Musical Instrument Digital Interface

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Stichpunkte

Allgemein
	MIDI steht fÃ¼r engl
	Midi-Thru 4 Die Technik von Midi 5 Midi-GerÃ¤te 6 Midi Ã¼ber USB 7 Funktionsweise des Midi-Protokolls 7.1 Die Ã¼bertragenen Bytes 7.2 Statusbytes 7.3 Controller 8 Weblinks [Bearbeiten]
	also etwa Digitale Schnittstelle fÃ¼r Musikinstrumente. Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
	"Verbergen") 1 Definition 2 Funktion 3 Midi-AnschlÃ¼sse: Midi-In
	Musical Instrument Digital Interface
	Midi-Out
Definition
	Aufzeichnung und Wiedergabe von musikalischen Steuerinformationen zwischen digitalen Instrumenten oder einem PC
	MIDI ist ein DatenÃ¼bertragungs-Protokoll fÃ¼r die Ãœbermittlung
	Das MIDI-Protokoll wird von vielen Soundkarten in modernen Rechnern unterstÃ¼tzt
	Das Protokoll wurde zu Beginn der 1980er maÃŸgeblich von Sequential Circuits und Roland entwickelt und erstmals 1983 auf der Namm-Show in Anaheim
	USA
	vorgestellt. Ãœberwacht wird der Standard von der IMA (International MIDI Association)
	gibt in allen Einzelheiten Exploring MIDI (englisch) (http://music.northwestern.edu/links/projects/midi/expmidiindex.html) oder www.midiguide.de. [Bearbeiten]
	Eine gute Vorstellung davon
	und wie es funktioniert
	was MIDI ist
Funktion
	sondern besteht aus Befehlen zur Ansteuerung von digitalen Instrumenten oder einer Soundkarte
	Das MIDI-Protokoll stellt keine KlÃ¤nge dar
	Dazu werden Befehle Ã¼bermittelt
	"Key velocity" (AnschlagstÃ¤rke) und TonhÃ¶he
	"Note-off" (Schalte Ton aus)
	wie beispielsweise "Note-on" ("Schalte Ton ein")
	Diese Anweisungen werden an einen Klangerzeuger (z.B
	der sie dann entsprechend in KlÃ¤nge umsetzt
	Synthesizer) geschickt
	Umgekehrt kann man auch auf einem Keyboard spielen und die dabei entstehenden Befehle aufzeichnen
	MIDI stellt darÃ¼berhinaus auch eine ganze Reihe spezieller Befehle zur VerfÃ¼gung
	die beispielsweise dazu verwendet werden
	Schaltern und Drehreglern zu beeinflussen
	KlÃ¤nge umzuschalten oder KlÃ¤nge mittels der Ãœbermittlung der Daten von KnÃ¶pfen
	die es im einfachsten Fall gestatten
	kurz SysEx
	ein Backup des Speicherinhaltes eines GerÃ¤tes anzufertigen oder in ein GerÃ¤t ein neues Betriebssystem zu laden
	Ferner kÃ¶nnen GerÃ¤te Ã¼ber die Leitung sogenannte Systemexklusive Meldungen
	Ã¼bertragen
	Spielt man Musik auf einer MIDI-fÃ¤higen Tastatur und nimmt die MIDI-Signale auf
	erhÃ¤lt man Dateien
	bei der die Schallimpulse aufgezeichnet werden
	wesentlich kleiner sind
	die im Vergleich zur direkten Speicherung von Musik
	da der Klang beim Abspielen durch das Klangmodul bestimmt wird
	Allerdings kann eine MIDI-Datei keine originalgetreue Wiedergabe gewÃ¤hrleisten
	So ist es beispielsweise mÃ¶glich
	eine Klavieraufnahme mittels MIDI mit einem Orgelklang abzuspielen
	Das MIDI-Protokoll wurde ursprÃ¼nglich fÃ¼r die gegenseitige Steuerung von digitalen Instrumenten wie Synthesizern
	Drumcomputern
	sog
	Equalizer usw.)
