исполнение ноты: Pitch (высота ноты), Velocity (скорость нажатия клавиши) и Duration (длительность). Эти сооб­щения могут передаваться по одному из каналов в звуковой модуль, а могут направляться и в секвенсер, который запишет их в определенное место ком­позиции. Такая группа сообщений, привязанная к одному из моментов вре­мени композиции и каналу называется Event (Событие).Надо четко пони­мать разницу между сообщением и событием. Устройства в MIDI-системе обмениваются сообщениями, но как только эти сообщения записываются в секвенсер, они получают два дополнительных параметра — время воспроиз­ведения и номер канала — и становятся событиями.

• Контроллеры (Controllers)— средство управления любыми параметрами MIDI- оборудования. С помощью контроллеров можно посредством сек-венсера управлять эквалайзерами, усилителями, процессорами эффектов и т.д. Также с помощью контроллеров управляют различными параметра­ми синтезаторов типа громкости или панорамы выбранного канала. Стан­дарт MIDI предусматривает наличие 127 контроллеров, каждый из кото­рых может принимать значения от 0 до 127. Но реально из них использует­ся не более 20. Самые главные из них — это Volume (громкость), Pan (пано­рама) и Modulation (модуляция).

• SysEx.Как и контроллеры, этот тип сообщений предназначен для управле­ния различными параметрами синтезаторов или другого студийного обору­дования. Однако SysEx «персонифицированы», то есть они работают толь­ко в пределах одного конкретного устройства. Если контроллеры чаще все­го используются в стандартных ситуациях (указать громкость и панораму на канале, выставить уровень посыла на эффекты, изменить частоту среза и резонанс фильтра и т.д.), то для управления процессорами эффектов, «глу­бинными» параметрами синтеза или операциями по обслуживанию инстру­мента применяются SysEx.

Помимо стандартов на аппаратную часть и характер сигналов существуют стандарты на наборы синтезируемых музыкальных инструментов (тембров) и системы их нумерации. Ведущие фирмы-производители вводят эти дополнитель­ные стандарты для того, чтобы партитура музыкального произведения (пред­ставленная в виде последовательности MIDI-сообщений) без изменения перено­силась на любой синтезатор, поддерживающий этот стандарт, и звучание партиту­ры было аппаратно-независимым.

Так, стандарт GM (General MIDI),разработанный фирмой Roland, регламен­тирует набор тембров (набор инструментов в музыкальных синтезаторах) и явля­ется на настоящее время основным MIDI-стандартом, совместимость с которым обязательна для любых музыкальных устройств — компьютерных звуковых карт, звуковых модулей, электронных синтезаторов и т.д. В соответствии с этим стандар­том GM-синтезаторы должны иметь 128 мелодических инструментов с возможно­стью воспроизведения звуков разной высоты в каналах 1 -9 и 11 -16, а также 46 удар­ных инструментов на 10-м канале. За всеми инструментами закреплены номера. General MIDI имеет подвиды:

• Basic MIDI (используются каналы 13-16, ударные — в 16-м канале),

• Extended MIDI (используются каналы 1-10, ударные — в 10-м канале).

• GS (General Sound) — расширение General MIDI (стандарт фирмы Roland). У стандарта GM есть единственная более-менее равноценная альтернати­ва — стандарт XG (extended General), разработанный фирмой Yamaha для попу­лярных во всем мире синтезаторов Yamaha и компьютерных звуковых карт (см. ниже описание карт Yamaha DB и SW1000). Он представляет собой дальнейшее Расширение GM и GS в сторону увеличения количества банков и инструментов в памяти и количества эффектов.

Для хранения MIDI-партитур на носителях данных разработаны форматы SMF (Standard MIDI File — стандартный MIDI-файл) трех типов:

0 — непосредственно MIDI-поток в том виде, в каком он передается по интерфейсу;

1— совокупность параллельных «дорожек», каждая из которых обычно представляет собой отдельную партию произведения, ис­полняемую на одном MIDI-канале;

2 — совокупность нескольких произведений, каждое из которых состоит из

нескольких дорожек.

В основном применяется формат 1, позволяющий хранить одно произведе­ние в файле.

Кроме MIDI-событий, файл содержит также «фиктивные события» (Meta Events), используемые только для оформления файла и не передаваемые по ин-терфейсу-информация о метрике и темпе, описание произведения, названия партий, слова песни и т.п.