Стандарт MIDI: цифровой интерфейс для музыкальных инструментов.

Введение

Стандарт подключения электронных музыкальных инструментов MIDI (Musical Instrument Digital Interface) — это технический стандарт, описывающий протокол связи, цифровой интерфейс и электрические разъемы для соединения широкого спектра электронных музыкальных инструментов, компьютеров и сопутствующих аудиоустройств с целью воспроизведения, редактирования и записи музыки. Один кабель MIDI может передавать до шестнадцати каналов данных MIDI, каждый из которых может быть направлен на отдельное устройство. Любое взаимодействие с клавишей, кнопкой, ручкой или слайдером преобразуется в MIDI-событие, определяющее музыкальные инструкции, такие как высота тона, время и громкость. Распространенное применение MIDI — использование MIDI-клавиатуры или другого контроллера для управления цифровым звуковым модулем (содержащим синтезированные музыкальные звуки) и генерации звука, который слышит аудитория через клавишный усилитель. Данные MIDI могут передаваться через кабель MIDI или USB, либо записываться в секвенсор или цифровую аудиорабочую станцию для последующего редактирования или воспроизведения. MIDI-запись исполнения на клавиатуре может звучать как пианино или другой клавишный инструмент; однако, поскольку MIDI записывает сообщения и информацию о нотах, а не сами звуки, эту запись можно изменить, используя множество других звуков — от синтезированной или сэмплированной гитары или флейты до звучания полного оркестра. До появления MIDI электронные музыкальные инструменты разных производителей, как правило, не могли взаимодействовать друг с другом. Это означало, что музыкант не мог, например, подключить клавиатуру Roland к синтезаторному модулю Yamaha. Благодаря MIDI любая MIDI-совместимая клавиатура (или другое управляющее устройство) может быть подключена к любому другому MIDI-совместимому секвенсору, звуковому модулю, драм-машине, синтезатору или компьютеру, даже если они произведены разными компаниями. Технология MIDI была стандартизирована в 1983 году группой представителей музыкальной индустрии и поддерживается Ассоциацией производителей MIDI (MMA). Все официальные стандарты MIDI совместно разрабатываются и публикуются MMA в Лос-Анджелесе и Комитетом MIDI Ассоциации индустрии музыкальной электроники (AMEI) в Токио. В 2016 году MMA учредила Ассоциацию MIDI (TMA) для поддержки глобального сообщества людей, работающих, играющих или создающих музыку с использованием MIDI.

Electronic musical instrument connection standard

MIDI ('/m//ɪ//d//i/; Musical Instrument Digital Interface) is a technical standard that describes a communication protocol, digital interface, and electrical connectors that connect a wide variety of electronic musical instruments, computers, and related audio devices for playing, editing, and recording music. A single MIDI cable can carry up to sixteen channels of MIDI data, each of which can be routed to a separate device. Each interaction with a key, button, knob or slider is converted into a MIDI event, which specifies musical instructions, such as a note's pitch, timing and loudness. One common MIDI application is to play a MIDI keyboard or other controller and use it to trigger a digital sound module (which contains synthesized musical sounds) to generate sounds, which the audience hears produced by a keyboard amplifier. MIDI data can be transferred via MIDI or USB cable, or recorded to a sequencer or digital audio workstation to be edited or played back. A MIDI recording of a performance on a keyboard could sound like a piano or other keyboard instrument; however, since MIDI records the messages and information about their notes and not the specific sounds, this recording could be changed to many other sounds, ranging from synthesized or sampled guitar or flute to full orchestra. Before the development of MIDI, electronic musical instruments from different manufacturers could generally not communicate with each other. This meant that a musician could not, for example, plug a Roland keyboard into a Yamaha synthesizer module. With MIDI, any MIDI compatible keyboard (or other controller device) can be connected to any other MIDI compatible sequencer, sound module, drum machine, synthesizer, or computer, even if they are made by different manufacturers. MIDI technology was standardized in 1983 by a panel of music industry representatives, and is maintained by the MIDI Manufacturers Association (MMA). All official MIDI standards are jointly developed and published by the MMA in Los Angeles, and the MIDI Committee of the Association of Musical Electronics Industry (AMEI) in Tokyo. In 2016, the MMA established The MIDI Association (TMA) to support a global community of people who work, play, or create with MIDI.

