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¿Que es MIDI?

¿Cuantas veces no nos han pasado un archivo de música MIDI?. Esos archivos son muy pequeños, pero en algunas computadoras suenan bien y en otras parecen de órgano de juguete. MIDI se refiere en realidad a un tipo de conexión entre instrumentos musicales,  explicare brevemente su historia,  como funciona el sistema MIDI y de donde salieron este tipo de archivos. nota: articulo escrito en 1987...

Antecedentes

MoogCirca77
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 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 el confeso, 13 mil unidades mas tarde se dio cuenta 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 de una unidad que generaba sonido y era controlada por pulsos eléctricos para disparan el sonido y voltajes variables que controlan el tono. Estas eran señales de tipo análogas y la tecnología era electrónica de bulbos.
Controlador alternoLa razón que tenia Moog para no incluir un teclado era que deseaba que se desarrollaran sistemas de control que fueran mas allá de las limitaciones del teclado actual. Su sistema de control le permitía manejar escalas micro-tonales y  afinaciones variables y no convencionales. Moog queria ir mas alla de la música temperada actual.

A pesar de todo, se conservo la idea de que el teclado pudiera ser independiente del modulo 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 ordenes del teclado, para poder ser modificadas.

Al evolucionar estos sintetizadores análogos a los nuevos sistemas digitales, estos se convirtieron en pequeñas computadoras, así que  surgió la pregunta, ¿porque 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 al mundo exterior, el puerto paralelo, que se usaba para conectar las impresoras, y el puerto seria, que usualmente se utilizaba para conectar el ratón y el módem.

Se llamaban así, porque el puerto paralelo, tenia  muchos cables de señal, que podía enviar y recibir información simultáneamente (8 bits de información simultanea), pero los cables eran gruesos, y las conexiones muy engorrosas.

El puerto serial en cambio, requería menos conexiones, pero era mucho mas lento, sin embargo se convirtió en el favorito para los aficionados a los sistemas de control, por su sencillez.

Actualmente estos dos puertos son obsoletos, siendo reemplazados por el sistema USB.

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 comunicación entre instrumentos ó "Musical Instrument Device Interfase" (Sistema de interface de instrumentos musicales).

Este sistema estaba basado en el sistema serial de la computadora, pero con alguna adiciones que permitía conectar mas de un dispositivo, encadenandolos uno tras otro, mas especificaciones para evitar interferencia eléctrica, ademas de aislar eléctricamente los instrumentos para evitar descargas. Todo eso, tomando en cuanta las difíciles condiciones en las que trabaja un músico en vivo. 


Las especificaciones

Para saber que 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.

Controlador Midi

Esencialmente el sistema MIDI consiste en un puerto serial semejante al que se encuentran en las computadoras, transmitiendo a 31.25 Kbaudios o Bits/seg. Hace 15 años eso era una buena velocidad de transmisión, hoy los modems ADSL permiten velocidad equivalente a 2048 KBaudios. Sin embargo, en esa epoca era una velocidad bastante buena.

El sistema midi  utiliza un puerto para recepción 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 folclore popular: "No deben conectarse varios aparatos en serie a travez 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 micro segundos en la señal que atraviesa el puerto MIDI TRHU, se necesitaría conectar 100 equipos en serie para obtener un retardo apreciable, sin embargo por un error tipográfico, el retardo se convirtió en 3 mili segundos. 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 sintentizadores Yamaha DX-7 tardaban varios mili segundos 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 normal significa que al recibirse la señal, un LED convierte la señal electrica a luz, y esta luz es captada por una foto celda, la cual convierte convierte esta luz de vuelta a impulsos electricos. Este desvió tiene como objeto aislar eléctricamente 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. Teóricamente no debería 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 básico 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 polifónicos, 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 esencialmente 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, violín, saxofón, 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 de sonido #3,
Seleccione instrumento musical #127

-modulo de sonido #3,
toque la nota #45 con un volumen de 95 y
una de duración de 900 unidades de tiempo

- modulo de reverb, #4
active programa #31

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.

Obviamente, al ser un sistema seria, no se pueden enviar mas d euna orden a la ves, potrlo 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 simultaneamente. El envio de cada nota requiere menos de un milisegundo, aun asi, 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, cuando se le pregunto que como hacia para tocar tan bien el decia, es simple... "  es cuestion de tocar la nota correcta, en el instante correcto".

