Цифровые пианино и MIDI-клавиатуры: как выбрать. Часть 1

От недорогих пианино и MIDI-контроллеров до профессиональных рабочих станций – выясняем, как подобрать подходящий вариант в магазине электронных инструментов исходя из вашего бюджета, стиля исполнения и навыков.

Общие характеристики клавиатуры

Существует большое число характеристик, общих для большинства категорий клавиатур. И прежде чем вникать в особенности каждого типа, необходимо ознакомится с этим основным набором функций.

Количество клавиш: Число клавиш может варьироваться от 25 для небольших MIDI-контроллеров до стандартных для акустического пианино 88. Выбирая нужное вам количество клавиш, подумайте о их функциональности для вашего музыкального стиля, а так же о пространственных ограничениях и мобильности.

Жесткость клавиатуры: Вам будут попадаться различные названия, относящиеся к реакции клавиш на нажатие. Невзвешенная, взвешенная, полувзвешенная, синтезаторная клавиатуры, наличие молоточковой механики — каждая из характеристик создает особые ощущения от игры. Взвешенная и полувзвешенная клавиатуры соответствуют традиционному акустическому пианино, а молоточковый механизм придает еще большую реалистичность. Синтезатор по своему действию больше похож на орган: отсутствует сопротивление при нажатии, а само нажатие происходит очень быстро. Если вам важно ощущение акустического инструмента, выбирайте взвешенную или полувзвешенную клавиатуру, а настоящим ценителям стоит присмотреться к молоточковой механике. Если же вы предпочитаете игру с быстрыми пассажами, возможно синтезаторная клавиатура лучше удовлетворит ваши потребности.

Чувствительность к касанию: Эта функция позволяет инструменту распознать скорость и силу нажатия клавиш.

Полифония — это количество звуков, которое может быть воспроизведено одновременно. Клавиатуры с большими полифоническими возможностями и большим количеством тембров могут имитировать игру целого оркестра.

Мультитембральность — способность инструмента воспроизводить звуки нескольких инструментов одновременно (например, флейты, барабанов, струнных и пианино). Мультитембральность не следует путать с полифонией.

MIDI совместимость: MIDI расшифровывается как «Цифровой интерфейс музыкальных инструментов» и является коммуникационным протоколом связи, принятым в 1980х гг. для музыкальных инструментов и компьютеров. MIDI-сообщение не содержит никаких звуков как таковых, но служит планом, который рассказывает аппаратному или программному инструменту, какие ноты и с какой скоростью играть.

Например, аккорд, сыгранный на клавиатуре, может быть отправлен в качестве MIDI-сообщения, что в свою очередь позволяет воспроизвести тот же аккорд из любых звуков, имеющихся в приборе. Совместимость MIDI клавиатуры позволяет отправлять и получать эти сообщения.

Подключения к компьютеру: современные клавиатуры могут подключаться к компьютеру разными способами: USB-порт, порт FireWire, MIDI, S/PDIF, mLAN и другие виды встроенных или подключаемых интерфейсов.

Секвенсор — аппаратное или программное устройство для записи и воспроизведения MIDI-файлов.

Арпеджиатор. Арпеджио — это аккорд, ноты в котором играются не вместе, а последовательно. При наличии соответствующей функции в инструменте, чтобы создать электронное арпеджио, достаточно сыграть одну ноту.

Сэмплер: это устройство для записи цифрового звука, позволяющее воспроизводить ее в измененном варианте. Если вы планируете включить дополнительные аудио-эффекты в вашу музыку, вам точно захочется клавиатуру с возможностью сэмплирования.

Входы/выходы: Входная и выходная секции клавиатуры — это то, на что стоит обратить внимание перед покупкой. Если вы планируете использовать клавиатуру в качестве рабочей станции, наличие аудио входов/выходов может избавить вас от необходимости приобретать отдельный интерфейс. Аудио выходы, подключаемые к внешним усилителям, микшерам и колонкам обязательны, если вы планируете играть вживую.

Контроллеры: необходимая степень контроля клавиатуры сильно зависит от того, как вы собираетесь ее использовать. Минимум для синтезаторов — колеса высоты тона и модуляции. Если вы планируете работать с MIDI, возможно вам понадобятся дополнительные ручки и ползунки, особенно если вы ищете MIDI-контроллер. Многие клавишные инструменты предлагают визуальные дисплеи,некоторые с поддержкой сенсорного ввода,с целью обеспечения большего контроля и простоты использования.

Хранение: многие клавишные предлагают внутренние варианты хранения записей, такие как USB флэш-диски, SmartMediaCard, устройства записи компакт-дисков или жесткие диски. Другие предлагают внешние решения, посредством USB подключения.

Расширение: клавиатура с ПЗУ слотом расширения позволяет подключать дополнительные звуковые карты, давая вам расширенные наборы звуков. Это ценная особенность, если вы планируете покупку клавиатуры на длительный срок. ПЗУ слоты позволяют добавить больше памяти для сэмплов на клавиатуре с функцией сэмплирования.

Синтезаторы

Синтезаторы — это клавишные инструменты, которые, по большей части, просто издают звуки. Большинство синтезаторов сегодня — цифровые и используют заранее записанные звуки. Более редкие, аналоговые синтезаторы, сами управляют электрическим сигналом для синтеза своих звуков, но их возможности далеки от цифровых. Хотятехнология аналоговых синтезаторов за последние годы значительно улучшилась и они могут создавать многие популярные звуки, цифровые синтезаторы эмулируют их с большой точностью. Записанные заранее сэмплы обеспечивают гораздо больший набор звуков, включая фортепиано, орган, духовые, струнные, и даже звуки классических аналоговых инструментов. В некоторых синтезаторах есть так же функция секвенции.

