Was ist MIDI?

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) ist ein in den 1980er Jahren entwickeltes Protokoll, mit dem elektronische Instrumente und andere digitale Musikinstrumente miteinander kommunizieren können. MIDI selbst macht keinen Ton, es ist nur eine Reihe von Nachrichten wie "Note On", "Note Off", "Note / Pitch", "Pitchbend" und viele mehr. Diese Meldungen werden von einem MIDI-Instrument interpretiert, um Klang zu erzeugen. Ein MIDI-Instrument kann eine Hardware (elektronisches Keyboard, Synthesizer) oder Teil einer Software-Umgebung (Ableton, Garageband, Digital Performer, Logik ...) sein.

Die Vorteile von MIDI sind:

Kompakt - Ein ganzer Song kann innerhalb weniger hundert MIDI-Nachrichten gespeichert werden (im Vergleich zu Audiodaten, die tausende Male pro Sekunde abgetastet werden).

Einfach zu ändernde Noten - Tonhöhe, Dauer und andere Parameter ändern, ohne neu aufzeichnen zu müssen

Instrumente wechseln - Denken Sie daran, MIDI beschreibt nur, welche Noten gespielt werden sollen. Sie können diese Noten an jedes Instrument senden, um den Gesamtklang der Komposition zu ändern.

Schritt 1: Note On, Note Off und Velocity

Das am häufigsten verwendete Tool zum Generieren von MIDI-Nachrichten ist ein elektronisches Keyboard. Diese Nachrichten werden möglicherweise an einen digitalen Synthesizer im Keyboard weitergeleitet oder an ein anderes MIDI-Instrument wie Ihren Computer gepatcht.

Wenn eine Taste gedrückt wird, erstellt die Tastatur eine " Note on " -Nachricht. Diese Nachricht besteht aus zwei Informationen: Welche Taste wurde gedrückt (als "Notiz" bezeichnet) und wie schnell wurde sie gedrückt (als "Geschwindigkeit" bezeichnet).

" Note " beschreibt die Tonhöhe der gedrückten Taste mit einem Wert zwischen 0 und 127. Ich habe die Tabelle in Abb. 2 von der NYU-Website kopiert. Sie listet alle MIDI-Noten und ihre Standard-Notenäquivalente auf. Sie können sehen, dass MIDI Note 60 das mittlere C (C4) ist.

" Velocity " ist eine Zahl zwischen 0 und 127, die normalerweise zur Beschreibung der Lautstärke (Gain) einer MIDI-Note (höhere Velocity = lauter) verwendet wird. Manchmal erzeugen unterschiedliche Geschwindigkeiten auch unterschiedliche Klangfarben in einem Instrument. Beispielsweise kann eine MIDI-Flöte bei einer höheren Geschwindigkeit reibungsloser klingen (als würde jemand stark hineinblasen) und bei niedrigeren Geschwindigkeiten sinusförmiger / sauberer. Eine höhere Geschwindigkeit kann auch den Attack eines MIDI-Instruments verkürzen. Attack ist ein Maß dafür, wie lange es dauert, bis ein Sound von Null auf maximale Lautstärke wechselt. Zum Beispiel hat eine Geige, die schnelle Stakkato-Noten spielt, einen schnelleren Anschlag als längere, anhaltende Noten.
Beachten Sie Folgendes: Nicht alle Tastaturen sind anschlagdynamisch. Wenn Sie keinen Unterschied im Klang einer Tastatur hören, egal wie stark Sie die Tasten drücken, senden Sie keine Informationen mit variabler Geschwindigkeit von diesem Instrument. Computertastaturen sind nicht anschlagdynamisch. Wenn Sie die Tasten Ihres Computers verwenden, um Noten in einem Software-Sequenzer abzuspielen, haben alle Noten die gleiche Geschwindigkeit.

Wenn eine Taste losgelassen wird, erstellt das Keyboard eine weitere MIDI-Nachricht, eine " Note Off " -Nachricht. Diese Nachrichten enthalten auch "Note" -Informationen, um sicherzustellen, dass das Ende der richtigen MIDI-Note signalisiert wird. Auf diese Weise signalisiert die Meldung "Aus" nicht das Ende beider Noten, sondern nur die, die Sie losgelassen haben, wenn Sie zwei Tasten gleichzeitig drücken und eine davon loslassen. Manchmal enthalten Notizen auch Geschwindigkeitsinformationen, die davon abhängen, wie schnell Sie die Taste losgelassen haben. Dies kann einem MIDI-Instrument etwas darüber sagen, wie schnell es die Note dämpfen soll.

Abbildung 1 zeigt, wie diese MIDI-Meldungen normalerweise in MIDI-Sequenzierungssoftwareumgebungen (in diesem Fall GarageBand) dargestellt werden. Jede der Noten in der Sequenz wird mit einer Notiz auf Nachricht begonnen und mit einer Notiz aus Nachricht beendet. In GarageBand wird die Geschwindigkeit, die der Notiz in der Nachricht zugeordnet ist, durch die Farbe der Notiz dargestellt. In diesem Bild oben sind die Noten mit hoher Geschwindigkeit weiß und die Noten mit niedriger Geschwindigkeit grau.

Die Abbildungen 3 und 4 zeigen in Ableton aufgenommene MIDI-Noten. Wieder können Sie sehen, dass die Geschwindigkeit, die der Note in der Nachricht zugeordnet ist, durch die Farbe der MIDI-Note dargestellt wird - gesättigter = höhere Geschwindigkeit. Beachten Sie auch, dass die Geschwindigkeit durch eine Linie mit einem Kreis oben am unteren Bildschirmrand angezeigt wird. Wenn Sie eine Ihrer MIDI-Noten auswählen, können Sie die damit verbundene Geschwindigkeit anzeigen. In Abb. 4 hat die D4-Note eine Geschwindigkeit von 57.

