MIDI

Το MIDI (Musical Instrument Digital Interface, ελλ. Ψηφιακή Διασύνδεση Μουσικών Οργάνων) είναι ένα πρωτόκολλο που αποσκοπεί στην επικοινωνία και τον συγχρονισμό μεταξύ ηλεκτρονικών μουσικών οργάνων (όπως συνθετητές, ρυθμομηχανές, δειγματολήπτες, συσκευές χρονισμού), υπολογιστών και άλλων ηλεκτρονικών συσκευών, ανεξαρτήτως κατασκευαστή. 

Το πρωτόκολλο MIDI δεν μεταδίδει ηχητικό σήμα, αλλά μηνύματα που περιέχουν πληροφορίες σχετικά με το τονικό ύψος και την ένταση μιας νότας, καθώς επίσης και σήμα χρονισμού που προσδιορίζει την ταχύτητα - το tempo - ενός κομματιού.

Ιστορικό 
Το διασυνδετικό MIDI δημιουργήθηκε το 1982 με κύριο αίτιο την ανάγκη εύρεσης ενός κοινά αποδεκτού τρόπου επικοινωνίας ανάμεσα στις συσκευές των διάφορων κατασκευαστών, ώστε να επιτευχθεί ένα μεγαλύτερο άνοιγμα στην αγορά που είχε βρεθεί σε αδιέξοδο. Μέχρι τότε, κάθε κατασκευάστρια εταιρεία έκανε χρήση επικοινωνιακών μεθόδων περιορισμένων και ασύμβατων με μηχανήματα άλλων κατασκευαστών, και δεν φαινόταν με ποιον τρόπο θα μπορούσαν να εκμεταλλευτούν την επερχόμενη άνοδο των προσωπικών υπολογιστών, ενώ η απουσία κοινής γλώσσας επικοινωνίας των μηχανημάτων διαφορετικών εταιρειών οδηγούσε σε μια κλειστή αγορά.

Έτσι, ειδικοί προερχόμενοι από τους τότε μεγάλους κατασκευαστές ηλεκτρονικών οργάνων, συνεργάστηκαν ώστε να πετύχουν την επικοινωνία των μικροεπεξεργαστών που όλα σχεδόν τα μουσικά όργανα διέθεταν την εποχή εκείνη. Αυτό οδήγησε σε μια μεγάλη επιτυχία όπου δύο διαφορετικοί συνθετητές συνδεδεμένοι μπόρεσαν να αναγνωρίσουν τα μεταδιδόμενα μηνύματα ο ένας του άλλου ώστε, να μπορούν να παιχτούν νότες και εντάσεις στο κλαβιέ (πλήκτρα) του ενός και να αναπαράγονται ταυτόχρονα από το άλλο, ακριβώς σαν να παίζονταν στα δικά του πλήκτρα. 

Πλέον τα όργανα μπορούσαν να επικοινωνούν με μια κοινή γλώσσα και για πρώτη φορά, τα χαρακτηριστικά μιας μουσικής εκτέλεσης, όπως π.χ. το ύψος των ήχων που παίζονται, η έντασή τους κ.ά., μεταδίδονται υπό μορφή πληροφορίας από και προς διαφορετικές συσκευές ή προσωπικούς υπολογιστές.

Συνοπτικά:

 To 1981 παρουσιάστηκε το πρωτόκολλο επικοινωνίας USI (Universal Synthesizer Interface).

 To 1982 το USI βελτιώθηκε και μετονομάστηκε σε MIDI. Το πρώτο διασυνδετικό MIDI στην ιστορία ενσωματώθηκε σε ένα Sequential Circuits Prophet 600 και κατόπιν σε ένα Jupiter 6 της εταιρείας Roland.

 Το 1983 παρουσιάστηκε και επίσημα το πρωτόκολλο MIDI 1.0, το οποίο γρήγορα έγινε πολύ δημοφιλές με τη βοήθεια του πολύ καλού και εμπορικού οργάνου της Yamaha, του DX-7 .

 Από το 1983 και μετά σχεδόν κάθε νέα συσκευή που παρουσιαζόταν διέθετε ενσωματωμένο το διασυνδετικό MIDI, πέρα από την κλασική υποδοχή για σύνδεση της ηχητικής του εξόδου (audio out) σε ενισχυτή με ηχεία. Από εκεί και πέρα το MIDI εξελίσσεται από τις εταιρείες και το συναντάμε σε διάφορες ορολογίες: MIDI Language (γλώσσα MIDI), MIDI Code (MIDI κώδικας), MIDI Protocol (πρωτόκολλο MIDI), MIDI Specification (προδιαγραφή MIDI) και MIDI Standard (πρότυπο MIDI).