	EffektgerÃ¤ten (Hall
	Sound- und Audio-Karten
	Echo
	Samplern
	Drum-Pads
	Fader-Boxen usw.) entwickelt
	dann aber schnell fÃ¼r Personal Computer adaptiert
	Controllern (wie Master-Keyboards
	Hardware-Sequenzer und Computer mit Sequenzer-Programmen (mittlerweile Audio-Produktions-Systeme) erlauben das Einspielen
	Aufzeichnen
	Bearbeiten und Ausgeben von MIDI-Daten
	Eine Pionierrolle auf diesem Gebiet spielte der Atari ST
	Er war standardmÃ¤ÃŸig mit einer MIDI-Schnittstelle ausgestattet
	Die Entwicklung wichtiger MIDI-Programme wie Cubase oder Notator begann auf dem Atari ST
	eine gute Wahl
	Heutzutage sind auch andere Computer-Plattformen (oft die "Nicht - Windows - Systeme") fÃ¼r die Musiker
	die mit MIDI arbeiten
	Pegasos mit dem MorphOS (als eines der jÃ¼ngsten Mitglieder der Computerplattformen) und Standard-PCs mit alternativen Betriebssystemen finden hierbei Verwendung
	Apple Macintosh
	Commodore AMIGA
	Ein Beispiel fÃ¼r einen Multimedia-MIDI-Sequenzer ist das Programm "Bars&Pipes Professional"
	das fÃ¼r den Commodore AMIGA geschrieben wurde
	Ihm wird Benutzerfreundlichkeit und FunktionalitÃ¤t nachgesagt
	die sich auf MIDI-Programme spezialisiert hatte
	Er wurde entwickelt von dem Programmierer-Team um Todor Fay und Melissa Jordan Gray der amerikanischen Musik-Software-Firma "Blue Ribbon Inc."
	1995 wurde die Firma von Microsoft Inc. Ã¼bernommen
	Dort entwickelte das Team den musikalischen Teil des DirektX-Systems auf Windows-Systemen
	Zur gleichen Zeit gab "Blue Ribbon Inc." alle seine kommerziellen Programme frei
	2002 grÃ¼ndete das Team die Firma NewBlue Inc
	Das Programm "Bars&Pipes" wird seit 2000 von Alfred Faust weiterentwickelt
	nachdem Todor Fay den Quelltext dafÃ¼r unter einer Microsoft-Lizenz freigegeben hatte
	das vor allem auf Apple Macintosh-Rechnern Verbreitung gefunden hat
	Weitere bekannte Sequenzer Programme sind das bereits erwÃ¤hnte Cubase
	und Cakewalk
	der mit einem Commodore AMIGA und "Bars&Pipes Professional" arbeitet
	zeigt der japanische Musiker Susumu Hirasawa
	Was MIDI auch kann
	jedoch wurden diese in Soundfonts gespeichert
	SpÃ¤ter dann nutze E-Mu einen Teil des Ã¤lteren DLS-Formates von Microsoft um TÃ¶ne zu erzeugen
	Das Format ist heute immer noch populÃ¤r. [Bearbeiten]
Midi-AnschlÃ¼sse: Midi-In, Midi-Out, Midi-Thru
	Midi-Out und Midi-Thru
	Es existieren drei verschiedene Midi-AnschlÃ¼sse: Midi-In
	Midi-In wird von einem GerÃ¤t zum Empfang verwendet
	Midi-Out wird zum Senden verwendet
	Midi-Thru schickt auf Midi-In empfangene Signale weiter
	verbindet man Midi-Out des Keyboards mit Midi-In des Synthesizers
	Will man mit einem Keyboard einen Synthesizer steuern
	Sollen mit einem Keyboard zwei Synthesizer (A und B) angesteuert werden
	verbindet man Midi-Out des Keyboards mit Midi-In des einen Synthesizers A sowie Midi-Thru des Synthesizers A mit Midi-In des Synthesizers B
	Ein hÃ¤ufig anzutreffendes Szenario ist der Einsatz eines Computers mit entsprechender Software als Sequencer sowie der Anschluss eines Keyboards oder elektronischen Pianos zum Einspielen der Noten und mehreren Synthesizern zur Klangerzeugung
