Mikä on MIDI?

Soitinten keskustelu

MIDI-tiedostot ovat hiljattain alkaneet tulla kaikkien kuluttajien ihmeteltäviksi uusimpien matkapuhelinten soittoäänien ominaisuudessa.

Soittimet alkoivat "keskustella" 1980-luvulla, ja muodostivat elektronisen musiikin vallankumouksen. Soitin voi "sanoa" toiselle: "Soita keski-C noin 60% voimakkuudella, ja sitten E4 hieman lujempaa". Toinen soitin "kuuntelee" näitä komentoja ja soittaa nuotit järjestyksessä aina, kun ymmärtää kieltä jota käytetään. Tätä kieltä - joka on yhteinen kaikille sähköisille soittimille - kutsutaan nimellä MIDI, joka on lyhenne sanoista Musical Instrument Digital Interface, "musiikki-instrumenttien digitaalinen rajapinta".

Vaikka soittimet osaavatkin nyt keskustella, niillä ei silti ole omaa tahtoa. Niiden tahtona toimii käyttäjä, muusikko. Soittimet siis vain "kääntävät" soiton MIDI-kielelle. MIDIstä on tullut perustermi musiikkimaailmassa. Se on yleisin ominaisuus tämän päivän soittimissa.

MIDI-tiedosto

Ns. MIDI-tiedostot (.mid) sisältävät sarjan MIDI-kielisiä komentoja, sekä tietysti niitä järjestyksessä pitävän aikainformaation. Tiedostoa toistava ohjelma (tai laite) lähettää komennot oikeassa tahdissa syntetisaattorille, joka puolestaan tuottaa varsinaisen äänen komentojen perusteella.

MIDI-tiedostot ovat hiljattain alkaneet tulla kaikkien kuluttajien ihmeteltäviksi uusimpien matkapuhelinten soittoäänien ominaisuudessa. MIDI-tiedostot ovat kuitenkin jo yhtä vanha keksintö kuin itse MIDIkin, ja niitä on alunperin käytetty sekvensserillä taltioidun musiikin tallentamiseen.

MIDIn sovellutuksia

MIDI yleistyi melko lyhyellä aikavälillä, koska sitä on voitu käyttää monenlaisissa tilanteissa. MIDIn syntyessä tämä tosin tarkoitti lähinnä syntetisaattoreiden ja niiden ohjaamiseen käytettyjen sekvenssereiden yhdistämistä. Ajan myötä mukaan ovat tulleet myös muut soittimet, kuten kitara, viulu ja puhaltimet.

MIDI tarjoaa mahdollisuuksia myös täysin uudenlaisille musiikin ilmaisutavoille. MIDI-soittimena voi olla vaikka datakäsine, joka lukee käden liikkeitä ja muuttaa ne musiikilliseksi tiedoksi: nuoteiksi ja ohjainkäskyiksi. MIDI-laite voi vaikkapa tulkita digitaalisen lämpömittarin ihmisen iholta mittamia lukemia ja muuttaa niiden perusteella soivan kappaleen tempoa.

MIDI ei myöskään rajoitu enää pelkän musiikin alueelle, vaan erillisen MIDI Machine Control eli MMC-koodin avulla midisekvensseri voi ohjata vaikkapa valoshow'ta ja muuta lavatekniikkaa.

Kaksi soitinta yhdessä

Jos esimerkiksi sähköpiano kytketään syntetisaattoriin, joka asetetaan käyttämään jousiääntä, saadaan aikaan massiivinen orkesteritausta vain soittamalla pianoa. Toinen mielenkiintoinen tilanne voisi olla esimerkiksi mahdollisuus soittaa MIDI-kitaralla pianoa, tai soittaa MIDI-viululla rumpuja. Vastaavanlaisia esimerkkejä voisi keksiä paljonkin, mutta niitä saadaan aikaan myös yhdellä multitimbraalisella syntetisaattorilla. Kahden soittimen yhdistäminen em. tavavlla on yksinkertaisin MIDIn sovellutus.

MIDI käytännössä

MIDI kytkentä, jossa MIDI-soittimen OUT-portti on yhdistetty toisen soittimen IN-porttiin. MIDIn käyttö on hyvin yksinkertaista. Soittimen takaa löytyy yleensä seuraavanlaisia liittimiä: MIDI IN, MIDI OUT, ja usein myös MIDI THRU. Nämä ovat MIDIn korvat ja suu. Fyysisesti viestit kulkevat soittimen MIDI OUT-portista kaapelin välityksellä toisen soittimen MIDI IN-porttiin. MIDI kaapelin liittimessä on viisi pinniä, jotka käyvät soittimen MIDI-liittimeen.