Όσον αφορά τον τρόπο μετάδοσης των πληροφοριών του πρωτοκόλλου MIDI, επιλέχθηκε ο σειριακός και όχι ο παράλληλος, αν και η σειριακή μετάδοση είναι αισθητά πιο αργή από την παράλληλη.

 Παράλληλη μετάδοση πληροφορίας σημαίνει ότι τα 8 bits που περιέχει κάθε byte δεδομένων μεταφέρονται ταυτόχρονα, κατά μήκος οκτώ διαφορετικών παράλληλων γραμμών από ένα καλώδιο
 Σειριακή μετάδοση πληροφορίας σημαίνει ότι τα 8 bits κάθε byte δεδομένων μεταφέρονται κατά μήκος μιας γραμμής μέσα σ' ένα καλώδιο. Αυτή η μορφή επικοινωνίας είναι πιο αργή αλλά και πιο οικονομική, κι επομένως προσιτή στον μέσο καταναλωτή. Πράγματι, η επιλογή αυτή δικαίωσε τους τεχνικούς καθώς η οικονομικότερη λύση βοήθησε στην γρηγορότερη διάδοση της τεχνολογίας. Επίσης η ταχύτητα μετάδοσης των 31,250 bit/δευτερόλεπτο κρίθηκε τότε ικανοποιητική ακόμη και για τους πιο απαιτητικούς χρήστες.

Λειτουργία 
Το διασυνδετικό MIDI αποτελείται από το πρωτόκολλο επικοινωνίας (software) και το υλικό του μέρος (hardware). Το πρώτο, περιέχει τις εντολές (MIDI Language) που χρειάζονται για την "περιγραφή" μιας μουσικής σύνθεσης, ενώ το δεύτερο αναφέρεται στα χαρακτηριστικά των κυκλωμάτων που παράγουν και ερμηνεύουν την πληροφόρηση MIDI και προσδιορίζει τον τύπο των συνδέσεων και το είδος των καλωδίων που πρέπει να χρησιμοποιηθούν.

Υποδοχές 

Σε μια τυπική μορφή, μια συσκευή περιλαμβάνει τρεις υποδοχές MIDI:

 MIDI IN (εισόδου): Είναι η υποδοχή εισόδου στην οποία εισάγονται οι πληροφορίες. Συνδέεται πάντα στο MIDI OUT ή στο MIDI THRU άλλων οργάνων, που είναι master ή ενδιάμεσο (THRU).
 MIDI OUT (εξόδου): Είναι η υποδοχή που στέλνει τις πληροφορίες. Αυτή η υποδοχή συνδέεται με την MIDI IN υποδοχή άλλης συσκευής ώστε να λάβει τα μηνύματα. Το όργανο που στέλνει τις πληροφορίες ονομάζεται κύριος ή οδηγός ("master"), ενώ αυτό που τις δέχεται εξαρτώμενος (slave).
 MIDI THRU (ενδιάμεση): Είναι η υποδοχή που εξάγει απαράλλαχτες τις πληροφορίες που εισάγονται στο MIDI IN του ίδιου οργάνου. Χρησιμοποιείται για να στείλει τις πληροφορίες που δέχεται το ίδιο στο MIDI IN του, προς ένα άλλο όργανο.

Ορισμένες συσκευές διαθέτουν μόνο υποδοχές MIDI IN & MIDI OUT ενώ λείπει η MIDI THRU.
Ορισμένες συσκευές μπορεί να διαθέτουν περισσότερες υποδοχές  MIDI IN καθώς και MIDI OUT, διευκολύνοντας πολλαπλές ή και παράλληλες συνδέσεις συσκευών χωρίς την αγορά πρόσθετου εξωτερικού διασυνδετικού (MIDI Interface).

MIDI Κανάλια 
Οι προδιαγραφές του πρωτόκολλου έχουν προβλέψει ώστε οι MIDI πληροφορίες να μπορούν να μεταδοθούν σε μέχρι και 16 διαφορετικά κανάλια - Οι σύγχρονοι συνθετητές είναι εξοπλισμένα με τη δυνατότητα αυτή.

Τα MIDI κανάλια προσφέρουν την πολύ σημαντική υπηρεσία της ταυτόχρονης αναπαραγωγής 16 διαφορετικών ήχων από ένα και μόνο synthesizer αλλά και άλλες που θα δούμε παρακάτω.

