Il protocollo general midi

Il protocollo general midi: Il linguaggio che ha rivoluzionato la musica

Il protocollo general MIDI ha rivoluzionato il modo di fare musica: da quando è stato introdotto si è diffuso fino ad imporsi come protagonista irrinunciabile nella produzione musicale.

Cos’è il Protocollo General MIDI?

Midi è l’acronimo di Musical Instrument Digital Interface (Interfaccia Digitale per Strumenti Musicali) ed indica il linguaggio standard di comunicazione utilizzato per scambiare informazioni tra strumenti musicali.

Il protocollo Midi fu introdotto nel 1983 da un consorzio di produttori di strumenti musicali elettronici, per consentire a diverse apparecchiature, prodotte da costruttori differenti, di comunicare tra loro.

Il protocollo altro non è che un elenco di regole per lo scambio di informazioni.

Il protocollo MIDI non contiene informazioni sull’audio: è completamente differente dai formati Wave o Aiff.

Possiamo immaginarlo come al rullo di carta forata utilizzato negli autopiano, ovvero, un insieme di istruzioni sui tasti (note) da suonare, quando suonarli, sulla durata ecc.

Quando e perché usare il protocollo MIDI?

Lo si può usare quando si vuol far suonare uno strumento senza agire direttamente sui suoi comandi, ossia pilotandolo a distanza.

Grazie al protocollo MIDI è possibile utilizzare il PC per far suonare contemporaneamente più tastiere, una drum machine, un campionatore e cambiare gli effetti in tempo reale.

Il protocollo Midi, viene utilizzato anche quando si vuole realizzare un arrangiamento di un brano, ma non si dispone di tutti gli strumenti musicali necessari.

Utilizzando una tastiera MIDI ed un software sequencer, si può registrare una alla volta tutte le tracce di un brano musicale.

Il cavo MIDI

La trasmissione dei dati avviene attraverso degli appositi cavi, detti semplicemente cavi MIDI, dotati di connettori di tipo DIN a cinque poli.

In realtà, solo tre di questi vengono effettivamente utilizzati: due per il segnale ed un altro per la massa.

MIDI

Schema di connessione del connettore MIDI

La lunghezza massima consigliata per il cavo Midi è di 15 metri. Cavi più lunghi potrebbero portare ad una significativa degradazione del segnale; motivo per cui, si utilizzano cavi di lunghezza di 5 o 10 metri massimo.

La trasmissione dei dati lungo il cavo avviene in modo seriale: i dati vengono trasmessi uno alla volta (in fila indiana per intenderci).

Quindi, non ci sono avvenimenti veramente contemporanei (musicalmente, nel protocollo general MIDI non esistono accordi nel senso proprio del termine, ma solo arpeggi molto veloci).

Tuttavia, il tempo di trasmissione è talmente veloce che l’orecchio umano non percepisce questa brevissima latenza.

Il tempo di trasmissione utilizzato dal protocollo MIDI, infatti, è di circa mille messaggi al secondo, velocità sufficiente a garantire il funzionamento in tempo reale, nella maggior parte dei casi.

L’interfaccia MIDI

L’interfaccia MIDI, è il mezzo che permette di collegare vari strumenti tra loro.

Il computer non dispone di connessioni MIDI, quindi è necessario aggiungerle.

Per far ciò si utilizza un adattatore collegato ad una presa USB, oppure una scheda inserita in uno slot PCI.

Questo adattatore viene definito come interfaccia MIDI.

Alcune interfacce sono delle complete unità computerizzate che dispongono di una memoria programmabile e svariate connessioni.

IN, OUT e THRU

Gli strumenti MIDI possono essere dotati di tre tipi di porte alle quali collegare i cavi: le porte In, Out e Thru.

Le porte In, sono quelle che abilitano un dispositivo MIDI a riceve dati.

In genere uno strumento MIDI è dotato di una sola porta In, a volte più di una; nel caso lo strumento non sia in grado di ricevere istruzioni, ma solo di inviarle, non presenta nessuna porta In

Le porte Out sono quelle, invece, che permettono ad uno strumento MIDI di inviare tutti i dati da esso generati.

Anche in questo caso possono essercene più di una o nessuna.

La porta Thru, abbreviazione di through (attraverso), ha la funzione di ritrasmettere i dati che il dispositivo riceve in ingresso.

