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MIDI são as siglas do (Interface Digital de Instrumentos Musicais). Trata-se de um protocolo de comunicação serial regular que permite aos computadores, sintetizadores, secuenciadores, controladores e outros dispositivos musicais electrónicos se comunicar e compartilhar informação para a geração de sons.
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Generalidades
Esta informação define diversos tipos de dados como números que podem corresponder a notas particulares, números de patches de sintetizadores ou valores de controladores. Graças a esta simplicidad, os dados podem ser interpretados de diversas maneiras e utilizados com fins diferentes à música. O protocolo inclui especificações complementares de hardware e software.
Permite por exemplo reproduzir e compor música neste formato. Caracteriza-se pela ligereza dos arquivos, podendo armazenar-se multidão de melodias complexas, como as de música clássica tocadas com vários instrumentos, em muito pouca memória.
História
O repentino início dos sintetizadores analógicos na música popular dos anos 1970 levou aos músicos a exigir mais prestações de seus instrumentos. Interconectar sintetizadores analógicos é relativamente fácil já que estes podem se controlar através de osciladores de voltaje variável.
O aparecimento do sintetizador digital no final da mesma década trouxe consigo o problema da incompatibilidad dos sistemas que usava a cada companhia fabricante. Deste modo fazia-se necessário criar uma linguagem comum acima dos parámetros que a cada marca ia gerando ao longo do desenvolvimento dos diferentes instrumentos electrónicos postos a disposição dos profissionais do sector.
O regular MIDI foi inicialmente proposto em um documento dirigido à Audio Engineering Society por Dave Smith, presidente da companhia Sequential Circuits em 1981 . A primeira especificação MIDI publicou-se em agosto de 1983 .
Cabe aclarar que MIDI não transmite sinais de audio, senão dados de eventos e mensagens controladores que se podem interpretar de maneira arbitrária, de acordo com a programação do dispositivo que os recebe. Isto é, MIDI é uma espécie de "partitura" que contém as instruções em valores numéricos (0-127) sobre quando gerar a cada nota de som e as características que deve ter; o aparelho ao que se envie dita partitura transformá-la-á em música completamente audible.
Na actualidade a grande maioria dos criadores musicais utilizam a linguagem MIDI a fim de levar a cabo a edição de partituras e a instrumentação prévia à gravação com instrumentos reais. No entanto, a perfección adquirida pelos sintetizadores na actualidade leva à utilização de forma directa nas gravações dos sons resultantes do envio da partitura electrónica a ditos sintetizadores de última geração.
Hardware
Boa parte dos dispositivos MIDI são capazes de enviar e receber informação, mas desempenham um papel diferente dependendo de se estão a receber ou enviando informação; também depende da configuração do programa ou programas que pode usar dito dispositvo. O que envia as mensagens de activação se denomina Mestre (do inglês master, ou ‘amo’) e o que responde a essa informação, Escravo (slave).
Aparelhos
Os aparelhos MIDI podem-se classificar em três grandes categorias:
- Controladores: geram as mensagens MIDI (activação ou desativação de uma nota, variações de tom, etc). O controlador mais familiar aos músicos tem forma de teclado de piano, ao ser este instrumento o mais utilizado à hora de compor e interpretar as obras orquestales; no entanto, hoje em dia construíram-se todo o tipo de instrumentos com capacidade de transmissão via interface MIDI: guitarras, parches de percussão, clarinetes electrónicos, inclusive gaitas MIDI.
- Unidades generadoras de som: também conhecidas como módulos de som, recebem as mensagens MIDI e os transformam em sinais sonoras (recordemos que MIDI não transmite audio, senão pacotes de ordens em formato numérico).
- Secuenciadores: não são mais que aparelhos destinados a gravar, reproduzir ou editar mensagens MIDI. Podem desenvolver-se bem em formato de hardware, bem como software de computador, ou bem incorporados em um sintetizador.
Estes são os três grandes tipos de aparelhos MIDI. Ainda assim, podemos encontrar no mercado aparelhos que reúnem dois ou três das funções descritas. Por exemplo, os órgãos electrónicos dispõem de um controlador (o próprio teclado) e uma unidade generadora de som; alguns modelos também incluem um secuenciador.
Cabos e conectores
Um cabo MIDI utiliza um conector do tipo DIN de 5 pines ou contactos. A transmissão de dados só usa um destes, o número 5. Os números 1 e 3 reservaram-se para acrescentar funções em um futuro. Os restantes (2 e 4) utilizam-se -respectivamente- como blindaje e para transmitir uma tensão de +5 volts, para se assegurar que a electricidade flua na direcção desejada. A finalidade do cabo MIDI é a de permitir a transmissão dos dados entre dois dispositivos ou instrumentos electrónicos. Na actualidade, os fabricantes de equipas económicos e por isso, muito populares, de empresas tais como Casio, Korg e Roland têm previsto a substituição dos cabos e conectores MIDI regulares, pelos do tipo USB que são mais fáceis de achar no comércio e que permitem uma fácil conexão aos computadores pessoais.
