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MIDI

A mediados de los 90,s me dedique a la musica, y me arme de equipo, en esa epoca no habia mucha información disponible sobre MIDI, asi que escribi algunas cosas. A pesar del tiempo, algunas cosas no han cambiado, asi que espero que esta información la encuentren interesante.

En los links de abajo, hay dos piezas de un trabajo realizado con el cantante Elías Granados con motivo d elas celebraciones del V centenario, son piezas basadas en textos de poetas Nahuas y música de corte contemporánea, se origino como una serie de recitales llamados "poetas mexicanos del siglo XVI y músicos del sigo XX", y después se presento una dramatización dirigida por Marta Luna.

Temilotzin Icuic	MP3	Real Audio0
Cacamatzin Icuic	MP3

Y además aquí hay otras piezas que son arreglos del Maestro Juan José Calatayud a composiciones de Chava Flores. Juan José interpreta todos los instrumentos, gracias a la magia del MIDI, la voz es de Elías Granados

Sábado Distrito Federal	MP3	Real Audio
Voy en el Metro	MP3

Todas estas piezas están secuenciadas en KCS II corriendo en una amiga 500 y posterirmente una amiga 1200, con un Roland D110, un teclado Yamaha dx11 y un midiverb III para efectos. La grabación de audio fue hecha en un MidiStudio 644. (circa 1987)

A pesar de que mi equipo básico es Amiga, las bases son iguales para cualquier plataforma, así que espero que el siguiente articulo que escribí para la revista "Posibilidades Amiga", sea de interés.

¿QUE ES MIDI ?

Ing. Javier Delgado

Articulo publicado en la Revista Posibilidades en 1994 A pesar del tiempo, me parece aun bastante vigente, por lo que lo transcribo integro, un año de estos espero poder sentarme a ilustrarlo, entre tanto, aquí esta.

Antecedentes

Sintetizador Moog alrededor de 1977

Arriesgándome a que me tachen de rollero, a mi me gusta siempre empezar por el principio. Así que empezamos a principios de los años setenta, cuando un tal Robert A. Moog, El moog de WendyCarlos (77) lanzo al mercado un instrumento electronico para hacer musica llamado sintetizador. Los primeros instrumentos electronicos ya habian aparecido desde 1920, por lo que Moog solo esperaba vender algunos cientos de unidades como curiosidad para algunos músicos de vanguardia, pero, segun el confeso, 13 mil unidades mas tarde se dio cuenta que habia cometido un pequeño error. El sintetizador tuvo tal exito que a regañadientes Moog tuvo que ponerle... ¡un teclado!.

Así es, esos primeros sintetizadores no usaban teclado. El sistema consistia de una unidad que generaba sonido y era controlada por pulsos electricos para disparan el sonido y voltajes variables que controlan el tono. Estas eran señales analogas y la tecnologia era electronica de bulbos.
Controlador alterno La razon que tenia Moog para no incluir un teclado era que deseaba que se desarrollaran sistemas de control que fueran mas alla de las limitaciones del teclado actual. Su sistema de control permitia manejar escalas microtonales,y afinaciones variables. Moog queria ir mas alla de la musica temperada actual..

Al evolucionar estos sintetizadores analogos a los nuevos sistemas digitales, estos se convirtieron en pequeñas computadoras, asi que ¿porque no utilizar un sistema de comunicación entre aparatos basado en el que se utiliza entre las computadoras?. Aparecieron sistemas seriales y sistemas paralelos. Antes de que la anarquia cundiera, los fabricantes de instrumentos musicales se reunieron y definieron las especificaciones para comunicacion entre instumentos ó "Musical Instrument Device Interfase" (Sistema de interface de instrumentos musicales).

Las especificaciones

Para saber que puede hacer por nosotros el sistema MIDI, empecemos por lo aburrido, las especificaciones tecnicas.

Controlador Midi

Esencialmente el sistema MIDI consiste en un puerto serial semejante al que se encuentra en las computadoras, transmitiendo a 31.25 Kbaudios o Bits/seg. Se utiliza un puerto para recepcion de datos ó MIDI IN y otro para transmisión o MIDI OUT. Ademas la mayor parte de los aparatos cuentan con una salida llamada MIDI TRHU, que retransmite la señal que viene de MIDI IN, lo que permite conectar en serie varios aparatos.

