MIDI standard (3)

U vreme inicijalnog razvoja MIDI-ja, računarska industrija je uglavnom bila posvećena mejnfrejm računarima (Mainframe), a personalni računari još uvek nisu bili uobičajeni. Tržište personalnih računara stabilizovalo se otprilike u isto vreme kada se pojavio MIDI i kompjuteri su postali održiva opcija za muzičku produkciju...

Upravljanje instrumentima

MIDI je stvoren da bi muzički instrumenti mogli da komuniciraju međusobno, ali i da bi jedan instrument mogao da upravlja drugima. Čak i analogni sintisajzeri koji nemaju digitalne komponente i koji su pravljeni pre razvoja MIDI-ja mogu biti dopunjeni uređajima koji konvertuju MIDI poruke u analogne kontrolne napone (ACV – Analog Control Voltage). Kada se nota odsvira na MIDI instrumentu, generiše se digitalni signal koji može biti upotrebljen za okidanje note na nekom drugom instrumentu. Sposobnost za daljinsko upravljanje dozvoljava nam da kompletan instrument zamenimo malim zvučnim modulom, i omogućava da kombinujemo različite instrumente radi postizanja punijeg zvuka, ili da kreiramo nestandardne kombinacije. MIDI takođe omogućava da parametri nekog instrumenta budu kontrolisani daljinski. Sintisajzeri i sempleri sadrže razne alatke za oblikovanje zvuka. Recimo, filteri podešavaju boju zvuka, a envelope automatizuju način na koji zvuk evoluira kroz vreme. Frekvencija filtera i Attack vreme envelope (vreme koje je potrebno zvuku da dosegne maksimalni nivo) samo su neki od primera parametara koji mogu biti kontrolisani daljinski preko MIDI-ja.

Efektori imaju drugačije parametre, kao što su recimo Delay Feedback ili vreme reverberacije. Kada se trajni MIDI kontroler broj dodeli („mapira”) na neki od ovih parametara, uređaj će se odazivati na sve poruke koje primi identifikovane za taj broj. Fizičke kontrole kao što su kružni regulatori (Knob), prekidači (Switch) i pedale mogu biti upotrebljeni za slanje ovih poruka. Set prilagođenih parametara može biti snimljen na internu memoriju uređaja kao peč (Patch), i ti pečevi mogu biti daljinski odabrani za korišćenje. MIDI standard dozvoljava odabir samo 128 različitih programa, ali uređaji mogu omogućiti više slaganjem svojih pečeva u banke od po 128 programa, i kombinovanjem poruke za promenu programa sa porukom za odabir banke.

Komponovanje

MIDI događaji mogu biti sekvencirani računarskim softverom ili specijalizovanim hardverskim muzičkim radnim stanicama. Mnoge digitalne audio radne stanice (DAW – Digital Audio Workstation) pravljene su namenski za rad sa MIDI-jem kao integralnom komponentom. Takav alat omogućava kompozitorima da edituju i preslušavaju svoj rad mnogo brže i efikasnije nego na starijim rešenjima, kao što su recimo višekanalni snimci na trakama. Oni posebno poboljšavaju efikasnost kompozitora koji manjkaju u pijanističkim sposobnostima, i daju neobučenim ljudima priliku da kreiraju „upeglane” aranžmane. Mogućnost da komponuju ideje i brzo ih preslušaju daje im više slobode za eksperimentisanje.

Zahvaljujući tome što je MIDI zapravo set komandi koje kreiraju zvuk, MIDI sekvencama se može manipulisati na način na koji snimljenim zvukom (audiom) to nije moguće. Moguće je promeniti ton, ritam ili tempo MIDI aranžmana bez gubitka u kvalitetu. Kompozitori mogu iskoristiti tehnologije MIDI v1.0 i General MIDI (GM) standarda da dozvole muzičkim fajlovima da budu deljeni između različitih elektronskih instrumenata korišćenjem standardnih, portabilnih setova komandi i parametara. Podaci komponovani putem sekvenciranja (MIDI snimanja) mogu biti zapamćeni kao standardni MIDI fajl (SMF – Standard MIDI File), digitalno distribuirani i reprodukovani na bilo kom računaru ili elektronskom instrumentu koji podržava isti MIDI, GM i SMF standard.

