SITNA CREVCA<>
062015<><>

MIDI standard (1)

Istorija i budućnost muzike

MIDI je tehnički standard koji opisuje protokol, interfejs i konektore i dozvoljava širokom opsegu elektronskih muzičkih instrumenata, računara i drugih sličnih uređaja da se povežu i međusobno komuniciraju zarad zajedničkog cilja – stvaranja muzike.

U ovom tekstu ćemo se potruditi da pojasnimo i približimo ovu temu, koliko god je to moguće, usled specifičnosti i stručnih termina koje prate svaki tehnički standard. MIDI je skraćenica od Musical Instrument Digital Interface (digitalni interfejs muzičkih instrumenata). MIDI nosi poruke o događajima koji određuju notaciju, visinu tona (Pitch) i brzinu te kontrolne signale za parametre kao što su nivo zvuka, vibrato, audio pan (položaj u zvučnoj slici), Cue i Clock signale koji podešavaju i sinhronizuju tempo između nekoliko (MIDI) uređaja. Ove poruke se šalju ka drugim uređajima gde kontrolišu stvaranje, obradu ili neke druge karakteristike zvuka. Ti podaci takođe mogu biti snimljeni u hardverski uređaj ili softver na računaru koji se naziva sekvencer, koji naknadno može biti upotrebljen za editovanje tih podataka i/ili njihovu reprodukciju uz pomoć razglasnog sistema.

Prednosti MIDI-ja obuhvataju kompaktnost (cela pesma može biti kodirana u nekoliko stotina redova, što odgovara veličini od nekoliko kilobajta), lakoću modifikacije i manipulacije podataka o zvuku, kao i izboru instrumenta (ili grupe instrumenata).

Razvoj MIDI-ja

Krajem sedamdesetih godina prošlog veka, elektronski muzički instrumenti postali su prilično uobičajeni i pristupačni (ceovno) u Severnoj Americi, Evropi i Japanu. Rani analogni sintisajzeri obično su bili monofoni i kontrolisani pomoću napona putem klavijature. Proizvođači su koristili taj napon da povežu više instrumenata, tako da jedan kontroliše drugi ili celu grupu uređaja. Nažalost, takav sistem nije bio adekvatan za upotrebu sa novijim polifonim i digitalnim sintisajzerima. Neki proizvođači pravili su sisteme koji omogućavaju da se njihovi uređaji međusobno povezuju, ali su sistemi različitih proizvođača i dalje bili nekompatibilni jedni sa drugima.

Inženjeri i dizajneri sintisajzera Dejv Smit (Dave Smith) i Čet Vud (Chet Wood) iz firme Sequential Circuits osmislili su univerzalni sintisajzerski interfejs koji bi omogućavao direktnu komunikaciju među uređajima različitih proizvođača. Smit je predložio ovaj standard na AES (Audio Engineering Society) konferenciji u novembru 1981. godine. U naredne dve godine standard je prošao diskusiju i modifikacije stručne javnosti, ali i predstavnika kompanija kao što su Roland, Yamaha, Korg, Kawai, Oberheim i Sequential Circuits. Takođe, preimenovan je iz radnog naslova „univerzalni sintisajzerski interfejs” u „digitalni interfejs muzičkih instrumenata” (Musical Instrument Digital Interface). Razvoj MIDI-ja javnosti je predstavljen od strane Roberta Mouga (Robert Moog) u oktobarskom izdanju časopisa „Keyboard Magazine” iz 1982. godine. Do zimskog NAMM (National Association of Music Merchants) sajma koji se održao u januaru 1983. godine, Smit je imao spreman prototip MIDI interfejsa kojim je funkcionalno povezao svoj (Sequential Circuits) Prophet 600 (slika gore) i Rolandov analogni sintisajzer JP-6 (slika dole).

Specifikacija MIDI tehnologije standardizovana je 1983. godine od strane panela predstavnika muzičke industrije. Svi zvanični MIDI standardi se zajednički razvijaju i objavljuju od strane udruženja proizvođača MIDI-ja (MMA, MIDI Manufacturers Associations) u SAD (Los Anđeles) i udruženja AMEI (Association of Musical Electronics Industry) u Japanu (Tokijo). Godine 2012. Ikutaro Kakehaši (Ikutaro Kakehashi) i Dejv Smit dobili su Gremi nagradu za tehnička dostignuća (Technical Grammy Award) za razvoj MIDI standarda.