Conecciones

Por lo pronto despejemos un mito que ya forma parte del folklore popular: "No deben conectarse varios aparatos en serie a travez de MIDI THRU porque la señal se retrasa apreciablemente". Este mito nacion en 1986 cuando la revista "Keyboard" publicó que habian encontrado un retardo de 3 micro segundos en la señal que atraviesa el puerto MIDI TRHU, se necesitaria conectar 100 equipos en serie para obtener un retardo apreciable, sin embargo por un error tipografico, el retardo se convirtio en 3 milisegundos. La revista publico la errata en el numero siguiente, pero parece que nadie se entero. En realidad el retardo en la señal se debe a muchos otros factores, por ejemplo los primeros DX-7 tardaban varios milisegundos en ejecutar una orden MIDI o tambien puede deberse a un exceso de ordenes, que pueden saturar la capacidad del sistema. En realidad la principal objeción a encadenar varios aparatos a traves de MIDI TRHU es que nos hace mas vulnerables en el caso de que falle un solo cable

Para evitar interferencias, la trasmisión en es sistema MIDI esta "optoaislada" lo que en español significa que al recibirse la señal, un LED convierte la señal electrica a luz, y esta luz es captada por una fotocelda, la cual convierte convierte esta luz de vuelta a impulsos electricos. Este desvio tiene como objeto aislar electricamente los equipos y ademas evita que quememos algo por conectarlo al revez. (Creo que los musicos no tienen precisamente buena fama como electricistas.)

Plug El cable que se utiliza es un cable DIN de 5 puntas, la punta 3 es tierra, y las puntas 2 y cuatro son la señal electrica. Teoricamente no deberia ser necesaria la conección de tierra excepto para el blindaje, pero algunos aparatos la necesitan, si tiene un cable MIDI que funciona con algunos aparatos y en otros no, cheque la conección de tierra. Las otras puntas no se conectan y probablemente se previeron para poder ampliar el sistema, por esto es que es posible construir una unidad de parcheo MIDI con simples plugs estereo, como los que se utilizan en los audifonos.

Esa caja negra, que llamamos Interfase MIDI y que concectamos a la computadora, consiste en los circuitos necesarios para opto-ailar la señal del puerto serial y darle el voltaje correcto, por esto es que se puede utilizar el puerto MIDI como un MODEM nulo entre dos computadoras, no necesariamente a la velocidad de transmisión del sistema MIDI.

funcionamiento

Antes de ver que es lo que se trasmite por MIDI, pensemos un poco en lo que es un sintetizador moderno. El esquema basico sigue siendo el mismo que en la epoca de Moog: un sistema de producción de sonidos, y un sistema de control. Los primeros sintetizadores eran monofonicos, podian tocar una sola nota a la vez, despues se volvieron polifonicos, o sea que podian tocar varias notas a la vez, finalemente se volvieron multitimbrales que significa que pueden hacer sonar varios timbres o voces distintas a la vez. Un sintetizador multitimbral es esencialente varios sintetizadores armados en una sola unidad, o modulo de sonidos y este recibe datos de un dispositivo de control, que tradicionalmente es un teclado, pero actualmente tambien puede tener forma de guitarra, violin, saxofon, tambor o aunque ud no lo crea "zapatos de tap".

Al comunicarse el controlador y el modulo de sonido, la platica consiste en una serie de ordenes que puede dividirse en eventos musicales y señales del sistema. Esta platica puede sonar asi: "modulo #3, toque la nota #45 con un volumen de 100 y una de duración de 900".El sistema MIDI permite dirigirse hasta 16 unidades distintas, cada una assignada a un canal MIDI.

La orden de generar un sonido es la orden ON y requiere el numero de canal, que puede ser del 1 al 16, el numero de la nota que va del 0 al 127, el volumen, tambien llamado velocidad con valores de 1 a 127, porque depende de con que velocidad se oprime la tecla, y finalmente la duracion, medida con referencia al reloj del sistema con valores de hasta 999 (ver mas adelante). ¿que pasa si queremos que una nota dure mas de 999, entonces se envia una duracion de 0 y el sistema supone que la nota debe seguir sonando hasta que se envia otra orden ON, solo que esta vez con un volumen de 0, o hasta que se reciba una orden OFF, que curiosamente requiere los mismos datos, parece ser que algunos teclados pueden enviar a que velocidad se solto la tecla, pero no conosco aun ningun modulo de sonido que pueda utilizar esta informacion.

Obviamente, con este sistema es imposible que un acorde toque todas las notas al mismo tiempo, pero la velocidad de transmisión es tal, que recibimos la ilusión de que tocan simultaneamente. El envio de cada nota requiere menos de un milisegundo, pero si se envian muchas notas al mismo tiempo puede llegar a haber un retraso apreciable en la ultima nota y este es el famoso retardo que se le achaca al MIDI THRU.