Για παράδειγμα, ας πούμε ότι ένας χρήστης που συνθέτει με τη βοήθεια Η/Υ τη μουσική του, κατέχει τον παρακάτω εξοπλισμό:

 Συνθετητή εξοπλισμένο με υποδοχές MIDI και συνδεδεμένο με τα κατάλληλα καλώδια με έναν 
 Η/Υ εξοπλισμένο με κάρτα ήχου που έχει δυνατότητα MIDI και ειδικό λογισμικό που μπορεί να καταγράφει MIDI πληροφορίες και λέγεται sequencer.

Τότε, αφού συνδέσει σωστά τα σχετικά καλώδια και ελέγξει την ορθή λήψη και αποστολή των MIDI μηνυμάτων, εκκινεί το πρόγραμμα εγγραφής (Sequencer) το οποίο μπορεί να είναι ένα από τα εμπορικά προγράμματα όπως, Cakewalk ,   Cubase, WinJammer Professional, ή το μη εμπορικό (ανοικτού κώδικα), Rosegarden.
.

Επισημαίνουμε ότι στα προγράμματα εγγραφής, το κάθε "κανάλι" όπως λέγεται, είναι οπτικοποιημένο και αντιπροσωπεύεται από μία χρωματιστή λωρίδα η οποία στην ειδική ορολογία ονομάζεται "channel strip" (δηλ. η λωρίδα του καναλιού). Πατώντας επάνω στην κάθε λωρίδα μπορούμε να της αναθέσουμε το κανάλι που θα αντιπροσωπεύει, το όργανο που θα αναπαράγει, την ένταση και πολλά άλλα χαρακτηριστικά. Από τη στιγμή που ο συνθετητής είναι συνδεδεμένος με τον Η/Υ, τα πατήματα και οι ρυθμίσεις που γίνονται στην κάθε λωρίδα-κανάλι, ταυτόχρονα γίνονται αντιληπτά και από τον συνθετητή και αντίστροφα.

Ο χρήστης, προκειμένου να συνθέσει τη μουσική του ας πούμε (για παράδειγμα) ότι θα χρησιμοποιήσει τα εξής:

 Το κανάλι 1 όπου θα ορίσει να καταγράφει και να αναπαράγει το Πιάνο.
 Το κανάλι 2 όπου θα ορίσει να καταγράφει και να αναπαράγει το Μπάσο.
 Το κανάλι 3 όπου θα ορίσει να καταγράφει και να αναπαράγει την Τρομπέτα.
 Το κανάλι 4 όπου θα ορίσει να καταγράφει και να αναπαράγει το Σαξόφωνο.
 Το κανάλι 10 όπου θα ορίσει να καταγράφει και να αναπαράγει τη Ντραμς ή τα Κρουστά. Είναι μία από τις προδιαγραφές του MIDI να θεωρείται το κανάλι 10 ως το κανάλι που συνήθως καταγράφεται και αναπαράγεται ο ήχος ντραμς και κρουστών γενικά.

Κατά τη διαδικασία εγγραφής, ο χρήστης θα ακολουθήσει την εξής σειρά:

 Θα επιλέξει τη λωρίδα που αντιπροσωπεύει το κανάλι 10, και πατώντας με το ποντίκι το σχετικό πλήκτρο εκκίνησης εγγραφής του Sequencer (που συνήθως είναι στρογγυλό και κόκκινου χρώματος) καταγράφει τον ρυθμό με την βοήθεια των πλήκτρων του συνθετητή (που "μιμείται" τους ήχους της ντραμς). Μόλις τελειώσει, σταματά την εγγραφή.

 Κατόπιν, επιλέγει τη λωρίδα που αντιπροσωπεύει το κανάλι 2 και πατώντας με το ποντίκι το σχετικό πλήκτρο εκκίνησης εγγραφής, παίζει στα πλήκτρα του synthesizer τις νότες που αντιστοιχούν στο μπάσο (με ήχο μπάσου φυσικά). Παρατηρούμε όμως ότι οι ήχοι Ντραμς που λίγο πριν καταγράφτηκαν, ακούγονται επίσης, και έτσι μας βοηθούν στο να καταγραφεί με σωστό χρόνο το μπάσο.

 Αφού τελειώσει η εγγραφή το μπάσου, ακολουθεί την ίδια διαδικασία ώστε να παίξει τις νότες του πιάνου. Και πάλι, την ώρα της εγγραφής του πιάνου, ακούγονται και η ντραμς αλλά και το μπάσο που λίγο πριν κατέγραψε κ.ο.κ..

