Midi: οδηγός για αρχάριους

midi data

Έχοντας λάβει αρκετα mail με απορίες γύρω απο τη χρήση των midi controllers, των mappings και την εφαρμογή τους τόσο στο digital DJing όσο και στην παραγωγή μουσικής σε υπολογιστή, θεωρήσαμε σκόπιμο πριν απαντήσουμε σε συγκεκριμένα και εξειδικευμένα ερωτήματα, να δημοσιεύσουμε πρώτα ενα άρθρο γενικών γνώσεων γύρω απο αυτό το «πανέξυπνο» πρωτόκολλο επικοινωνίας μουσικών οργάνων, το midi – πιστεύουμε πως θα βοηθήσει να απαντηθούν πολλά ερωτήματα αλλά και θα θέσει τις βάσεις για επερχόμενα ζητήματα και πιο πολύπλοκες εφαρμογές.

Αυτή είναι η πλήρης ονομασία του midi, ενός πρωτόκολλου επικοινωνίας, μιας «γλώσσας» θα λέγαμε, επικοινωνίας που δημιουργήθηκε επίσημα το 1984. Η ανάγκη για μια τέτοια γλώσσα παρουσιάστηκε μερικά χρόνια νωρίτερα καθώς εκείνη την εποχή υπήρξε η έξαρση των hardware synthesizers τα οποία συνήθως αποτελούνταν το καθένα απο τις δικές του μονάδες παραγωγής ήχου και ελέγχου αναγκάζοντας τότε τους λάτρεις του νέου αυτου μουσικού οργάνου να «χάνονται» στη σκηνή πίσω απο τεράστια μηχανήματα γεμάτα καλώδια. Το 1981 λοιπόν, ο μηχανικός ήχου Dave Smith (που ήταν ήδη γνωστός για το πρωτοποριακό για την εποχή synthesizer Prophet 5 της Sequential Cirquits) ήταν ο πρώτος που εξέφρασε επίσημα το κοινό αίσθημα των μουσικών να δημιουργηθεί ενα πρωτόκολλο επικοινωνιας μεταξύ των συνθεσαιζερ που θα έπρεπε να ακολουθήσουν οι εταιρείες ώστε να ελαττωθεί το πλήθος των απαιτούμενων μηχανημάτων (για παράδειγμα ενα keyboard να μπορεί να λειτουργεί με πολλά συνθεσαιζερ και όχι μόνο αυτά που ήταν της ίδιας κατασκευάστριας εταιρείας). Το αποτέλεσμα ηταν το midi, το οποίο μάλιστα δημιουργήθηκε με μεγάλη προσοχή και λεπτομέρεια ώστε να προβλέψει «χώρο» και για μελλοντικές λειτουργίες των συνθεσάιζερ και να μην ξεπεραστεί με την εξέλιξη τους. Το αποτέλεσμα; “Οχι απλα δε ξεπεράστηκε, αλλα ακόμα και σήμερα, 25 και κάτι χρόνια μετά, και ενώ έχουμε πλέον περάσει σε software synthesizers και sequencers, αποτελεί την κύρια «κινητήρια δύναμη» όλων αυτών των εικονικών μουσικών εργαλείων. Φανταστείτε πόσο έξυπνα λοιπόν είχε δημιουργηθεί αυτη η γλώσσα επικοινωνίας οταν τη χρησιμοποιούν στις μέρες μας οι ηλεκτρονικοι υπολογιστές, τη στιγμή που σε λίγα μόνο χρόνια έχουμε περάσει απο το USB 1.0 στο USB 2.0 ενώ πρόσφατα έκανε και την εμφάνιση του το USB 3.0.

