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Klangsynthese, Sound Design und Klangbearbeitung - Teil 12

MIDI Modi und Messages verstehen
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Nachdem wir zuletzt den MIDI Standard entdeckt haben besprechen wir diesmal eine paar Details dazu.

Wir fangen damit an die verschiedenen Modi zu besprechen mit denen MIDI Geräte untereinander kommunizieren. 

MIDI Modi

Im Mono Modus überträgt und empfängt das MIDI Gerät Daten auf nur einem Kanal. 

Im Omni Modus empfängt ein Gerät zwar auf allen Kanälen, überträgt aber Informationen nur einem Kanal. Im Poly Modus dagegen überträgt ein Gerät auf allen Kanälen, empfängt dagegen aber nur auf einem. 

Der Multi Modus wurde speziell für Multitimbrale Geräte eingeführt da diese auf unterschiedliche Kanäle gleichzeitig reagieren können. 

Der General MIDI Standard (GM) schliesslich wurde in den 80er Jahren eingeführt. Damit wurden Sounds auf einem Multitimbralen System standardisiert und somit konnten MIDI Dateien ohne weitere Konfigurationen auf unterschiedlichen Geräten abgespielt werden. Gewisse Hersteller wie Roland und Yamaha entwickelten ihre eigenen Modi (GS, XG, etc.), die jedoch allesamt auf dem GM Standard basierten. 

Die wichtigsten MIDI Befehle

Um uns die Funktionsweise der verschiedenen MIDI Befehle besser verständlich machen zu können stellen wir uns am besten mal einen Synthesizer vor, dessen Keyboard und Regler nicht die eingebauten Sounds ansteuern, sondern diejenigen eines externen Klangerzeugers. Zwischen diesen beiden Geräten verbinden wir über ein MIDI Interface einen Computer auf dem eine Sequenzer Software läuft. Die Sequenz mit der MIDI Nachrichten über den Synthesizer ausgegeben werden ist wie folgt:

„Bereitet die Aufnahme der MIDI Sequenz im Computer vor. Spielt auf dem Synthesizer (welcher den externen Klangerzeuger ansteuert) mit mittlerer Lautstärke ein E auf der vierten Oktave und steuert dabei das Preset 245 auf der dritten Bank des Klangerzeugers an. Haltet die Taste gedrückt, erhöht die Cutoff Frequenz des Filters indem Ihr den Druck auf dieser Taste variiert und verändert die Resonanz durch Rotation des darauf zugewiesenen Reglers. Während ihr immer noch die Taste gedrückt haltet verändert die Tonhöhe durch drehen des Pitch Bend Wheels. Lasst die Note los.“

Und so wird dies übersetzt…

„Bereitet die Aufnahme der MIDI Sequenz im Computer vor.“ ─ MIDI Clock und Transport

Der MIDI Clock Befehl erlaubt es mehrere MIDI Geräte mit einander zu synchronisieren. Transport Befehle definieren wann eine MIDI Datei startet, stoppt und wieder abgespielt wird. Der Befehl ‚Aufnahme‘ wurde auf Sequenzern ursprünglich nicht in MIDI implementiert und 1992 mit dem MMC  (MIDI Machine Control) nachgereicht. 

„Spielt auf dem Synthesizer (welcher den externen Klangerzeuger ansteuert)…“ ─ Local Mode On oder Off und Note On

Die Befehle Local Mode On und Off definieren ober das Keyboard die internen Sounds oder die Sounds anderer Geräte ansteuern soll. In diesem Beispiel nehmen wir die zweite Option. 

Der Befehl Note On definiert, dass eine Note gespielt wurde.

„…ein E auf der vierten Oktave…" ─ Note Number

In MIDI wird jede Note durch eine Zahl definiert. In diesem Fall handelt es sich um die Zahl 52. 

"… mit mittlerer Lautstärke...." ─ Velocity

Velocity steht für die Anschlagstärke. Je lauter man also spielt desto höher der Velocity Wert. Eine mittlere Lautstärke findet somit irgendwo zwischen 60 und 70 statt. 

"... und steuert dabei das Preset 245…" ─ Program Change(Program Change) 

Program Change Befehle sagen dem angesteuerten Klangerzeuger welches Preset als Klang abgespielt werden soll. 

"…auf der dritten Bank des Klangerzeugers." ─ Bank Select

Dieser Befehl wählt die Bank aus sollte der angesteuerte Klangerzeuger mehr als 128 Presets besitzen. 

"Haltet die Taste gedrückt, erhöht die Cutoff Frequenz des Filters indem Ihr den Druck auf dieser Taste variiert..." ─ Channel Aftertouch oder Polyphonic Aftertouch

Diese Funktion erlaubt es den Wert eines Parameters durch zusätzlichen Druck zu variieren - in diesem Fall die Cutoff Frequenz. Beim Channel Aftertouch wird dies durch eine Taste auf das gesamte Keyboard ausgelöst - beim Polyphonic Aftertouch dagegen variiert der Wert für jede einzelne Taste. 

"... und verändert die Resonanz durch Rotation des darauf zugewiesenen Reglers." ─ Control Change (CC) 

Control Change Befehle werden bei einem Drehregler ausgesendet. Diese Art der Befehle können einen Grossteil der Übertragungskapazität eines MIDI Kanals einnehmen. Aus diesem Grund wird für diese Befehle bei Keyboards ein eigener MIDI Port reserviert. 

"Während ihr immer noch die Taste gedrückt haltet verändert die Tonhöhe durch drehen des Pitch Bend Wheels. " ─ Pitch Bend

Dieser Befehl steuert die Veränderungen der Tonhöhe durch das so genannte Pitch Bend Wheel. Dieser Befehl ist einzigartig da er als einziger 14 Bit verwendet und somit eine Auflösung von 16’384 Schritten (anstatt den üblichen 128 Schritten) besitzt. Das Modulationsrad welches häufig bei einem Synthesizer direkt daneben gefunden werden kann überträgt dagegen wieder die herkömmlichen 128 Befehlsschritte. 

„Lasst die Note los.“ ─ Note-Off

Wird die Taste losgelassen so wird der Klang ausgeschaltet. Gewisse Geräte besitzen auch eine ‚Panic‘ oder ‚All-Notes-Off‘ Funktion und wirken so gelegentlich auftretenden ‚Hängern‘ entgegen. 

Und weiter...

Neben herkömmlichen MIDI Befehlen bietet der MIDI Standard verschiedene Art und Weisen mit denen man aus diesen Restriktionen ausbrechen kann. 

Zum einen gibt es da die System Exklusive (SysEx) Befehle. Diese Befehle übertragen alle Daten die für das jeweilige Gerät spezifisch sind. Eine der häufigsten Anwendungen ist die Wiederherstellung eines Grundzustandes (z.B. von Presets). Es ist aber auch zum Beispiel möglich damit Mikrotonalitäten zu realisieren. 

Weiter existieren die Registered Parameter Numbers (RPN) und Non-Registered Parameter Numbers (NRPN). Damit lassen sich Stimmungen und Modulationstiefen sehr genau einstellen, denn wie beim Pitch Bend Befehl so stehen auch hier 16’384 Befehlsschritte zur Verfügung. Nicht alle MIDI Geräte können mit diesen Befehlen umgehen. 

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