История

В начале 1980-х годов не существовало стандартизированных средств синхронизации электронных музыкальных инструментов, выпускаемых разными компаниями. Производители использовали собственные проприетарные стандарты для синхронизации инструментов, такие как CV/gate, DIN sync и Digital Control Bus (DCB). Икутаро Какехаси, президент Roland, считал, что отсутствие стандартизации ограничивает развитие электронной музыкальной индустрии. Какехаси находил систему Oberheim слишком громоздкой и обсудил с Дейвом Смитом, президентом Sequential Circuits, возможность создания более простой и дешевой альтернативы. В качестве основы был использован DCB от Roland, и на выставке Audio Engineering Society в октябре 1981 года стандарт обсуждался и дорабатывался представителями Roland, Yamaha, Korg, Kawai и Sequential Circuits. Какехаси предпочитал название Universal Musical Interface (UMI), которое произносилось как "ю ми", однако ему понравилось использование термина "инструмент" вместо "синтезатор", и он предложил Musical Instrument Digital Interface (MIDI). На зимней выставке NAMM 1983 года Смит продемонстрировал MIDI-соединение между синтезаторами Prophet 600 и Roland JP-6. Спецификация MIDI была опубликована в августе 1983 года. В 1983 году первыми инструментами, поддерживающими MIDI, стали Roland Jupiter-6 и Prophet 600. В 1983 году были выпущены первый MIDI-драм-машина, Roland TR-909, и первый MIDI-секвенсор, Roland MSQ-700. Ассоциация производителей MIDI (MMA) была образована после встречи "всех заинтересованных компаний" на летней выставке NAMM 1984 года в Чикаго. Подробная спецификация MIDI 1.0 была опубликована на втором собрании MMA на летней выставке NAMM 1985 года. Стандарт продолжал развиваться, добавив стандартизированные файлы песен в 1991 году (General MIDI) и адаптировавшись к новым стандартам подключения, таким как USB и FireWire. В 2016 году была создана Ассоциация MIDI для дальнейшего контроля за стандартом. Стандарт MIDI 2.0 был представлен на зимней выставке NAMM 2020 года. BBC назвала MIDI ранним примером технологии с открытым исходным кодом. Смит считал, что MIDI сможет добиться успеха только в том случае, если его примут все производители, и поэтому "мы должны были сделать его общедоступным".

In the early 1980s, there was no standardized means of synchronizing electronic musical instruments manufactured by different companies. Manufacturers had their own proprietary standards to synchronize instruments, such as CV/gate, DIN sync and Digital Control Bus (DCB). Ikutaro Kakehashi, the president of Roland, felt the lack of standardization was limiting the growth of the electronic music industry. Kakehashi felt the Oberheim System was too cumbersome, and spoke to Dave Smith, the president of Sequential Circuits, about creating a simpler, cheaper alternative. Using Roland's DCB as a basis, at the Audio Engineering Society show in October 1981. The standard was discussed and modified by representatives of Roland, Yamaha, Korg, Kawai, and Sequential Circuits. Kakehashi favored the name Universal Musical Interface (UMI), pronounced you me, However, he liked the use of instrument instead of synthesizer, and proposed Musical Instrument Digital Interface (MIDI). At the 1983 Winter NAMM Show, Smith demonstrated a MIDI connection between Prophet 600 and Roland JP 6 synthesizers. The MIDI specification was published in August 1983. In 1983, the first instruments were released with MIDI, the Roland Jupiter 6 and the Prophet 600. In 1983, the first MIDI drum machine, the Roland TR 909, and the first MIDI sequencer, the Roland MSQ 700, were released. The MIDI Manufacturers Association (MMA) was formed following a meeting of "all interested companies" at the 1984 Summer NAMM Show in Chicago. The MIDI 1.0 Detailed Specification was published at the MMA's second meeting at the 1985 Summer NAMM Show. The standard continued to evolve, adding standardized song files in 1991 (General MIDI) and adapted to new connection standards such as USB and FireWire. In 2016, the MIDI Association was formed to continue overseeing the standard. The MIDI 2.0 standard was introduced at the 2020 Winter NAMM Show. The BBC cited MIDI as an early example of open source technology. Smith believed MIDI could only succeed if every manufacturer adopted it, and so "we had to give it away".