Синтезатор Novation MiniNova имеет 256 потрясающих тембров с возможностью наложения голоса в реальном времени

Первое, что вы должны сделать до покупки синтезатора — определить ваши потребности. Какой стиль музыки вы играете? Сколько клавиш для вас будет достаточно? Какие звуки являются наиболее важными для вашего стиля? Клавишники в рок-группу и исполнители классических произведений, очевидно, ответят по-разному. Аудиозаписи для многих синтезаторов сейчас доступны для онлайн прослушивания, что помогает получить представление о наборе звуков. Важно также определить бюджет. Благодаря техническому прогрессу, даже недорогие синтезаторы оснащены качественным набором звуков и функций. Таким образом, даже если вы не готовы потратить состояние на покупку инструмента, вам есть из чего выбирать.

Аналоговый синтезатор Moog Sub 37 Tribute Edition создан для музыкантов старой школы, но при этом сочетает в себе и современные программные возможности.

Синтезаторы включают в себя ряд звуков, построенных в ПЗУ. Если вы тот исполнитель, который просто хочет включить инструмент и начать играть, то вам нужен синтезатор с множеством пресетов. Если вы предпочитаете создавать свои собственные уникальные звуки, убедитесь, что выбрали инструмент с возможностью записи пользовательских звуковых настроек. Возможность расширения ПЗУ является ценным дополнением, так как позволяет вам обновить набор звуков без покупки нового инструмента.

25-клавишный аналоговый инструмент Sub Phatty соединяет винтажный звук синтезатора Moog с высоким уровнем контроля звука.

На что еще обратить внимание при покупке синтезатора?

Проверьте объем памяти; чем больше, тем лучше. И как отмечалось выше, такие вещи, как взвешенная клавиатура и многоголосая полифония синтезатора делают инструмент более удобным, мощным и универсальным.

Контроллер огибающих позволяет управлять атакой (attack), спадом (decay), задержкой (sustain) и затуханием (release) звука. Генератор низких частот (LFO) позволяет вам изменять параметры тона. К примеру, применяя LFO можно создать эффект вибрато. Секция фильтров синтезатора может быть использована для удаления некоторых частот из готового звука и для изменения его тембра. Так же многие синтезаторы имеют встроенные эффекты, такие как реверберация, дилэй, хорус и другие. Если вам нравится открывать новые грани звука во время игры, обратите внимание на эти функции при покупке.

Источник

Подробнее о формате MIDI

MIDI расшифровывается, как Musical Instruments Digital Interface (цифровой интерфейс музыкальных инструментов). Строго говоря, MIDI это не звук. С помощью MIDI кодируется информацию о действиях, которые производятся на данном музыкальном устройстве — нажатие на клавиши, кнопки и т. д.

Для того чтобы коммутировать разные устройства через MIDI-интерфейс, обычно применяют трехжильные кабели с разъемами типа DIN.

В устройствах со стандартным MIDI-интерфейсом имеется три разъема, обозначаемых как MIDI IN, MIDI OUT и MIDI THRU:

• Разъем MIDI IN — это входной разъем, через который поступает MIDI-информа-ция с других устройств.
• MIDI OUT — выходной разъем, через который устройство передает информацию о производимых на нем действиях.
• MIDI THRU — это тоже выходной разъем, через который устройство в неизменном виде пересылает информацию, полученную через MIDI IN.

Рисунок: MIDI-разъем звуковой карты

Для соединения разъема со стандартными MIDI-устройствами необходим переходной кабель. Некоторый производители звуковых карт предлагают приобрести его отдельно. Перед покупкой переходного кабеля обязательно нужно проверить, что он будет работать с вашими моделями звуковой карты и устройств, так как многие производители учитывают индивидуальные особенности данной звуковой карты. Цена кабеля бывает достаточно высока.

MIDI-сообщения

Через MIDI интерфейс передается информация о действиях, выполняемых на музыкальном устройстве — к примеру, — нажатие клавиши. Это содержит информацию о двух параметрах: номере нажатой клавиши и силе удара по ней.

Большинство параметров MIDI могут принимать значения от 0 до 127 (1 байт). Поэтому размер полной MIDI-клавиатуры составляет 128 клавиш. Так как музыкантам привычнее оперировать нотами и номерами октав, в MIDI описано соответствие между номером клавиши и его интуитивным значением. Однако номера октав здесь отличаются от принятых на традиционных акустических инструментах.

MIDI-каналы

Пусть MIDI-карта управляет несколькими устройствами. В этом случае управляемые устройства подключаются цепочкой через соединение MIDI THRU — MIDI IN. Поскольку на выход MIDI THRU передается вся информация, пришедшая на MIDI IN, все подключенные устройства получают одну и ту же MIDI-информацию. Однако, управление несколькими устройствами имеет смысл в том случае, если каждое из них будет исполнять свою партию. Таким образом, существует необходимость разделить поток MIDI-сообщений, чтобы каждое устройство могло принимать только свои сообщения.

Эта проблема в MIDI решена с помощью каналов . Предполагается, что существует 16 MIDI-каналов, и каждое сообщение может идти только по одному из них. При этом каждое устройство настраивается на прием сообщений, приходящих только по одному из каналов.

MIDI-сообщения

Поток MIDI-информации передается побайтно. Для контроля за состоянием линии в начале каждого байта передается стартовый бит (1), а в конце — столовый (0). Каждый байт состоит из 8 значащих битов.

Любой байт, передаваемый по MIDI, является байтом либо статуса, либо значения. Статусный байт всегда первый в MIDI-сообщении, он определяет его тип и номер MIDI-канала. В каждом MIDI-сообщении содержится только один статусный байт. Байты значения содержат параметры, необходимые для данного типа MIDI-сообщения.