Las ordenes

Aprendiendo Tal vez a Bach le hubiera bastado esto, como el decia: "tocar la nota correcta, en el instante correcto". Pero la musica requiere mas expresión, por esto se incluyeron ordenes de control continuo o CC, que se utilizan para modificar el timbre, el volumen, el portamento, los valores de los vectores en la serie SY o la expresión en un controlador de aliento. Estas ordenes requieren especificar el # de canal, el numero de orden que va del 1 al 127 y el nivel de la orden, que tambien va del 0 al 127. Aqui ya no pisamos en terreno tan firme pues solo algunas de las ordenes son reconocidas por todos los aparatos, pero algunas de las mas comunes son:

cc 1 "rueda de modulacion"
cc 2 "control de aliento "
cc 7 "volumen principal"
cc 8 "balance o paneo en algunos aparatos"
cc 10 "paneo"
cc 11 "expresion o volumen secundario"
cc 64 "pedal de sustain"
cc 65 "portamento on/off"
cc 66 "pedal de sostenuto"
cc 67 "pedal de sordina"
cc 123 "apagar todas las notas"

La mayor parte de los aparatos reconoce alrededor de cinco de estas ordenes, y algunas ordenes son casi estandares, por ejemplo casi todos los aparatos reconocen CC 7 como volumen, pero solo en Roland se reconoce CC 11 tambien como volumen secundario. En el caso del pedal de sustain la mayor parte de los aparatos reconocen solo los valores 0 y 127, pedal apagado o encendido, pero en el Celviano de Casio, hay tres niveles intermedios de pedal.

La orden CC 123, no es una orden musical propiamente, pero si por alguna razon al tocar alguna nota, el sistema no recibe la orden de apagarla, esta quedara sonando indefinidamente, ese es el origen de esas infames notas pegadas que solo ocuren cuando uno toca en vivo o en presencia de un cliente. La orden CC 123 0 es el latigo para callar a todo mundo.

Algunas ordenes requieren valores mas amplios que los que permiten las ordenes CC y por eso son tienen su propia orden, estas son PitchBend y AfterTouch, que tienen valores de +- 32,000.

Afortunadamente una de las especificaciones MIDI, consiste en que todo fabricante tiene que incluir una carta de las opciones MIDI estandarizada como parte del manual, este es un buen lugar por donde comenzar a explorar. Una abundancia de ordenes CC nos habla de un aparato con muchas posibilidades expresivas.

Tambien importante, es la orden de cambio de programa, que nos selecciona que sonido va a tocar cada voz. Este es uno de los primeros puntos debiles de la especificacion MIDI, pues solo permite valores del 0 al 127, y muchos aparatos ya traen mas de doscientos programas o presets de sonidos, para salvar esta dificultad se tiene que recurrir a ordenes especificas para cada aparato, lo que significa: "adios al estandard".

La siguiente clase de ordenes son informacion para el systema, como son el reloj, que permite sincronizar cajas de ritmo secuenciadores e incluso grabadoras de sonido. Como complemento las ordenes de parar, avansar y el famoso "Song Pointer", que permite mandar informacion del numero de compas en que se va, y que se utiliza para poder sincronizar un secuenciador a una grabadora multitrack.

Y ya entrando al plano esoterico, nos encontramos con las ordenes SYSEX o Exclusivas del sistema. Este es el equivalente se trabajara el sistema operativo de cada sintetizador, se utilizan para vaciar o cargar la memoria de un sintetizador, y poderla almacenar en otra parte, pero tambien pueden utilizarse para manipular directamente la memoria del aparato, permitiendo modificar los sonidos desde una computadora o para cambiar el programa mas alla del los 128 programas que permite la orden PG.

A pesar de la previsión que tuvieron los fabricantes, con el paso de los años han empesado a aparecer las limitaciones del sistema MIDI, las principales son: Solo 16 canales, velocidad de transmision insuficiente, que trae consigo retrasos por saturación de datos.Un ejemplo de lo facil que se alcanzan estas limitaciones, es que un controlador de guitarra MIDI utiliza simultaneamente 6 canales, consolo tres veces que grabemos nuestra guitarra abremos saturado todos nuestros canales. Para corregir esto se ha recurrido al uso de puertos seriales extras (Hay tarjetas para añadir dos puestos seriales extras a la AMIGA), para aliviar la saturación de datos y disponer de mas canales. Tambien se han dado pasos para una nueva especificación MIDI, que dara acceso a "solo" 128 canales por conexión, utilizando cableado de fibra optica.

Afortunadamente existen suficientes aplicaciónes MIDI como para que decidan que nuestro equipo actual sea obsoleto, pero mejor hay que estar atentos.

Javier Delgado

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