Uticaj na muzičku industriju

Prvenstveno, MIDI je bio primamljiv samo onima koji su želeli da koriste elektronske instrumente u produkciji popularne (pop) muzike. Standard je dozvoljavao različitim instrumentima da komuniciraju međusobno, ali i komunikaciju instrumenata sa računarima. To je značajno podstaklo ubrzani razvoj proizvodnje i prodaje elektronskih instrumenata i muzičkog softvera. Ova međusobna kompatibilnost dozvoljavala je da se pomoću jednog uređaja kontroliše drugi (ili grupa drugih), što je muzičare oslobodilo viška „hardvera”. Uvođenje MIDI-ja poklopilo se sa početkom ere personalnih računara (PC), kao i sa uvođenjem semplera, čija je mogućnost reprodukcije prethodno snimljenih zvukova omogućavala da pri živom izvođenju (na koncertu) muzičari koriste zvučne efekte koje su pre toga mogli da koriste samo u studiju, kao i na digitalnim sintisajzerima, koji su omogućavali unošenje i/ili programiranje zvukova i njihovo naknadno pozivanje pritiskom na taster ili dirku. Kreativne mogućnosti koje je MIDI tehnologija sa sobom donela u velikoj meri su zaslužne za pomoć u oživljavanju muzičke industrije osamdesetih godina prošlog veka, a edukativne tehnologije zasnovane na MIDI-ju transformisale su muzičko obrazovanje.

MIDI je uveo mnoge mogućnosti koje su izmenile način na koji muzičari rade. MIDI sekvenciranje čini mogućim komponovanje kompleksnih aranžmana bez potrebe za prevelikim znanjem iz oblasti teorije muzike (npr. muzičke notacije). Muzički nastup sa jednim ili dva člana, od kojih svaki koristi po nekoliko MIDI uređaja može da zvuči slično kao mnogo veća grupa muzičara. Troškovi unajmljivanja dodatnih muzičara za određeni projekat mogu biti umanjeni ili eliminisani, a kompleksne produkcije mogu biti realizovane na sistemima koji su mali koliko jedna MIDI radna stanica, sintisajzer sa ugrađenom klavijaturom ili sekvencer. Profesionalni muzičari tako mogu raditi u okruženju kao što je kućni studio za snimanje, bez potrebe za iznajmljivanjem profesionalnog studija za snimanje sa potrebnim osobljem. Sa pripremom (pre-produkcijom) koja se može teoretski izvršiti u bilo kakvom okruženju, umetnici mogu smanjiti troškove snimanja dolaskom u studio za snimanje sa projektom koji je već delimično urađen ili čak gotovim i spremnim za post-produkciju i mastering. Ritam sekcija i pozadinski delovi mogu biti sekvencirani unapred, i onda kasnije reprodukovani na živom nastupu. Nastupi onda zahtevaju manja prevozna sredstva za transport opreme, zahvaljujući smanjenju gabarita, manji vremenski period potreban za postavljanje i sklanjanje opreme sa bine, za šta je zaslužno smanjenje količine i raznovrsnosti opreme, kao i drugih uređaja potrebnih za proizvodnju tolike količine različitih zvukova.

MIDI poruke

MIDI poruka je instrukcija koja kontroliše neke aspekte uređaja koji je prima. One mogu biti „kanalne poruke”, koje se šalju samo preko jednog od 16 kanala i može ih primiti samo uređaj koji je podešen da na konkretno tom kanalu prima poruke, ili „sistemske poruke” koje mogu da prime svi uređaji. Postoji pet tipova ovih poruka (kanalne/sistemske): Channel Voice, Channel Mode, System Common, System Real-Time i System Exclusive.

MIDI poruke sastoje se od 8-bitnih reči (bajtova) koji se prenose serijski pri brzini od 31,25 Kbit/s. Prvi bit svake reči ukazuje na to da li je reč statusna ili podatkovna, i sledi ga sedam bita informacija. Start i Stop bit se dodaju svakom bajtu zbog Frameinga, tako da MIDI reč zahteva ukupno deset bita za prenos.