MIDI-секвенции и стандартные MIDI-файлы

MIDI-секвенцией называют записанную последовательность MIDI-сообщений и временных промежутков между ними. Такая последовательность при воспроизведении повторяет оригинал, как обычная аудиозапись. MIDI-секвенция, записанная в файл, занимает очень немного места по сравнению с аудиозаписью.

Для работы с MIDI-секвенциями сегодня существуют специальные программы-секвенсеры, благодаря которым редактирование стало удобным. Теперь рассмотрим, как MIDI-сообщения записываются в секвенцию.

MIDI-сообщения записываются в виде двоичных последовательностей. В различных аппаратных секвенсерах реализованы разные способы записи временных промежутков. Один из них — запись в стандартные MIDI-файлы.

Имена стандартных MIDI-файлов обычно имеют расширения .mid или .midi. Стандартные MIDI-файлы могут быть трех различных типов, которые называют тип О, тип 1 и тип 2. В файлах типа 0 весь поток MIDI-информации записывается последовательно. В файлах типа 1 MIDI-сообщения записываются в отдельные дорожки.

Набор инструментов General MIDI (GM)

Недостатком хранения музыкальной информации в виде MIDI-секвенций считается необходимость привязки к конкретному устройству.

Поэтому производители решили договориться о стандартном наборе инструментов, номера которых в наборе совпадали бы. Иными словами, при замене MIDI-устройства секвенция в этом случае будет звучать приблизительно так же, так как номера MIDI-программ в этих устройствах соответствуют одинаковым тембрам. Стандартный набор состоит из 128 инструментов и называется General MIDI (GM).

Например, вы работали с MIDI-секвенцией, используя встроенный синтезатор одной звуковой карты и решили заменить звуковую карту на другую, поддерживающую стандарт General MIDI. Вы уверены, что номера в сообщениях менять не придется.

Для ориентации в номерах тембров General MIDI их разделили на группы по 8 штук.

Источник

Описание интерфейса MIDI

Автор: Евгений Музыченко (Eugene Muzychenko) 2:5000/14@FidoNet
Copyright (©) 1996-97, Eugene V. Muzychenko
Все права в отношении данного текста принадлежат автору. При воспроизведении текста или его части сохранение Copyright обязательно. Коммерческое использование допускается только с письменного разрешения автора.

Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов. Создан в 1982 году ведущими производителями электронных музыкальных инструментов — Yamaha, Roland, Korg, E-mu и др. Изначально был предназначен для замены принятого в то время управления музыкальными инструментами при помощи аналоговых сигналов управлением при помощи информационных сообщений, передаваемых по цифровому интерфейсу. Впоследствии стал стандартом де-факто в области электронных музыкальных инструментов и компьютерных модулей синтеза.

MIDI представляет собой так называемый событийно-ориентированный протокол связи между инструментами. Всякий раз, когда исполнитель производит какое-либо воздействие на органы управления (нажатие/отпускание клавиш, педалей, изменение положений регуляторов и т.п., инструмент формирует соответствующее MIDI-сообщение, в тот же момент посылаемое по интерфейсу. Другие инструменты, получая сообщения, отрабатывают их так же, как и при воздействии на их собственные органы управления. Таким образом, поток MIDI-сообщений представляет собой как бы слепок с действий исполнителя, сохраняя присущий ему стиль исполнения — динамику, технические приемы и т.п. При записи на устройства хранения информации MIDI-сообщения снабжаются временнЫми метками, образуя своеобразный способ представления партитуры. При воспроизведении по этим меткам полностью и однозначно восстанавливается исходный MIDI-поток.

Спецификация MIDI состоит из аппаратной спецификации самого интерфейса и спецификации формата данных — описания системы передаваемых сообщений. Соответственно, различается аппаратный MIDI-интерфейс и формат MIDI-данных (так называемая MIDI-партитура); интерфейс используется для физического соединения источника и приемника сообщений, формат данных — для создания, хранения и передачи MIDI-сообщений. В настоящее время эти понятия стали самостоятельными и обычно используются отдельно друг от друга — по MIDI-интерфейсу могут передаваться данные любого другого формата, а MIDI-формат может использоваться только для обработки партитур, без вывода на устройство синтеза.

Аппаратная спецификация MIDI

Интерфейс — старт-стопный последовательный «токовая петля» (активный передатчик, 5 мА, токовая посылка — 0, бестоковая — 1), скоростью передачи 31250 ±1% бит/с и протоколом 8-N-1 (один стартовый бит, 8 битов данных, один бит стопа, без четности). Передатчики и приемники должны обеспечивать длительность фронтов менее 2 мкс.

Каждый инструмент имеет три соединительных разъема: In (вход), Out (выход) и Thru (копия сигнала с In через буфер). Все разъемы — типа female DIN-5 (СГ-5), вид с наружной стороны (стороны соединения):

Контакты 4 и 5 — сигнальные, контакт 2 — экран. Полярность сигналов дается относительно источника тока: контакт 4 — плюс (ток вытекает из вывода), контакт 5 — минус (ток втекает в вывод). Таким образом, для разъемов Out и Thru назначение то же, для разъема In — обратное. Для соединения используется двужильный экранированный кабель длиной до 50 футов (около 15 м). Экран необходим только для защиты от излучаемых помех — кабель практически нечувствителен к наводкам извне. Соединение разъемов на двух концах кабеля — прямое (2-2, 4-4, 5-5).

Один MIDI-передатчик допускает подключение до четырех приемников.

Описанная схема позволяет создавать сеть MIDI-устройств, подключая их по цепочке и нескольким направлениям:

В этой схеме устройство 1 служит источником сообщений, которые получает устройство 2 и через его ретранслятор — устройство 3. Устройство 4 получает сообщения, посылаемые устройством 2 (они могут как включать, так и не включать получаемые самим устройством 2) и ретранслирует их на вход устройства 5.