Влияние

Вначале MIDI привлекало в основном профессиональных музыкантов и звукорежиссеров, стремившихся использовать электронные инструменты в создании популярной музыки. Стандарт позволил различным инструментам взаимодействовать друг с другом и с компьютерами, что стимулировало стремительный рост продаж и производства электронных инструментов и музыкального программного обеспечения. Появление MIDI совпало с рассветом эры персональных компьютеров и внедрением сэмплеров и цифровых синтезаторов. Творческие возможности, открывшиеся благодаря технологии MIDI, признаны одним из факторов возрождения музыкальной индустрии в 1980-х годах. MIDI представил функции, которые кардинально изменили подход многих музыкантов к работе. MIDI-секвенирование позволяет пользователю, не владеющему навыками нотной грамоты, создавать сложные аранжировки. Музыкальный коллектив, состоящий всего из одного или двух участников, каждый из которых управляет несколькими MIDI-совместимыми устройствами, способен представить выступление, сравнимое с выступлением более крупного ансамбля. Затраты на привлечение сторонних музыкантов к проекту можно сократить или полностью исключить.

Управление приборами

MIDI был изобретен для того, чтобы электронные или цифровые музыкальные инструменты могли взаимодействовать друг с другом, а также для управления одним инструментом с другого. Например, MIDI-совместимый секвенсор может запускать ритмы, генерируемые драм-машиной. Аналоговые синтезаторы, не имеющие цифровых компонентов и созданные до появления MIDI, можно оснастить комплектами, преобразующими MIDI-сообщения в аналоговые управляющие напряжения. MIDI также позволяет дистанционно управлять другими параметрами инструмента (громкостью, эффектами и т.д.). Синтезаторы и сэмплеры содержат различные инструменты для формирования электронного или цифрового звука. Фильтры регулируют тембр, а огибающие автоматизируют изменение звука во времени после нажатия ноты. Частота фильтра и время атаки огибающей (время, необходимое звуку для достижения максимального уровня) – примеры параметров синтезатора, которыми можно управлять дистанционно через MIDI. Эффекты имеют различные параметры, такие как время задержки или время реверберации. Когда одному из этих параметров присваивается номер непрерывного контроллера MIDI (CCN), устройство реагирует на любые сообщения, идентифицированные этим номером. Для отправки этих сообщений можно использовать ручки, переключатели и педали. Набор настроенных параметров можно сохранить во внутренней памяти устройства как пресет, и эти пресеты можно выбирать дистанционно с помощью программных изменений MIDI.

Состав

События MIDI могут быть секвенированы с помощью компьютерного программного обеспечения или на специализированных аппаратных музыкальных рабочих станциях. Многие цифровые аудио рабочие станции (DAW) специально разработаны для работы с MIDI как неотъемлемой частью. В многих DAW разработаны MIDI-роллы, позволяющие легко модифицировать записанные MIDI-сообщения. Эти инструменты позволяют композиторам прослушивать и редактировать свои работы гораздо быстрее и эффективнее, чем при использовании старых решений, таких как многодорожечная запись. Можно создавать MIDI-композиции, которые невозможно исполнить человеку. Поскольку MIDI-исполнение представляет собой последовательность команд для создания звука, MIDI-записи можно обрабатывать способами, недоступными для аудиозаписей. Можно изменить тональность, инструментовку или темп MIDI-аранжировки, а также редактировать отдельные ноты. Возможность сочинять идеи и быстро слышать их воспроизведение позволяет композиторам экспериментировать. Программы алгоритмической композиции генерируют компьютерные исполнения, которые можно использовать в качестве идей для песен или аккомпанемента. После того как Roland продала звуковые чипы MPU другим производителям звуковых карт, широкое распространение MIDI привело к разработке MIDI-программного обеспечения для компьютеров. Retro Innovations также производит картридж MIDI-интерфейса для компьютеров Tandy Color и Dragon. Музыканты, работающие в стиле чиптюн, также используют ретро-игровые консоли для создания, обработки и исполнения музыки с помощью MIDI-интерфейсов. Специальные интерфейсы доступны для Nintendo Entertainment System (NES)/Famicom, Game Boy, Game Boy Advance и Sega Genesis (Mega Drive).