	Midi-Out des Computers mit den Midi-In der Synthesizer
	Dabei wird Ã¼blicherweise das Keyboard mit Midi-Out an Midi-In des Computers angeschlossen
	ggf. verkettet Ã¼ber Midi-Thru. [Bearbeiten]
Die Technik von Midi
	Im Prinzip ist Midi eine mit RS-232 vergleichbare Schnittstelle fÃ¼r serielle DatenÃ¼bertragung
	Die Ãœbertragungsgeschwindigkeit betrÃ¤gt dabei 31250 Bits pro Sekunde
	Jeder Midi-Befehl trÃ¤gt neben seiner Befehlskennung und den Befehlsdaten auch eine Kanalnummer
	also 16 KanÃ¤le ansteuern
	es lassen sich dadurch 2^4
	Die Kanalnummer ist 4 Bits groÃŸ
	wobei die Nummerierung von 1-16 Ã¼blich ist. [Bearbeiten]
	Je nach Software sind die KanÃ¤le 0-15 oder 1-16 durchnummeriert
Midi-GerÃ¤te
	Ein GerÃ¤t mit Midi-Schnittstelle nennt man Midi-GerÃ¤t
	sowie ZusatzgerÃ¤te: Expander: Ein Expander ist ein externer Klangerzeuger
	Dabei existieren unter Anderem folgende GerÃ¤te
	die meist mit einer Midi-Schnitsttelle ausgestattet sind
	meist ein Synthesizer. Synthesizer: Die meisten Synthesizer verfÃ¼gen Ã¼ber eine Midi-Schnittstelle. Keyboard: Ein Keyboard enthÃ¤lt meist einen kleinen Synthesizer sowie eine Midi-Schnittstelle. Workstation: Eine Kombination aus Synthesizer und Masterkeyboard wir als Workstation bezeichnet. Sequencer: Der Sequencer dient dem Arrangement eines MusikstÃ¼ckes
	Software-Sequencer mit Midi-UnterstÃ¼tzung haben sich auf dem Markt durchgesetzt. Midi-Interface fÃ¼r PC: Meist handelt es sich um einen Adapter
	der den Gameport der Soundkarte in ein Midi-Interface mit 1 Midi-In
	1 Midi-Out und 1 Midi-Thru verwandelt
	Es gibt auch Midi-Interfaces fÃ¼r den Gameport mit mehreren Midi-Out-KanÃ¤len
	Diese bieten den Vorteil
	dass die bei der Reihenschaltung von GerÃ¤ten Ã¼ber Midi-Thru/Midi-In entstehende Latenz vermieden werden kann
	Bei diesen Midi-Interfaces handelt es sich aber Ã¼blicherweise um synchrone Interfaces
	d.h. auf allen Midi-Out-KanÃ¤len liegt dasselbe Midi-Signal an
	Die Zahl der KanÃ¤le bleibt auf 16 beschrÃ¤nkt. Midi-Interface fÃ¼r Atari ST: Der Atari ST verfÃ¼gt Ã¼ber eine eingebaute Midi-Schnittstelle
	1 Midi-Thru und meist 3 Midi-Out
	Eine NachrÃ¼stung ist nicht notwendig. Midi-Interface fÃ¼r Amiga: Beim Commodore Amiga sind die meisten Midi-Interfaces Adapter fÃ¼r die serielle Schnittstelle mit 1 Midi-In
	Es gibt sowohl synchrone als auch asynchrone Midi-Interfaces
	Bei einem asynchronen Midi-Interface sind die verschiedenen Midi-Out-Schnittstellen unabhÃ¤ngig voneinander ansteuerbar
	Bei 3 Midi-Out-Schnittstellen gibt es also 48 Midi-KanÃ¤le (3x16). Midi Ã¼ber USB: Midi lÃ¤sst sich Ã¼ber USB tunneln. EffektgerÃ¤te: Zahlreiche EffektgerÃ¤te lassen sich Ã¼ber Midi fernsteuern. Musikinstrumente: FÃ¼r viele Musikinstrumente existieren Abnehmer zur Erzeugung von Midi-Signalen. Siehe auch: Audio Stream Input/Output (ASIO) Sequenzer Synthesizer Sampler Soundkarte Soundfont [Bearbeiten]
Midi Ã¼ber USB
	Immer hÃ¤ufiger anzutreffen ist der Einsatz von USB statt klassischem Midi