Conexões
O sistema de funcionamento MIDI é de tipo simplex, isto é, só pode transmitir sinais em um sentido. A direcção que tomam os sinais é sempre desde um dispositivo 'mestre' para um dispositivo 'escravo'. O primeiro gera a informação e o segundo recebe-a.
Para entender bem o sistema de conexão, devemos saber que em um aparelho MIDI pode ter até três conectores:
- MIDI OUT: conector do qual saem as mensagens geradas pelo dispositivo mestre.
- MIDI IN: serve para introduzir mensagens ao dispositivo escravo.
- MIDI THRU: também é um conector de saída, mas neste caso se envia uma cópia exacta das mensagens que entram por MIDI IN.
O formato mais simples de conexão é o formado por um dispositivo mestre (por exemplo, um controlador) e um escravo (como um sintetizador). Neste caso, o maestro disporá de um conector MIDI OUT, de onde sairão as mensagens MIDI gerados, o qual deveremos unir ao conector MIDI IN no escravo.
MIDI admite a conexão de um sozinho maestro a vários dispositivos escravos em cascata. Para esses casos utilizar-se-á MIDI THRU, unindo o maestro com uma das unidades do modo descrito anteriormente. No conector MIDI THRU dessa unidade obtém-se uma cópia das mensagens MIDI que se introduzem através de MIDI IN, pelo que esse MIDI THRU ligar-se-á com MIDI IN de outra das unidades, a isto se lhe chama Daisy Chain.
Suponhamos que um dos escravos também inclui um controlador (como um sintetizador com teclado). Este disporá de conector MIDI OUT. Nesse caso, obteremos as mensagens geradas desde controlador em MIDI OUT, enquanto as mensagens correspondentes ao controlador situado ao início da corrente aparecerão em MIDI THRU.
Por último, se dispõe-se de um aparelho secuenciador (capaz de armazenar e reproduzir informação MIDI recebida), ligar-se-á entre o controlador e a primeira unidade generadora de som. Nesse caso, o secuenciador disporá de conectores MIDI OUT e MIDI IN.
Ainda que existe a possibilidade da conexão em cascata de vários aparelhos MIDI, é verdadeiro que existe uma limitação. As características eléctricas dos conectores MIDI fazem o sinal proclive à degradação, pelo que são poucos os aparelhos que se podem ligar em cascata dantes de notar perdas apreciables de informação.
Software
A especificação MIDI inclui um aspecto de software que parte da mesma organização dos bytes.
Bytes MIDI
O byte MIDI, a diferença dos bytes regulares de oito bits dos computadores, está composto por dez bits que se enviam/recebem a uma velocidade de 31250 bits/segundo com uma tolerância de +/- 1% segundo o regular. O primeiro é o bit de início (start bit, que sempre é 0) e o último o bit de terminação (stop bit que sempre é 1). Isto com o fim de que os dispositivos MIDI possam levar a conta de quantos bytes se enviaram ou recebido. Os oito bits restantes contêm as mensagens MIDI.
Existem dois tipos de bytes: De estado -status byte- e de informação -data byte-. Diferenciam-se pelo primeiro bit: se é um 1, temos um byte de estado, e se é um 0, é um byte de dados. Ao gerar uma mensagem MIDI, por norma geral, sempre enviamos um byte de estado, que pode estar seguido de certa quantidade de bytes de dados. Por exemplo, podemos enviar uma primeira mensagem de estado "activar nota", seguido de um byte de dados informado que nota é a que se activa. Em algumas ocasiões e segundo o dispositivo midi que se trate, pode ocorrer que se ignore o byte status se é idêntico ao anterior. Por exemplo, se tocamos a tecla do de um piano mandaria:
- 1001xxxx (note on)
- 00111100 (valor 60 que corresponde à nota do central "C3")
- 0xxxxxxx (a velocidade com a que tenha sido apertada a tecla)
- Mas ao a soltar, pode ignorar o byte status e a apagar por volume (outra possibilidade é que usasse o 1000xxxx(note off) para a apagar).Isto é transmitiria só os dois seguintes bytes:
- 00111100 (valor 60 que corresponde à nota do central "C3")
- 00000000 (a velocidade zero, que indica que tem que deixar de soar essa nota)
- Ignorando assim o byte status. É mais, se novamente pulsamos a tecla do, voltaria a ignorar o byte status.
A sua vez, as mensagens de estado dividem-se em dois grupos: mensagens de canal e mensagens de sistema. As mensagens de canal enviam-se a um dispositivo específico, enquanto as mensagens de sistema são recebidos por todas as equipas.