Спецификация формата данных MIDI

MIDI-данные представляют собой сообщения, или события (events), каждое из которых является командой для музыкального инструмента. Стандарт предусматривает 16 независимых и равноправных логических каналов, внутри каждого из которых действуют свои режимы работы; изначально это было предназначено для однотембровых инструментов, способных в каждый момент времени воспроизводить звук только одного тембра — каждому инструменту присваивался свой номер канала, что давало возможность многотембрового исполнения. С появлением многотембровых (multi-timbral) инструментов они стали поддерживать несколько каналов (современные инструменты поддерживают все 16 каналов и могут иметь более одного MIDI-интерфейса), поэтому сейчас каждому каналу обычно назначается свой тембр, называемый по традиции инструментом, хотя возможна комбинация нескольких тембров в одном канале. Канал 10 по традиции используется для ударных инструментов — различные ноты в нем соответствуют различным ударным звукам фиксированной высоты; остальные каналы используются для мелодических инструментов, когда различные ноты, как обычно, соответствуют различной высоте тона одного и того же инструмента.

Поскольку MIDI-сообщения представляют собой поток данных в реальном времени, их кодировка разработана для облегчения синхронизации в случае потери соединения. Для этого первый байт каждого сообщения, называемый также байтом состояния (status byte), содержит «1» в старшем разряде, а все остальные байты содержат в нем «0» и называются байтами данных (data bytes). Если после получения всех байтов данных последнего сообщения на вход приемника поступает байт, не содержащий «1» в старшем разряде — это трактуется как повторение информационной части сообщения (подразумевается такой же первый байт). Такой метод передачи носит название «Running Status» и широко используется для уменьшения объема передаваемых данных — например, передается один байт команды «Controller Change» с нужным номером канала, а затем — серия байтов данных с номерами и значениями контроллеров для этого канала.

MIDI- сообщения делятся на канальные — относящиеся к конкретному каналу, и системные — относящиеся к системе в целом. Кодировка MIDI-сообщений (шестнадцатеричная, n в первом байте обозначает номер канала):

Канальные сообщения:

• 8n nn vv — Note Off (выключение ноты)
• 9n nn vv — Note On (включение ноты)
• An nn pp — Key Pressure (Polyphonic Aftertouch, давление на клавишу)
• Bn cc vv — Control Change (смена значения контроллера)
• Cn pp — Program Change (смена программы (тембра, инструмента))
• Dn pp — Channel Pressure (Channel Aftertouch, давление в канале)
• En ll mm — Pitch Bend Change (смена значения Pitch Bend)

Системные сообщения:

• F0 — System Exclusive (SysEx, системное исключительное сообщение)
• F1 — резерв
• F2 ll mm — Song Position Pointer (указатель позиции в партитуре)
• F3 ss — Song Select (выбор партитуры)
• F4 — резерв
• F5 — резерв
• F6 — Tune Request (запрос подстройки)
• F7 — EOX (End Of SysEx, конец системного исключительного сообщения)
• F8 — Timing Clock (синхронизация по времени)
• F9 — резерв
• FA — Start (запуск игры по партитуре)
• FB — Continue (продолжение игры по партитуре)
• FC — Stop (остановка игры по партитуре)
• FD — резерв
• FE — Active Sensing (проверка соединений MIDI-сети)
• FF — System Reset (сброс всех устройств сети)

На основе MIDI позднее был разработан стандарт GM (General MIDI — единый MIDI), устанавливающий условия обязательной совместимости инструментов и интерпретации номеров программ и контроллеров, а затем и другие стандарты (GS, XG), расширяющие GM. Однако общность инструментов внутри каждого стандарта подразумевает только основные звуковые характеристики. «Одинаковые» тембры на различных инструментах почти всегда имеют различную окраску, динамику, яркость, громкость по умолчанию и другие особенности, а «синтетические» тембры могут совершенно отличаться друг от друга. Кроме этого, у разных инструментов различается зависимость характера звука от силы удара по клавише, динамика работы MIDI-контроллеров, положения контроллеров по умолчанию и прочие «тонкие» параметры. Поэтому MIDI-партитура, подготовленная для конкретного инструмента, на других инструментах (даже внутри стандарта) часто звучит совершенно по-другому, и это необходимо учитывать при переносе партитур с между инструментами различных моделей.

Инструменты, поддерживающие стандарты GM и GS, почти всегда имеют дополнительные средства управления синтезом и обработкой звука, расширяющие рамки стандарта. При этом используемые способы управления, как правило, сохраняются внутри одной линии инструментов и внутри инструментов одного производителя.

Описание работы контроллеров

Контроллеры Bank Select

Многие устройства могут работать с большим количеством встроенных и дополнительных тембров (инструментов) и звуковых эффектов, которые для удобства объединены в банки. В каждый момент времени в одном канале может использоваться только один банк; для переключения банков служат контроллеры:

• 0 — Bank Select MSB (выбор банка, старший байт)
• 32 — Bank Select LSB (выбор банка, младший байт)

Одни устройства требуют для переключения банков только один из этих контроллеров, другие требуют оба. Поведение некоторых устройств в этом отношении может изменяться в различных режимах работы.

По умолчанию устанавливается нулевой банк. После смены банка обязательна посылка сообщения Program Change для выбора тембра (инструмента).

Обработка устройством команды смены банка и инструмента может занять значительное время (десятки миллисекунд и более). Некоторые устройства при получении команд смены банков и инструментов гасят звучащие ноты в канале.

Контроллер Modulation

Задает глубину частотной модуляции в канале. Управление абсолютное. Значение 0 отключает модуляцию, значение 127 устанавливает максимальную глубину. Стандартное значение — 0. Действует на последующие и уже звучащие ноты.

Контроллер Portamento Time

Задает время плавного скольжения от частоты предыдущей ноты до частоты очередной ноты. Управление абсолютное. Значение 0 соответствует минимальному времени, 127 — максимальному. Стандартное значение не определено.