Schritt 2: Aftertouch, Pitchbend, Channel und andere zusätzliche MIDI-Meldungen

Ihr MIDI-Keyboard / Controller kann auch folgende MIDI-Meldungen generieren:

" Aftertouch " ist die Kraft, mit der eine Taste nach dem ersten Drücken gedrückt wird. Betrachten Sie sie als Druckempfindlichkeit. Aftertouch reicht wie Velocity von 0 bis 127. Aftertouch kann von einem MIDI-Instrument auf verschiedene Arten interpretiert werden. Dies kann sich auf Lautstärke, Klangfarbe und Vibrato auswirken. Sie müssen mit Ihrem eigenen Setup experimentieren, um ein Gefühl dafür zu bekommen, welchen Ausdruck Sie mit Aftertouch erzielen können. Beachten Sie, dass nicht alle elektronischen Keyboards Aftertouch-Nachrichten erzeugen können und nicht alle MIDI-Instrumente diese unterstützen. Die MIDI-Instrumente in GarageBand unterstützen kein Aftertouch, aber viele der MIDI-Instrumente in anspruchsvollerer Software wie Ableton, Reason usw. tun dies. Wie bei der Geschwindigkeit ist auch bei Aftertouch-Nachrichten immer eine Notiz zugeordnet. Dies bedeutet, dass Sie für jeden Ihrer Schlüssel eine individuelle Aftertouch-Nachricht senden können.
Hier ist ein guter Artikel auf Wikipedia über verschiedene Arten von Tastaturausdrücken, einschließlich Aftertouch und Geschwindigkeit.

Möglicherweise ist an Ihrem MIDI-Keyboard auch ein Pitchbend- Rad / Schieberegler angebracht. Dadurch wird die Tonhöhe der Noten, die Sie gerade spielen, um weniger als einen Halbton nach oben oder unten verschoben. Ihr Pitchbend-Rad / Schieberegler generiert wahrscheinlich Pitchbend-Werte von 0 bis 127 (wobei 64 = kein Pitchbend), aber einige hochauflösende Geräte generieren Werte von 0-16, 383 (wobei 8192 = kein Pitchbend). Pitchbend ist keine Note zugeordnet. Dies bedeutet, dass Pitchbend für jede gespielte Note gleichermaßen angewendet wird.

MIDI-Nachrichten können auch auf 16 verschiedenen Kanälen gesendet werden. Kanäle sind nützlich, um bestimmte Noten und Nachrichten an ein MIDI-Instrument und andere Noten / Nachrichten an ein anderes MIDI-Instrument zu senden. Normalerweise werden separate MIDI-Kanäle für unterschiedlich klingende Instrumente verwendet, um einen mehrspurigen Song zu erstellen. Kanal 0 kann ein Instrument mit Klavierklang sein und Kanal 1 kann ein Gitarrensound sein.

Hier sind einige andere (weniger verbreitete) Arten von MIDI-Nachrichten:
Patch Change - Ermöglicht es Ihnen, das MIDI-Instrument von Ihrem MIDI-Controller aus zu ändern (dh während Ihres Auftritts von einem Geigen- zu einem Piano-Sound zu wechseln)
Continuous Controller - Ermöglicht die Zuweisung eines Continuous Controllers (wie eines Schiebereglers) zu einer Art MIDI-Effekt (Hall, Vibrato, Filter, Lautstärke ... alles).
Kanaldruck - wie Aftertouch, aber auf jede Note in einem Kanal angewendet. Dies wird normalerweise als billigere Alternative zum Aftertouch verwendet, da nur ein Drucksensor anstelle eines für jeden einzelnen Schlüssel erforderlich ist.

Schritt 3: Bearbeiten von aufgenommenem MIDI

Wie ich im Intro sagte, ist das Tolle an der Aufnahme in MIDI, dass es unglaublich einfach ist, Ihre Aufnahmen nachträglich zu bearbeiten. Die obigen Bilder zeigen, wie ich eine MIDI-Sequenz in Ableton bearbeitet habe. Die meisten anderen Software-Umgebungen sind ähnlich eingerichtet.

Wählen Sie eine MIDI-Note (Abb. 1). Ziehen Sie die zugehörige Velocity, um sie zu ändern (Abb. 2 und 3 ändern die Velocity einer MIDI-Note von 127 auf 41). Ziehen Sie eine MIDI-Note nach oben oder unten, um ihre Tonhöhe zu ändern (Abb. 4 verschiebt eine Note von A nach A #). Sie können den Anfang und das Ende einer MIDI-Note ziehen, um deren Dauer zu verlängern oder zu verkürzen (Abb. 5 und 6). Sie können das Gefühl der MIDI-Aufnahme wirklich ändern, indem Sie das MIDI-Instrument ändern, mit dem Sie es wiedergeben. In den Abbildungen 7 und 8 habe ich das MIDI-Instrument von einem Xylophon auf ein Synth-Pad namens "Retro Rave" umgestellt.

Sie können auch Aftertouch, Pitchbend, Channel und alle anderen MIDI-Daten in der Post ändern, aber die Schnittstelle für diese variiert von Programm zu Programm, sodass ich hier nicht auf die Einzelheiten eingehen werde.

Schritt 4: MIDI-Protokoll und Mikrocontroller

Diese Anleitung ist eine Einführung in die Konzepte hinter MIDI. Weitere Informationen zu den Besonderheiten des MIDI-Protokolls und zum Programmieren eines Arduino zum Senden und Empfangen von MIDI finden Sie in meiner Anleitung zu MIDI und Arduino.

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