Станислав Фоминенко: База MIDI. Общие сведения.

 

Работа с  MIDI очень удобна и потому столь популярна в наши дни. Практически вся современная музыка, включая симфоническую, оперную и джазовую, в студиях звукозаписи обрабатывается приборами, скоммутированными в MIDI-сети. Эстрадная, танцевальная и альтернативная музыка сочиняется, как правило, на синтезаторах, их рэковых версиях или с помощью специальных компьютерных программ. Без знания хотя бы основных элементов управления инструментами по MIDI, невозможна какая-либо дальнейшая работа по созданию музыки с помощью компьютера, если, впрочем речь не о more loops + more waves – творениях.

Musical Instrument Digital Interface (MIDI) - цифровой интерфейс музыкальных инструментов - был разработан в начале 80-х несколькими ведущими производителями музыкального оборудования – KORG, Roland, YAMAHA, E-mu и др. Большой интерес представляла идея создания партитур с помощью “электронного” оркестра c квинтэссенцией звуков, когда один аранжировщик мог бы одновременно использовать несколько инструментов и дополнительных приборов обработки звука от разных фирм. Простое ритмическое сопровождение драм-машин и автоматическое воспроизведение партий секвенсорами (тогда одноголосными) уже мало кого устраивало. Но требовался универсальный способ соединения устройств от разных фирм. Между тем, пока каждый производитель сам обеспечивал совместимость внутри каждой серии своих инструментов. Ассоциацией фирм-производителей был разработан всемирный стандарт - интерфейс MIDI, устанавливающий единый способ соединения инструментов, управления процессом извлечением звука и изменением его параметров. Уже в середине 80-х практически не выпускалось инструментов без поддержки MIDI (за исключением дешевых моделей и инструментов для детей), а в новых операционных системах  Windows и OS/2 он был реализован в качестве одного из стандартных элементов. Помимо основных драйверов, отвечающих за корректную работу MIDI In/Out и эмуляцию FM-синтезатора звуковой карты, существуют драйверы не связанные с реальным оборудованием, т.н. виртуальные MIDI-кабели, соединяющих различные порты внутри системы. В сущности своей, MIDI-интерфейс и создает сеть коммуникаций для музыкального оборудования. Ассоциация производителей MIDI-инструментов (MMA) также ввела стандарт General MIDI (GM). Инструменты, соответствующие этому стандарту, обязаны иметь качественно одинаковый набор из 128-ми мелодических тембров и 8-ми ударных сетов, а также реагировать на базовые команды управления звуком. Однако, это соблюдается лишь в отношении типов тембров, уровень качества весьма относителен – сравнить звучание профессионального синтезатора и SB Live! – небо и земля… Поскольку GM является максимально упрощенным звуковым стандартом, практически каждый новый инструмент с его поддержкой обычно имеет дополнительные банки тембров и собственные команды управления звуком. При этом одинаковые по значениям параметры могут быть по-разному считаны на разных инструментах, что может затруднять их использование. С целью упорядочения банков инструментов и способов управления синтезом, корпорация Roland в 1991 году создала новый стандарт GS (General Synthezis). Это не что иное, как расширенная конфигурация General MIDI, но с более тонкими методами воздействия на звук. Несколько дополнительных банков, содержащих модификации основных тембров и звуковых эффектов, команды управления портаменто, эффектами Reverb, Chorus и Delay, резонансным фильтром (Resonant Envelopes), а также раздельной настройкой звучания тембров ударных. YAMAHA Corp. на основе GS разработала собственный стандарт XG (eXtended General), включающий более 480 мелодических тембров и 11 сетов ударных с широким набором команд управления параметрами тембров и обработкой звука.

GM/GS/XG стандарт предусматривает работу с 16-ю независимыми, равноправными логическими каналами и создан для воспроизведения (и аранжировки) стандартных миди-файлов – Standard MIDI Files (SMF), имеющих расширение *.mid. Для полифонических мультитембральных (Мulti-timbral) синтезаторов на каждый канал назначается свой тембр (Program) или комбинация (Combination) тембров. 10-й канал всегда используется под drums-трек. Информация об установках и настройках треков прописывается в начале произведения, как в пошаговом режиме (вручную), так и в виде системных эксклюзивов – SysEx. В данном случае мы говорим о MIDI-файлах, содержащих музыкальную информацию: минусовки песен, инструментальные и классические произведения. Дело в том, что файлы *.mid могут также содержать и другого рода информацию: SysEx для обновления (updates) системных файлов синтезаторов, цифровых рабочих станций и т.п.