Компьютерные файлы

Файл MIDI – это не аудиозапись, а скорее набор инструкций, например, для высоты тона или темпа, и может занимать в тысячу раз меньше места на диске, чем эквивалентная записанная аудиодорожка. Благодаря своему небольшому размеру, MIDI-аранжировки стали привлекательным способом обмена музыкой в сети до появления широкополосного интернета и многогигабайтных жестких дисков. Основной недостаток заключается в большом разбросе качества звуковых карт пользователей, а также в фактическом аудио, содержащемся в виде сэмплов или синтезированного звука на карте, к которому данные MIDI относятся лишь символически. Даже звуковая карта с высококачественными сэмплами может демонстрировать непостоянное качество звучания разных инструментов при воспроизведении через низкокачественные цифро-аналоговые преобразователи. Низкое качество воспроизведения.

Стандартный файл MIDI (SMF) – это формат файла, обеспечивающий стандартизированный способ сохранения, передачи и открытия музыкальных последовательностей в других системах. Стандарт разработан и поддерживается MMA и обычно имеет расширение .mid. Компактный размер этих файлов обусловил их широкое применение в компьютерах, мелодиях звонков мобильных телефонов, при создании веб-страниц и музыкальных открыток. Эти файлы предназначены для универсального использования и содержат такую информацию, как длительности нот, временные отметки и названия дорожек. Тексты песен могут быть включены в качестве метаданных и отображаться караоке-машинами. SMF создаются как формат экспорта программных секвенсоров или аппаратных рабочих станций. Они организуют MIDI-сообщения в одну или несколько параллельных дорожек и присваивают событиям временные метки для последовательного воспроизведения. Заголовок содержит количество дорожек, темп и указание на используемый из трех форматов SMF. Файл типа 0 содержит всю композицию, объединенную в одну дорожку, в то время как файлы типа 1 могут содержать любое количество дорожек, воспроизводимых синхронно. Файлы типа 2 используются редко и хранят несколько аранжировок, каждая из которых имеет собственную дорожку и предназначена для последовательного воспроизведения.

Файлы RMID

Microsoft Windows объединяет SMF с загружаемыми звуками (DLS) в контейнер формата RIFF (Resource Interchange File Format), сохраняя их как RMID-файлы с расширением rmi. Формат RIFF RMID устарел и заменен Extensible Music Files (XMF).

Редакторы и библиотекари

Редакторы патчей позволяют пользователям программировать свое оборудование через компьютерный интерфейс. Они стали необходимы с появлением сложных синтезаторов, таких как Yamaha FS1R, который содержал несколько тысяч программируемых параметров, но имел интерфейс, состоящий из пятнадцати крошечных кнопок, четырех регуляторов и небольшого ЖК-дисплея. Цифровые инструменты обычно сдерживают пользователей от экспериментов из-за отсутствия обратной связи и прямого управления, которые обеспечивают переключатели и ручки. Некоторые редакторы предназначены для конкретного инструмента или устройства эффектов, в то время как другие, универсальные редакторы, поддерживают различное оборудование и в идеале могут управлять параметрами каждого устройства в системе с помощью сообщений System Exclusive. Универсальные редакторы/библиотеки, сочетающие в себе обе функции, были широко распространены, включая Galaxy от Opcode Systems, SoundDiver от eMagic и Unisyn от MOTU. Хотя эти старые программы в значительной степени устарели с развитием компьютерного синтеза на основе виртуальных инструментов, несколько редакторов/библиотек остаются доступными, в том числе Coffeeshopped Patch Base, Midi Quest от Sound Quest и ряд редакторов от Sound Tower. Native Instruments Kore была попыткой адаптировать концепцию редактора/библиотеки к эпохе программных инструментов, но разработка была прекращена в 2011 году.