Έτσι, με αυτόν τον σταδιακό τρόπο, ο χρήστης μπορεί να καταγράψει ένα-ένα μέχρι και 16 όργανα (αν και υπάρχουν τρόποι ώστε στο ίδιο κανάλι να ακουστούν περισσότερα του ενός όργανα αρκεί να μην τα θέλουμε ταυτόχρονα) και κατόπιν να επιλέξει την αναπαραγωγή τους ώστε να ακουστεί ολοκληρωμένο το μουσικό έργο.

Είναι σημαντικό να σημειώσουμε ότι, τα MIDI μηνύματα που αποστέλνονται με το πάτημα των πλήκτρων του συνθετητή και καταγράφονται στο Sequencer, δεν περιέχουν τον ήχο που ακούμε, αλλά είναι μόνο ψηφιακές πληροφορίες όπως: "ο χρήστης πάτησε τη νότα Λα της τρίτης οκτάβας". "Ο χρήστης πάτησε τη νότα Ντο της 5ης οκτάβας". "Η ένταση της νότας ήταν 75 (στην κλίμακα των 128)". "Χρησιμοποιήθηκε το κανάλι 7" κ.λ.π.

Αυτό που τελικά θα ακούσουμε όταν πατήσουμε το κουμπί αναπαραγωγής του Sequencer, δεν είναι τίποτε άλλο από τον ήχο του συνθετητή μας, καθώς θα λαμβάνει πίσω όλες μαζί τις πληροφορίες δηλ. όλα τα καταγεγραμμένα MIDI μηνύματα, που λίγο πριν έστειλε προς τον Η/Υ. Έτσι, κατά την αναπαραγωγή, το Sequencer απλώς στέλνει πίσω στο συνθετητή όλες τις καταγεγραμμένες εντολές και ελέγχει πλέον το synthesizer "δίνοντας εντολή" ώστε να παίξει την τάδε νότα, με τη συγκεκριμένη ένταση, στο τάδε κανάλι, με τον τάδε ήχο κ.ο.κ.

Σε άλλη χρήση των καναλιών MIDI είναι δυνατόν ο χρήστης αντί για Η/Υ να συνδέσει περισσότερα του ενός όργανα μέσω MIDI, τα οποία να ελέγχει μέσω του πρώτου στη σειρά.

Είναι λοιπόν δυνατό το synthesizer master, να μεταδίδει τις MIDI πληροφορίες του σε δύο ακόμη όργανα ως εξής:

Το συνθεσάιζερ Α (master) στέλνει πληροφορίες MIDI και το συνθεσάιζερ Β τις δέχεται στο κανάλι 2 ενώ το συνθεσάιζερ Γ στο κανάλι 3. Με τον τρόπο αυτό μπορεί ο χρήστης να επιλέξει ώστε το Α να αναπαράγει ήχο πιάνου, ενώ το Β ήχο από βιολιά και το Γ ήχο από βιολοντσέλα. 

Με τον τρόπο αυτό ο χρήστης παράγει έναν ήχο, γεμάτο, πλήρη και ισχυρό, παίζοντας σε ένα και μόνο κλαβιέ (πλήκτρα) αλλά ελέγχοντας ταυτόχρονα 3 διαφορετικά όργανα συνδεδεμένα μέσω MIDI.

Χρησιμότητα 
Ο μουσικός που θα γνωρίσει τις συγκινήσεις που προσφέρει το MIDI, είναι πολύ δύσκολο να φανταστεί τον κόσμο χωρίς αυτό. Οι δυνατότητες που ανοίγονται είναι τεράστιες σε κάθε τομέα της μουσικής: διδασκαλία, σύνθεση, μάθηση, διασκέδαση. Οι δημιουργοί λογισμικού έχουν αναπτύξει κάθε δυνατή πλευρά της μουσικής μέσω ειδικών προγραμμάτων και για κάθε επίπεδο αγοραστικής δύναμης.

Οι κυριότερες κατηγορίες λογισμικού που θα μπορούσε κάποιος να βρει σήμερα είναι:

Προγράμματα μουσικής σημειογραφίας (Notation Software) 
Τα προγράμματα αυτά επιτρέπουν την ηλεκτρονική εισαγωγή (μέσω MIDI) και επεξεργασία, της μουσικής σημειογραφίας. Ο παραδοσιακός τρόπος γραφής της μουσικής (πεντάγραμμο, μολύβι, σβήστρα κ.λπ.), αντικαθίστανται από τα αντίστοιχα εργαλεία στο περιβάλλον του υπολογιστή. Μπορούμε να παίξουμε την μουσική μας στο synthesizer, αυτή να καταγραφεί με κάθε λεπτομέρεια (θέση στο πεντάγραμμο, διάρκεια, ένταση κ.λπ.), και κατόπιν με το ποντίκι να διορθώσουμε τα λάθη, ή εξ αρχής με τα εργαλεία του προγράμματος να καταγράψουμε την παρτιρτούρα με την βοήθεια ποντικιού και πληκτρολογίου.