MIDI i računari

U vreme inicijalnog razvoja MIDI-ja, računarska industrija je uglavnom bila posvećena mejnfrejm računarima (Mainframe), a personalni računari još uvek nisu bili uobičajeni. Tržište personalnih računara stabilizovalo se otprilike u isto vreme kada se pojavio MIDI i kompjuteri su postali održiva opcija za muzičku produkciju. U godinama neposredno nakon ratifikacije MIDI specifikacije (1983. godina), MIDI je usvojen na nekoliko ranih PC platformi koje su uključivale Apple II Plus, IIe i Macintosh, Commodore 64 i Amigu, Atari ST, Acorn Archimedes i DOS. Macintosh je bio omiljen među muzičarima iz SAD, zbog svoje dobro prilagođene cene i proći će nekoliko godina pre nego što ostali PC proizvođači dostignu tu efikasnost i upotrebljivost grafičkog interfejsa na tom tržištu. Atari ST je bio omiljen u Evropi zbog dobre cene i ugrađenih MIDI portova, a Macintosh računari bili su znatno skuplji nego u SAD. Apple računari su raspolagali sa naprednijim audio hardverom od konkurentskih kompjutera tog vremena (ne od Amgie i Atarija, prim. ur.). Apple IIGS je koristio digitalni zvučni čip dizajniran za Ensoniq Mirage sintisajzer, a kasniji modeli koristili su specijalno izrađene zvučne sisteme i procesore koji su terali druge proizvođače da se potrude više oko svojih proizvoda što je unapređivalo celu industriju. Najveći deo softvera u prvoj deceniji MIDI-ja bio je objavljen za Apple ili Atari platforme. Do vremena kada se pojavio Windows 3.0 (1990. godina), ostatak PC ekipe sustigao je snagu procesiranja i dobio je grafički interfejs, pa su i softverski naslovi počeli da se izdaju za više različitih platformi.

Standardni MIDI fajlovi

Standardni MIDI fajl (SMF – Standard MIDI File) je format fajla koji obezbeđuje standardizovan način za čuvanje, transportovanje i otvaranje sekvenci na različitim sistemima. Kompaktna veličina ovih fajlova dovela je do visoke rasprostranjenosti i upotrebe kod računara, mobilnih telefona i drugih uređaja. Predviđen je za univerzalnu upotrebu i uključuje informacije kao što su vrednosti nota, tajming i imena traka. Stihovi mogu biti uključeni u sklopu meta informacija (metadata), i prikazane na karaoke mašinama. SMF fajlovi se generišu kao eksport iz softvera za sekvenciranje ili iz hardverskih uređaja. Oni organizuju MIDI poruke u jednu ili više paralelnih traka i vremenski označavaju događaje (timestamp) tako da se mogu reprodukovati kao sekvenca. Zaglavlje fajla sadrži broj traka aranžmana, tempo i informaciju o tome u kom od tri tipa formata je snimljen. Fajl tipa 0 (nula) sadrži ceo performans spojen u jednu traku, dok fajlovi tipa 1 (jedan) mogu sadržati bilo koji broj traka koji su izvedeni sinhrono. Fajlovi tipa 2 (dva) se retko koriste, a služe za skladištenje više aranžmana, gde svaki aranžman ima svoju zasebnu traku i predviđen je za reprodukciju u sekvenci. Microsoft Windows pakuje SMF zajedno sa DLS (Downloadable Sounds) u RIFF (Resource Interchange File Format) kontejner kao RMID fajl sa .rmi ekstenzijom. RIFF-RMD je kasnije odbačen kao zastareo u korist XMF-a (Extensible Music Files). SMF specifikacija je razvijena i održava je udruženje MIDI proizvođača (MMA – MIDI Manufacturers Asociacion).