MIDI link može nositi šesnaest nezavisnih kanala podataka. Kanali su numerisani brojevima od 1 do 16, ali je njihovo binarno kodiranje zapravo urađeno ciframa od 0 do 15. Uređaj može biti konfigurisan tako da sluša samo određene kanale i ignoriše poruke poslate na drugim kanalima (Omni Off režim rada) ili može slušati sve kanale, a efektivno ignorisati adrese određenih kanala (Omni On režim rada). Može biti monofon (u startu nove Note On MIDI komande implicirana je terminacija prethodne note) ili polifon (nekoliko nota može biti oglašeno u istom trenutku, dok se ne dostigne limit polifonije tog instrumenta, dok note ne dođu do kraja opadanja envelope (Envelope Decay), ili dok ne dobije eksplicitnu MIDI Note Off komandu). Uređaji koji primaju signal(e) obično mogu biti podešeni na sve četiri kombinacije Omni Off/On i Mono/Poly režima rada.

Channel Voice poruke odašilju podatke o performansama u realnom vremenu putem jednog kanala. Primeri uključuju Note On poruke koje sadrže broj MIDI note koji određuje njen Pitch, Velocity vrednost, a koja pokazuje koliko jako je nota odsvirana i broj kanala, Note Off poruke koje završavaju note, Program Change poruke koje menjaju Patch uređaja i kontrolne promene koje omogućavaju podešavanje parametara instrumenata. Channel Mode poruke uključuju Omni, Mono i Poly Mode On i Off poruke, kao i poruke za reset svih kontrolera na njihovo predefinisano stanje ili za slanje Note Off poruka za sve note. System poruke ne uključuju brojeve kanala i primaju ih svi uređaji u MIDI lancu. MIDI Time Code je primer System Common poruke. System Real-Time poruke obezbeđuju sinhronizaciju i uključuju MIDI Clock i Active Sensing.

SysEx poruke

System Exclusive (SysEx) poruke su razlog koji doprinosi fleksibilnosti i dugovečnosti MIDI standarda. One omogućavaju proizvođačima da kreiraju svoje poruke, koje obezbeđuju kontrolu njihove opreme na način koji je temeljniji od onog koji je obezbeđen standardnim MIDI porukama. SysEx poruke su adresirane na određene uređaje u sistemu. Svaki proizvođač ima jedinstveni identifikator koji je uključen u SysEx poruke, koje pomažu da se osigura da će poruke interpretirati samo ciljani uređaj, dok će svi ostali biti ignorisani. Mnogi instrumenti takođe uključuju SysEx ID podešavanja, koja omogućavaju da dva uređaja istog proizvođača i modela budu adresirana nezavisno dok su povezana na isti sistem. SysEx poruke mogu uključivati više funkcionalnosti od onih koje osnovni MIDI standard pruža. One su obično ciljane na određeni instrument i ignorisane od svih ostalih uređaja u sistemu.

Tabela primene

Ne reaguju svi uređaji na svaku vrstu poruka koje definiše MIDI specifikacija. Tabela implementacije MIDI-ja standardizovana je od strane MMA kao način da korisnici vide kakve specifične mogućnosti svaki od instrumenata ima, ali i kako odgovara na različite poruke. Uz svaki uređaj, u dokumentaciji stiže specifična MIDI implementaciona tabela koja detaljno odgovara na moguće nedoumice i olakšava modifikacije.

Alternativni hardverski transport

Pored originalnog 31,25 kbit/s interfejsa sa strujnom petljom, transportovanog putem petopinskog DIN konektora, za iste podatke i prenos MIDI strimova u različitim oblicima korišćeni su i drugi konektori, kao što su USB, FireWire (IEEE 1394) i sada već ustaljeni Ethernet port. Neki sempleri i snimači sa hard-diskom takođe mogu prenositi MIDI podatke međusobno preko SCSI interfejsa.

XLR

Sintisajzer Octave Plateau Voyetra 8 je rana implementacija MIDI-ja sa korišćenjem tropinskih XLR konektora umesto petopinskih DIN konektora. Pojavio se u pre-MIDI periodu, ali je kasnije prerađen po MIDI standardu. Uprkos preradi, zadržao je XLR konektore za povezivanje sa drugim uređajima.

