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Der MIDI-Standard wurde bereits in den 80er Jahren als Format zum Datenaustausch zwischen digitalen Geräten entwickelt. Dabei war es wichtig, einen Standard zu haben, der unabhängig vom Hersteller des Gerätes für die Audioproduktion verwendet werden kann. Dieser Wunsch entstand aus der Tatsache, dass alle in den späten 70ern und frühen 80er Jahren auf den Markt befindlichen Synthesizer ihre eigenen Schnittstellen und Steuerungsalgorithmen hatten. Um die Inkompatibilität der verschiedenen Herstellerprodukte zu lösen, wurde eine standardisierte Schnittstelle entwickelt, um die Synthesizer jedes beliebigen Herstellers miteinander verbinden und einfache Steuersignale austauschen zu können.
MIDI - Hardware und Software
Der MIDI Standard besteht im Prinzip aus zwei Teilen – der erste, physische Teil ist die MIDI-Hardware, das sind die standardisierten MIDI-Kabel, MIDI-Buchsen und die weiter unten näher erläuterten MIDI-Interfaces.
Die zweite Komponente ist die Software, d.h. die Sprache des MIDI-Standards. Diese „Sprache“ besteht aus einem genormten Code, ähnlich dem ASCII-Code, der zur Übertragung bestimmter Informationen dient. In einem späteren Kapitel werden die wichtigsten Befehle dieser Sprache genauer erklärt.
MIDI ist nicht Audio
MIDI überträgt keine Audiosignale, sondern Steuersignale und Parameter zur Steuerung von elektronischen Klangerzeugern. Einfach ausgedrückt, dient MIDI der indirekten Übertragung bzw. Aufzeichnung von Schallsignalen, die mit elektronischen Instrumenten erzeugt werden. Ein möglicher Grund, wieso MIDI immer als Audio-Schnittstelle missinterpretiert wurde, lag wohl in der unsäglichen Verwendung der MIDI-Buchsen in HIFI-Geräten und Stereoanlagen als Ein- und Ausgangsbuchsen.
Der Online MIDI Guide (www.midiguide.de) klärt die Hauptirrtümer im Zusammenhang mit MIDI und fasst zusammen:
- MIDI überträgt nur Daten zum Steuern eines Klangerzeugers, aber MIDI hat keinen Sound.
- MIDI ist nicht AUDIO.
- MIDI klingt nicht.
- MIDI steuert.
Was muss aufgezeichnet werden?
Wird nun beispielsweise ein Synthesizer über ein MIDI-Keyboard gespielt, müssen verschiedene Informationen übertragen werden. Wann wird eine Taste angeschlagen? Mit welchem Druck wird sie angeschlagen, d.h. welche Lautstärke hat der erzeugte Ton? Wie lange wird die Taste gehalten?
Wichtig für die Definition des MIDI-Standards war auch die Anforderung, mehrere Geräte miteinander verbinden und diese über MIDI steuern zu können.
Der übertragbare Wertebereich reicht von 0 bis 127. Dieser Bereich reicht aus, um die meisten akustischen Ereignisse zu übertragen. Für bestimmte musikalische Anwendungen sind diese 128 Stufen jedoch zu gering, beispielsweise um die dynamische Bandbreite vieler Musikstücke zu erfassen.
MIDI erlaubt die gleichzeitige Übertragung auf 16 Kanälen, um simultan mehrere Klangfarben abbilden zu können. Werden für spezielle Anwendungen mehrere Kanäle benötigt, müssen mehrere MIDI-Schnittstellen angeschlossen werden.
MIDI verwendet 5-polige DIN-Steckverbinder, die Kabel bestehen aus zwei DIN 5-Pol-Steckern, bei denen die zwei äußeren Pins nicht belegt sind und die Abschirmung auf dem mittleren Steckkontakt liegt. Das Kabel selbst ist ähnlich den Mikrofonkabeln ein zweiadriges Kabel mit gemeinsamer Abschirmung. Ein MIDI-Kabel sollte nicht länger als 15 Meter sein.
