Antecedentes
Arriesgándome a que me tachen de rollero, a mí me gusta siempre empezar por el principio. Así que empezamos a principios de los años setenta, cuando un tal Robert A. Moog lanzó al mercado un instrumento electrónico para hacer música llamado sintetizador.
Los primeros instrumentos electrónicos ya habían aparecido desde 1920, por lo que Moog solo esperaba vender algunos cientos de unidades como curiosidad para algunos músicos de vanguardia, pero, según confesó, 13 mil unidades más tarde se dio cuenta de que había cometido un pequeño error. El sintetizador tuvo tal éxito que, a regañadientes, Moog tuvo que ponerle... ¡un teclado!
Así es, esos primeros sintetizadores no usaban teclado. El sistema consistía en una unidad que generaba sonido y era controlada por pulsos eléctricos para disparar el sonido, y voltajes variables que controlaban el tono. Estas eran señales de tipo analógicas y la tecnología era electrónica de bulbos.
La razón que tenía Moog para no incluir un teclado era que deseaba que se desarrollaran sistemas de control que fueran más allá de las limitaciones del teclado actual. Su sistema de control permitía manejar escalas microtonales y afinaciones variables y no convencionales.
Moog quería ir más allá de la música temperada actual.
A pesar de todo, se conservó la idea de que el teclado pudiera ser independiente del módulo generador de sonido. De esta manera, no debería ser difícil crear otro tipo de controladores.
No solo eso, sino que se podrían grabar y registrar las órdenes del teclado, para poder ser modificadas.
Las especificaciones
Para saber qué puede hacer por nosotros el sistema MIDI, empecemos por lo aburrido: las especificaciones técnicas.
Nota: si palabras como "optoaislado" le suenan a personaje de manga, puede saltarse esta sección.
Esencialmente, el sistema MIDI consiste en un puerto serial semejante al que se encontraba en las computadoras, transmitiendo a 31.25 Kbaudios o bits/segundo. Hace 15 años eso era una buena velocidad de transmisión; hoy los módems ADSL permiten velocidades equivalentes a 2048 Kbaudios. Sin embargo, en esa época era bastante buena.
El sistema MIDI utiliza un puerto para la recepción de datos o MIDI IN y otro para la transmisión, o MIDI OUT. Además, la mayor parte de los aparatos cuentan con una salida llamada MIDI THRU, que retransmite la señal que viene de MIDI IN, lo que permite conectar en serie varios aparatos.
Por lo pronto, despejemos un mito que ya forma parte del folclore popular: "No deben conectarse varios aparatos en serie a través de MIDI THRU porque la señal se retrasa menospreciablemente". Este mito nació en 1986, cuando la revista "Keyboard" publicó que habían encontrado un retardo de 3 microsegundos en la señal que atraviesa el puerto MIDI THRU. Se necesitaría conectar 100 equipos en serie para obtener un retardo apreciable. Sin embargo, por un error tipográfico, el retardo se convirtió en 3 milisegundos. La revista publicó la errata en el número siguiente, pero parece que nadie se enteró. En realidad, el retardo en la señal se debe a muchos otros factores. Por ejemplo, los primeros sintetizadores Yamaha DX-7 tardaban varios milisegundos en ejecutar una orden MIDI o también puede deberse a un exceso de órdenes, que pueden saturar la capacidad del sistema.
La principal objeción a encadenar varios aparatos a través de MIDI THRU es que nos hace más vulnerables en caso de que falle un solo cable.
Para evitar interferencias, la transmisión en el sistema MIDI está "optoaislada", lo que en español normal significa que al recibirse la señal, un LED convierte la señal eléctrica en luz, y esta luz es captada por una fotocelda, la cual la convierte de vuelta a impulsos eléctricos. Este desvío tiene como objeto aislar eléctricamente los equipos y, además, evita que quememos algo por conectarlo al revés (creo que los músicos no tienen precisamente buena fama como electricistas).