Контроллер Main Volume

Задает громкость звучания внутри канала. Управление абсолютное. Стандартное значение — обычно 100. Действует на последующие и уже звучащие ноты.

Контроллер Pan

Задает соотношение уровня стереоканалов (точку стереопанорамы) для канала. Управление абсолютное. Значение 0 — крайняя левая позиция, 64 — средняя, 127 — крайняя правая. Стандартное значение — 64. Действует на последующие и уже звучащие ноты.

Контроллер Expression

Задает степень выразительности звука. Управление абсолютное. На простых инструментах дублирует контроллер Main Volume и действует и на последующие, и на уже звучащие ноты. На инструментах с развитым синтезом управляет более тонкими параметрами выразительности, и действует только на последующие ноты. Стандартное значение — обычно 127.

Контроллер Harmonic Content

Задает добротность (глубину резонанса) фильтра канала, позволяющего подчеркнуть высокочастотные гармоники тембра. Увеличение добротности увеличивает крутизну характеристики фильтра в области среза, усиливая частоты, лежащие непосредственно ниже частоты среза. Управление относительное (0..64..127). Стандартное значение — 64.

Контроллер Release Time

Задает время концевого затухания звучания нот с момента отработки Note Off (явного или автоматического) до полного исчезновения звука. Управление относительное (0..64..127). Стандартное значение — 64.

Контроллер Attack Time

Задает время начальной атаки — нарастания громкости звучания нот с момента отработки Note On до максимального значения громкости. Управление относительное (0..64..127). Стандартное значение — 64.

Контроллер Brightness

Задает частоту среза фильтра канала, управляющую ослаблением высоких частот звука. Управление относительное (0..64..127). Стандартное значение — 64.

Контроллер Portamento Control

Задает номер ноты, от которой выполняется плавная перестройка частоты в режиме Portamento, и позволяет установить исходную высоту, отличную от определяемой последним сообщением Note On.

Контроллер Reverb Level

Задает глубину выбранного эффекта типа реверберации (основанного на постоянной задержке сигнала) — Room, Hall, Delay, Echo и т.п. Управление — абсолютное или относительное в зависимости от инструмента.

Контроллер Chorus Level

Задает глубину эффекта типа хорового (основанного на переменной задержке сигнала) — Chorus, Flanger, Phaser и т.п. Управление — абсолютное или относительное в зависимости от инструмента.

Контроллер Variation Level

Задает глубину эффекта, выбранного в качестве Variation. Управление — абсолютное или относительное в зависимости от инструмента.

Контроллер-переключатель Sustain

Во включенном состоянии вызывает удержание звучания для всех клавиш, отпущенных во время действия контроллера — по аналогии с правой педалью фортепиано. Иными словами, в режиме Sustain канал задерживает отработку последнего поступившего для каждой ноты сообщения Note Off. В момент отключения одновременно отрабатываются все задержанные таким образом Note Off; на явно удерживаемые в этот момент клавиши (для которых последним поступившим сообщением является Note On) отключение режима не влияет.

Контроллер-переключатель Sostenuto

Действует подобно Sustain, но удерживает звучание только тех нот, которые были нажаты на момент включения контроллера. Последующие нажатия и отпускания отрабатываются в обычном порядке. Иначе говоря, откладывается отработка Note Off только для тех нот, Note On для которых поступили до включения режима.

Контроллер-переключатель Soft

По аналогии с левой педалью фортепиано, вызывает смягчение звучания для нот, нажатых во время действия режима. Способ реализации — простое уменьшение громкости или более тонкое управление — определяется инструментом.

Контроллер-переключатель Portamento

При выключенном режиме каждая нажатая нота начинает звучать на частоте, определяемой высотой ноты и установленными на данный момент значениями контроллеров управления высотой (Pitch Bend Change и Coarse/Fine Tune и т.п.). При включенном режиме очередная нота начинает звучать на частоте, определяемой последним сообщением Note On или контроллером Portamento Control, затем ее высота плавно изменяется до нужной со скоростью, определяемой контроллером Portamento Time. Вне зависимости от того, было ли скольжение выполнено до конца или прервано по отпусканию ноты, последнее сообщение Note On всегда фиксируется в качестве исходной высоты для последующих нот. Это означает, что если, например, после ноты C2 была нажата нота C7, а затем — нота C4, то высота второй ноты будет плавно повышаться от C2 до C7, а высота третьей в то же время — понижаться от C7 до 50, и в качестве исходной для последующих нот будет принята нота 50. В момент нажатия C7 эта нота зазвучит в унисон с C2 и начнет скользить в сторону C7, а в момент нажатия ноты C4 та зазвучит с высотой C7 и начнет скользить к C4. Все скольжения выполняются независимо.

Контроллеры RPN, NRPN и Data Entry

Дополнительно для расширенного управления синтезом введены зарегистрированные (Registered Parameter Number — RPN) и незарегистрированные (Non-Registered Parameter Number — NRPN) номера параметров, передаваемые при помощи контроллеров:

• 98 — NRPN LSB (младший байт NRPN)
• 99 — NRPN MSB (старший байт NRPN)
• 100 — RPN LSB (младший байт RPN)
• 101 — RPN MSB (старший байт RPN)

Устройство запоминает однажды переданные ему RPN или NRPN, после которых могут передаваться значения выбранного параметра при помощи контроллеров:

• 6 — Data Entry MSB (ввод данных, старший байт)
• 38 — Data Entry LSB (ввод данных, младший байт)
• 96 — RPN Increment (увеличение RPN на 1, значение игнорируется)
• 97 — RPN Decrement (уменьшение RPN на 1, значение игнорируется)

Таким образом, механизм представляет собой «контроллер в контроллере». Стандартом General MIDI определена интерпретация только трех RPN, значения которых задаются старшими байтами параметров Data Entry:

• RPN 0 — Pitch Bend Sensitivity (чувствительность Pitch Bend)
• RPN 1 — Fine Tuning (точная подстройка)
• RPN 2 — Coarse Tuning (грубая подстройка)

Чувствительность Pitch Bend определяет количество полутонов, на которое смещается высота тона при получении сообщения Pitch Bend Change с предельным верхним или нижним значением параметра. По умолчанию принимается диапазон в два полутона в любую сторону.