Na seguinte tabela temos uma lista com todas as mensagens disponíveis.
| Byte estado | Descrição |
|---|---|
| 1000cccc | Desativação de nota |
| 1001cccc | Activação de nota |
| 1010cccc | Postpulsación polifónica |
| 1011cccc | Mudança de controle |
| 1100cccc | Mudança de programa |
| 1101cccc | Postpulsación monofónica de canal |
| 1110cccc | Pitch |
| 11110000 | Mensagem exclusiva do fabricante |
| 11110001 | Mensagem de trama temporária |
| 11110010 | Ponteiro posição de canção |
| 11110011 | Selecção de canção |
| 11110100 | Indefinido |
| 11110101 | Indefinido |
| 11110110 | Requerimiento de entonación |
| 11110111 | Fim de mensagem exclusivo |
| 11111000 | Relógio de temporización |
| 11111001 | Indefinido |
| 11111010 | Início |
| 11111011 | Continuação |
| 11111100 | Parada |
| 11111101 | Indefinido |
| 11111110 | Espera activa |
| 11111111 | Reseteo do sistema |
Os primeiros bytes, cujos últimos quatro bits estão marcados como "cccc", se referem a mensagens de canal; o resto de bytes são mensagens de sistema.
Dantes de explicar mais detalhadamente as características de alguns das mensagens, convém conhecer duas importantes características de MIDI: os canais e os modos.
Canais MIDI
Como se comentou anteriormente, MIDI está pensado para comunicar um único controlador com várias unidades generadoras de som (a cada uma das quais pode ter um ou vários instrumentos sintetizados que desejemos utilizar), tudo por um mesmo médio de transmissão. Isto é, todos os aparelhos conectados à corrente MIDI recebem todas as mensagens geradas desde o controlador. Isso faz necessário um método para diferenciar a cada um dos instrumentos. Este método é o denominado canal.
MIDI pode direccionar até 16 canais (também chamados vozes, ou instrumentos); por isso, ao instalar o sistema MIDI será necessário atribuir um número de canal para a cada dispositivo.
Instrumentos MIDI
Estes são os 128 instrumentos da especificação regular de MIDI, também conhecidos como GM ou "General Midi"
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Modos MIDI
Dentro do sistema MIDI, decidiu-se criar uma série de diferentes modos de funcionamento, a cada um com certas características. Dantes de vê-lo, devemos diferenciar entre os seguintes conceitos:
- Monofónico: um instrumento monofónico só pode reproduzir uma nota simultaneamente. Isto é, para reproduzir uma nova nota deve primeiro deixar de soar a anterior. Por exemplo, os instrumentos de vento são monofónicos, já que só reproduzem um único som a cada vez.
- Polifónico: um instrumento polifónico pode reproduzir várias notas simultaneamente. Um exemplo é um piano, que pode formar conformes por médio de fazer soar dois ou mais notas ao mesmo tempo.
Uma vez aclarado este aspecto, podemos resumir os modos MIDI na seguinte tabela:
| Número | Nome | Descrição |
|---|---|---|
| 1 | Omni on / poly | Funcionamento polifónico sem informação de canal |
| 2 | Omni on / gracioso | Funcionamento monofónico sem informação de canal |
| 3 | Omni off / poly | Funcionamento polifónico com múltiplos canais |
| 4 | Omni off / gracioso | Funcionamento monofónico com múltiplos canais |
Os dois primeiros modos denominam-se "Omni on". Isto se deve a que nesses modos a informação de canal está desactivar. Essas configurações reservam-se para configurações onde só utilizemos um instrumento. Os outros dois modos, "Omni off", sim admitem a informação de canal.
Mensagens de canal
Channel ou Canal; é a mensagem mais comum. Existem sete tipo de mensagens channel: - Note on - Note off - Pitch-Bend - Program change - Aftertouch - Polyphonic Aftertouch - Controle change
Controlador e unidade generadora de som
Tanto no sentido de gerar o/o som/s se autocomplementa no sentido de gravação - difusão - ao mesmo tempo com consolas preparadas e dispostas para dito sistema. Exemplo: Seja uma ou várias vozes humanas ou gerada por instrumental se compartilham mudando informação ou dados, tarefa que é realizada no sistema Midi
Controlador e várias unidades
Secuenciador
Um secuenciador é um dispositivo que permite realizar gravações de dados MIDI passo a passo onde ficam armazenados a altura MIDI (0-127) duração a nota, a velocidade (análoga à intensidade com valores de 0 a 127)o tipo de instrumentos (patch) e efeitos. Tudo isto se combina para formar o corpus de dados a emitir. Estes dados podem ser utilizados para peças de música, bem como para o controle de consolas de luzes, consolas de audio ou qualquer equipamento que interprete o protocolo MIDI e possa usar este para fins particulares.
Sintetizadores MIDI frequentes
Síntese mediante tabela de ondas
Sistemas em árvore
Veja-se também
Enlaces externos
- Introdução ao protocolo MIDI
- O site de Carlos System Autor de livros sobre MIDI
- NEMIDi Editor Midi On-line
- MIDIBOUTIQUE.com Extensa galería de projectos MIDI