Deljenje fajlova

MIDI fajl nije snimak muzike. To je set instrukcija i može koristiti do hiljadu puta manje prostora na memoriji za skladištenje od ekvivalenta snimljenog audio materijala. Ovo je načinilo MIDI aranžmane popularnim načinom za razmenu muzike pre napretka širokopojasnog pristupa internetu i velikih memorijskih kapaciteta za skladištenje. Licencirani MIDI fajlovi na flopi disketama bili su uobičajeni u prodavnicama u Evropi i Japanu tokom devedesetih godina prošlog veka. Mana ovoga je širok raspon (ne)kvaliteta korisničkih audio kartica i semplova ili sintetizovanih zvukova koje sadrže kartice na koje se MIDI podaci pozivaju simbolički. Čak i zvučna karta koja sadrži visokokvalitetne semplovane zvukove može imati nekonzistentan kvalitet od instrumenta do instrumenta, dok različiti modeli kartica ne garantuju konzistentnost zvukova istog instrumenta. Rane niskobudžetne kartice kao što su AdLib i Sound Blaster i njihovi „kompatibilci” koristili su ogoljenu verziju Jamahine (Yamaha) tehnologije za FM sintezu (FM – frekvencijska modulacija) koja se reprodukovala kroz niskokvalitetne DAC (Digital-to-Analog Converter). Niskokvalitetna reprodukcija ovih sveprisutnih kartica često je (pogrešno) shvatana kao odlika MIDI-ja kao takvog. To je stvorilo sliku MIDI-ja kao niskokvalitetnog audija, dok u stvarnosti MIDI sam po sebi ne sadrži zvuk i kvalitet njegove reprodukcije zavisi u celosti od kvaliteta uređaja koji generiše zvuk.

MIDI softver

Glavna prednost personalnog računara u jednom MIDI sistemu je njegova mogućnost za služenje različitim namenama u isto vreme u zavisnosti od toga koji sve softver sadrži. Multitasking dozvoljava istovremeno korišćenje programa koji mogu da razmenjuju podatke između sebe. Od MIDI softvera možemo razlikovati skevencere, programe za notaciju, urednike i bibliotekare, programe za automatsku pratnju, sintisajzere i semplere.

Sekvenceri

Softverski sekvenceri obezbeđuju određeni broj prednosti kompozitoru i/ili aranžeru. Dozvoljavaju snimljenom MIDI-ju da bude manipulisan korišćenjem standardnih opcija za editovanje kao što su: cut, copy, paste, drag i drop. Prečice na tastaturi se mogu koristiti za ubrzanje procesa rada i funkcije za editovanje se često mogu odabrati putem MIDI komandi. Sekvencer omogućava svakom kanalu da bude podešen da reprodukuje različit zvuk i daje grafički prikaz aranžmana.

Dostupne su raznovrsne alatke za editovanje uključujući i one koje prikazuju i klasičnu notaciju koja može biti iskorišćena za štampanje delova za muzičare (recimo za uživo izvođenje nekog kompleksnijeg dela sa bendom ili orkestrom). Alatke kao što su lupovanje (looping), kvantizacija, randomizacija i transponovanje uprošćavaju proces aranžiranja. Pravljenje ritmova je krajnje uprošćeno, a mogu biti korišćeni i templejti, prevashodno za kopiranje ritmičkog osećaja neke druge pesme. Realistično izražavanje može se postići kroz manipulaciju korišćenjem Real-Time kontrolera. Miksovanje se može izvoditi i MIDI sinhronizovati sa snimljenim audio i video trakama, a radovi se mogu snimiti i transportovati između različitih računara i/ili studija.

Sekvenceri mogu uzimati i alternativne oblike kao što su editori ritmičkih šablona (drum pattern editors) koji omogućavaju korisnicima da kreiraju ritmove kliktanjem po mreži šablona, i sekvenceri kao što je ACID Pro koji dozvoljava da se MIDI kombinuje sa snimljenim audio lupovima čiji su tempo i ton automatski usklađeni međusobno. Cue List sekvenciranje se koristi za trigerovanje dijaloga i zvučne efekte u scenskoj i emiterskoj produkciji.

Softver za notaciju

Sa MIDI-jem, note odsvirane na klavijaturi mogu automatski biti transkribovane u note na partituri. Softver za pisanje notacija obično manjka naprednim alatkama za sekvenciranje i optimizovan je za kreiranje urednih i profesionalnih printova dizajniranih za svirke uživo. Ovi programi pružaju podršku za dinamiku i izražajne oznake, akorde i prikaz stihova, kao i kompleksne stilove zapisa. Takođe su dostupni programi koji mogu da prave notni zapis za printove u Brajevoj azbuci.

