Einführung in MIDI - Universität Magdeburg

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Fakultät für Informatik
Proseminar Computermusik
Leitung: Prof. Dr. rer. nat. habil. Dietmar Rösner
Einführung in MIDI
Jakob Starick
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Matr.-Nr. : 200148
Bachelor Computervisualistik (3. Semester)
Halberstädter Str. 108
39112 Magdeburg
Tel.: 0151 22286166 | E-Mail: [email protected]
Inhalt
1. Einführung ...................................................................................... 3
2. Allgemeines .................................................................................... 3
2.1. Geschichte …...................................................................... 3
2.2. Aufbau …............................................................................. 4
3. Anwendung …................................................................................. 5
3.1. Bedeutung für die Musikentwicklung …............................... 5
3.2. Gegenwärtige Anwendungen ….......................................... 5
4. Schlusswort …................................................................................ 8
5. Quellenverzeichnis.......................................................................... 9
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1. Einführung
In der frühen Digitalisierung innerhalb der Musikindustrie der 70er Jahre und mit dem vermehrten
Einsatz von Synthesizern, wuchs, wie allgemein in der elektronischen Datenverarbeitung zu
beobachten, der Bedarf nach genormten Standards. Die Technik zur elektronischen Musikerzeugung
lag in der Kinderschuhen, und war dementsprechend noch unausgereift. Oft waren Synthesizer von
jedem Hersteller mit eigenen Formaten, Protokollen und individueller Hardware ausgestattet. Die
effektive Kombination von und ein zielsicherer Umgang mit digitalen Klangerzeugern wurde
dadurch stark gehemmt.
An dieser Stelle setzte das neue Format „Musical Instrument Digital Interface“, kurz MIDI, an, um
neue Standards in den Übertragungsprotokollen und den Hardware-Schnittstellen zu etablieren.
Midi entwickelte sich seit den 80er-Jahren zum Industriestandard.
Neben der reinen Funktionsweise dieses Formats, und wie es MIDI möglich war, ein möglichst
großes Publikum anzusprechen, werde ich im Folgenden die Frage diskutieren, inwiefern MIDI
noch heute Relevanz besitzt, bzw. welche Anwendungsmöglichkeiten es der modernen
Musikproduktion und -komposition bietet.
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2. Allgemeines
2.1. Geschichte
In der Anfangsphase digitaler Musikproduktion entstand ein großer Markt an Synthesizern und
anderen elektronischen Elementen. Diese wurden von einer Vielzahl von Anbietern hergestellt , die
jedoch zumeist interne Datenformate und Schnittstellen nutzten. Demnach war die Erzeugung
elektronischer Musik in den späten 70er Jahren ein komplexer Themenbereich, eine Vernetzung von
Geräten unterschiedlicher Hersteller war größtenteils unmöglich. Infolge dessen entwickelte der
Elektrotechniker und Unternehmer Dave Smith mit Unterstützung der Roland Corporation den
ersten Entwurf des MIDI-Protokolls für die Audio Engineering Society. Dieses als MIDI 1.0 im
August 1982 veröffentlichte Protokoll ist der Prototyp des noch heute verwendeten MIDIProtokolls. Bis heute wird der MIDI-Standard von der seit 1983 bestehenden MIDI Manufacturers
Association (MMA) geregelt.
2.2. Aufbau
Auf der Hardware-Ebene besteht MIDI standardmäßig aus drei Schnittstellen: IN, OUT und THRU.
Während die IN- und OUT-Schnittstellen den Namen entsprechend für die Eingabe und Ausgabe
von Signalen dienen, leitet die THRU-Schnittstelle das IN-Signal in Rohform, d.h. unverarbeitet,
weiter. Dies ermöglicht eine Verkettung beliebig vieler MIDI-Elemente, die mithilfe eines einzigen
ursprünglichen Eingangssignals steuerbar sind. Somit liegt in der THRU-Schnittstelle ein großer
Vorteil von MIDI.
