MIDI: softwares-instrumentos e performance ao vivo







MIDI (Musical Instrument Digital Interface - Interface Digital para Instrumentos Musicais) é uma tecnologia padronizada de comunicação entre instrumentos musicais e equipamentos eletrônicos (teclados, guitarras, sintetizadores, sequenciadores, computadores, samplers, etc), possibilitando que uma composição musical seja executada, transmitida, ou manipulada por qualquer dispositivo que reconheça esse padrão.
(fonte: Wikipedia: MIDI)


Interface homem e máquina.


Em vários tipos de placas de som, ou softwares, usualmente você pode deparar-se com o termo "MIDI". Muita gente associa o termo MIDI a uma música com som eletrônico, de teclado, ou "videogame". Na verdade, MIDI não diz respeito especialmente ao timbre, mas sim ao gesto e seus paramêtros de controle.

Você pode usar MIDI para modelar o som de um sampler (som gravado), ou timbres sintéticos. Pode também usá-lo para automatizar mixagens. MIDI é um "protocolo de comunicação" que pode informar para qualquer máquina digital coisas como: "Foi tocada a Nota x, com força y, durante w segundos. Responda usando o timbre z". E também funções como de uma "mesa de som": "Foi movido o botão a, aumente o volume do canal b".

Uma das principais função do MIDI, portanto, é a interação do humano com a máquina.

Alguns exemplos:




teclado MIDI - o mais conhecido





guitarras MIDI




bateria MIDI



MIDI mixer




luva MIDI



"esqueleto" MIDI

as possibilidades são ilimitadas...

Partituras


Outra conhecida função do protocolo MIDI é sua aplicação no sequenciamento de notas musicais, trazendo a possibilidade de "partiturar" as notas, a intensidade, a duração, enfim a articulação de um/uma instrumentista, permitindo que esta melodia ou harmonia possa posteriormente ser aplicada em qualquer sonoridade, com sintetizadores e samples ou mesmo sincroniza-la com eventos em video.
Um excelente software que trabalha desta maneira é o Rosegarden.







Entenda melhor o MIDI neste tutorial:



MIDI básico


Prefácio


Antes de discutir o que é MIDI é importante entender alguns principios básicos sobre instrumentos musicais.

Existe uma coisa que todos os instrumentos musicais fazem. Todos os instrumentos musicais fazem determinado som sob o controle de um instrumentista. Em outras palavras, de inúmeras maneiras um músico pode tirar som de um instrumento. Por exemplo, apertar a tecla de um piano. Puxar um arco sob as cordas de um violino. Tocar uma guitarra com vários tipos de palheta. Vamos nos referir à esta ação de produzir um som como "Note On".



@ instrumentista aperta (e segura) uma nota de um teclado. Este reproduz determinada nota musical ( que continuará soando enquanto ela/ele segurar esta tecla). Este gesto é conhecido como o "Note-on" em MIDI.

A maioria dos instrumentos musicais permite que a/o músico/a faça a nota parar de soar em qualquer momento. Por exemplo, um/a pianista que levanta o dedo da tecla tirando o martelo de cima das cordas internas do piano. Ou a/o violinista que retira rapidamente o arco de cima das cordas. Vamos nos referir a esta ação como "Note Off".




@ instrumentista larga a nota (que estava segurando) no teclado. A nota para de soar. Este gesto é conhecido como o "Note Off" em MIDI.



Introdução ao MIDI


Instrumentistas freqüentemente têm a necessidade de controlar eletronicamente instrumentos remotos ou automaticamente.

Controle remoto é quando toca-se um instrumento e este instrumento controla remotamente um (ou mais) instrumentos musicais.

Por exemplo, instrumentistas algumas vezes podem querer vários instrumentos tocando em um uníssono perfeito para arranjar uma frase musical em "camadas de texturas". Pode-se querer juntar algumas combinações destes instrumentos. Talvez ele/ela queira combinar 5 timbres diferentes de saxes para criar uma seção autêntica de metais de uma big band. Mas, já que ele/ela apenas tem duas mãos, não é possível tocar 5 instrumentos ao mesmo tempo, ao não ser por algum método de controle remoto.


Talvez em alguma ocasião ele/ela pode querer usar somente um teclado físico para controlar vários módulos sonoros distintos. Antigamente, cada instrumento musical tinha sua própria arquitetura interna de controle. Por exemplo, um orgão eletrônico, um piano elétrico, uma orquestra de cordas, um sintetizador, etc. Cada um com sua própria arquitetura para acessar estes timbres. Isto não era nada prático. Então surgiu a idéia: "Por que não fazer um teclado padrão que contrle diversos timbres, que possa futuramente receber e construir novos timbres, tornado tudo mais barato e menos trabalhoso?"