Τα γνωστά μας λοιπόν, piano roll, που διαθέτουν τα DAW μας, ανεξάρτητα αν εμείς χρησιμοποιούμε «μολυβάκι» για να εισάγουμε τις νότες, δεν είναι τίποτα άλλο παρά μια απεικόνιση των midi messages που στέλνουμε στο εκάστοτε virtual synth του υπολογιστή μας. Με το midi λοιπόν είμαστε σε θέση να «καταγράψουμε» μια εκτέλεση- performance και μετά μέσω του piano roll να «διορθώσουμε» τυχόν λάθη στους χρόνους που παίξαμε κάποιες νότες, λάθη στην εκτέλεση της μελωδίας και όπως θα δούμε, και πολλά άλλα. Επίσης, με την ίδια γλώσσα επικοινωνίας, το midi είμαστε σε θέση να χρησιμοποιούμε περιστροφικά ρυθμιστικά – knobs και faders ώστε να ελέγχουμε τόσο εικονικά synthesizer και effects όσο και ολόκληρα προγράμματα είτε παραγωγής είτε DJing.

Αρχικά λοιπόν, αυτό που πρέπει να συνειδητοποιήσουμε, είναι οτι το midi δεν είναι ήχος, και οτι και τα αρχεία midi δεν περιέχουν ήχο μέσα τους όπως για παράδειγμα τα αρχεία .wav ή τα mp3. Το midi είναι απλά «οδηγίες», messages που περιλαμβάνουν σετ πληροφοριών για το πως, ας πούμε, θα παιζόταν ένα μουσικό κομμάτι αν είχαμε τα καταλληλα όργανα. Το midi δηλαδή μπορεί να ενημερώσει ενα συμβατό μουσικό όργανο, με τι ήχο θα παίξει, ποιές νότες, πότε, με πόση διάρκεια και ένα σωρό άλλα χαρακτηριστικά που κυρίως αφορούν το τρόπο παιξίματος. Εδώ αξίζει να θυμάστε οτι σε κάθε περίπτωση κάθε παράμετρος που περιλαμβάνεται σε midi εχει 128 πιθανές τιμές (συμπεριλαμβανομένης της τιμης 0) – άρα απο 0 έως 127.

Πιο αναλυτικά λοιπόν το midi περιλαμβάνει τους εξής τύπους messages:
Note on, Note off

Οταν πατήσετε μια νότα στο midi keyboard σας τότε αυτό στέλνει το note on μήνυμα στο συνδεδεμένο synthesizer (hardware ή software). Όταν θα αφήσουμε το πλήκτρο μας τότε θα σταλεί και το note off μήνυμα που θα ενημερώσει το synthesizer μας ότι αφήσαμε το πλήκτρο. Στο piano roll μας αυτο αναπαριστάται με ενα «τουβλάκι» με σαφή αρχή, διάρκεια και τέλος αλλα σημειώστε οτι το synthesizer μας είναι ικανό να «διαβάσει» μόνο την αρχή (note on) και το τέλος (note off) απο το «τουβλάκι». Για αυτο, μην απορείτε οταν σε αναπαραγωγή ενός project σας, αργεί να ακουστεί ενας ήχος απο ενα synth ενω ο «cursor» (now time) βρίσκεται «πάνω» σε ένα «τουβλάκι». Αν ξεκινήσατε την αναπαραγωγή σε τέτοιο σημείο που ο κέρσορας βρισκόταν ήδη στη μέση της γραμμένης νοτας (τουβλάκι) το synth δεν έχει λάβει το note on message (παρ’ολο που εσείς βλέπετε το «τουβλάκι») και θα ξεκινήσει να ηχεί απο το επόμενο «τουβλακι» (επόμενο note on message).
velocity