Ethernet

 
Implementacija MIDI standarda u računarskoj mreži omogućava rutiranje signala, kao i prenosni kanal širokog propusnog opsega, mogućnosti koje je trebalo da donesu alternative kao što je ZIPI (http://ow.ly/MABVC). Zaštićene implementacije postojale su još od osamdesetih godina prošlog veka, od kojih su neke za prenos koristile kablove sa optičkim vlaknima. Kako zaštićeni MIDI/IP protokoli zahtevaju plaćanje velikih suma novca za licenciranje, a ne pružaju neke naročite prednosti nad originalnim MIDI protokolom (izuzev brzine), IETF (The Internet Engineering Task Force) RTP MIDI otvorena specifikacija dobija sve veću podršku „industrije”. Mac OS podržava ovaj protokol od verzije 10.4 pa nadalje, a Windowsov drajver baziran na Appleovoj implementaciji postoji na Windowsu XP i novijim verzijama tog OS-a.

Serijski, paralelni i džojstik port

Kako su studijske postavke bazirane na kompjuterima postajale uobičajene, tako je bilo sve više dostupnih MIDI uređaja koji su mogli direktno da se povežu na računar. Oni su obično koristili osmopinski mini-DIN konektor, koji je Apple koristio za serijske i printer portove pre uvođenja plavih i belih G3 modela računara. MIDI interfejsi predviđeni za „srce” studija, kao što je Mark of the Unicorn (MOTU) MIDI Time Piece, bili su mogući zbog brzog režima rada, koji je mogao da iskoristi prednosti ovih serijskih portova (rad do dvadeset puta brži od standardne MIDI brzine). Mini-DIN portovi bili su ugrađeni u neke MIDI instrumente iz kasnih devedesetih godina prošlog veka, i omogućavali su im da se povežu direktno na računar. Neki uređaji povezivali su se preko DB-25 računarskog paralenog porta, ili preko džojstik porta koji se mogao pronaći na mnogim zvučnim kartama.

Wireless MIDI

Sistemi za bežičan prenos MIDI-ja postoje od osamdesetih godina prošlog veka. Nekoliko komercijalno dostupnih predajnika dozvoljava bežičan prenos MIDI i OSC signala preko Wi-Fi i Bluetooth veze, a XBee radio može biti iskorišćen za pravljenje bežičnog MIDI primopredajnika u DIY (Do-It-Yourself) izvedbi. iOS uređaji mogu da funkcionišu kao MIDI kontrolne površine („kontroleri”), koristeći Wi-Fi i OSC, a Android uređaji mogu da funkcionišu kao potpune MIDI kontrolne površine koristeći nekoliko različitih protokola putem Wi-Fi i Bluetooth veze.

USB (Universal Serial Bus)

Članovi USB-IF programa saglasnosti (http://ow.ly/MAk7m) su 1999. godine razvili standard za prenos MIDI-ja preko USB-a. Ovaj standard je vremenom u primeni postajao sve popularniji zahvaljujući opadanju popularnosti i finalnim izbacivanjem iz upotrebe drugih interfejsa koji su do tada primarno služili za prenos MIDI signala kod personalnih računara (kao što su serijski, džojstik port i mnogi drugi). Svi moderni operativni sistemi, kao što su Windows, Mac, Linux i iOS sadrže standardne drajvere za pružanje podrške uređajima koji koriste „USB Device Class Definition for MIDI Devices”. Neki proizvođači koriste drugačije USB MIDI interfejse, koji su dizajnirani tako da funkcionišu drugačije od specifikacije standarda te oni zahtevaju custom drajvere koje mora obezbediti sam proizvođač.

FireWire (IEEE 1394)

Kompanija Apple forsirala je FireWire interfejs tokom devedesetih godina prošlog veka. Počeo je da se pojavljuje na digitalnim video kamerama pred kraj dekade, kao i na G3 Mac modelima računara 1999. godine. FireWire je kreiran za korišćenje sa multimedijalnim aplikacijama. Za razliku od USB-a, FireWire koristi „inteligentne” kontrolere koji mogu da upravljaju prenosima podataka bez kontrole procesora. Kao i kod standardnih MIDI uređaja, FireWire MIDI uređaji mogu da komuniciraju jedni sa drugima bez povezanog računara.

mLAN (Music LAN)

Yamaha je predstavila mLAN protokol 1999. godine. Bio je zamišljen kao LAN (Local Area Network) za muzičke instrumente. Koristio je FireWire za transport, a dizajniran je za prenos nekoliko MIDI kanala zajedno sa višekanalnim digitalnim audio signalom, prenosom podataka i vremenskog koda. Ovaj protokol korišćen je u određenom broju Yamaha proizvoda, od kojih su zapaženiji digitalne miks konzole („miksete”) i Motif sintisajzer, ali i u proizvodima drugih proizvođača, kao što je PreSonus FIREstation i Korg Triton Studio. Od 2007. godine nije bilo novih mLan proizvoda.