Miksi sitten tarvitaan kolme porttia? MIDI IN "kuuntelee" MIDI viestejä, joka on siis MIDI viestien sisäänkäynti. MIDI OUT taas "puhuu", eli lähettää MIDI viestejä. MIDI THRU on MIDI OUTin kaltainen - se lähettää viestejä - mutta se ei muodosta niitä itse, vaan se toistaa kaiken, mitä tulee sisään MIDI IN -portista.

MIDI-laitteiden ketjutus Tässä kokoonpanossa MIDI tieto lähtee liikkeelle soitin 1:n MIDI OUT-portista ja menee soitin 2:n MIDI IN-porttiin. MIDI THRU portti soitin 2:ssa toistaa siis kaiken, ja tieto jatkaa matkaansa soitin 3:n MIDI IN-porttiin. Näin voidaan ohjata siis kahta muuta soitinta yhtäaikaa, ja ketjua voi vielä jatkaa samalla tavalla. Tämä ei olisi mahdollista ilman MIDI THRU-porttia, joka mahdollistaa MIDI laitteiston laajentamisen.

MIDI ja tietokoneet

Taustaa

Tietokoneilla ei ollut paljoakaan tekemistä musiikin kanssa ennen MIDIä. MIDI teki mahdolliseksi myös tietokoneen liittämisen syntetisaattoriin (tai muihin soittimiin). Tähän käytetään yleensä tietokoneen äänikortin MIDI-ominaisuuksia tai erityisiä MIDI-kortteja.

Sekvensseri

Tietokoneen kytkentä muuhun MIDI laitteistoon Sekvensseri on ohjelma tietokoneessa (tai ulkoinen laite), jolla voi tallentaa yksityiskohtaisesti todella suuria määriä musiikkia sarjoina MIDI-käskyjä, ja muokata sitä mielin määrin.

Sekvensserin käyttö

Käytännössä sekvensserillä työskentely tapahtuu seuraavasti. Ensin koskettimistolta soitetaan ohjelmalle dataa. Soittaja voi joko pitäytyä nuoteissa ja keskittyä jälkikäteen ajoituksen korjaamiseen tai toisinpäin. Mikäli soittaminen reaaliaikaisesti ei ole mahdollista, voi turvautua askelsyöttöön, jossa jokainen nuotti soitetaan yksitellen joko koskettimistolla, tai hiirellä asettaen, ja nuotin kesto valitaan erikseen.

Soitettua tietoa voi editoida manuaalisesti erilaisissa näkymissä. Musiikkiinformaatiota voi tarkastella pelkkänä numeromerkkien kronologisena listana, perinteisinä nuotteina tai "piano -roll" näytössä palkkeina, joissa palkin sijainti pystytasossa ilmaisee nuotin korkeuden, sijainti vaakatasossa alun ja pituus nuotin keston. Tämän lisäksi jokaista nuottia kohden voi olla ikkunan alareunasta nouseva pylväs, joka ilmaisee voimakkuuden, jolla ääni soitetaan.

Aikakorjaus tapahtuu kvantisointitoiminnolla, jossa nuotit korjataan asetetuille aikaväleille, esimerkiksi alkamaan aina lähimmän kuudestoistaosanuotin kohdalta. Koska tämä toiminto saa kappaleen kuulostamaan toivottoman koneelliselta, on kehitetty erilaisia groove- ja antikvantisointitoimintoja, joilla nuotteihin voi taas saada lisää eloa.

Valmiit sekvenssit voi koota sekvensserille asettamalla jokaiselle raidalle yhden instrumentin stemmat. Useissa ohjelmissa voi myös koota alisekvenssejä yhden tai useamman sekvenssin alle. Kun jokaisella sekvenssillä voi olla omat tahtilajinsa ja temponsa, saa varsinkin yllä mainittuja kahta metodia yhtä aikaa soveltaen todella hämäriä polyrytmisiä kokeiluja.

Notaatio

Valmiista kappaleesta voi notaatio-ohjelman avulla tulostaa nuotit live-orkesterin soitettavaksi. Mikään notaatio-ohjelma ei ole täydellinen, joten käsityötä tarvitaan hyvän jäljen aikaansaamiseksi. Eroja löytyy huomattavasti mm. käytettävissä olevien merkkien ja vapaan muokattavuuden suhteen. Joihinkin ohjelmiin voi myös itse lisätä merkkejä ja usein käyttämiään kirjallisia fraaseja. Sanojen kirjoitus onnistuu myös useimmissa ohjelmissa.

Tietokone ja syntetisaattori

Joillekin syntetisaattoreille on tehty eräänlaisia kirjasto-ohjelmia. Niiden avulla tietokoneen muistiin voi tallentaa syntetisaattorin instrumentteja MIDI-väylää pitkin. Sekvensserin aliohjelmana toimiessaan kirjasto-ohjelma voi liittää instrumentit tallennettavan kappaleen yhteyteen siten, että kappaleen ladatessaan sekvensseri automaattisesti lähettää käytetyt soittimet syntetisaattorille.