MIDI ist kein eigentliches Audioformat. Stattdessen handelt es sich um ein Steuerprotokoll zur
Datenübertragung, d.h. es ist viel mehr eine formale Beschreibung der Musik in binärer Form. Es
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werden insofern nicht, vergleichbar mit MP3 oder WAV, keine wiedergebbaren Audiospuren
gespeichert, sondern rein formale Eigenschaften der abzuspielenden Noten beschrieben. Die Daten ,
welche in MIDI enthalten sind, müssen erst von einem Klangerzeuger interpretiert werden, um
daraus tatsächliche Töne zu generieren. Der tatsächliche Klang ist demnach auch von der
Interpretation, bzw. der Art des Erzeugers abhängig.
Die Daten werden in binärer Weise übermittelt. Sie bestehen aus Gruppen von Status Bytes , gefolgt
von mehreren Data Bytes. Diese unterscheiden sich anhand des Most Significant Bit (MSB), dem
höchststelligen Bit des entsprechenden Bytes. Bei einem Status Byte, welches durch eine 1 im MSB
definiert ist, wird ein Ereignis, beispielsweise „Ton an“ oder „Ton aus“, eingeleitet. Die Art des
Ereignisses wird im vorderen Halbbyte codiert, das zweite Halbbyte deklariert den Channel, auf
welchem das Ereignis ausgeführt werden soll. Die folgenden Data Bytes, beginnend mit einer 0 als
MSB, definieren nähere Eigenschaften des vorrangegangenen Status Byte. Diese Eigenschaften
beziehen sich auf sämtliche musikalischen Beschaffenheiten des Tons , wie der Tonhöhe, der
Anschlagsstärke der Note oder der Akzentuierung derselben.
Abb.: Beispiel einer binären MIDI-Codierung
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3. Anwendung
3.1. Bedeutung für die Musikentwicklung
Wie bereits in der Einführung angesprochen, schaffte es MIDI, erstmalig einen Standard für die
Verwendung musikerzeugender Geräte zu schaffen. Der frühen digitalen Musikszene, gerade im
Bereich der Techno- und Experimentalmusik, verschaffte diese Versimplifizierung einen enormen
Auftrieb. Für Amateurmusiker wurde durch die einheitliche Steuerung nicht nur das Handhaben
von Synthesizern erleichtert, es konnten selbige auch massentauglich hergestellt werden , was die
Anschaffungskosten stark zu reduzieren vermochte. Digitales Musizieren, vorher ein Privileg
einzelner technisch versierter Spezialisten, konnte sich somit weiter verbreiten.
3.1. Gegenwärtige Anwendungen
In der heutigen Zeit scheint reine MIDI-Musik nachteilhaft , da der MIDI-typische Sound sehr
technisch klingt, und die Arbeit mit Klangeffekten, trotz der guten Vorraussetzungen des Protokolls,
bald an seine Grenzen stößt. Dies liegt unter anderem an der „Stufigkeit“ der Daten, beispielsweise
der Anschlagsstärke oder des Spieltempos. Während MIDI hierfür 128 Werststufen zur Verfügung
stehen, ist das analoge Spiel von Instrumenten stufenlos. Die Fähigkeit zur Imitation von
Instrumenten unter MIDI ist somit sehr begrenzt, weshalb es zur direkten Programmierung von
fertigen Musikstücken kaum noch genutzt werden kann. Auch in der Szene elektronischer
Musikgenres sind die Möglichkeiten und die Vielfalt an rechnergenerierten Tönen längst über das
Pensum des MIDI-Protokolls hinausgewachsen.
Seine Kompatibilität macht es dennoch attraktiv: Moderne MIDI-Programme können zur
Generierung ganzer Orchester verwendet werden, um diese dann mit wenig Aufwand in
Notenblätter
umzuwandeln
oder
sie
in
entsprechenden
Programmen
spurenweise
weiterzuverarbeiten. Dies eignet sich gerade innerhalb der Komposition, und bildet aufgrund seiner
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Einfachheit etwas, das dem „Rapid Prototyping“–Verfahren in der Software-Entwicklung gleicht.
