Zeta Instruments және CNMAT жобасы: ZIPI протоколының талдауы
Zeta Instrument Processor Interface
ZIPI: 1994 ж. Zeta Instruments пен CNMAT жасаған жаңа музыкалық аспаптарды басқару протоколы. MIDI-дің кемшіліктерін жойды, жылдам қосылуды қамтамасыз етті.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Zeta Instruments және CNMAT бастаған ғылыми-зерттеу жобасы, испандық комикс.
Research project initiated by Zeta Instruments and CNMAT
the Spanish comic strip
Zeta Instrument Processor Interface (ZIPI) – Zeta Instruments және UC Berkeley-дің CNMAT (Жаңа музыка және аудио технологиялар орталығы) бастаған ғылыми-зерттеу жобасы болды. 1994 жылы MIT Press-тің Computer Music Journal журналында жарияланған ZIPI цифрлық музыкалық аспаптар үшін жаңа буынның тасымалдау протоколы ретінде жоспарланған, ол OSI моделіне сәйкес әзірленген.
Zeta Instrument Processor Interface (ZIPI) was a research project initiated by Zeta Instruments and UC Berkeley's CNMAT (Center for New Music and Audio Technologies). Introduced in 1994 in a series of publications in Computer Music Journal from MIT Press, ZIPI was intended as the next generation transport protocol for digital musical instruments, designed with compliance to the OSI model.
Тұжырымдама
ZIPI жұмыс нұсқасының жобасы басты назарды MIDI (Музыкалық аспаптардың цифрлық интерфейсі) шектеулерінің көптеген кемшіліктерін жоюға аударды. MIDI-ден өзгеше, құрылғылардың тікелей байланысын қамтамасыз ететін сериялық портты пайдаланудың орнына, ZIPI орталықта хаб орналасқан жұлдыз тәрізді желіде жұмыс істеу үшін жасалған. Бұл бірнеше құрылғыны тізбектей қосу қажеттілігін жойды, соның салдарынан құрылғыларды жылдам қосуға және ажыратуға мүмкіндік берді. Физикалық деңгейде 10BASE T қолданылған, бірақ протокол нақты физикалық жүзеге асыруға тәуелді болған жоқ. Құрылғылардың мүмкіндіктерін анықтау, патч атауларын және басқа да жүйелік параметрлерді сұрау, сондай-ақ үлгілерді құрылғы жадына жүктеу және олардан алу мүмкіндіктері қарастырылды.
The draft working version of ZIPI was primarily aimed at addressing many limitations of MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Unlike MIDI which uses a peer to peer serial port connection, ZIPI was designed to run over a star network with a hub in the center. This allowed for faster connection and disconnection, because there was no need to daisy chain multiple devices. 10BASE T was used at the physical layer, but the protocol did not depend on any physical implementation. There were proposals for querying device capabilities, patch names and other system and patch parameters, as well as uploading and downloading samples into device memory.
MPDL
ZIPI толыққанды жаңа хабарлама жүйесін және MIDI оқиғаларының тікелей орнын басатын Музыкалық параметрлерді сипаттау тілі (MPDL) протоколына негізделген күрделі ноталарды адрестеу схемасын қолданды. MIDI арналарының орнына, 63 отбасыдан тұратын үш деңгейлі адрес иерархиясы болды, әр отбасы 127 аспаптан тұрады, әр аспапта 127 нота болады, нәтижесінде 1,016,127 жеке нота адресіне қол жеткізілді. Отбасыдағы аспаптар әртүрлі физикалық құрылғылардан құрастырылуы мүмкін. Бұл құрылым синтез параметрлерін әр нота бойынша нақты басқаруға мүмкіндік берді, әсіресе MIDI жел контроллері немесе MIDI гитара контроллері сияқты стандартты емес сценарийлер үшін өте пайдалы болды. Мысалы, жедел нота ойнату мүмкіндігі гитараның MIDI жүйелеріндегі, әсіресе төменгі струналардағы ноталарды анықтау (көшіру) кемшіліктерін жасыра алады. Нота ойнатылғанда, контроллер логикасы нақты биіктікті анықтап алғанша, ол шу немесе кездейсоқ төмен нота ретінде дыбыстала бастайды, содан кейін қайта ойнату қажеттілігінсіз, оның биіктігі келесі хабарлама арқылы жіберіледі. Кәдімгідей, хабарламалар бүкіл аспапқа немесе бүкіл отбасыға, арналық хабарламаларға балама ретінде жіберілуі мүмкін. Кейбір MDPL хабарламалары түсініксіздікті болдырмау үшін, айтуға оңай атаулар беріліп, MIDI-ден тікелей алынған, бірақ көптеген хабарламалар жаңа және өте ерекше, бірақ инновациялық басқару логикасына негізделген. Хабар параметрлерінің ажыратымдылығы 8 биттің кез келген еселігі болуы мүмкін, бұл MIDI-ге тән 7 биттік ажыратымдылығын 32 немесе одан да көп битке дейін кеңейтуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, модуляция, амплитудалық қисықтар және дауыстардың 3D кеңістікте орналасуы сияқты кеңейтілген бағдарламалық параметрлерге сәйкес келетін жоғары деңгейдегі хабарламалар, сондай-ақ гитара, жел және барабан контроллерлері үшін аспапқа арналған хабарламалар да болды.