Controle automático é quando um/a musicista usa algum outro dispositivo para tocar um instrumento musical como se mais alguém estivesse ali tocando. (Como o dispositivo chamado Sequencer).

Por exemplo, alguns instrumentistas querem poder ter canais de "backing" durante uma performance ao vivo, mas acham desconfortável e inseguro e limitado usar fitas pré gravadas. El@s querem um método flexivel, que permita improviso sobre arranjos e mesmo andamentos ao vivo. Para isso, utilizarão um dispositivo que possa manipular "inteligentemente" os arranjos ao vivo, como o computador.

Então para conseguir este controle remoto e automação de seus intrumentos, @s instrumentistas precisavam de um padrão que não @s prendesse a um fabricante em particular, e que permitisse trabalhar com qualquer timbre possível (trabalhar tanto com um orgão, quanto como percussão, por exemplo). El@s buscavam um padrão para ter controle sobre qualquer dispositivo eltrônico musical. Para satisfazer esta necessidade, alguns fabricantes juntaram-se em 1983 para criar o padrão MIDI - Musical Instrument Digital Interface. (Para mais informações históricas leia The Begginings of Midi ).



Conexões de Hardware


Os Conectores MIDI que vão no instrumento são do padrão 5-pin DIN femêa. Existem pinos separados para sinais MIDI de entrada (recebido de algum dispositivo que esta mandando sinais MIDI) e de saída (sinais criados por algum dipositivo e mandados para outro). Os pinos parecem com estes:



conector DIN

Você poderá usar cabos MIDI (com conectores macho DIN) para conectar instrumetos ou computadores**. Como no exemplo abaixo, que poderia ser o computador controlando um sintetizador físico, que tem timbres nativos, ou um teclado sendo usado como controlador de timbres produzidos por softwares.


** É comum no Brasil um tipo de conector em Y que usa 2 DIN fêmeas (MIDI in e out) para o conector externo e um conector do tipo "game port" (serial) que é conectado no computador pela entrada de joystick da placa de som. **



Este conector é usado de maneira semalhante a uma saída, mas sua função é diferente do MIDI OUT. A diferença é que ele não leva o sinal que o controlador MIDI (as teclas por exemplo) modifica e joga pra o MIDI OUT. Sua função é simplesmente de dar uma saida PARALELA daquilo que está entrando via MIDI IN, porém como já foi dito, sem o processamento do controlloador (o sinal "limpo").


MIDI messages


Mas o MIDI é muito mais que pinos e um instrumento eletrônico. Na verdade, MIDI não deve ser entendido apenas como hardware. MIDI trata-se especialmente de uma série de "comandos de paramêtros" usados para controlar na maioria das vezes eventos musicais (paramêtros como timbre, nota, volume, tempo de duração,etc.), mas podem ser usados através do computador para controlar qualquer tipo de paramêtro (geralmente qualquer interface de software que possua virtualmente botões, faders, sliders, etc.) tornando-se uma versão "física" desta interface.

Então o que é um comando MIDI? Um comando MIDI consiste de poucos (normalmente 2 ou 3) "bytes de dados" (como os "bytes" de seu computador). Estes "bytes de dados" são meramente uma série de números. Nós nos referimos a estes grupos de números como "mensagem". Existem vários tipos diferentes de mensagens MIDI, cada uma relacionada a determinado tipo de ação musical.

Por exemplo, existe um certo grupo de números que diz ao instrumento para fazer um som. (Esta poderia ser uma mensagen de "Note On" anteriormente mencionada). Um diferente grupo de números fala ao instrumento para parar este som. Esta é a mensagem de "Note Off".

Outro grupo de "bytes" entre estes dois anteriores informa ao dispositivo que nota deve ser tocada e assim por diante. (Lembre-se que o piano tem 88 notas. Instrumentos MIDI podem ter uma extensão de até 128 notas diferentes, apesar da maioria dos instrumentos responder a uma faixa menor, normalmente 72 notas).

Muitos instrumentos eletrônicos não irão somente responder as mensagens MIDI que eles recebem (em suas entradas MIDI IN), eles poderão gerar mensagens MIDI através de sua interface (teclas, botões, faders, joysticks, etc.). Ao usar estes controladores @ musicista gera mensagens MIDI através da saída destes dispositivos.




@ instrumentista pressiona (e segura) a tecla Dó central de seu teclado. Além desta mensagem sobre o pitch (nota), este gesto causa um envio de mensagem "Note On" pela saída MIDI OUT de seu teclado. Esta mensagem consiste nos três valores númericos abaixo.