RPN подстройки позволяют сместить строй инструмента в канале на заданное количество полутонов при грубой, или центов (сотых долей полутона) — при точной подстройке. За относительный нуль принимается значение 64.

Интерпретация остальных параметров стандартом GM не определена. В ряде инструментов для раздельной подстройки отдельных инструментов в различных банках используются также два дополнительных RPN:

• RPN 3 — Tuning Program Select
• RPN 4 — Tuning Bank Select

Стандартом GS введен набор NRPN для управления генераторами огибающих и резонансными фильтрами (номера NRPN даны в виде значений старшего и младшего байтов):

• NRPN 1/8 — Vibrato Rate (частота вибрато)
• NRPN 1/9 — Vibrato Depth (глубина вибрато)
• NRPN 1/10 — Vibrato Delay (задержка до включения вибрато)
• NRPN 1/32 — Filter Cutoff Frequency (частота среза фильтра)
• NRPN 1/33 — Filter Resonance (глубина резонанса фильтра)
• NRPN 1/99 — Attack Time (длительность атаки)
• NRPN 1/100 — Decay Time (длительность первичного спада)
• NRPN 1/102 — Release Time (длительность концевого затухания)

а также — для раздельной настройки параметров ударных инструментов (nn — номер ноты инструмента):

• NRPN 24/nn — Drum Pitch Coarse Tune (грубая подстройка высоты)
• NRPN 26/nn — Drum TVA Level (уровень громкости)
• NRPN 28/nn — Drum Pan (панорамная позиция)
• NRPN 29/nn — Drum Reverb Send Level (глубина эффекта reverb)
• NRPN 30/nn — Drum Chorus Send Level (глубина эффекта chorus)
• NRPN 31/nn — Drum Delay Send Level (глубина эффекта delay)

Значения параметров задаются старшими байтами Data Entry.

Стандартом XG введены дополнительные NRPN для ударных:

• NRPN 20/nn — Drum Filter Cutoff (частота среза фильтра)
• NRPN 21/nn — Drum Filter Resonance (глубина резонанса фильтра)
• NRPN 22/nn — Drum Attack Time (длительность атаки)
• NRPN 23/nn — Drum Decay Time (длительность первичного спада)
• NRPN 25/nn — Drum Pitch Fine Tune (точная подстройка высоты)

Специальные канальные сообщения

Задаются контроллерами 120..127 и управляют обработкой сообщений в каналах:

• 120 — All Sounds Off
• 121 — Reset All Controllers
• 122 vv — Local Control
• 123 — All Notes Off
• 124 — Omni Off
• 125 — Omni On
• 126 nn — Mono
• 127 — Poly

Обязательными к реализации в General MIDI определены только контроллеры 121 и 123; реализация остальных перечисленных контроллеров определяется производителем. Кроме этого, многие устройства требуют, чтобы неиспользуемые значения контроллеров были нулевыми.

Сообщение All Notes Off имитирует выключение всех включенных нот и полностью эквивалентно посылке сообщения Note Off для каждой звучащей ноты; будет ли при этом прекращено звучание ноты — зависит от состояния режимов Sustain и Sostenuto. Сообщение All Sounds Off действует так же, но не зависит от режимов Sustain/Sostenuto; кроме того, оно немедленно прекращает звучание всех нот, находящихся в стадии концевого затухания (Release). Состояние самих режимов Sustain/Sostenuto эти сообщения не затрагивают.

Сообщение Reset All Controllers устанавливает все контроллеры в значения по умолчанию, и используется для начальной установки устройства перед проигрыванием партитуры.

Сообщение Local Control служит для запрета/разрешения управления устройством с локальной панели. Нулевое значение параметра запрещает управление с панели (устройство управляется только по MIDI), значение 127 разрешает его.

Сообщения Omni On/Off служат для включения/выключения режима Omni — реакции устройства на канальные сообщения. При включенном режиме Omni устройство обрабатывает сообщения для всех каналов, при отключенном — только сообщения для выбранного канала (Basic Channel). Это позволяет разделить устройства между каналами. Канал назначается устройству либо с его панели управления, либо при помощи сообщений SysEx. Режим Omni имеет смысл в основном для старых инструментов, имеющих один MIDI-канал и не поддерживающих разделение тембров.

Сообщения Mono/Poly служат для переключения одноголосного и многоголосного (полифонического) режимов. В одноголосном режиме в каждый момент времени может звучать только одна нота; включение новой ноты приводит к принудительному отключению предыдущей. В полифоническом режиме включение каждой новой ноты запускает очередной свободный генератор, а при исчерпании генераторов новые ноты либо игнорируются, либо приводят к принудительному выключению наиболее «старых» нот.

Значение nn в сообщении Mono воспринимается некоторыми устройствами, как количество MIDI-каналов, по которым, начиная с Basic Channel, распределяются ноты в одноголосном режиме при выключенном режиме Omni. Смысл этой группы каналов различен для передающих и принимающих устройств. Передающее устройство направляет первую ноту в Basic Channel, следующую за ней — в Basic Channel + 1, и так далее, затем очередная нота снова направляется в Basic Channel, и цикл повторяется. Приемное устройство воспринимает канальные сообщения только внутри заданной группы каналов, каждый из которых работает в одноголосном режиме. Такой прием позволяет реализовать многоголосное исполнение на синтезаторах, имеющих жесткую привязку голосов (генераторов) к MIDI-каналам.