Программы автосопровождения

Программы, способные динамически генерировать аккомпанемент, называются программами автоматического аккомпанемента. Они создают полноценную аранжировку в стиле, выбранном пользователем, и отправляют результат на MIDI-устройство для воспроизведения звука. Сгенерированные треки могут использоваться в качестве учебных или тренировочных материалов, для аккомпанемента во время живых выступлений или в качестве помощи при сочинении песен. Программные синтезаторы подвержены проблемам с синхронизацией, которые не всегда возникают в аппаратных инструментах, чьи специализированные операционные системы не подвергаются прерываниям от фоновых задач, как это происходит в настольных операционных системах. Эти проблемы с синхронизацией могут вызывать рассинхронизацию, а также щелчки и потрескивания при прерывании воспроизведения семплов. Программные синтезаторы также могут демонстрировать дополнительную задержку при генерации звука. Истоки программного синтеза уходят корнями в 1950-е годы, когда Макс Мэтьюз из Bell Labs разработал язык программирования MUSIC N, способный к генерации звука в нереальном времени. Reality, разработанный компанией Seer Systems от Dave Smith, был одним из первых синтезаторов, работавших непосредственно на центральном процессоре компьютера. Reality достигла низкой задержки благодаря тесной интеграции драйверов и, следовательно, могла работать только со звуковыми картами Creative Labs. Alpha Syntauri от Syntauri Corporation был еще одним ранним программным синтезатором. Он работал на компьютере Apple IIe и использовал комбинацию программного и аппаратного обеспечения для реализации аддитивного синтеза. Некоторые системы используют выделенное оборудование для снижения нагрузки на центральный процессор хоста, как, например, система Kyma от Symbolic Sound Corporation, которая обеспечивает работу целой студии звукозаписи, включая инструменты, эффекты и микшеры. Возможность создавать полные MIDI-аранжировки исключительно в компьютерном программном обеспечении позволяет композитору сразу же получить готовый результат в виде аудиофайла, и "примитивный". Позднее доступные волновые дочерние платы предоставляли аудиосемплы, которые можно было использовать вместо FM-звука. Они были дорогими, но часто использовали звуки известных MIDI-инструментов, таких как E-mu Proteus.

Programs that can dynamically generate accompaniment tracks are called auto accompaniment programs. These create a full band arrangement in a style that the user selects, and send the result to a MIDI sound generating device for playback. The generated tracks can be used as educational or practice tools, as accompaniment for live performances, or as a songwriting aid. Synthesizers implemented in software are subject to timing issues that are not necessarily present with hardware instruments, whose dedicated operating systems are not subject to interruption from background tasks as desktop operating systems are. These timing issues can cause synchronization problems, and clicks and pops when sample playback is interrupted. Software synthesizers also may exhibit additional latency in their sound generation. The roots of software synthesis go back as far as the 1950s, when Max Mathews of Bell Labs wrote the MUSIC N programming language, which was capable of non real time sound generation. Reality, by Dave Smith's Seer Systems was an early synthesizer that ran directly on a host computer's CPU. Reality achieved a low latency through tight driver integration, and therefore could run only on Creative Labs soundcards. Syntauri Corporation's Alpha Syntauri was another early software based synthesizer. It ran on the Apple IIe computer and used a combination of software and the computer's hardware to produce additive synthesis. Some systems use dedicated hardware to reduce the load on the host CPU, as with Symbolic Sound Corporation's Kyma System, which power an entire recording studio's worth of instruments, effect units, and mixers. The ability to construct full MIDI arrangements entirely in computer software allows a composer to render a finalized result directly as an audio file. and "primitive". Wavetable daughterboards that were later available provided audio samples that could be used in place of the FM sound. These were expensive, but often used the sounds from respected MIDI instruments such as the E mu Proteus.