@ músic@ agora solta a nota Dó central. Isto faz com que seja enviada outra mensagem — A mensagem "Note Off" MIDI — pela saída MIDI OUT. Esta mensagem consiste nos 3 valores númericos abaixo. Note que estes valores são diferentes da mensagem de Note-On?.

Tudo o que você viu acima, as mensagens de "Note On" e "Note Off" sobre a nota Dó, poderiam estar sendo enviados paralelamente para outros instrumentos, ou via computador virtualmente para vários softwares que trabalham com o protocolo MIDI, que interpreteriam inicialmente da mesma maneira: Dó central com aqueles valores.






no linux o encadeamento de comandos midi entre softwares pode simular esta situação física facilitada pela camada MIDI do software Jack.


No caso acima (conexões entre varios softwares) e no caso ilustrado abaixo, é possível executar a mesma nota em dispositivos diferentes.

Quando pressionada a tecla (e segura) a nota Dó no teclado. Isto faz com que a mensagen de Note-On? passe pelo MIDI OUT. Esta mensagem é recebida pelo segundo instrumento e faz com que ambos executem a nota em uníssono.

Mas o MIDI vai muito além de mensagens de "Note On" e "Note Off". Existem diversos tipos de mensagens. Existem mensagens que falam para o instrumento fazer o "pitch bend" - uma pequena "desafinada" na nota, equivalente por exemplo a uma alavanca de guitarra.
Existem mensagens que fazem uma sustentação na nota como os pedais "sustain". Existem mensagens que dizem o quanto de volume. Estas são só algumas das possibilidades.

Estes outros tipos de mensagem também serão gerados durante o uso da interface do instrumento e repassados via MIDI OUT, podendo ser sincronizados, ou modificados por outros dispositivos.


Roteando diferentes canais MIDI


A maneira com que os instrumentos são encadeados via MIDI THRU pode ser bastante similar às configurações anteriores, repassando as mesmas mensagens para uma série de dispositivos. Esta disposição em série pode ser referida tecnicamente como "daisy-chaining" ou simplesmente como o uso do "MIDI em diferentes canais".






Com este tipo de conexão os instrumentos não precisam necessariamente tocar em uníssono. Existem 127 canais MIDI diferentes por padrão que podem ser encadeados por vários instrumentos físicos ou virtuais. No exemplo usado abaixo o PD esta mandando uma melodia em acordes para o zynaddsubfx e a mesma melodia, transposta para outra tonalidade e com acentuação diferente para o amsynth. Veja os screenshots das configurações e escute os resultados. (A função deste exemplo é apenas de ilustrar o roteamento MIDI, não se preocupe se você não conhece o uso destes softwares ainda)




o amsynth foi configurado para receber mensagens no canal MIDI 1.



o zynadd foi configurado para receber mensagens no canal MIDI 2.



o puredata foi configurado parar fazer diferentes operações com a melodia, mandando para diferentes canais (os cnais 1 e 2)


O resultado é um pequeno trecho sonoro onde temos acordes feitos pelo zynaddsubfx (com um tibre de orgão) e uma pontuada melodia feita por um timbre de trêmulo modulado no amsynth:

baixe aqui o ogg.




A maioria dos instrumentos MIDI permite ao músico/a selecionar quais canais responder e quais ignorar. Por exemplo, se você configurar o instrumentos para responder mensagens somente no canal 1, e você mandar um Note On para o canal 2, então o instrumento não tocará a nota. Portanto, se um/a musicista tem vários instrumentos encadeados (via MIDI THRU ou no caso dos software encadeados via jack ou alsa sequencer), ele/a pode configurar cada um deles para responder às mesmas mensagens com timbres diferentes, ou aplicar qualquer controle diferente sobre estes como transposições, filtros, etc.




Um/a instrumentista configura seu teclado para mandar mensagens através do canal MIDI 2. Então, ele/a pressiona a tecla Dó central. Isto faz com que a nota MIDI Note-On? seja direcionada através da saída MIDI OUT. O segundo instrumento é configurado para o canal MIDI 1, portanto ignora a mensagem (não executa a nota). A mensagem foi passada via MIDI THRU para outro instrumento, este configurado para o canal MIDI 2, portanto, mesmo passando por um instrumento que não estava no mesmo canal, a passagem passou "limpa" via MIDI THRU e o terceiro instrumento vai executar a nota.

Também, quando @ musicista toca cada um destes instrumentos, ele/a gera mensagens MIDI somente no canal configurado (em alguns casos poderá configurar para executar a nota em varios canais ao mesmo tempo). Portanto é muito fácil manter dados MIDI separados para cada instrumento, roteando por cabos (ou conexões virtuais no caso de um software). Afinal, cada mensagen de Note On MIDI será diferente se estiver sendo executada em instrumentos diferentes (o gesto da/o instrumentista, a resposta do instrumento, etc.).