Velocity είναι μια είδους μέτρηση για το πόσο δυνατά πατήσαμε το πλήκτρο στο keyboard μας (ουσιαστικα με πόση ταχύτητα αφου velocity=ταχύτητα) και φυσικά αποσκοπεί στην απόδοση της εκφραστικότητας ενός παιξίματος. Σκεφθείτε ενα πραγματικό πιάνο ή μια πραγματική ακουστική κιθάρα: όταν το παίξιμο ειναι απαλό η παραγόμενη νότα εκτός της χαμηλότερης έντασης έχει και διαφορετική χροιά σε σύγκριση με ένα βίαιο, νευρικό παίξιμο που συνήθως προκαλεί πιο «σκληρούς», πιο οξείους ήχους. Έτσι λοιπον, τα περισσότερα synthesizer ανάλογα το velocity παράγουν και διαφορετικές χροιές ώστε να βοηθήσουν στην απόδοση της εκφραστικότητας του παιξίματος, – συνήθως έχοντας δρομολογημένο το velocity στο cut off frequency του LP φίλτρου τους ούτως ώστε η παραγόμενη νότα να ειναι πιο «μουντή» (LP cut off frequency πιο χαμηλό) όσο πιο χαμηλο velocity εχουμε.

Στα midi keyboards (πλήκτρα κλαβιέ) σίγουρα θα συναντήσετε και τα «ροδάκια» pitch bend και modulation – το μεν πρώτο στέλνει midi εντολές ώστε οι αναπαραγόμενοι ήχοι ενός συνθεσάιζερ να μεταβάλλουν τη τονικότητα τους ενώ το modulation wheel συνήθως μπορεί να ανατεθεί σε διάφορες παραμέτρους ενός συνθεσάιζερ για περισσότερη εκφραστικότητα στο «παίξιμο». Τέλος, στα πιο ακριβά μοντέλα θα συναντήσετε και το λεγόμενο aftertouch – με αυτό, έχουμε ακόμη περισσότερη εκφραστικότητα στο παιξιμο ενος συνθεσάιζερ αφού στέλνει τιμές ανάλογα την πίεση που ασκούμε σε ένα πλήκτρο – νότα αφου το έχουμε πατήσει!
Continuous Controllers (CC)

Αυτου του είδους τα μηνύματα αφορούν τον έλεγχο παραμέτρων και χρησιμοποιούνται ευρέως όχι μόνο στον έλεγχο παραμέτρων των εικονικών synthesizer και effects αλλά και καθεαυτών των παραμέτρων του DAW μας (όπως π.χ. τον έλεγχο του fader ενός καναλιού του μίκτη μας). Επισης χρησιμοποιούνται και στον έλεγχο παραμέτρων των DJing software. Αρχικά, υπήρχε ενα σχετικό πρωτόκολλο για το ποιος αριθμος CC έλεγχε τι όπως για παράδειγμα ακόμα και σήμερα ειναι τυποποιημένο το CC 1 να αποτελεί το control message που στέλνει το modulation wheel του keyboard σας. Γενικότερα στις μέρες μας το σύνολο των 127 CC controls είναι πλήρως αναθέσιμα σε οποιαδήποτε παράμετρο εσείς επιλέξετε. Σε περίπτωση πάντως που δουλεύετε με κάποιο DAW και virtual synths καλό θα ήταν να ρίξετε μια ματιά στα midi specs (κυρίως του synth) για να αποφύγετε το δυσάρεστο ενδεχόμενο να αναθέσετε μια παράμετρο του DAW σας σε συγκεκριμένο CC control το οποίο, άθελα σας, να επηρεάζει και κάποια λειτουργία του synth σας. Επίσης εδώ σημειώστε οτι για κάθε CC έχουμε και τις 0 έως 127 πιθανές τιμές (values).
Ableton Live - midi mapping