	d.h. aus Sicht der Midi-Software handelt es sich um eine normale Midi-Verbindung
	Dabei wird USB zum Tunneln von Midi verwendet
	Die Hardware bedient sich jedoch des USB-Bus anstelle der klassischen Midi-Schnittstelle
	um die Midi-Daten zu transportieren
	Diese LÃ¶sung bietet mehrere Vorteile. USB-Schnittstellen gibt es an jedem (neueren) Rechner. USB ist im Vergleich zu klassischem Midi sehr schnell
	High Speed USB 2.0 bietet gar 480 MBit/s
	Full Speed USB 1.1 bietet 12 MBit/s
	5 MBit/s
	Low-Speed USB 1.1 bietet 1
	Im Vergleich dazu: Klassisches Midi ist 31250 Bits/s
	Bereits Low-Speed USB 1.1 ist also mehr als 45 Mal so schnell
	High Speed USB 2.0 ist mehr als 15000 mal schneller als klassisches Midi. Aus der hohen Geschwindigkeit ergeben sich weitere Vorteile: WÃ¤hrend Midi nur Instrumentsteuernde Daten
	eignet sich USB auch fÃ¼r die Echtzeit-Ãœbertragung unkomprimierter Klanginformation
	keine TÃ¶ne selbst transportiert
	FÃ¼r CD-QualitÃ¤t wird dazu eine Geschwindigkeit von ca
	5 MBit/s benÃ¶tigt
	1
	wodurch die begrenzte Zahl der KanÃ¤le von 16 pro Midi-Verbindung praktisch keine Rolle mehr spielt. Die bei klassischem Midi oft zeitraubende Ãœbertragung komplexerer Sysex-Meldungen wird bei USB auf einen Echtzeit-tauglichen Augenblick reduziert
	fÃ¼r Studio-QualitÃ¤t z.B. bei 32 Bit / 96 kHz in Stereo 6 MBit/s. Es lasesn sich Ã¼ber USB mehrere virtuelle Midi-Verbindungen realisieren
	Die Echtzeitansteuerung zahlreicher komplexer Synthesizer-Parameter wird dadurch sehr erleichtert. [Bearbeiten]
Funktionsweise des Midi-Protokolls
	um Signale auszutauschen
	Midi verwendet kurze Bytefolgen
	dass das Signal von einem Signalgeber wie einem Keyboard an einen Klangerzeuger wie einen Synthesizer geschickt wird
	Im Allgemeinen wird davon ausgegangen
	bearbeiten und wiedergeben. [Bearbeiten]
	Das Signal lÃ¤ssts ich aber auch mit einem Sequencer als MusikstÃ¼ck aufzeichnen
Die Ã¼bertragenen Bytes
	Die folgenden Tabellen erfordern ein VerstÃ¤ndnis des Hexadezimalsystems
	Ein Byte ist aus zwei Hexadezimalziffern (0..9 A..F) aufgebaut
	Eine einzelne Hexadezimalziffer als Halbbyte wird auch Nibble genannt
	das Byte vv fÃ¼r den Wert (v = value)
	das Byte kk fÃ¼r die Note (k = key)
	Das Nibble n steht fÃ¼r die Kanalnummer (n = number)
	Die Kanalnummer reicht von 0-15
	In vielen Programmen wird bei der Darstellung der Kanalnummer die tatsÃ¤chliche Kanalnummer um 1 erhÃ¶ht dargestellt
	also 1-16 statt 0-15
	Ein Statusbyte ist ein Byte
	das einen Befehl im Midi-Strom enthÃ¤lt
	Auf einen Befehl folgt eine passende Anzahl Datenbytes
	Statusbytes von Datenbytes zu unterscheiden
	Um einen unterbrochenen Datenstrom jederzeit korrekt wieder aufzunehmen
	fordert das Midi-Protokoll die FÃ¤higkeit
	Dazu definiert Midi
	dass das erste Bit eines Statusbytes gesetzt (1) ist
	das erste Bit eines Datenbytes dagegen ungesetzt (0)
	dass die Hexadezimaldarstellung von Statusbytes im Bereich 0x80 - 0xFF liegt
	die von Datenbytes dagegen zwischen 0x00 - 0x7F
	Daraus folgt