En su época, la música tenia un rango de expresividad (niveles de volumen) limitado. De ahi el exito que tuvo la invencion de un instrumentro que podia tocar suave (piano) y fuerte (forte), el Pianoforte, y que de cariño, nosotros le decimos "el piano". 

Pero la música actual requiere mas expresión, y más control 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"
No todos los intrumentos musicales MIDI, reconocen todas las ordenes, en los modelos mas viejos se usan solo las 65 primeras. En el caso del pedal de sustain  (sostenuto) 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 tiene más 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 sistema, como son el reloj, que permite sincronizar cajas de ritmo secuenciadores e incluso grabadoras de sonido. Como complemento las ordenes de parar, avanzar 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, que inlcuyeron posibilidades que en ese momento no existian,  con el paso de los años comenzaron 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. La mayor parte de las computadoras tenian uno o dos puertos seriaes, asi que se tuvo que recurrir a instalar puertos seriales extras para aliviar la saturación de datos y disponer de mas canales.

Cable MIDI USBMucho se hablo de hacer una nueva especificacion MIDI, pero aun con todos sus defectos, el MIDI es tan conveniente que su uso se amplio a otros dispositivos.

Por ejemplo, el impactante manejo de luces, de un espectáculo moderno, es gracias a la tecnologia MIDI que permite controla desde una computadora, luces roboticas, consolas, fuegos artificiales, láser etc. Lo que antes requeria una compleja consola de iluminacion, ahora se puede controlar desde una simple laptop.

La tecnología actual ha cambiado muchas cosas, ahora gracias al puerto USB, se pueden conectar varias interfases MIDI a una computadora, además la tarjeta de sonido de muchas computadoras, incluye un sintetizador de sonido, que hubiera causado furor hacer 10 años.

Ese sintetizador, permite ahorrar mucho espacio en los videojuegos, pues no se requiere almacenar la música, sino las intrucciones que la generan.

Entonces.. ¿Que es un archivo MIDI?

 Ya vimos que por el sistema MIDI, se transmiten solo las instrucciones de como se debe tocar la musica. No contienen ningun sonido. Entonces un archivo MIDI contiene esas intrucciones. 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 musico, 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 prende instrumentos, y modificar los instrumentos.

Todo el software moderno de grabacion es una mezcla de MIDI y sonido, para tener lo mejor de ambos mundos.

Existe una version NO oficial del archivo MIDI, que es el archivo .KAR o MIDI Karaoke File, que ademas de tener las intrucciones 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, tendra que desaparecer, pero como los viejos discos de vinyl, aun le queda mucha vida.

Sitios Recomendados

Durante muchos años, los archivos MIDI fueron una manera sencilla de enviar musica por la red, sitios como MIDI Farm (ya no es funcional) , llegaban a tener 12,000 composiciones, que podian caber en un solo CD rom, pero casi han sido reemplazados por los archivos mp3, pues dependiento de la tarjeta de audio, no siempre suenan bien.

Sin embargo existe mucha música MIDI que es difícil de obtener en otro formato, estos son algunos de mis sitios favoritos.


The Unheard Bethoveen. 
http://www.unheardbeethoven.org/search/

Este sitio contiene archivos MIDI de piezas de Bethoveen que no han sido grabadas, ya sea porque no son populares, porque están incompletas o porque son verisiones iniciales de sus composiciones. Estas son interpretaciones de varios musicos que envian sus aportes.. 

 Midi Database
http://www.mididb.com/

Aqui hay cientos de archivos de musica popular, con artistas del momento, es un excelente sitio para los que quieren analisar las piezas y aprender a tocarlas.

 MIDI KARAOKE
http://www.midikaraoke.com/songdir/

Si te gusta cantar, aqui hay cientos de piezas populares, para la nostalgia, Capitan and Tenille, Carol king, Carpenters, sin olvidar a Alice Cooper. Necesitaras 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. Aqui pueden ver que les conviene.

 Algunos videos que les recomiendo:

Entrevista con Robert Moog

 

 

Un muy viejo documental sobre MIDI

  


Espero que esto les de curiosidad de explorar esta venerable tecnología.

Articulo originalmente publicado en la Revista Posibilidades en 1994, ya le realice algunas correcciones, pero algunos fragmentos aun pueden ser un poco obsoletos casi diez años después....


{discuss forum:21} 

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