Контроллеры Omni, Mono и Poly вызывают также отработку контроллера All Sounds Off.

От различных сочетаний режимов Omni, Poly и Mono происходят четыре основных режиме работы (mode) MIDI-устройств:

• 1 — Omni On, Poly
• 2 — Omni On, Mono
• 3 — Omni Off, Poly
• 4 — Omni Off, Mono

Большинство современных устройств работает в mode 3 — полифонический режим с независимой работой каналов.

Program Change (pp — номер тембра или инструмента)

Служит для смены инструмента в канале. Параметр задает номер инструмента (0–127) в текущем выбранном банке. Стандартом General MIDI определены 128 основных мелодических и 47 ударных инструментов, собранных в нулевом банке; устройства с расширенным набором инструментов имеют дополнительные банки, а также могут иметь частично измененный основной набор.

Стандартные мелодические инструменты General MIDI разделены на 16 групп по 8 инструментов в каждой группе:

Piano	Chrom Percussion
0 Acoustic Grand Piano	8 Celesta
1 Bright Acoustic Piano	9 Glockenspiel
2 Electric Grand Piano	10 Music Box
3 Honky-tonk Piano	11 Vibraphone
4 Electric Piano 1	12 Marimba
5 Electric Piano 2	13 Xylophone
6 Harpsichord	14 Tubular Bells
7 Clavinet	15 Dulcimer
Organ	Guitar
16 Drawbar Organ	24 Acoustic Guitar (nylon)
17 Percussive Organ	25 Acoustic Guitar (steel)
18 Rock Organ	26 Electric Guitar (jazz)
19 Church Organ	27 Electric Guitar (clean)
20 Reed Organ	28 Electric Guitar (muted)
21 Accordion	29 Overdriven Guitar
22 Harmonica	30 Distortion Guitar
23 Tango Accordion	31 Guitar Harmonics
Bass	Strings
32 Acoustic Bass	40 Violin
33 Electric Bass (finger)	41 Viola
34 Electric Bass (pick)	42 Cello
35 Fretless Bass	43 Contrabass
36 Slap Bass 1	44 Tremolo Strings
37 Slap Bass 2	45 Pizzicato Strings
38 Synth Bass 1	46 Orchestral Harp
39 Synth Bass 2	47 Timpani
Ensemble	Brass
48 String Ensemble 1	56 Trumpet
49 String Ensemble 2	57 Trombone
50 Synth Strings 1	58 Tuba
51 Synth Strings 2	59 Muted Trumpet
52 Choir Aahs	60 French Horn
53 Voice Oohs	61 Brass Section
54 Synth Voice	62 Synth Brass 1
55 Orchestra Hit	63 Synth Brass 2
Reed	Pipe
64 Soprano Sax	72 Piccolo
65 Alto Sax	73 Flute
66 Tenor Sax	74 Recorder
67 Baritone Sax	75 Pan Flute
68 Oboe	76 Bottle Blow
69 English Horn	77 Shakuhachi
70 Bassoon	78 Whistle
71 Clarinet	79 Ocarina
Synth Lead	Synth Pad
80 Lead 1 (square)	88 Pad 1 (new age)
81 Lead 2 (sawtooth)	89 Pad 2 (warm)
82 Lead 3 (calliope)	90 Pad 3 (polysynth)
83 Lead 4 (chiff)	91 Pad 4 (choir)
84 Lead 5 (charang)	92 Pad 5 (bowed)
85 Lead 6 (voice)	93 Pad 6 (metallic)
86 Lead 7 (fifths)	94 Pad 7 (halo)
87 Lead 8 (bass + lead)	95 Pad 8 (sweep)
Synth Effects	Ethnic
96 FX 1 (rain)	104 Sitar
97 FX 2 (soundtrack)	105 Banjo
98 FX 3 (crystal)	106 Shamisen
99 FX 4 (atmosphere)	107 Koto
100 FX 5 (brightness)	108 Kalimba
101 FX 6 (goblins)	109 Bagpipe
102 FX 7 (echoes)	110 Fiddle
103 FX 8 (sci-fi)	111 Shanai
Percussive	Sound Effects
112 Tinkle Bell	120 Guitar Fret Noise
113 Agogo	121 Breath Noise
114 Steel Drums	122 Seashore
115 Woodblock	123 Bird Tweet
116 Taiko Drum	124 Telephone Ring
117 Melodic Tom	125 Helicopter
118 Synth Drum	126 Applause
119 Reverse Cymbal	127 Gunshot

Стандартные ударные инструменты General MIDI доступны в канале 10:

35 Acoustic Bass Drum	59 Ride Cymbal 2
36 Bass Drum 1	60 High Bongo
37 Side Kick	61 Low Bongo
38 Acoustic Snare	62 Mute High Conga
39 Hand Clap	63 Open High Conga
40 Electric Snare	64 Low Conga
41 Low Floor Tom	65 High Timbale
42 Closed High-Hat	66 Low Timbale
43 High Floor Tom	67 High Agogo
44 Pedal High Hat	68 Low Agogo
45 Low Tom	69 Cabasa
46 Open High Hat	70 Maracas
47 Low-Mid Tom	71 Short Whistle
48 High-Mid Tom	72 Long Whistle
49 Crash Cymbal 1	73 Short Guiro
50 High Tom	74 Long Guiro
51 Ride Cymbal 1	75 Claves
52 Chinese Cymbal	76 High Wood Block
53 Ride Bell	77 Low Wood Block
54 Tambourine	78 Mute Cuica
55 Splash Cymbal	79 Open Cuica
56 Cowbell	80 Mute Triangle
57 Crash Cymbal 2	81 Open Triangle
58 Vibraslap

Pitch Bend Change (ll — младший, mm — старший байт значения)

Задает смещение высоты тона для всех нот в канале — как звучащих, так и последующих. Значение, образованное двумя 7-разрядными величинами, изменяется в диапазоне 0–16383; среднее значение — 8192 — принимается за относительный нуль, что дает условный диапазон изменения -8192–8191. Чувствительность Pitch Bend может изменяться при помощи RPN 0; по умолчанию принимается предельное смещение на два полутона в любую сторону.