	Einige GerÃ¤te halten sich nicht immer an diese Konvention
	dass die Bytes 0x00 - 0x7F als Wertebereich von 0 bis 127 interpretiert werden
	FÃ¼r Datenbeits gilt meist
	auf dem der Befehl ausgefÃ¼hrt wird
	was fÃ¼r den Midi-Kanal steht
	AuÃŸerdem gilt fÃ¼r Statusbytes
	dass das zweite Nibble immer n ist
	sind aber auf jedes Midi-fÃ¤hige Instrument Ã¼bertragbar
	z.B. auch eine Midi-Gitarre. [Bearbeiten]
	Die Beispiele werden an anhand von Tasten eines Tasteninstruments wie eines Keyboards erlÃ¤utert
Statusbytes
	Das Statusbyte ist immer das erste Ã¼bertragene Byte einer zusammengehÃ¶rigen Midi-Nachricht
	Release velocity Note Off Beendet das Spielen der angegebenen Note
	hat also die Bedeutung des Loslassens einer Taste
	Das erste Bit des Statusbytes ist immer 1 (gesetzt). Statusbytes Bytes (hexadezimal) Folgebytes Status ErlÃ¤uterung 0x8n kk vv Note
	Wurde die Note vorher garnicht gespielt
	Anschlagsdynamik Note On Beginnt das Spielen einer Note
	wird dieses Signal einfach ignoriert. 0x9n kk vv Note
	je nach GerÃ¤t mit 7
	die der DruckstÃ¤rke auf die Taste in 128 Schritten von 0 (praktisch garnicht) bis 127 (sehr stark) entspricht. 0xAn kk vv Note
	Wert2 (optional) Pitch Bending Einstellung des Pitchbend-Rades
	Dynamic Polyphonic Aftertouch Beschreibt das Ã„ndern des Tastendrucks wÃ¤hrend die Taste bereits gedrÃ¼ckt ist
	8 oder 14 Bit (128
	Wert Control Change Ã„ndert den Zustand eines Controllers (siehe nÃ¤chster Abschnitt) (cc = Controller) 0xCn pp Programmnummer Program Change Legt das fÃ¼r den angegebenen Kanal zu spielende Instrument fest (pp = Program Number) 0xDn vv Wert Monophonic Aftertouch Beschreibt das Ã„ndern des Tastendrucks wÃ¤hrend die Tasten bereits gedrÃ¼ckt sind
	fÃ¼r alle Tasten gemeinsam. 0xEn vv [vv] Wert1
	256 oder 16536 verschiedene mÃ¶gliche Werte). 0xFn xx..
	ZusÃ¤tzlich wird die Anschlagsdynamik angegeben
	fÃ¼r jede Taste einzeln. 0xBn cc vv Controller
	GerÃ¤teabhÃ¤ngig System Message Steuermeldungen
	hÃ¤ufig GerÃ¤te-spezifisch
	LÃ¤nge ebenfalls GerÃ¤tespezifisch (xx = Datenbytes) [Bearbeiten]
Controller
	FÃ¼r jemanden
	der Midi einsetzen mÃ¶chte
	sind die meisten Midi-Nachrichten und ihr Aufbau von vergleichsweise geringem Interesse
	da sich mit ihnen auf einfache Art und Weise GerÃ¤tespezifische Klangparameter des aktuellen Instruments einstellen lassen
	GroÃŸe Bedeutung haben jedoch die Controller
	die KlÃ¤nge durchlaufen jedoch noch ihre Release-Zeit (d.h. sie klingen ab) (vv hat keine Bedeutung) 0xBn 7C vv omni off Das GerÃ¤t soll nur auf programmierte KanÃ¤le reagieren (vv haben keine Bedeutung) 0xBn 7D vv omni on Das GerÃ¤t soll auf allen KanÃ¤len gleich reagieren (vv hat keine Bedeutung) 0xBn 7E vv mono on / poly off Das GerÃ¤t soll nur mit einer begrenzten Anzahl Stimmen spielen (vv = Stimmenzahl
	vv = neuer Wert fÃ¼r den Controller (vv = value). Wichtige Midi-Controller Byte (hexadezimal) Controller ErlÃ¤uterung 0xBn 00 vv Bank select MSB Auswahl der Klangbank
