MIDI

1 Februar 2015

Lydfiler

Når du spelar av eller streamer ein låt, så er det som regel ei digital lydfil du speler. Uansett om det er sang, eller akustiske instrument som fiolin, eller om det er syntetisk laga, så er det avspeling av eit lydopptak det handlar om. Men det fins andre måtar å lagra og spela av musikk på. I staden for å lagra og overføra resultatet (dvs lyden) går det an å lagra og overføra instruksjonar om korleis lyden kan produserast. Noter er jo nettopp dette. På eit noteark for piano, står det td. kva notar som skal spelast når, kor lenge dei varer og mange andre instruksjonar som gjeld framføringen. Vi kan sei at et noteark er inndata eller programmet til pianisten:

noter

Pianolaet og Tivoliorgelet

Men ein gong kom ein luring på å erstatta pianisten med ein maskin, og laga dermed eit automatisk piano, eit såkalt pianola. For å få det til vart inndata lagrat på ein papirrull med hol i, og kvart hol svara til ein bestemt note, og kor lenge den skulle haldast. I glansdagane til musikkrullen gjorde mange berømte pianistar innspillingar av sin musikk ved å registrera anslaga sine på ein slik rull. På youtube fins det ein stum(!)film som viser pianisten Pachmann som spelar inn ein pianorull i 1923. Vår egen Edvard Grieg var også ein som dreiv med dette. Når rullen var innspelt kunne den seljast, og så kunne alle med automatisk piano spela av pianostykker heime hos seg sjølv. Då kunne dei høyra musikken bli spelt omtrent slik som George Gershwin, Scott Joplin eller Sergei Rachmaninov spelte den. Det fins masse musikk som er tilgjengelig på rull, og det blir faktisk produsert rullar fremdeles. Her kan du sjå og høyra korleis eit pianola spelar The Entertainer. Under kan du sjå ein av mange ulike typer pianola:

pianolarullPianola

Tilsvarande prinsipp byggjer Tivoliorgelet på. Disse var svære, og lagde mykje lyd! For eit tivoliorgel er ikkje bare eit orgel, men nesten eit heilt orkester med alle slags blåseinstrument. I tillegg hadde det ofte trommer og andre slaginstrument, samt klokkespill. Dei var også rikt utsmykka, og hadde gjerne små figurar som bevega seg til musikken, feks. ein liten dirigent, og lyseffektar. Dei fantes i mange forskjellige utgaver, men den mest kjente typen er Gavioli-orgelet. Dette har ikkje ein rull med instruksjonar slik som pianolaet, men ei lang remse med stivare ark som var bretta i sikksakk. Dette er nok for at det skal bli meir robust.

Nedanfor kan du sjå eit slikt orgel spela Queenlåten Bohemian Rhapsody:


MIDI

Seinare begynte det å komma elektronisk styrte instrument på markedet, som synthesizeren. Då vart det naturlig å prøva å styra disse vha. elektronisk input i staden for mekanisk. Men ulike produsentar gjorde dette på ulike måtar. For å gjera kommunikasjonen mellom ulike musikk-apparat inkludert pc-en mulig, vart det derfor for over tretti år sidan introdusert ein standard som vart kalla MIDI. Det står for "Musical Instrument Digital Interface" og blir støtta av dei aller fleste elektroniske lydverktøy i dag.  Vi kan sei at MIDI er den elektroniske arvtakaren etter pianorullane, og det fins sjølsagt då folk som har konvertert slike rullar til MIDI. Vha MIDI kan ein musikar ha eit MIDI-klaviatur som han styrer ulike komponentar med. Han kan kobla på ulike lydkort / lydmodular og dermed kan samme data gi opphav til mange forskjellige avspillingar. Han kan feks velja ein versjon med konsertflygel eller han kan velja td orgel, alt etter ka slags utstyr han har. Han kan også ta opp MIDI-data på sin pc, modifisera disse og spela dei av igjen. Eller han kan komponera direkte på pc-en vha eit noteskrivingsprogram og få dette avspilt, eller programmet kan laga notar frå MIDI-data. Mulighetene er nær sagt uendelige, og MIDI har blir eit viktig verktøy for veldig mange musikarar.

MIDI-formatet:

MIDI kan bruka opp til 16 kanalar. Det betyr at du kan la ein pc styra 16 ulike instrument, lydmodular mm ved å senda ut samme data til alle, men kvar av modulane vil normalt bare ta hensyn til, eller "lytta til" sin kanal. Data kan sendast vidare til andre modular slik at ein kan ha mange apparat seriekobla. I tillegg til noteverdi og notelengde kan systemet senda data om anslag / styrke, og ein del andre ting som td pich-bend. Denne informasjonen kan enten lagrast vha MIDI-formatet på ei fil, eller data kan sendast direkte til andre apparat.