Другие применения

Несмотря на свою связь с музыкальными устройствами, MIDI может управлять любым электронным или цифровым устройством, способным считывать и обрабатывать команды MIDI. MIDI был принят в качестве протокола управления во многих не-музыкальных приложениях. MIDI Show Control использует команды MIDI для управления системами сценического освещения и запуска событий в театральных постановках. Ви-джеи и ди-джеи используют его для запуска клипов и синхронизации оборудования, а записывающие системы – для синхронизации и автоматизации. Apple Motion позволяет управлять параметрами анимации посредством MIDI. В 1987 году шутер от первого лица MIDI Maze и в 1990 году компьютерная игра-головоломка Oxyd для Atari ST использовали MIDI для организации сетевого взаимодействия между компьютерами.

Коннектор DIN

Согласно оригинальному стандарту MIDI 1.0, кабели заканчиваются 180-градусным пятиконтактным разъемом DIN (DIN 41524). В типичных применениях используются только три из пяти проводников: провод заземления (контакт 2) и сбалансированная пара проводников (контакты 4 и 5), которые передают MIDI-сигнал в виде электрического тока. Эта конфигурация разъема обеспечивает передачу сообщений только в одном направлении, поэтому для двусторонней связи требуется второй кабель. В некоторых специализированных приложениях, например, в контроллерах с питанием по фантомному каналу, неиспользуемые контакты применяются для передачи питания постоянным током (DC). Оптоизоляторы обеспечивают электрическую изоляцию MIDI-устройств от их MIDI-соединений, предотвращая контуры заземления и защищая оборудование от скачков напряжения.

Коннектор TRS minijack

Чтобы сэкономить место, некоторые MIDI-устройства (особенно компактные) стали использовать 3,5-мм TRS-разъемы (также известные как аудио-миниджеки). Это стало достаточно распространенным, что Ассоциация производителей MIDI стандартизировала схему подключения. В документе, определяющем стандарт MIDI over minijack, также рекомендуется использовать разъемы 2,5 мм вместо 3,5-мм, чтобы избежать путаницы с аудиоразъемами.

Через порт

Большинство устройств не копируют сообщения со своего входного порта на выходной. Существует третий тип порта – thru, который выдает копию всего, полученного на входном порту, позволяя пересылать данные на другое устройство. Не все устройства оснащены портами thru, а устройства, не способные генерировать данные MIDI, такие как эффекты и звуковые модули, могут не иметь выходных портов (out).

Устройства управления

Каждое устройство в цепочке последовательного соединения добавляет задержку в систему. Этого можно избежать, используя MIDI-трю-бокс, который содержит несколько выходов, обеспечивающих точную копию входного сигнала. MIDI-мерджер способен объединить входные данные от нескольких устройств в единый поток и позволяет подключать несколько контроллеров к одному устройству. MIDI-коммутатор позволяет переключаться между несколькими устройствами, избавляя от необходимости физически переключать кабели. MIDI-маршрутизаторы объединяют все эти функции. Они содержат множество входов и выходов и позволяют направлять любую комбинацию входных каналов на любую комбинацию выходных каналов. Настройки маршрутизации можно создавать с помощью компьютерного программного обеспечения, сохранять в памяти и выбирать с помощью команд смены программы MIDI. MIDI-процессоры используются для служебных задач и специальных эффектов. К ним относятся MIDI-фильтры, которые удаляют нежелательные MIDI-данные из потока, и MIDI-дилеи, эффекты, отправляющие повторяющуюся копию входных данных через заданный промежуток времени. Поскольку MIDI является последовательным протоколом, он может отправлять только одно событие за раз. Если событие отправляется одновременно по двум каналам, событие на втором канале не может быть передано до завершения передачи первого, и поэтому задерживается на 1 мс. Если событие отправляется по всем каналам одновременно, передача последнего канала задерживается до 16 мс. Это способствовало появлению MIDI-интерфейсов с несколькими входными и выходными портами, поскольку временная синхронизация улучшается, когда события распределяются между несколькими портами, а не между несколькими каналами на одном и том же порту.