	Ã¼blich ist 1 - viele GerÃ¤te ignorieren vv und stellen auf 1-stimmig) 0xBn 7F vv poly on / mono off Das GerÃ¤t soll mit maximaler Anzahl an Stimmen spielen [Bearbeiten]
	cc = Art des Controllers (cc = controller)
	Die wichtigsten Controller sind (das erste Byte ist immer 0xBn mit n = Kanalnummer): SÃ¤mtliche Controller sind nach dem Schema 0xBn cc vv aufgebaut mit n = Kanalnummer (number)
	aus der mit Program Change (0xCn pp) das Instrument gewÃ¤hlt werden kann. 0xBn 01 vv Modulation MSB Stellung des Modulationsrades 0xBn 04 vv Foot Controller MSB Stellung des FuÃŸpedals 0xBn 05 vv Portamento Time MSB Dauer des Ã¼bergangslosen Gleitens zwischen zwei TonhÃ¶hen 0xBn 06 vv Data Byte Datenbyte fÃ¼r einen RPN- / NRPN-Controller 0xBn 07 vv Main volume GesamtlautstÃ¤rke 0xBn 0A vv Panorama position Positionierung im Raum (links ... mittig ... rechts) 0xBn 0B vv Expression AusdrucksstÃ¤rke des Klangs 0xBn 62 vv NRPN LSB Niederwertiges Byte eines NRPN-Controllers 0xBn 63 vv NRPN MSB HÃ¶herwertiges Byte eines NRPN-Controllers 0xBn 64 vv RPN LSB Niederwertiges Byte eines RPN-Controllers 0xBn 65 vv RPN MSB HÃ¶herwertiges Byte eines RPN-Controllers 0xBn 78 vv all sounds off Klangerzeugung sofort einstellen (vv hat keine Bedeutung) 0xBn 79 vv Controller Reset Setzt alle Controller auf ihre Ursprungswerte 0xBn 7B vv all notes off Spielen einstellen - sÃ¤mtliche Noten werden ausgeschaltet
Weblinks
	MIDI suchmaschine (http://midi.ithaki.net/) Scott Joplin
	Ragtime Dance Videogame Music Archive (http://vgmusic.com/) NewBlue Inc. (http://www.newblueinc.com) Alfred Faust (http://www.alfred-j-faust.de) (Bars&Pipes) Cubase (http://www.cubase.com) Sequenzer Noteworthy Composer (http://www.noteworthysoftware.com) Sequenzer GNMIDI (http://www.gnmidi.at) MIDI Werkzeuge Powertracks (http://www.pgmusic.com) Sequenzer www.piano-midi.de Classical Piano midi Seite Offizielle Steinberg Homepage (Cubase/Nuendo) (http://www.steinberg.net) Offizielles Steinberg Cubase Userforum (http://www.cubase.net/phpbb2/index.php) Offizielles Steinberg Nuendo Userforum (http://www.nuendo.com/phpbb2/index.php) Offizielle Apple Logic Homepage (http://www.apple.com/logic/) Deutsche Usersite Ã¼ber Logic inkl
	User-Forum (http://www.logicuser.de/) Offizielle Cakewalk Homepage (Sonar) (http://www.cakewalk.com/) Offizielle Magix Samplitude/Sequoia Homepage (http://www.samplitude.de/) Offizielle Seite der MIDI Manufacturers Association (http://www.midi.org/) Deutschsprachige Seite zur MIDI Spezifikation von T.Paul Fischer (http://home.snafu.de/sicpaul/midi/midi0a.htm) Englischsprachige Seite zur MIDI Spezifikation von J.Glatt (http://www.borg.com/~jglatt/) en:Musical Instrument Digital Interface fi:MIDI fr:Musical Instrument Digital Interface it:Musical Instrument Digital Interface ja:MIDI nl:MIDI pl:MIDI ru:MIDI sv:MIDI

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Funktion

Midi-AnschlÃ¼sse: Midi-In, Midi-Out, Midi-Thru

Die Technik von Midi

Midi-GerÃ¤te

Midi Ã¼ber USB

Funktionsweise des Midi-Protokolls

Die Ã¼bertragenen Bytes

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Weblinks