El cable que se utiliza es un cable DIN de 5 puntas: la punta 3 es tierra, y las puntas 2 y 4 son la señal eléctrica. Teóricamente no debería ser necesaria la conexión 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, verifique la conexión de tierra. Las otras puntas no se conectan y probablemente se previeron para poder ampliar el sistema. Por esto, es posible construir una unidad de parcheo MIDI con simples plugs estéreo, como los que se utilizan en los audífonos.
Esa caja negra que llamamos Interfase MIDI y que conectamos a la computadora, consiste en los circuitos necesarios para optoaislar la señal del puerto serial y darle el voltaje correcto. Por esto es que se puede utilizar el puerto MIDI como un módem nulo entre dos computadoras, no necesariamente a la velocidad de transmisión del sistema MIDI.
Al evolucionar estos sintetizadores analógicos a los nuevos sistemas digitales, estos se convirtieron en pequeñas computadoras. Así que surgió la pregunta: ¿por qué no utilizar un sistema de comunicación entre aparatos basado en el que se utiliza entre las computadoras?
En esa época, las computadoras tenían dos formas básicas de comunicarse con el mundo exterior: el puerto paralelo, que se usaba para conectar las impresoras, y el puerto serial, que usualmente se utilizaba para conectar el ratón y el módem.
Se llamaban así porque el puerto paralelo tenía muchos cables de señal que podían enviar y recibir información simultáneamente (8 bits de información simultánea), pero los cables eran gruesos y las conexiones muy engorrosas.
El puerto serial, en cambio, requería menos conexiones, pero era mucho más lento. Sin embargo, se convirtió en el favorito para los aficionados a los sistemas de control, por su sencillez.
Regresando a los instrumentos musicales, los fabricantes comenzaron a crear muchos sistemas de comunicación, y parecía que pronto cundiría el desorden. Pero en 1982, los principales fabricantes de instrumentos se unieron y definieron las especificaciones para la comunicación entre instrumentos o “Musical Instrument Digital Interface” (Interfaz digital de instrumentos musicales).
Este sistema estaba basado en el sistema serial de la computadora, pero con algunas adiciones que permitían conectar más de un dispositivo, encadenándolos uno tras otro. Además, tenía especificaciones para evitar interferencia eléctrica, así como para aislar eléctricamente los instrumentos y evitar descargas. Todo eso, tomando en cuenta las difíciles condiciones en las que trabaja un músico en vivo.
Funcionamiento
Antes de ver qué es lo que se transmite por MIDI, pensemos un poco en lo que es un sintetizador moderno. El esquema básico sigue siendo el mismo que en la época de Moog: un sistema de producción de sonidos y un sistema de control. Los primeros sintetizadores eran monofónicos, podían tocar una sola nota a la vez; después se volvieron polifónicos, o sea que podían tocar varias notas a la vez; finalmente se volvieron multitimbrales, lo que significa que pueden hacer sonar varios timbres o voces distintas a la vez. Un sintetizador multitimbral es esencialmente varios sintetizadores armados en una sola unidad o módulo de sonidos, y este recibe datos de un dispositivo de control, que tradicionalmente es un teclado, pero actualmente también puede tener forma de guitarra, violín, saxofón, tambor o, aunque usted no lo crea, ¡zapatos de tap!
Al comunicarse el controlador y el módulo de sonido, la “plática” consiste en una serie de órdenes que pueden dividirse en eventos musicales y señales del sistema. Esta plática puede sonar así:
- Módulo de sonido #3, seleccione instrumento musical #127
- Módulo de sonido #3, toque la nota #45 con un volumen de 95 y una duración de 900 unidades de tiempo
- Módulo de reverb #4, active programa #31
El sistema MIDI permite dirigirse hasta 16 unidades distintas, cada una asignada a un canal MIDI.
La orden de generar un sonido es la orden ON, y requiere el número de canal (que puede ser del 1 al 16), el número de la nota (que va del 0 al 127), el volumen (también llamado velocidad, con valores de 1 a 127, porque depende de con qué velocidad se oprime la tecla) y, finalmente, la duración, medida con referencia al reloj del sistema, con valores de hasta 999 (ver más adelante). ¿Qué pasa si queremos que una nota dure más de 999? Entonces se envía una duración de 0 y el sistema supone que la nota debe seguir sonando hasta que se envíe 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 la velocidad con que se soltó la tecla).