Joissain syntetisaattoreissa ääniin perinpohjaisesti kajoaminen on mahdotonta ja ainoastaan valmiita instrumenttejä voi muokata. Toisissa laitteissa taas editoinnin vaikeus ja epäselvyys tekevät instrumenttien muokkaamisesta arvontapelin. Parhaimmillaan laite antaa käyttäjälle suoran pääsyn kaikkiin muistiin samplattuihin aaltomuotoihin - joita saisi olla useita - ja sallii useamman aallon yhdistämisen.

On myös olemassa kirjasto-ohjelmien ominaisuuksia sisältäviä editointi ohjelmia, joilla pystyy helposti muokkaamaan kaikkia syntetisaattorin parametrejä. Tällaiset ohjelmat ovat kuitenkin (ainakin toistaiseksi) täysin laitekohtaisia, koska äänen muokkaamiseen ei ole juurikaan mitään standardia, ja se olisi teknisesti melko vaikea toteuttaa.

Kun basso muuttuu tuubaksi...

General MIDI-logo Haluttaessa sekvensserit tallentavat tiedostoihinsa sen instrumentin numeron, jolla kukin stemma on soitettu. Kun tällaisen kappaleen sitten laittaa levitykseen, saattaa bassorummusta tulla tuuba, jos kappaletta toistetaan erimerkkisellä syntetisaattorilla. Ongelman ratkaisuksi on kehitetty General MIDI, eli GM -standardi, jossa numeroille 1-128 on määrätty tietyt instrumentit, esimerkiksi ensimmäinen instrumentti on aina piano.

Mikään ei tietenkään estä syntetisaattorivalmistajia lisäämästä instrumenttien määrää yli 128:n, joten toisista "soundipankeista" saattaa löytyä persoonallisempia ääniä, kuin General MIDIn määrittelemistä perusäänistä. GM-logon löytyminen syntetisaatorin kyljestä takaa ainakin MIDIn toiminnan ja perusäänien löytymisen.

GS-logo Esimerkiksi Roland on kehittänyt General MIDIn laajennuksen, Roland GS-standardin. Se on siis kaikki, mitä GM on, mutta se määrittelee enemmän instrumentteja, mahdollistaa muokkauksen ja monia muita lisäyksiä, kuten esimerkiksi kaiun (reverb) ja laajasointi (chorus) efektit. On myöskin hieman valitettavaa, että eräät PC äänikorttien valmistajat väittävät tukevansa GS-standardia, mutta ne ovat aina enemmän tai vähemmän epäyhteensopivia. Usein niistä puuttuu juuri äänen muokkaustoiminnot.

MIDI pintaa syvemmältä

Mitä midikaapelissa oikein liikkuu? Midikaapelissa data liikkuu sarjamuotoisena noin 31.25kbps nopeudella. Data on käytännössä erilaisia MIDI-komentoja, kuten Note On, Note Off, Control Change, Program Change yms.

Tässä sitten sitä mididataa sellaisille, joita kiinnostaa ja jotka tästä jotain ymmärtävät :^)

Esimerkki 1

92 3E 5F
9n on Note On -komento, jossa n=midikanava. Kun 2H=2, 3EH=62 ja 5FH=95, tämä on siis Note On komento midikanavalla 3, nuotti 62 (=D4), voimakkudella 95.

Esimerkki 2

CE 49
CnH on Program Change ja n=midikanava. Kun EH=14 ja 49H=73, tämä on Program Change komento midikanavalla 15, soundi 74 (Huilu (GM/GS))

Esimerkki 3

F0 41 10 42 12 40 01 30 07 08 F7
Tämä SysEx komento vaihtaa Roland GS syntetisaattorin Reverb Macroksi Pan Delayn.

F0 SysEx status
41 Valmistajatunnus (41H=Roland)
10 Laitetunnus (yleensä 10H, voi olla 00H-1FH)
42 Mallitunnus (42H=GS)
12 Komentotunnus (DT1, Data set 1)
40 Osoitteen MSB: lähetettävän datan alkuosoitteen ylempi tavu
01 Osoite: lähetettävän datan alkuosoitteen keskimmäinen tavu
30 Osoitteen LSB: lähetettävän datan alkuosoitteen alempi tavu
07 Data: tässä se mitä lähetetään (vain yksi tavu! :)
08 Tarkistussumma
F7 EOX (End Of Exclusive)

Lähde

Tämän sivun sisältöä on viimeksi muutettu: 20.1.2004 klo 18:43:57