Program ScoreCloud proizvođača DoReMIR Music Research prepoznat je naširoko kao jedna od najboljih alatki za transkripciju MIDI-ja u realnom vremenu. Musitekov softver SmartScore (ranije poznat kao MIDIScan) obavlja obrnuti proces i može u realnom vremenu dati MIDI fajlove od skeniranih partitura. Istaknuti programi za notaciju uključuju MakeMusic Finale i GVOX Encore (originalno radio Passport Designs Inc.). Sibelius, koji je originalno napravljen za Acorn računare (britanski proizvođač) bazirane na RISC-u, bio je toliko cenjen da su, pre pojave Windows i Macintosh verzija, kompozitori kupovali Acorn računare samo sa ciljem korišćenja ovog programa.

„Urednici i bibliotekari”

Patch editori omogućavaju korisnicima da programiraju svoju opremu kroz interfejs računara. Ovo je postalo neophodno sa pojavom kompleksnih sintisajzera kao što je Yamaha FS1R, koji je sadržao nekoliko hiljada programabilnih parametara, a imao je interfejs koji se sastojao samo od petnaest dugmića, četiri kružna regulatora i malog LCD ekrana. Digitalni instrumenti obično obeshrabruju korisnike od eksperimentisanja zbog nedostatka odziva i direktne kontrole koje bi obezbeđivali dugmići, dirke i kružni i klizni regulatori, ali Patch editori daju vlasnicima hardverskih instrumenata i efektora isti nivo funkcionalnosti koji je dostupan korisnicima softverskih sintisajzera. Neki editori su dizajnirani za specifični instrument ili efektor, dok drugi, univerzalni editori podržavaju širi spektar opreme, i u idealnom slučaju mogu da upravljaju parametrima svih uređaja u postavci kroz upotrebu System Exclusive komandi.

Patch Librariansi imaju specijalizovanu funkciju organizovanja zvukova u kolekcije, i dozvoljavaju prenos kompletnih banki zvukova između instrumenta i računara. Ovo omogućava korisniku da poveća ograničen skladišni memorijski prostor uređaja hard-diskom računara koji je mnogo veći, kao i da deli Custom Patcheve sa drugim vlasnicima istog instrumenta. Univerzalni editori i „bibliotekari” koji kombinuju te dve funkcije nekada su bili uobičajeni i uključivali su Opcode Systems Galaxy i eMagic SoundDiver. Ovi programi su uglavnom prestali da se koriste i razvijaju sa kretanjem trendova prema kompjuterski baziranoj sintezi zvuka, mada su MOTU (Mark of the Unicorn) Unisyn i Sound Quest Midi Quest i dalje dostupni. Native Instruments Kore bio je pokušaj da se taj koncept dovede i u novo doba softverskih instrumenata.

Programi za automatsku pratnju

Programi koji mogu dinamički da generišu muziku za „pratnju” nazivaju se „programi za automatsku pratnju”. Oni kreiraju kompletan aranžman u stilu koji bira korisnik i šalju rezultat u MIDI generator zvuka radi reprodukcije. Generisane trake mogu biti upotrebljene kao edukativne ili alatke za vežbanje, kao pratnja za nastupe uživo ili kao pomagalo pri komponovanju. Primeri uključuju Band-in-a-Box, koji je potekao sa Atari platforme osamdesetih godina prošlog veka, One Man Band, Busker, MiBAC Jazz, SoundTrek JAMMER i DigiBand.

Sinteza i semplovanje

Računari mogu da koriste softver za generisanje zvuka, koji se onda propušta kroz digitalno analogne konvertere na putu ka zvučnicima koji se nalaze na izlazu sistema. Polifonija je broj zvukova koji se može reprodukovati istovremeno i zavisi od snage procesora (CPU), kao što od nje zavise i Sample Rate i Bit Depth reprodukcije, odlike koje direktno utiču na kvalitet zvuka. Sintisajzeri implementirani u softver podložni su problemima sa tajmingom koji nisu prisutni na hardverskim instrumentima, čiji operativni sistemi nisu podložni prekidima od strane pozadinskih procesa koji su česti kod operativnih sistema prosečnog računara. Ovi problemi sa tajmingom mogu da prouzrokuju distorziju kako snimljene trake gube na međusobnoj sinhronosti, kao i klikove i pucketanja kada dođe do prekida reprodukcije semplova. Softverski sintisajzeri takođe pokazuju primetno kašnjenje u generisanju zvuka, zato što računari koriste audio bafer koji kasni reprodukciju i prekida MIDI tajming.