Dei fleste MIDI-sendingane består av pakkar som består av fleire bytes. Ein byte er 8 bits (ein bit er enten 0 eller 1). Den første byte'n i pakken er ein såkalt staus byte og så kjem to eller tre databytes. Det vil føra for lang å forklara alle mulighetene, men eit lite eksempel viser korleis ein pakke som slår på ein note (midtre C) på MIDIkanal nr 5, veldig høgt:

status byte data byte data byte
10010100 00111100 01111111

Dei første fire bits av statusbyten (1001) fortel at dette er ein kommando for å slå på ein note. Dei fire siste i statusbyten (0100) fortel kva MIDIkanal meldingen er til (nr 5). Vi bruker binære tall, men tel kanalane frå 1, slik at 0000 (binær 0) betyr MIDIkanal nr 1 og 1111 (binær 15) betyr MIDIkanal nr 16. Den første databyten fortel kva note ein spelar. Her bruker vi 7 av dei 8 bits (den første er ein kontrolbit) og då har vi 128 mulige verdiar (0 til 127) Det binære talet 0111100 svarar til desimaltalet 60, som er den midtre C. Den andre databyten fortel kor høgt denne note skal spelast. I dette tilfellet blir det sendt den høgaste verdien som er mulig med 7 bits, nemlig 1111111, som betyr 127. Denne noten vli då klinga heilt til ein note-av beskjed blir mottatt for denne bestemte noten. Ein av fordelene med MIDI er at det blir veldig små filer samanlikna med lydopptak. Men kvaliteten på resultatet avheng av kva utstyr du har kobla til. Med ein vanlig pc som då vil bruka sitt innebygde lydkort kan det fort låta ganske spinkelt.

Etterord: Men er det musikk?

Hvis du spelar av MIDI-notar som er laga på grunnlag av eit noteark så vil det alltid låta veldig mekanisk og lite musikalsk. Det er fordi mennesker som spelar notar aldri vil spela dei med matematisk presisjon, men derimot vil forlenga eller forkorta notar, dels fordi vi ikkje er maskinar, dels også fordi vi tolker musikken. Vi gjer det ma. ved å betona somme notar meir enn andre. Men hvis eit menneske spelar inn på MIDI så vil jo dei faktiske notelengdene (til forskjell frå det som står på notearket) bli lagra. Dette kunne ein også gjera vha pianorullar.

pianorull

John B. McEwen ved Royal Academy of Music har laga denne illustrasjonen som viser forskjellen mellom korleis dei fire første taktane av Chopins Raindrop Prelude kan spelast med matematisk presisjon, nøyaktig slik noteverdiane er (midtre del) og korleis dei faktisk vart spelt inn på noterull av hhv Ferrucio Busoni (øvre del) og  Vladimir von Pachmann (nedre del)*.

Vi kan tydelig sjå at det er forskjeller i tolking. Pianorullen får med seg pianistens (kor nøyaktig det er veit eg ikkje) timing. Men det er likevel ikkje nok til at slike opptak høyrest ekte ut. Mange av dei som hadde høyrt Busoni live, vart veldig skuffa og meinte at pianorulla på ingen måte ytte han rettferdighet. Likevel er det gitt ut mange CD-plater der innspelte rullar blir avspilt og tatt opp på vanlig måte. Her kan du høyra korleis Vladimir Horowitz spelar dette stykket.

MIDI kan lagra meir data som fortel om korleis utøvaren tolkar eit musikkstykke. Likevel vil det vera mykje som ikkje kan lagrast på MIDIformatet, og som derfor går tapt ved avspilling. Derfor egnar ikkje dette seg for å lytta til musikk som blir spelt av et mennesker. Her vil eit lydopptakk vera mykje betre. Men som sagt, så kan MIDI likevel vera ypperlig som hjelp til å komponera og skriva ut slik musikk. Dessuten så fins det jo også mykje elektronisk musikk, som er laga for- og blir framført av datamaskinar, og til dette formålet vil MIDI vera egna. Men sjølv her vil det vera nødvendig med eit lydopptak for å gi ut musikken, for du har jo sannsynligvis ikkje den feite lydmodulen tilgjengelig som utøvaren brukte.

LENKER

* Her er forskjellane mellom Busoni og Pachman diskutert i litt meir detalj.
MIDI-filer med Chopins musikk
MIDI Messages. Liste over mulige meldingar som kan sendast over ein MIDI-kanal.
Introduction to MIDI
How MIDI works.