Контроллеры

Существует два типа MIDI-контроллеров: контроллеры исполнения, генерирующие ноты и используемые для создания музыки, и контроллеры, которые могут не отправлять ноты, но передают другие типы событий в реальном времени. Многие устройства представляют собой комбинацию этих двух типов. Клавиатуры – самый распространенный тип MIDI-контроллеров. Это рассматривалось как ограничение композиторами, не заинтересованными в музыке, основанной на клавиатуре, но стандарт оказался гибким, и MIDI-совместимость была внедрена для других типов контроллеров, включая гитары, другие струнные инструменты, барабанные контроллеры и духовые контроллеры, эмулирующие игру на ударных установках и духовых инструментах соответственно, а также специализированные и экспериментальные контроллеры. Некоторые из этих недостатков были устранены в расширениях протокола. Программные синтезаторы предлагают огромную мощность и универсальность, но некоторые музыканты считают, что разделение внимания между MIDI-клавиатурой и компьютерной клавиатурой и мышью снижает непосредственность игрового опыта. Устройства, предназначенные для управления MIDI в реальном времени, обеспечивают эргономичность и могут дать большее ощущение связи с инструментом, чем интерфейс, доступ к которому осуществляется через компьютер. Контроллеры могут быть универсальными устройствами, предназначенными для работы с различным оборудованием, или же разработаны для работы с конкретным программным обеспечением. Примерами последних являются контроллер APC40 от Akai для Ableton Live и контроллер MS 20ic от Korg – реплика панели управления их аналогового синтезатора MS 20. Контроллер MS 20ic включает в себя патч-кабели, которые можно использовать для управления маршрутизацией сигнала в их виртуальной версии синтезатора MS 20, а также для управления устройствами сторонних производителей.

Инструменты

Инструмент MIDI содержит порты для отправки и приема MIDI-сигналов, процессор для обработки этих сигналов, интерфейс для программирования пользователем, аудиосхемы для генерации звука и контроллеры. Операционная система и заводские звуки часто хранятся в устройстве памяти только для чтения (ROM). MIDI-сообщения состоят из 8-битных байтов, передаваемых со скоростью 31 250 бод. Скорость 31 250 бод используется, поскольку это точное деление 1 МГц. MIDI-сообщения могут быть сообщениями канала, отправляемыми только по одному из 16 каналов и принимаемыми только устройствами на этом канале, или системными сообщениями, которые принимают все устройства. Каждое принимающее устройство игнорирует данные, не относящиеся к его функции. Сообщения голосовых каналов передают данные о производительности в реальном времени по одному каналу. Примеры включают сообщения "Note On", содержащие номер ноты MIDI, определяющий высоту ноты, значение скорости, указывающее силу нажатия на ноту, и номер канала; сообщения "Note Off", завершающие звучание ноты; сообщения "Program Change", изменяющие тембр устройства; и сообщения "Control Change", позволяющие регулировать параметры инструмента. Ноты MIDI нумеруются от 0 до 127 и соответствуют диапазону от C−1 до G9. Этот диапазон выходит за пределы 88 нот фортепиано от A0 до C8 и соответствует частотному диапазону от 8,175799 до 12 543,85 Гц.

Эксклюзивные сообщения

Системные эксклюзивные (SysEx) сообщения передают информацию о функциях синтезатора, а не о данных исполнения, таких как играемые ноты и их громкость. Благодаря возможности включать функциональность, выходящую за рамки стандарта MIDI, они являются ключевым фактором гибкости и долговечности этого стандарта. Производители используют их для создания проприетарных сообщений, обеспечивающих более полный контроль над своим оборудованием, чем это позволяют стандартные MIDI-сообщения. Эти сообщения включаются в SysEx для того, чтобы гарантировать, что отклик давало только конкретно адресованное устройство, а все остальные игнорировали его. Многие инструменты также имеют настройку SysEx ID, позволяющую контроллеру независимо обращаться к двум устройствам одной и той же модели. Universal System Exclusive сообщения – это особый класс SysEx сообщений, используемых для расширений MIDI, не предназначенных для эксклюзивного использования одним производителем.

График выполнения

Устройства обычно не реагируют на каждый тип сообщения, определенный спецификацией MIDI. Диаграмма реализации MIDI была стандартизирована MMA, чтобы пользователи могли узнать о конкретных возможностях инструмента и о том, как он реагирует на сообщения. Для передачи логического нуля и стартового бита UART передатчика генерирует низкое напряжение. Это приводит к току номиналом 5 миллиампер, который включает оптоизолятор.