Softverska sinteza zvuka vuče korene iz pedesetih godina prošlog veka, kada je Maks Metjuz (Max Mathews) iz Belovih laboratorija (Bell Labs) napisao MUSIC-N programski jezik koji je bio sposoban za generisanje zvuka koje nije radilo u realnom vremenu. Prvi sintisajzer koji je bio pokrenut direktno na procesoru host računara bio je Reality Dejv Smitovog (Dave Smith) Seer Systemsa, koji je postizao nisku latenciju tesnom integracijom drajvera, te je samim tim mogao da radi samo na Creative Labs zvučnim karticama. Neki sistemi koriste dedicated hardver da bi smanjili opterećenje procesora host mašine, kao što je recimo slučaj sa Kuma sistemom korporacije Symbolic Sound i Creamware/Sonic Core Pulsar/SCOPE sistemima koji su koristili po nekoliko DSP čipova (Digital Signal Processing) postavljenih na PCI karticu da opsluži broj instrumenata, efekata i miksera koji je dovoljan za studio.

Muzika za igre

Rane PC igre bile su distribuirane na flopi disketama, a mala veličina MIDI fajlova činila ih je prihvatljivim sredstvom za saundtrek i zvučne efekte. Igre iz ere DOS-a (Directory Operating System) i rane Windows ere zahtevale su kompatibilnost sa AdLib ili SoundBlaster zvučnim kartama. Ove kartice koristile su FM sintezu koja je za generisanje zvuka koristila modulaciju sinusnih signala. Profesor Džon Čauning (John Chowning) teoretisao je da će tehnologija biti u stanju da precizno rekreira bilo koji zvuk, ako se za nju iskoristi dovoljan broj sinusnih signala, ali jeftinije zvučne karte su radile FM sintezu sa samo dva sinusna signala. To, kombinovano sa osmobitnim audiom tih kartica, rezultovalo je zvukom koji je opisivan kao „veštački” i „primitivan”. Kasnije su se pojavila Wavetable Daughterboards rešenja koja su obezbeđivala audio semplove koji su mogli da budu korišćeni umesto FM sinteze. Ova rešenja su bila skupa, ali su često koristila zvuke iz cenjenih MIDI instrumenata kao što je recimo E-mu Proteus. Računarska industrija je devedesetih godina prošlog veka prešla na zvučne karte sa 16-bitnom reprodukcijom bazirane na Wavetableu, ali standardizovane na 2 MB ROM, što je prostor premali za visokokvalitetne semplove od 128 instrumenata sa Drum kitovima.

Ostale vrste primene

MIDI je usvojen kao kontrolni protokol i kod određenog broja primena koje nisu striktno muzičke. MIDI Show Control koristi MIDI komande da usmeri scenske sisteme osvetljenja i trigeruje događaje kod scenskih produkcija. VJ-i (Video Jockey) i DJ-i (Disc Jockey) to isto koriste za puštanje klipova, sinhronizaciju opreme, a sistemi za snimanje to koriste za sinhronizaciju i automatizaciju. Apple Motion omogućavao je kontrolu animacionih parametara kroz MIDI, a pucačka igra u prvom licu iz 1987. godine MIDI Maze i puzzle igra Oxyd za Atari ST iz 1990. godine koristili su MIDI za umrežavanje računara. Postoje i paketi koji omogućavaju MIDI kontrolu nad kućnim osvetljenjem i drugim uređajima. Uprkos svojoj uskoj povezanosti sa muzičkim uređajima, MIDI može upravljati bilo kojim uređajem koji može da pročita i obradi MIDI komande.

• • •

Ovim tekstom završavamo naš serijal posvećen MIDI standardu. Pokrili smo istorijat, tehničke specifikacije, varijacije, uređaje i primenu, i pokušali koliko toliko da jednu naizgled suvoparnu temu malo približimo i nešto više razjasnimo. U nekom od narednih brojeva pozabavićemo se pravljenjem konkretnog projekta u kom će nam pomoć pružati baš MIDI standard.

Petar LONČAREVIĆ