Obviamente, al ser un sistema serial, no se pueden enviar más de una orden a la vez, por lo que con este sistema es imposible que un acorde musical toque todas las notas al mismo tiempo. Pero la velocidad de transmisión es tal que tenemos la ilusión de que tocan simultáneamente. El envío de cada nota requiere menos de un milisegundo. Aun así, si se envían muchas notas al mismo tiempo, puede llegar a haber un retraso apreciable en la última nota, y este es el famoso retardo que se le achaca al MIDI THRU.
Las órdenes
Tal vez a Bach le hubiera bastado esto, cuando se le preguntó cómo hacía para tocar tan bien, él decía: “Es simple... es cuestión de tocar la nota correcta, en el instante correcto”.
En su época, la música tenía un rango de expresividad (niveles de volumen) limitado. De ahí el éxito que tuvo la invención de un instrumento que podía tocar suave (piano) y fuerte (forte), el Pianoforte, y que de cariño, nosotros le decimos “el piano”.
Pero la música actual requiere más expresión y más control. Por esto se incluyeron órdenes 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 órdenes requieren especificar el número de canal, el número de orden (que va del 1 al 127) y el nivel de la orden (que también va del 0 al 127). Aquí ya no pisamos en terreno tan firme, pues solo algunas de las órdenes son reconocidas por todos los aparatos. Sin embargo, algunas de las más comunes son:
- CC 1: “rueda de modulación”
- CC 2: “control de aliento”
- CC 7: “volumen principal”
- CC 8: “balance o paneo en algunos aparatos”
- CC 10: “paneo”
- CC 11: “expresión 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”
No todos los instrumentos musicales MIDI reconocen todas las órdenes; en los modelos más viejos se usan solo las 65 primeras. En el caso del pedal de sustain (sostenuto), la mayor parte de los aparatos reconoce solo los valores 0 y 127 (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 razón al tocar alguna nota el sistema no recibe la orden de apagarla, esta quedará sonando indefinidamente. Ese es el origen de esas infames “notas pegadas” que solo ocurren cuando uno toca en vivo o en presencia de un cliente. La orden CC 123 con valor 0 es el látigo para callar a todo mundo.
Algunas órdenes requieren valores más amplios que los que permiten las órdenes CC y, por eso, 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 debe 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 órdenes CC nos habla de un aparato con muchas posibilidades expresivas.
También importante es la orden de cambio de programa, que nos selecciona qué sonido va a tocar cada voz. Este es uno de los primeros puntos débiles de la especificación MIDI, pues solo permite valores del 0 al 127, y muchos aparatos tienen más de doscientos programas o presets de sonidos. Para salvar esta dificultad se tiene que recurrir a órdenes específicas para cada aparato, lo que significa: “adiós al estándar”.
La siguiente clase de órdenes son información para el sistema, como el reloj, que permite sincronizar cajas de ritmo, secuenciadores e incluso grabadoras de sonido. Como complemento, están las órdenes de parar, avanzar y el famoso “Song Pointer”, que permite mandar información del número de compás en que se va, y que se utiliza para poder sincronizar un secuenciador a una grabadora multitrack.
Y ya entrando al plano esotérico, nos encontramos con las órdenes SYSEX o Exclusivas del Sistema. Este es el equivalente a trabajar el sistema operativo de cada sintetizador: se utilizan para vaciar o cargar la memoria de un sintetizador y poderla almacenar en otra parte. Pero también pueden usarse para manipular directamente la memoria del aparato, permitiendo modificar los sonidos desde una computadora o para cambiar el programa más allá de los 128 programas que permite la orden PG.
Un ejemplo de lo fácil que se alcanzan estas limitaciones es que un controlador de guitarra MIDI utiliza simultáneamente 6 canales; con solo tres veces que grabemos nuestra guitarra habremos saturado todos nuestros canales. La mayor parte de las computadoras tenía uno o dos puertos seriales, así que se tuvo que recurrir a instalar puertos seriales extras para aliviar la saturación de datos y disponer de más canales.