По MIDI передаются сообщения о различных событиях в реальном времени. Нажимая или отпуская клавишу, усиливая или ослабляя давление на нее, переключая триггеры или изменяя положения регуляторов панели управления, исполнитель с помощью MIDI преобразует каждое из этих действий в определенные сообщения, отправляемые  по интерфейсу с весьма высокой скоростью: до 1500 в секунду. Столь большая скорость позволяет не только в точности передавать нужные команды, но даже отмечать характерные особенности игры на инструменте. Помимо музыкальных и исполнительских, передается множество других специальных команд: к примеру, сообщения Clock, служащие для синхронизации с секвенсорами и/или устройствами записи, или MMC (MIDI Machine Control), предназначенные для активации функций Start/Stop, а также SysEx (System Exclusive)-сообщения.

С появлением MIDI стало возможным разделение синтезаторов на функционально независимые части - устройства ввода (Entry MIDI-Controllers), процессоры обработки звуковых сигналов (DSP-processors) и синтезирования звука (Tone Generators). MIDI-контроллеры существуют в виде клавиатур, педалей, гитар, скрипок, баянов или флейт. На последние четыре вида (если это не электрические модификации) устанавливаются звукосниматели или датчики, создающие поток MIDI-сообщений. Существуют также Breath-контроллеры, подключаемые к синтезаторам некоторых моделей (YAMAHA, например) и позволяющие посредством человеческого дыхания изменять структуру звука. Тон-генераторы или Sound Modules представляют собой рэковые – бесклавиатурные – синтезаторы, подключаемые к устройствам управления. В качестве процессоров, помимо настоящих “железных” рэковых приборов, чаще всего используется компьютер.

            Практически каждая звуковая карта имеет внешний MIDI-интерфейс, к которому через адаптер может подключаться любое количество MIDI-инструментов, и встроенный FM-синтезатор. Некоторые звуковые платы имеют не меньший потенциал, чем отдельные тон-генераторы и синтезаторы, конечно, при умелом использовании. Это позволяет применять внутренние (программные) или внешние секвенсоры – устройства или компьютерные программы для запоминания и многократного воспроизведения музыкальных и других специальных сообщений. Секвенсор записывает партитуру исполняемого произведения в определенном цифровом коде и за исключением того, что каждая нота записывается двумя сообщениями - о нажатии и отпускании клавиши - такая запись почти не отличается от обычной нотной. К числу наиболее популярных компьютерных MIDI-секвенсоров можно отнести Cakewalk, Steinberg Cubase, ProLogic, Sonic Foundry ACID и т.п. С их помощью можно записывать партии на отдельные треки, редактировать нотный материал или динамику контроллеров, транспонировать тональное положение треков, менять длительность нот, панораму, баланс, экспрессию и множество других параметров как для отдельных нот, фраз и партий, так и всего произведения в целом. Программы позволяют отображать партитуру в различных видах: традиционном нотном (Score Editor), листа MIDI-сообщений (Grid List или List Editor) или в виде таблицы размещения нот на виртуальной клавиатуре (Key Editor). Современные секвенсоры и MIDI-редакторы предоставляют возможность записи и оцифровки звука, позволяя записать на отдельные аудио дорожки вокальные партии или игру на гитаре, как и любых других инструментах, с последующим редактированием созданных *.wav-файлов.

Необходимо понимать, что по MIDI не передается звук - по нему передаются только блоки сообщений и команд, следуя которым инструмент начинает звучать. Другими словами, соединяя инструмент и компьютер MIDI-кабелями, Вы обеспечиваете способ управления им, а непосредственно звук через усилитель или стереонаушники идет со звукового выхода инструмента. Профессиональные модели оборудования имеют три соединительных разъема: In (вход), Out (выход) и Thru (копия сигнала с In через буфер).