Musikalische Prototypen sind mittlerweile auch in der professionellen Komposition üblich .
Beispielsweise dienen sie bei der Ausarbeitung eines Film-Soundtracks als frühes lieferbares
Produkt des Komponisten an den Regisseur. Während früher der Komponist die einzelnen Melodien
auf dem Klavier vorzuspielen pflegte, liefern heutige Musikproduzenten eine vollständige
Vorabversion der zukünftigen Stücke, was den Dialog mit den Auftragsgebern vereinfacht, und ihre
Einbindung besser ermöglicht.
Kompositionen können einfach erstellt, jederzeit verändert und über Netzwerke verschickt werden.
Da es sich bei MIDI um binäre Daten handelt, beläuft sich dabei der Speicherbedarf auf ein
Minimum. Die Informationen können über Netzwerke weiter vermittelt werden, und können in
Folge problemlos und ohne Konvertierung sowohl angehört, als auch bearbeitet und zurück
gesendet werden. Somit kann an mehreren Standorten zusammen an einem Musikstück geschrieben
werden, ohne entsprechenden Mehraufwand, der beispielsweise durch Audioübertragung oder
Internet-Telefonie entstehen würde.
In der Gegenwart hat sich ebenso die Tendenz entwickelt , Musikstücke mithilfe von ditigaler
Unterstützung zu lernen. Häufig finden sich MIDI-Dateien von Werken jeder Bekanntheitsstufe im
Internet. Diese lassen sich sofort auf ihre Güte untersuchen , indem der Empfänger dieser Daten sich
selbige anhört, um dann zu entscheiden, ob die Noten der Vorlage entsprechen.
Programme wie „Guitar Pro“ oder „Synthesia“ unterstützen das Lernen mithilfe von MIDIDateien, indem diese beispielsweise in Gitarrentabs umgewandelt, oder digital in variierbarem
Tempo auf einer Piano-Tastatur vorgespielt werden.
Auf der Hardware-Ebene lässt sich MIDI nach wie vor in der Veranstaltungstechnik finden .
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Aufgrund seiner Vielseitigkeit und seiner Kompatibilität wird es mittlerweile nicht nur zur
Steuerung der Tontechnik, sondern vereinzelt auch zur Lichtsteuerung eingesetzt, wo es als
Kommunikationseinheit zwischen herkömmlichen Mischpulten und Lichtsteuerungen mit DMXFormat fungiert.
4. Schlusswort
In Folge der Entwicklungen innerhalb der Datenverarbeitung verlor MIDI seine Relevanz in der
Musikproduktion, kann sich jedoch aufgrund seiner Variablität und Einfachheit bis heute seiner
Existenzberechtigung behaupten.
Zusätzlich basieren viele der heute verwendeten Übertragungsprotokolle zur Verschlüsselung von
Musikinformationen direkt oder indirekt auf den Grundgedanken, die mit der MIDI-Codierung
zuerst eingeführt worden sind.
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5. Quellenverzeichnis
•
Vortrag:
◦ Was ist MIDI – Hartmut Kummer (Mobile Entertain 2010)
http://www.youtube.com/watch?v=nache480Kuc
•
Dokumentationsfilm:
◦ Hans Zimmer – Der Sound für Hollywood (Polyband/WVG 2011)
•
Internet-Adressen (Stand September 2013):
◦ A Brief Introduction to MIDI – Andrew Swift
http://www.doc.ic.ac.uk/~nd/surprise_97/journal/vol1/aps2/
◦ Homepage der „MIDI Manufacturers Association“ (MMA)
http://www.midi.org/aboutmidi/index.php
◦ Educypedia: The MIDI Specification
http://educypedia.karadimov.info/library/The_MIDI_Specification.pdf
◦ Musiksoftware Kaiser-Kaplaner: Was ist MIDI? - Johannes Kaiser-Kaplaner
http://www.musica.at/midi/
◦ Musiklehre Online: Grundlegendes über MIDI – Johannes Kaiser-Kaplaner
http://www.musiklehre.at/12_001.htm
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