!!
Resumindo, o que o MIDI é

Uma série de comandos enviados por dispositivos eletrônicos, ou virtuais (instrumentos musicais, ou qualquer tipo de entrada de dados num computador como um mouse, ou teclado, ou a configuração numa interface de um software) que através de roteamentos MIDI (virtuais, ou por cabos) informam a outro dispositivo os paramêtros para estes controles (executar sons, girar faders, volume, filtros, disparar e editar eventos, etc.).




As vantagens do MIDI


As duas mais óbvias vantagens do MIDI — É uma maneira fácil de manipular dados, e também uma maneira "leve" de lidar com eles (consome, dependendo da aplicação menos memória que um processamento como gravação contínua de aúdio por exemplo).

Pela vantagem de ser um sinal digital, o MIDI é facilmente manipulável por computadores. E aí está sua grande possibilidade de modularização. Além disso, os softwares poderão rotear os canais MIDI (e todas as mensagens que estão passando por eles, no caso de instrumentos - todos os gestos do instrumentista que o MIDI pode mapear) por diversos canais, ou mesmo por entre softwares diferentes. Através do computador será possível ao instrumentista gravar todos estas mensagens que correspondem aos seus gestos: tocar as notas comdeterminada força, velocidade, usar um pedal de volume sustentação, o " pitch bend", drum pads, manipulaão de faders e diversos outros tipos de controles. O computador "ouvirá" todos os canais que entrarem (que podem inclusive estarem sendo executados por vários/as performers ao mesmo tempo). Aí fica fácil de manipular, transpor, editar.

Uma coisa importante é que para gravar os dados MIDI em si você consumirá infinitamente menos memória do que em um instrumento, ou voz sendo gravada diretamente pela entrada de áudio. Para entender pegue um exemplo: se você toca uma única nota MIDI você passará uma mensagem de Note-On?, o valor daquela nota e a mensagem de Note-Off? para isso você consumirá por volta de 6 bytes. Em contraste, para digitalizar o som da mesma nota, se tivesse entrado por uma entrada de áudio comum, você usaria milhares de bytes para simular a "forma de onda" que compõe todo o espectro que seu auto falante deverá executar. Com MIDI você apenas gravaria os paramêtros dos gestos e depois poderia colocar qualquer timbre que quizesse. É por isso que pode-se utilizar qualquer tipo de controle como um teclado MIDI simples de timbres padrão e usá-lo para tocar timbres sintéticos complexos, ou samples de sons reais.

Obviamente, para gravar sua voz ou um instrumento você não estará utilizando um instrumento MIDI. Mas mesmo assim, poderia usar um controlador MIDI para exercer algum tipo de controle sobre um processamento em tempo real sobre esta gravação, como manipular paramêtros de um equalizador ou um delay, por exemplo. Existem hoje diversas interfaces que permitem a manipulação em tempo real de qualquer dado que o computador esteja executando, e portanto tudo isso poderá ser usado em uma performace, ou numa gravação no HD deste mesmo computador utilizado.


Texto traduzido e adaptado por Glerm Soares.
Texto original retirado do site http://www.borg.com/~jglatt/tech/midispec.htm.

(:arrow:) Interessados na tradução da especificação MIDI completa, mande email para glermsoares@gmail.com.


Sequenciadores MIDI


Uma forma de fazer uma composição musical sem precisar gravar instrumentos (apesar de poder utilizá-los em paralelo a este método) é o uso de sequenciadores MIDI. Com sequenciadores MIDI você pode trabalhar uma composição musical que pode acontecer a partir de uma "escrita". Esta escrita pode acontecer de modo similar a uma partitura tradicional ou em uma interface já bastante usada em estúdios --a escrita de blocos. Um bom sequenciador que trabalha simultaneamente com a escrita partitural, escrita de blocos e também a gravação de aúdio multitrack é o Rosegarden.



Os mais curiosos, programadores, ou interessados em processos de composição computacional podem também experimentar modos de composição "não-linear" utilizando o software Pure Data PD.


Sintetizadores


Outra maneira de buscar novos timbres é o uso de sintetizadores: equipamentos que podem criar o som a partir de cálculos matemáticos. O Zynaddsubfx e o Amsynth são um softwares que tem timbres interessantes e intuitivas interface para criação de novos sons. Para quem deseja aprofundar-se na composição de timbres ou mesmo na criação de novos instrumentos virtuais é interessante conhecer o software Pure data PD.



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Última alteração: 30/10/2006 às 21:56, por: glerm