MIDI (Musical Instrument Digital Interface)
Audio-Daten vs. MIDI-Daten
Audiodaten bilden Luftdruckschwankungen ab. Da diese zunächst in elektrische Spannungsschwankungen umgesetzt werden, codieren sie präzise gesagt einen elektrischen Spannungsverlauf in den Parametern Amplitude/Zeit.
Damit Audiodaten aufgenommen und wiedergegeben werden können, werden A(nalog)/D(igital)-Wandler bzw. D/A-Wandler benötigt. Am A/D-Wandler wird aus der kontinuierlichen Spannungsschwankung eine (zeit-)diskrete Folge diskreter Werte. Am D/A-Wandler wird aus einer solchen Folge wiederum ein kontinuierlicher Spannungsverlauf (re)konstruiert.
MIDI-Daten sind Steuerungsdaten. Es handelt sich um (technische) Anweisungen zur Generierung von Klängen (ähnlich wie traditionelle Notation). Um MIDI-Daten zum Klingen zu bringen, wird ein entsprechender Klangerzeuger (Synthesizer) benötigt.
Der generativer Aspekt des Mediums tritt hier in den Vordergrund, sein ›Instrumentcharakter‹ im musikalischen Sinne. Es handelt sich um einen automatischen Generator; statt Abbildung/Übertragung steht ein generatives Moment im Vordergrund. Erst ein neueres Medienverständnis zählt solche generativen Aspekte zu den Eigenschaften aller Medien und gewichtet das Verhältnis von Abbildung und Produktion neu.
Geschichte
1980
– Sequential Circuits Industries (SCI) entwickelt das erste Interface zwischen den Synthesizern Prophet 10 und Prophet 5.
– Firmenchef Dave Smith entwickelt die Idee eines herstellerunabhägigen Interfaces
1981
– Erste Treffen zwischen SCI, Roland und Oberheim
– Erstes Konzept von SCI / Einladung zum ersten MIDI-Treffen
1982
– (Januar) Erstes großes Treffen fast aller großen Synthihersteller
– Der Begriff MIDI wird geprägt
1983
– (März) Die ersten MIDI Synthesizer (Sequential Prophet 600, Roland Jupiter-6)
– (August) MIDI 1.0
1984
– Gründung der MIDI-Verbände
1985
– Entwicklung des Sample-Dump-Standards
1986
– MIDI-Time-Code
1988
– Song File Standard
– MIDI 4.0
1991
– General MIDI (GM)
Technische Vorraussetzungen
MIDI-Daten werden in binären Wörtern (Bytes) übertragen. Jedes Byte ist achtstellig. Man unterscheidet beim MIDI-Standard Statusbytes und Datenbytes. Statusbytes beginnen mit einer 1 (eins), Datenbytes mit einer 0 (null). Laut MIDI-Datenstruktur folgen auf ein Status-Byte zwei Daten-Bytes (einfachster Fall: Notennummer und Anschlagsstärke).
MIDI-Daten werden seriell, also bit nach bit übertragen. Die Übertragungs/Baudrate beträgt 31.250 Bits/sec. asynchron.
Es werden fünfpolige DIN-Kabel verwendet, wobei nur die Pole vier und fünf zur Datenübertragung genutzt werden. MIDI Kabel sind zur Störungsvermeidung nicht länger als 15 Meter. MIDI-Interfaces besitzen einen Optokoppler, der für die galvanische Trennung von Gerät und MIDI-Netz sorgt.
MIDI-Daten werden auf 16 verschiedenen ‚virtuellen‘, im Statusbyte angegebenen Kanälen übertragen.
Technische Probleme des MIDI-Systems:
MIDI benutzt nur 16 Kanäle, die in der Anwendung schnell ausgelastet sein können.
Die Auslegung der Interfaces läßt die Verkettung von mehr als drei Geräten nicht zu, da es zu Datenverlusten kommen kann.
Da der Nichtübertragungszustand des MIDI-Systems keine Spannung hat, können die benutzten Geräte eine Störung nicht vom Normalzustand unterscheiden.
Das MIDI-Datenformat
Da das MIDI-Wort in Status- und Datenbyte unterteilt ist, ist es reell nur sieben bit lang, was einen Übertragungsbereich von null bis 127, also 128 mögliche Werte ergibt. Für bestimmte Controller (z.B. Pitch Bend) lassen sich zwei Datenbytes für einen größeren Wertebereich (16384 Werte) zusammenfassen
Das Statusbyte ist weiter in zwei vierstellige nibbles aufgeteilt, die zwischen Befehl und Kanalbelegung unterscheiden.
Die MIDI-Modi
Omni-Mode
Alle empfangenen Daten werden polyphon auf einem Kanal wiedergeben.
Poly-Mode
Die Befehle eines vorgewählten Kanals werden polyphon wiedergegeben, alle anderen ignoriert.
Mono-Mode
Alle Daten eines Kanals werden monophon mit dem zugeordneten Klang wiedergegeben.
Multi-Mode
Der heute „normalste“ Modus, der allerdings in der MIDI 1.0-Version noch nicht vorgesehen war. Es können bis zu 16 Känäle polyphon mit jeweils eigenem Klang wiedergegeben werden.
General MIDI (GM)
Um MIDI-Daten auf jedem Gerät laufen lassen zu können, ohne die Kanal- und Klangeinstellung manuell vornehmen zu müssen, gibt es eine generelle Sound und Kanalbelegung: General MIDI (bzw. firmeneigene Erweiterungen wie GS bei Roland, XG bei Yamaha).
Die GM Normen sind:
-Mindestens 24 polyphone Stimmen (wahlweise 24 oder 16 + 8 für drums)
-Namen und Klänge der ersten 128 Soundprogramme sind festgelegt
GeneralMIDI-Tabelle
MIDI-Kompendium
VST (Virtual Studio Technology)
Geschichte
1996
– Cubase VST wird auf der Frankfurter Musikmesse von Steinberg vorgestellt. Dieser Sequenzer beinhaltet erstmals die VST-Technologie, welche es ermöglicht, digitale Effekte in Form von Plug-Ins in Echtzeit zu bearbeiten. Die Besonderheit ist, daß VST für Drittanbieter offen ist und so die Entwicklung neuer Effekte beschleunigt.
1999
– VST 2.0 wird veröffentlicht. Nun ist es möglich, neben Effekten auch virtuelle Instrumente (VSTi) in Cubase zu öffnen. VST hat sich zu einem Quasi-Standard entwickelt.
2006
– Mit der Vorstellung von Cubase 4 wird nun VST3 eingeführt. Dadurch können VST3-Plug-Ins weitere Optionen (z.B. virtuelle Audiokanäle) nutzen..
VST-Alternativen
Neben Steinbergs VST-Standard existieren noch weitere Plug-In-Schnittstellen, wie z.B. AU (Audio Unit, Mac) oder die proprietären Formate RTAS (Real Time Audio Suite) und TDM (Time Division Multiplexing), welche von Digidesign für ihren Sequenzer Pro Tools entwickelt wurden.
Tool für Win-Rechner
um MIDI-Daten anzuzeigen > MIDI-OX