Mucho se habló de hacer una nueva especificación MIDI, pero aun con todos sus defectos, el MIDI es tan conveniente que su uso se amplió a otros dispositivos.
Por ejemplo, el impactante manejo de luces de un espectáculo moderno es gracias a la tecnología MIDI, que permite controlar desde una computadora luces robóticas, consolas, fuegos artificiales, láseres, etc. Lo que antes requería una compleja consola de iluminación, ahora se puede controlar desde una simple laptop.
La tecnología actual ha cambiado muchas cosas. Ahora, gracias al puerto USB, se pueden conectar varias interfaces MIDI a una computadora. Además, la tarjeta de sonido de muchas computadoras incluye un sintetizador de sonido, que hubiera causado furor hace 10 años.
Ese sintetizador permite ahorrar mucho espacio en los videojuegos, pues no se requiere almacenar la música, sino las instrucciones que la generan.
Entonces... ¿Qué es un archivo MIDI?
Ya vimos que por el sistema MIDI se transmiten solo las instrucciones de cómo se debe tocar la música. No contienen ningún sonido. Entonces, un archivo MIDI contiene esas instrucciones. Es el equivalente de una partitura para una computadora.
Su nombre completo es "Standard MIDI File (SMF)", y generalmente tiene la extensión .mid, pero todos lo conocemos por el nombre de "archivo MIDI".
Para un músico, un archivo MIDI es más interesante: si tenemos el software adecuado, podemos modificar fácilmente esas instrucciones (o añadir las nuestras). Podemos cambiar la velocidad sin cambiar el tono, apagar y prender instrumentos, y modificar los instrumentos.
Todo el software moderno de grabación es una mezcla de MIDI y sonido, para tener lo mejor de ambos mundos.
Existe una versión no oficial del archivo MIDI, que es el archivo .KAR o MIDI Karaoke File, que además de tener las instrucciones MIDI, tiene letra sincronizada, para poder cantarla. No todos los programas pueden leer estos archivos, pero son muy divertidos de usar.
El futuro
Existen ya algunos sucesores del MIDI, por ejemplo el XLR3, que se ha vuelto muy popular para el manejo de consolas de luz, y el RTP-MIDI, que puede utilizar una red Ethernet.
Eventualmente, el viejo MIDI tendrá que desaparecer, pero como los viejos discos de vinil, aún le queda mucha vida.
Sitios recomendados
Durante muchos años, los archivos MIDI fueron una manera sencilla de enviar música por la red. Sitios como MIDI Farm (ya no funcional) llegaban a tener 12,000 composiciones que cabían en un solo CD-ROM, pero casi han sido reemplazados por los archivos MP3, pues dependiendo de la tarjeta de audio no siempre suenan bien.
The Unheard Beethoven
http://www.unheardbeethoven.org/search/
Este sitio contiene archivos MIDI de piezas de Beethoven que no han sido grabadas, ya sea porque no son populares, porque están incompletas o porque son versiones iniciales de sus composiciones. Estas son interpretaciones de varios músicos que envían sus aportes.
Midi Database
http://www.mididb.com/
Aquí hay cientos de archivos de música popular, con artistas del momento. Es un excelente sitio para los que quieren analizar las piezas y aprender a tocarlas.
MIDI KARAOKE
http://www.midikaraoke.com/songdir/
Si te gusta cantar, aquí hay cientos de piezas populares, para la nostalgia: Captain and Tennille, Carole King, Carpenters, sin olvidar a Alice Cooper. Necesitarás un player de Karaoke MIDI.
Editores MIDI
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_MIDI_editors_and_sequencers
La lista de editores MIDI es demasiado amplia y variada, pues puede ir desde software gratuito hasta software comercial extremadamente complejo. Aquí pueden ver qué les conviene.
Algunos videos que les recomiendo:
Entrevista con Robert Moog
Un muy viejo documental sobre MIDI
Espero que esto les dé curiosidad de explorar esta venerable tecnología.
Artículo originalmente publicado en la revista Posibilidades en 1994. Ya le realicé algunas correcciones, pero algunos fragmentos aún pueden ser un poco obsoletos casi diez años después...