Системные сообщения

System Exclusive (SysEx)

Служат для передачи специальной информации определенным устройствам. В сообщении SysEx может передаваться любое количество байтов. Признаком конца сообщения служит байт F7. Первые три байта SysEx обычно содержат идентификатор производителя устройства (присваивается Ассоциацией Производителей MIDI-устройств — MMA), номер устройства в сети (задается с пульта) и код модели устройства (присваивается производителем). В остальном формат сообщений определяется производителем — это могут быть команды, параметры, оцифрованные инструменты, партитуры и т.п.

Шестнадцатеричные идентификаторы наиболее известных производителей:

Sequential Circuits	01
Big Briar	02
Octave / Plateau	03
Moog	04
Passport Designs	05
Lexicon	06
PAIA	11
Simmons	12
Gentle Electric	13
Fairlight	14
Bon Tempi	20
S.I.E.L.	21
SyntheAxe	23
Kawai	40
Roland	41
Korg	42
Yamaha	43

SysEx «General MIDI On» (переключение в режим GM для устройств, поддерживающих дополнительные стандарты): F0 7E 7F 09 01 F7.

SysEx «General Synth On» (переключение в режим Roland GS для устройств, поддерживающих этот стандарт): F0 41 10 42 12 40 00 7F 00 41 F7.

SysEx «XG System On» (переключение в режим Yamaha XG для устройств, поддерживающих этот стандарт): F0 43 1n 4C 00 00 7E 00 F7, где n — номер устройства в сети (устанавливается по-разному для разных устройств, по умолчанию 0).

Ряд устройств требует, чтобы включение режимов GS и XG выполнялось из режима GM. Переключение между режимами обычно занимает несколько десятков миллисекунд и вызывает также полный сброс MIDI-системы устройства.

Tune Request

Предписывает выполнить автоматическую подстройку устройствам, нуждающимся в ней. Обычно это относится к аналоговым синтезаторам, строй которых может смещаться из-за нестабильности управляющих элементов.

Song Position Pointer (ll — младший, mm — старший байт)

Служит для установки позиции в партитуре для устройств, имеющих встроенный секвенсор, автоаккомпанемент или ритм-блок. Задается номером четвертной (quarter) ноты с начала партитуры.

Song Select (ss — условный номер партитуры)

Определяет, какая из существующих партитур будет проигрываться при получении сообщения Start.

Start

Запускает прогрывание или запись выбранной партитуры с начала.

Останавливает проигрывание или запись партитуры.

Continue

Запускает проигрывание или запись партитуры с прерванного места, либо с позиции, установленной с помощью Song Position Pointer.

Timing Clock

Служит для синхронизации устройств и передается с частотой 6 сообщений на четвертную ноту. Генерация этого сообщения не является обязательной для передающего устройства.

Active Sensing

Используется для проверки наличия связи внутри MIDI-сети. Генерация сообщения не является обязательной для передающих устройств. В случае получения этого сообщения каждое приемное устройство переходит в режим слежения за MIDI-потоком, и в случае отсутствия любых сообщений в течение 300 мс автоматически отрабатывает контроллеры All Notes Off, All Sounds Off и Reset All Controllers. Это позволяет прекратить работу в случае нарушения связи в сети. Однако до первого прохождения этого сообщения по сети устройства не следят за длительностью пауз между сообщениями.

Основное применение MIDI — хранение и передача музыкальной информации. Это может быть управление электронными музыкальными инструментами в реальном времени, запись MIDI-потока, формируемого при игре исполнителя, на носитель данных с последующим редактированием и воспроизведением (так называемый MIDI-секвенсор), синхронизация различной аппаратуры (синтезаторы, ритм-машины, магнитофоны, блоки обработки звука, световая аппаратура, дымогенераторы и т.п.).

Устройства, предназначенные только для создания звука по MIDI-командам, не имеющие собственных исполнительских органов, называются тон-генераторами. Многие тон-генераторы имеют панель управления и индикации для установки основных режимов работы и наблюдения за ними, однако создание звука идет под управлением поступающих MIDI-команд.

Устройства, предназначенные только для формирования MIDI-сообщений, не содержащие средств синтеза звука, называются MIDI-контроллерами. Это может быть клавиатура, педаль, рукоятка с несколькими степенями свободы, ударная установка с датчиками способа и силы удара, а также — струнный или духовой инструмент с датчиками и анализаторами способов воздействия и приемов игры. Тон-генератор с достаточными возможностями по управлению может весьма точно воспроизвести оттенки звучания инструмента по сформированному контроллером MIDI-потоку.

Для хранения MIDI-партитур на носителях данных разработаны форматы SMF (Standard MIDI File — стандартный MIDI-файл) трех типов:

• 0 — непосредственно MIDI-поток в том виде, в каком он передается по интерфейсу.
• 1 — совокупность параллельных «дорожек», каждая из которых обыч- но представляет собой отдельную партию произведения, исполняемую на одном MIDI-канале.
• 2 — совокупность нескольких произведений, каждое из которых сос- тоит из нескольких дорожек.

В основном применяется формат 1, позволяющий хранить одно произведение в файле.

Кроме MIDI-событий, файл содержит также «фиктивные события» (Meta Events), используемые только для оформления файла и не передаваемые по интерфейсу — информация о метрике и темпе, описание произведения, названия партий, слова песни и т.п.

Источник