Midi - Musical Instrument Digital Interface

MIDI, Abk. von Musical Instrument Digital Interface. Bezeichnung für eine serielle, digitale Schnittstelle, die dem Informationsaustausch und der Steuerung von vornehmlich elektronischen Instrumenten und audiotechnischen Geräten (Synthesizer, Sound Sampler, Effektgerät, Mischpult, Computer, Bühnenlichtanlage, Tonbandgerät, Rhythmusmaschine, Sequencer etc.) dient.

Ermöglicht wird z. B. die Kopplung verschiedener elektronischer Musikinstrumente, die von nur einer Klaviatur (Masterkeyboard) aus gespielt werden. Darüber hinaus kann auch ein Computer oder ein Sequencer die Steuerung angeschlossener Geräte übernehmen. Dabei werden in der Regel keine Klänge, sondern über 16 unabhängige Kanäle (MIDI-Channel) musikalische Informationen in Form von Spielanweisungen (z. B. Taste gedrückt (Note On), Taste losgelassen (Note Off)) übertragen. Mit MIDI können ebenso Bühneneffekte, Tonbandgeräte, Verstärker und mehr angesteuert werden.

Die MIDI-Spezifikation (MMA) wurde als firmenübergreifende Norm in einer vorläufigen Form Ende 1982 und endgültig als Specification 1.0 im August 1983 von der MIDI Manufacturers Association veröffentlicht. Die ersten mit MIDI-Anschlüssen versehenen Synthesizer waren der Prophet 600 der Firma Sequential und der Jupiter-6 von Roland.

In den folgenden Jahren wurde der MIDI-Standard mehrmals erweitert und ergänzt. Es existieren weitere MIDI-Normen zur Speicherung von MIDI-Daten (Standard MIDI File), der Übertragung von Sound Samples via MIDI (Sample Dump Standard), zur Vereinheitlichung von Synthesizern (General MIDI System = GM), zur Kommunikation mit Aufnahmegeräten (MIDI Machine Control), zur Steuerung von Vorführungen, Konzerten etc. (MIDI Show Control) und der Verwendung beliebiger Stimmungssysteme (MIDI Tuning Standard), der Übertragung von Dateien (MIDI File Dump) und der zeitlichen Synchronisation (MIDI-Time Code).

Firmenspezifische Informationen können ebenfalls per MIDI über die System-Exclusive Daten übermittelt werden. Die unidirektionale serielle Schnittstelle arbeitet mit 31,25 KBit/sec. (32000 Bit/sec.) Übertragungsrate. Da immer Pakete zu 10 Bit (Start-Bit - 8 Daten-Bits -Stop-Bit) übermittelt werden, dauert die Übertragung eines Byte ungefähr 0,320 Millisekunden. Aufgrund der relativ niedrigen Übertragungsgeschwindigkeit kann es bei großen Datenmengen zu hörbaren Verzögerungen kommen. Zur Übertragung (Senden und Empfangen) werden zwei fünfadrige Kabel mit Abschirmung verwendet, die mit fünfpoligen DIN-Steckern (Steckverbindung) versehen sind.

MIDI-Instrumente sind mit einer MIDI-OUT (Datenausgabe), einer MIDI-IN (Datenempfang) und optional mit einer MIDI-THRU (schleift die an MIDI-THRU anliegende Information unverändert durch) bezeichneten Buchse ausgestattet. Das Übertragungsprotokoll, d. h. die Regelung der Informationsübertragung, setzt sich aus Status- und Datenbytes zusammen (Channel-Messages). Statusbytes (höher als dezimal 127 (hexadezimal 7Fh)) beschreiben die Befehlsart, den Modus der Übertragung, während Datenbytes (127 und niedriger (Hexadezimal kleiner oder gleich 7Fh)) die dazugehörigen Werte beschreiben. Neben diesen sogenannten Channel-Messages werden im MIDI-System auch System-Common-Messages, System-Real-Time-Messages und System-Exclusive-Messages übertragen.

MIDI Daten werden im binären System repräsentiert.
MIDI Implementationen werden hexadezimal repräsentiert.