Για να καταλάβετε καλυτερα τι σημαίνουν όλα αυτά ας κάνουμε μερικά παραδείγματα:
Έστω οτι έχετε ενα fader στο midi controller σας το οποιο «στέλνει» τιμές στο CC 108. Εαν μάλιστα το controller σας έχει οθόνη το πιθανότερο ειναι οτι μπορείτε να διαπιστώσετε ακριβώς σε ποιο CC συμβαίνει αυτο: απλώς κινείστε το λίγο και περιμέντε…ο αριθμος που θα δείχνει η οθόνη αποτελει το CC «ταυτότητα» αυτου του fader. Κινώντας κατόπιν αυτο το fader θα δείτε να εναλλάσονται τιμές, συνήθως με τη τιμη 0 στο κατώτατη θέση του fader και τη τιμή 127 στην ανώτατη. Αν τωρα «αναθέσετε» το fader αυτο σε ένα volume fader στο DAW σας (συνήθως με μια διαδικασια που περιγράφεται ως midi learn – συμβουλευτείτε το manual του DAW σας) τότε το volume fader του DAW σας θα κινείται οσο εσεις κινειτε το fader στο controller σας. Σημειωστε εδω ομως πως, το 127 σαν τιμη midi δεν αντιστοιχει σε τιμη volume 127 αλλα στη πραγματικοτητα στη μέγιστη τιμη που μπορει να πάρει το fader μεσα στο DAW. Ομοίως για παράδειγμα η τιμή 64 στο midi fader δεν αντιστοιχει σε τιμη 64 στο DAW fader αλλα στη τιμή που έχει το volume fader οταν βρίσκεται ακριβώς στη μέση της διαδρομής του.
Τraktor mapping


Ας δούμε ένα άλλο παράδειγμα: αυτό της ανάθεσης ενός κουμπιού του controller μας στο Low Kill EQ ενός DJing προγράμματος. Εδώ πρέπει να γνωρίζεται οτι τα κουμπια στα midi controller μας εκτός του ότι κι αυτά στελνουν σε συγκεκριμένα CC controls το καθένα, έχουν και δύο διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας.
Η μια περίπτωση είναι το κουμπί μας να στέλνει την τιμή 127 όταν το παταμε και την τιμή 0 οταν το ελευθερώνουμε – τότε μιλάμε για ένα push button (ή toggle off ανάλογα πως το περιγράφει ο κατασκευαστής). Η άλλη περιπτωση είναι το κουμπί μας να στέλνει τη τιμή 127 οταν το πατάμε, τίποτα οταν το αφήνουμε και τη τιμή 0 σε επομενο πατημα και ουτω καθ΄εξής – τοτε μιλάμε για ενα toggle button (ή toggle on ή toggle switch ανάλογα το κατασκευαστη). Προσέξτε τώρα ομως το εξης: αν το προγραμμα μας ειναι σχεδιασμένο να δουλεύει με push button (1η περιπτωση) και εμεις του αναθέσουμε switch button (2η περιπτωση) τότε θα συμβαίνει το εξής: η παράμετρος που αναθέσαμε στο πρόγραμμα θα αλλάζει καθε 2η φορα που εμείς πατάμε το κουμπι και οχι οπως ειναι το επιθυμητο, δηλαδη σε κάθε πατημα. Βέβαια συνήθως και οι κατασκευαστές midi controllers οσο και οι κατασκευαστες προγραμματων εχουν προβλέψει ωστε να μπορείτε να «αλλαξετε» ειτε τη συμπεριφορά του κουμπιού στο controller είτε το «τι να περιμένει» το software απο το κουμπι ως τιμές – απλα εμεις εδώ σας ενημερώνουμε ώστε να αντιληφθείτε ότι σε περίπτωση που αντιληφθείτε τέτοιες «ανωμαλίες» όταν αναθέτετε controllers σε προγράμματα, πάντα υπάρχει λυση – αρκεί να ψάξετε λίγο.
Program Change

Με αυτού του είδους τα midi messages το synthesizer λαβαίνει την εντολή να «φορτώσει» συγκεκριμένα programs (presets, patches). Ίσως τώρα καταλαβαίνετε γιατι τα περισσότερα VST synthsizers έχουν banks των 127 διαθέσιμων preset το καθένα – όσες δηλαδή και οι τιμές που μπορει να πάρει το program change message.
Midi channels