Attraverso questa porta il dispositivo invia una copia dei dati ricevuti, affinché possano raggiungere un altro strumento: in questo modo possono essere realizzate le cosiddette catene MIDI.

Protocollo Midi

Catena MIDI

È necessario sottolineare che, sono solo i dati ricevuti dalla porta In ad essere trasmessi attraverso la porta Thru, mentre i dati generati dall’unità vengono trasmessi esclusivamente grazie alla porta Out.

Strumenti Master e Slave

Lo strumento Master è quello che invia i dati (che dà le istruzioni); quello che li riceve, ossia che esegue i compiti indicati è lo strumento Slave.

Messaggi MIDI

Essendo un sistema digitale, il protocollo general MIDI è basato su codici numerici.

I dati trasmessi sono raggruppati in quelli che vengono chiamati messaggi MIDI.

I messaggi sono costituiti da alcuni byte suddivisi in Status Byte e Data Byte.

Lo Status Byte è la parte del messaggio che dichiara a quale tipo di istruzione si riferisce il messaggio: l’inizio di una nota o una variazione di un controllo (Pitch Bend, la pressione di un pedale Sustain, Expression ecc).

Il Data Byte, invece, trasporta l’effettiva informazione su ciò che deve accadere: quale tasto deve suonare, di quanto deve variare il Pitch Bend ecc.

I canali

I canali vengono utilizzati per separare le varie unità (un synth, un modulo sonoro, un campionatore), in una catena MIDI; consentendo di trasmettere un arrangiamento completo da un audio sequencer ai vari strumenti, in modo tale che una unità suoni il basso, un’altra il piano etc… evitando che tutte le unità suonino insieme la stessa parte.

Ognuna delle parti del brano viene trasmessa su un singolo canale e ogni strumento viene impostato sul canale corrispondente alla parte che dovrà suonare.

Originariamente i canali erano solo 16; oggi molti sequencer e strumenti lavorano con 32 o più canali.

Uno strumento multitimbrico può ricevere su più canali contemporaneamente, così da poter suonare più parti con suoni diversi.

I Modi MIDI

Omni On/Off e Poly/Mono sono i cosiddetti modi MIDI.

Un’unità settata su Omni On riceve su tutti i canali indistintamente: la funzione di ricevere solo su specifici canali viene disabilitata.

L’unità settata su Omni Off risponde solo ai messaggi inviati sul canale impostato: questo è il modo “normale”.

I modi Poly e Mono, si riferiscono alla possibilità di utilizzare o meno la polifonia dello strumento (Uno strumento polifonico è quello in grado di riprodurre più note contemporaneamente).

Le istruzioni

Tra le istruzioni contenute nei messaggi del protocollo MIDI, ecco elencate le più importanti:

  • Note On e Off: fanno rispettivamente iniziare e smettere di suonare una nota musicale (equivalgono alla pressione di un tasto su una tastiera).
  • Velocity: indica con quanta forza (o più propriamente velocità) un tasto viene premuto o rilasciato.
  • Aftertouch: si riferisce alla ulteriore pressione esercitata sul tasto di una tastiera mentre viene tenuto premuto.
  • Pitch Bend: è usato per introdurre variazioni in altezza nella nota suonata.

Ci sono poi le istruzioni di Program Change che fanno cambiare suono o programma allo strumento ricevente.

Program Change MIDI

Program Change

Control Change, danno le informazioni di espressione, quali il pedale, il pan, il volume, la quantità di effetti ecc.

Control Change MIDI

Control Change

Infine ci sono una serie di messaggi di sistema, relativi ad esempio alla sincronia, tra i quali va segnalato il System Exclusive: è un tipo di messaggio proprietario per ogni produttore, tramite il quale è possibile inviare messaggi particolari ad uno strumento (ad esempio dati relativi ai banchi di suoni).

Il Pulsante Panic

Può capitare che, per un errore di trasmissione, a un messaggio di Note On non segua il corrispondente Note Off.

In questo caso la nota non viene interrotta e continua a suonare all’infinito.

Il pulsante Panic invia un messaggio di All Notes Off su tutti i canali.

Se anche il tasto Panic risultasse inefficace, bisognerà inviare separatamente i messaggi di Note Off per tutte le note su tutti i canali.