ZIPI used completely new message system and a complex note addressing scheme based on Music Parameter Description Language (MPDL) protocol, which was a direct replacement to MIDI events. Instead of MIDI Channels, there were three level address hierarchy of 63 Families consisting of 127 Instruments, each having 127 notes, resulting in up to 1,016,127 individual note addresses. Instruments in a Family could be assembled from different physical devices. This arrangement allowed fine per note control of synthesis parameters, especially useful for non standard scenarios such as MIDI wind controller or MIDI guitar controller. For example, instant note on capability could mask the deficiencies of note detection (tracking) in guitar MIDI systems, especially on lower strings. When triggered, the note would begin sounding as a noise or an arbitrary low note until the controller logic had tracked the actual pitch, which would be sent by a follow up message without the need to retrigger the note. Conventionally, messages could also address a whole Instrument or an entire Family, as an equivalent to channel messages. Some MDPL messages were direct carryovers from MIDI, given more pronounceable names in order to avoid ambiguity, but most messages were new and based on a very different, although innovative, control logic. The resolution of message parameters could be any multiple of 8 bit, potentially extending 7 bit resolution typical of MIDI to 32 or more bits. There were also some higher level messages corresponding to advanced program parameters, such as modulation, envelopes and 3D spatialization of voices, as well as instrument specific messages for guitar, wind, and drum controllers.
Жобаның нәтижесі
ZIPI көптеген жаңа мүмкіндіктер ұсынғанмен, олар қолданыстағы MIDI негізделген жүзеге асырулармен толық үйлеспеді. Күрделілікті едәуір арттырған ерекше адрестеу схемасы, оның қабылдануына кедеріс келтірген басты фактор болды. 1,016,127 жеке синтез күйін сақтау сол кездегі синтезатор аппараттарының мүмкіндіктерінен асып түсті, тіпті ZIPI әзірлеушілері бір мезгілде қолжетімді бағдарламалар мен ноталар санына белгілі шектеулер қойылатынын айтқан болатын. Қарама-қарсылығы, MIDI тек 16 арнаны анықтады, олар бағдарламаны өзгерту, дыбыс деңгейі және питч сияқты жалпы арналық басқару хабарламаларын жинақтады, ал сол кездегі көптеген цифрлық синтезаторлар бір уақытта 12-ден 128-ге дейін ғана дыбыстарды шығара алды. ZIPI-ді қолдайтын коммерциялық құрылғылар шығарылмағандықтан, көптеген қолданбалар үшін MIDI-дің жеткіліктілігі және "FireWire" (IEEE1394) альтернативті физикалық қабат ретінде енгізілуі, жобаның іс жүзінде тоқтауына әкелді. CNMAT-тің ZIPI веб-сайтында IEEE1394 "ZIPI-ді барлық жағынан арттырады" деп көрсетілген, себебі оның интерфейс талаптары қарапайым: ол хабты қажет етпейді, құрылғыларды ыңғайлы қосуға және алып тастауға мүмкіндік беретін "hot plugging" технологиясын қолдайды, сондай-ақ оқшауланған қуат тарату схемасын қамтиды. Әзірлеушілер жұмысын Open Sound Control протоколымен жалғастырды, ол қазірдің өзінде көптеген музыкалық аспаптарда, сенсорларда және бағдарламалық қамтамасызда қолдау табады.
Although ZIPI provided many outstanding new features, they did not line up well with existing MIDI based implementations. The unusual addressing scheme which required substantial increase in complexity was the main factor in the lack of its adoption. Maintaining 1,016,127 individual synthesis states was far beyond the capabilities of synth hardware of the time, even though ZIPI developers hinted that there would be some practical limits upon the number of simultaneously available programs and notes. In comparison, MIDI defined only 16 channels that accumulated common channel control messages like program change, volume and pitch, and most digital synthesizers of the time could only provide from 12 to 128 simultaneously sounding notes. As no commercial devices were released supporting ZIPI, the sufficiency of MIDI for most applications and the introduction of the "FireWire" (IEEE1394) as the alternative physical layer soon led to the practical demise of the project. ZIPI web site at CNMAT asserts that IEEE1394 "supersedes ZIPI in every respect," mainly because it has simpler interface requirements: it does not require a hub, supports hot plugging (devices may be added or removed more conveniently), and includes an isolated power distribution scheme. The developers continued on to work on Open Sound Control protocol, currently supported in a wide variety of musical instruments, sensors and software.