Προγράμματα μουσικής εγγραφής (Sequencer) 
Τα προγράμματα αυτά επιτρέπουν στον συνθέτη να καταγράψει τη μουσική του, στον δάσκαλο να ετοιμάσει μουσικά παραδείγματα ασκήσεων ή ενορχηστρώσεων, στον μαθητή να λύσει τις μουσικές του ασκήσεις στη μουσική Θεωρία, Αρμονία, Αντίστιξη, Χορωδία κ.λπ.

Προγράμματα μουσικής εκπαίδευσης 
Εδώ ανήκουν κατάλληλα προγράμματα που θα βοηθήσουν χωρίς ή και μαζί με έναν δάσκαλο, στο να αποκτηθεί το υψηλότερο δυνατό επίπεδο τεχνικής και μουσικής γνώσης με προγράμματα που:

 Επιτρέπουν την ανάπτυξη μουσικής δεξιοτεχνίας και διδάσκουν νέο ρεπερτόριο επάνω σε διάφορα είδη μουσικής και μουσικά όργανα 
 Παρουσιάζουν και αναλύουν μουσικά κομμάτια παιγμένα από δεξιοτέχνες
 Βοηθούν στη θεωρητική μουσική εξάσκηση με προοδευτικής δυσκολίας ερωτήσεις επάνω σε ποικίλα μουσικά θέματα
 Παρουσιάζουν τον βίο και το έργο σημαντικών συνθετών
 Διδάσκουν την ιστορία διαφόρων ειδών μουσικής
 Παρουσιάζουν την ιστορία και τον τρόπο κατασκευής των μουσικών οργάνων

Προγράμματα επεξεργασίας-ταξινόμησης ήχων 
Πρόκειται για ειδικό λογισμικό που παρέχεται από τις εταιρείες που κατασκευάζουν τα μουσικά όργανα ή και από τρίτες εταιρείες και βοηθά στη γρήγορη επεξεργασία των ήχων που διαθέτει ο συνθετητής στη μνήμη του και την αποθήκευση αυτών. Ο βασικός σκοπός των προγραμμάτων αυτών είναι να παρακάμψουμε τη συνήθως μικρή οθόνη του synthesizer και τα πολλαπλά πατήματα κουμπιών που απαιτούνται και να κάνουμε όλη την εργασία στη μεγάλη οθόνη του υπολογιστή με τη βοήθεια του ποντικιού. Οι νέοι ή οι επεξεργασμένοι ήχοι μπορούν και αποθηκεύονται όπως οποιαδήποτε άλλα αρχεία σε κάποιο μαγνητικό μέσο και αποστέλλονται ξανά προς τη μνήμη του synthesizer, μέσω MIDI, όταν τους χρειαστούμε. Όταν μιλάμε για επεξεργασία ενός ήχου από συνθετητή, εννοούμε π.χ. τη διαδικασία όπου ένας ήχος πιάνου μπορεί να αλλαχτεί με την προσθήκη βάθους ή άλλου ηχητικού εφφέ.

Προγράμματα αναγνώρισης μουσικών χαρακτήρων 
Εδώ περιλαμβάνεται το λογισμικό που έχει τη δυνατότητα να αναγνωρίσει πεντάγραμμα, νότες, κλειδιά και άλλα μουσικά σύμβολα όταν του εισάγουμε τη σαρωμένη εικόνα μίας παρτιτούρας. Κάτι παρόμοιο δηλ. με την λειτουργία αναγνώρισης χαρακτήρων ενός τυπωμένου κειμένου (OCR).

Υποσημειώσεις

Πηγές 
 Αρναούτογλου Δημήτρης, «Μουσική Τεχνολογία», Φίλιππος Νάκας, Αθήνα 1993.
 Πλέσσας Α., «Μουσική και Τεχνολογία», εκδ. Σύγχρονη Μουσική, Αθήνα 1998.
 Πλέσσας Α., «Τέχνη & Τεχνολογία», εκδ. Σύγχρονη Μουσική, Αθήνα 1992.
 περιοδικό «HITECH» (special edition), Επαγγελματικός Ήχος, Οκτώβριος 1998.

Μουσική τεχνολογία