Εκτός της πρόβλεψης για παραμέτρους που δεν υπήρχαν καν την εποχή της δημιουργίας του, οι σχεδιαστές του πρωτοκόλλου midi πρόβλεψαν και τη δυνατότητα πολυκάναλης μεταφοράς των midi μηνυμάτων σε 16 ξεχωριστά κανάλια. Έτσι, απο τη μια πλευρά πολλαπλασιάζονται οι δυνατότητες ελέγχου παραμέτρων και απο την άλλη μπορούμε να ελέγξουμε με ένα keyboard ή controller πολλαπλά synthsizer ή effects ρυθμίζοντας κάθε φορά ένα συγκεκριμένο midi κανάλι απο τα 16 διαθέσιμα στο οποίο θα «εκπέμπει» messages το keyboard-controller μας και το οποίο θα «ακούν» συγκεκριμένες virtual συσκευές μας στο DAW μας.
Midi Clock – Midi Sync

Αυτο που δυστυχώς εν Ελλάδι έχει πέσει σε πλήρη αφάνεια, είναι η δυνατότητα πλήρους συγχρονισμου 2 μουσικών προγραμμάτων που τρέχουν σε δύο διαφορετικούς υπολογιστές να ειναι «συγχρονισμένα» μέσω midi. Ναι καλά καταλάβατε – με μια διασύνδεση midi είναι δυνατόν δύο ή και περρισσότεροι «καλλιτέχνες» η DJ να τρέχει ο καθένας το δικό του προγραμμα και όλα μαζί να ειναι συγχρονισμένα σε ένα master tempo – για αυτο άλλωστε και τα «σοβαρα προγράμματα» DJing και performance όπως είναι το Traktor και το Ableton Live είναι συμβατά με αυτή τη δυνατότητα. Για να την εκμεταλλευτείτε βέβαια θα πρέπει να έχετε midi ins – outs ή ένα midi-to-USB interface τόσο εσείς όσο και όποιοι θέλετε ναι είναι synced με εσάς.
Και άααααλλα midi messages;

Εκτος από όλα τα παραπάνω, πιθανότατα να συναντήσετε και άλλες ορολογίες οπως MSB/LSB (Most Significant Byte/ Least Siginificant Byte) που χονδρικά θα πούμε οτι επιτρέπουν τον ακριβέστερο έλεγχο παραμέτρων (128 x 128 = 16.384 πιθανές τιμές), ταSysEx (System Exclusive) και RPN/NRPN (Registered Parameter Number – Non-Registered Parameter Number) τα οποία χρησιμεύουν κυρίως για το προγραμματισμό των midi συσκευών τα οποία ξεφεύγουν απο το γενική εγκυκλοπαιδική φύση του παρόντος άρθρου και πιθανότατα ίσως να μη σας φανουν και ποτέ χρήσιμα οπότε δεν θεωρούμε σκόπιμο να τα αναλυσουμε πιο διεξοδικά.

Σας παρουσιάσαμε σε αυτό το άρθρο, πολύ γενικά τις βασικές αρχές λειτουργίας του midi και τη γενικότερη φιλοσοφία πίσω απο τη χρήση του. Αυτό που πρέπει να θυμάστε είναι ότι midi ίσον εντολές και ότι τα midi controllers και keyboards που προορίζονται για studio είναι συνήθως πλήρως παραμετροποιήσιμα στο τι εντολές θα «στέλνουν» – σε αντίθεση με τα DJing controllers που σχεδιάζονται για συγκεκριμένα DJing software και είναι πιο «κλειστής» δομής. Έτσι τις περισσότερες φορές θα πρέπει να ανατρέξετε στο manual τους για να ανακαλύψετε το πραγματικό μέγεθος των δυνατοτήτων τους και να μάθετε πως μπορείτε να τα προγραμματίσετε με τέτοιο τρόπο που να σας εξυπηρετεί. Σε επερχόμενα άρθα θα εξειδικεύσουμε αφ” ενός στη χρήση midi effects (chord-generators, arpeggiators) και αφ’ετέρου στις πιο εξειδικευμένες μορφές mapping στα DJing software που ίαως σας προβληματίζουν αν δεν έχετε κάποιο controller με «έτοιμα» midi mappings για το software που χρησιμοποείτε. Δεν έχετε παρά να μας αναφέρετε συγκεκριμένες απορίες και ερωτήσεις στα σχόλια του άρθρου.