MIDI Daten: Das erste Bit links eines Bytes (Nr. 8, da sie von Rechts nach Links gelesen werden) ist das MSB = Most Signifikant Bit. Beim MSB unterscheidet man zwischen 2 Kategorien

Beispiel:

CHANNEL-MESSAGES mit STATUSBYTE 1	1. DATENBYTE	2. DATENBYTE
1001 1110	0011 1100	0001 0011
NOTE ON CHANNEL 14	NOTENNUMMER (60) (C)	VELOCITY (Anschlagsstärke)
Bereich = 128 - 255	Bereich = 0 - 127

oder im Listen-Editor in Cubase:

Bank, Kanal, Programm

Ein Programm in Midi ist unpräsizis gesagt ein Instrument wie ein Klavier, eine Gitarre etc. Genauer ist es ein Klang. Wie in General Midi (normiert) können diese Klänge die gängigen akustischen Instrumente umfassen, aber auch Phantasie-Klänge wie 'Space' oder 'Regen'. Programme können in Samplern auch mit eigenen Klängen gespeichert werden. In Midi gibt es 127 Programme. Das ist natürlich zu wenig. Darum existieren verschiedene Banken. Eine Bank umfasst bis 127 Programme und wird zuerst geladen oder aus einer Bank-Bibliothek gewählt. Verschiedenste Banken sind sowohl für Synthesizer als auch virtuelle Sampler erhältlich.
Es gibt 16 unabhängige Midi-Kanäle. D.h. nun, dass gleichzeitig 16 verschiedene Klänge erklingen können. Einem Kanal wird vorerst ein Programm fix zugeteilt. Ist es wünschenswert oder notwendig, kann innerhalb eines Kanals das Programm beliebig oft geändert werden (Midi-Befehl: Program change)
Wichtig: Zwar zeigt jede Midi-Spur auf einen Kanal, aber Kanal und Spur sind nicht gleichzusetzen. So kann es Sinn machen, verschiedene Schlaginstrumente, die alle über Kanal 10 in General Midi laufen, auf verschiedene Spuren aufzuteilen, um sie getrennt zu bearbeiten (z.B. Panorama).

Die Programm-Einstellungen werden im Arrange-Fenster geändert: Inspektor chn (Kanal) und bnk (Bank) und prg (Programm).

Liste der General Midi Instrumente (Programme)

Midi Editoren in Cubase

Cubase: Midi-Spur hinzufügen: Menu Projekt / Spur hinzufügen / Midi.
Zuerst muss im Arrangefenster ein Midi-Segment auf der gewünschten Spur eingetragen werden (Werkzeug Stift aus der Menuleiste).

Midi-Ausgang: Bei Cubase muss der Ausgang für jede Spur ausgewählt werden, wenn nicht Standard-Out gewählt wird (meist die interne Soundkarte). (Spurinfos out)

Editoren:
Doppelklick auf das Midi-Segment, führt i.R. auf den Key-Editor. Links ist ein Keybord angezeigt, dass beim Draufdrücken den entsprechenden Ton spielen sollte. Mit dem Stift können Noten in das Segment eingefügt werden. Die minimale Notenlänge ist abhängig von Einstellungen. In Cubase wird der kleinste Wert mit der Längenquantisierung in der Toolbar eingestellt. Siehe dazu: Montage.
Weitere Editoren: Noten- und Listen-Editor. Letzterer zeigt die gesamten Informationen des Segmentes im Midi-Protokoll und ist editierbar. So können die bestehenden Daten verändert und neue Messages eingefügt werden. Dieser Editor erfordert Kenntnisse des Midi-Protokolls.

Verschiedene Funktionen können im Key-Editor grafisch im unteren Fensterteil bearbeitet werden, wie Anschlagstärke (Velocity), Pitch-Bend (Tonhöhen-Modulation) und andere.

Sampler

Ein Sampler ist ein virtuelles Instrument. Es wird über Midi angesteurt: Bank, Programm, Controll-codes.

Sampler einrichten und aufrufen:
Menu Geräte / VST-Instrumente - Halion auswählen. Auf der gewünschten Spur als Out Halion wählen.
Aufruf Cubase (im Arrange):

Halion Sampler:

Übersicht:

Import: Der Import-Button unten rechts öffnet einen Fensterbereich, um eigene oder fremde Samples zu importieren. Vorgehen:

Unter Datei in der Kopf-Toolbar kann die eigene Bank auch gespeichert werden (empfehlenswert).

SEHR WICHTIG:
Keyzone: Standardmässig ist der höhrbare Bereich sehr klein gesetzt. Der gewünschte hörbare Bereich kann / muss hier erweitert werden. (Wenn nichts tönt, nachschauen, ob man eine Tonhöhe im aktiven Bereich gewählt hat!)

Loop: Damit ein kurzes Sample einen längeren Klang ergibt, kann ein Loop gesetzt und mit play getestet werden.

Filter: Wie unter Audio beschrieben, klingen die Klänge nach einem starken Attack oft aus, genannt sostenuto oder sustain. Unter Filter kann der Sustain (das Ausklingen) grafisch bearbeitet werden.

Nun müssen nur noch die Programmwahl im Arrange mit den Programm-Samples im Halion übereinstimmen und viel Spass beim Hören.