OSC (Open Sound Control)

Open Sound Control protokol razvijen je u Centru za novu muziku i audio tehnologije (Center for New Music and Audio Technologies – CNMAT) Univerziteta u Kaliforniji, Berkli. Podržavaju ga programi kao što su Reaktor, Max/MSP i Csound, kao i neki noviji hardverski kontroleri, uključujući i Lemur enabled Input Devices (Lemur je program koji bilo koji tablet pretvara u MIDI kontroler). OSC može biti transportovan putem Ethernet konekcija širokopojasnim brzinama, ali nije prikladan kao rešenje za celi studio, zato što do danas manjka hardverske podrške i mainstream softvera. Povećana veličina OSC poruka u odnosu na MIDI poruke čine ga nepraktičnim rešenjem za mnoge mobilne uređaje, a njegove reklamirane „brzinske” prednosti nad MIDI-jem nestaju kada se radi dvosmerni prenos. OSC nije vlasnički protokol, a nije ni uređivan od strane neke organizacije za standardizaciju.

Budućnost MIDI-ja

Fleksibilnost MIDI-ja i njegovo brzo usvajanje i široka rasprostranjenost dovela je do mnogih poboljšanja standarda i omogućila njegovu primenu u svrhe za koje prvobitno nije bio namenjen. Nova verzija MIDI-ja, provizorno nazvana „HD protokol” u fazi jeusaglašavanja od 2005. godine, kada je najavljen pod imenom HD-MIDI. Novi standard nudi punu kompatibilnost sa prethodnikom, ali i podršku za transporte visoke brzine, Plug-and-Play Device Discovery & Enumeration, kao i mogućnosti većeg opsega za podatke i veće rezolucije. Broj kanala i kontrolera će biti povećan, uvešće se novi „događaji” i poruke će biti pojednostavljene. Takođe, uvešće se nove vrste događaja, kao što je Note Update poruka i Direct Pitch u Note poruci koji su ciljani na gitarske kontrolere. Predloženi fizički slojevi transporta uključuju protokole bazirane na Ethernetu kao što su RTP MIDI i Audio Video Bridging. HD protokol i transport baziran na UDP-u(User Datagram Protocol) su u fazi razmatranja od strane MMA radne grupe za HD protokol (HDWG – High-Definition Protocol Working Group).

Prototipi žičnih i bežičnih uređaja baziranih na nacrtu standarda prikazani su privatno na poslednjem NAMM sajmu, ali nije sigurno da li i kada će novi protokol biti usvojen od strane proizvođača. U 2015. godini, specifikacije HD protokola privode se kraju i MMA razvija politiku licenciranja i sertifikovanja proizvoda. Zbog drastičnog smanjenja cene Data Storage rešenja, MIDI muzika se sve više i više zamenjuje kompresovanim audiom u korisničkim uređajima, čime je MIDI opet postao kreacioni protokol za profesionalce.

Petar LONČAREVIĆ

 
 NOVE TEHNOLOGIJE
Istraživanje svemira

 TRŽIŠTE
Novosti iz AMD-a

 NA LICU MESTA
Konferencija povodom akvizicije Euneta od strane SBB-a
Aigo BS i Dell konferencija
Printec, NCR, VeriFone konferencija
Hacking Prevention Forum 2015
LG konferencija
Digital Day 2015

 KOMPJUTERI I FILM
Jurassic World
Inside Out
Filmovi, ukratko

 SITNA CREVCA
MIDI standard (1)
Šta mislite o ovom tekstu?

 VREMENSKA MAŠINA
Nemoguća misija i opsesija Matrixom

 PRST NA ČELO
Hasta la vista, baby

 GOST KOLUMNISTA
Gajo PETROVIĆ
Home / Novi brojArhiva • Opšte temeInternetTest driveTest runPD kutakCeDetekaWWW vodič • Svet igara
Svet kompjutera Copyright © 1984-2018. Politika a.d. • RedakcijaKontaktSaradnjaOglasiPretplata • Help • English
SKWeb 3.22
Opšte teme
Internet
Test Drive
Test Run
PD kutak
CeDeteka
WWW vodič
Svet igara



Naslovna stranaPrethodni brojeviOpšte informacijeKontaktOglašavanjePomoćInfo in English

Svet kompjutera