Einer der größten Vorzüge von MIDI ist die Möglichkeit, verschiedene midifähige Audiogeräte und Hardware miteinander zu verbinden bzw. zu steuern.
Diese Verbindung erfolgt über 5-polige MIDI Stecker (vgl. Audio Kabel und Steckverbindungen). In herkömmlicher Computerhardware ist die MIDI-Schnittstelle im Joystick Port integriert. Zur Verwendung dieser Schnittstelle benötigt man die passenden Adapterkabel.
Im (semi)professionellen Audioeinsatz kommt spezielle MIDI-Hardware zum Einsatz, die meist über mehrere MIDI Ports verfügt. Stellvertretend seien hier zwei Geräte genannt:
1. Emagic MT4 – eine preisgünstige MIDI-Hardware über den USB-Port für kleine digitale Studios mit 2 MIDI In Ports und 4 MIDI Out Ports.
2. Emagic MT8 – Eine professionelle MIDI-Hardware im 19 Zoll-Format zur optimalen Integration in die Tonstudiohardware. Dieses Gerät verfügt über 8 Ein- und Ausgänge.
 Abb.: MIDI-Interface Emagic MT4 |  Abb.: MIDI-Interface Emagic AMT8 (Quelle: http://www.emagic.de) |
Grundsätzlich verfügen MIDI-Geräte über mindestens zwei Anschlüsse – dem MIDI In Port und dem MIDI Out Port.
Der MIDI Out Port des Steuergerätes (z.B. Masterkeyboard) wird mit dem MIDI In Ports des zu steuernden Instruments (z.B. Synthesizer) verbunden.
Abb.: Die Verbindung eines Synthesizers mit einem Masterkeyboard über MIDI
Das Setup der Abbildung erlaubt die Ansteuerung eines Synthesizers über das MIDI-Protokoll, d.h. der Synthesizer kann somit "gespielt" werden. Man könnte natürlich das Keyboard direkt an den In-Port des Synthesizers verbinden, der Vorteil des MIDI-Interfaces ist, dass damit etwa mehrere MIDI-fähige Geräte angesteuert werden können bzw. so die externe Hardware in eine digitale Umgebung (wie etwa Logic Audio) eingebunden werden kann. Je nach Spurauswahl werden entweder der externe Synthesizer oder VST-Instrumente über das Masterkeyboard bedient.
Meist sollen die Geräte aber nicht nur empfangen, sondern auch senden können. Deshalb verbindet man in der Regel auch noch in umgekehrter Reihenfolge die MIDI In und MIDI Out Ports.
Um nun aber mehr als zwei Geräte via MIDI miteinander verbinden zu können, kommt der MIDI Thru Port zur Verwendung. Diese Verbindung leitet die MIDI In Signale ohne Veränderung durch und macht sie für weitere angeschlossene Geräte verwertbar.
Abb.: MIDI Thru Port einer Jomox Xbase 09
Theoretisch könnten beliebig viele Geräte in solch einer MIDI-Kette miteinander verbunden werden, aber in der Praxis ist hier Vorsicht geboten, da es zu ungünstigen und problematischen Timing-Verzögerungen kommt. Eine praktische Regel lautet, dass man nicht mehr als 4 Geräte in dieser Form miteinander verbindet und jene Instrumente, für die ein exaktes Timing am Wichtigsten ist, am Anfang der MIDI-Kette hängen sollte. Das exakte Timing eines Drumcomputers ist z.B. wesentlich wichtiger als bei Synthesizer, die für Hintergrundflächen sorgen.
Für die Anwendung in einem Tonstudio ist die Kettenschaltung nicht empfehlenswert. Anstelle dieser ist eine sogenannte Sternschaltung praktikabler. Dazu verwendet man oben beschriebene MIDI-Interfaces bzw. in größeren Studios zur Verbindung vieler MIDI-Geräte sog. Patch Bays. Die folgende Abbildung zeigt schematisch die drei Möglichkeiten von MIDI Verbindungen, wobei die zweite und dritte Variante die im Studiobetrieb eingesetzten sind.
| Kettenverbindung | MIDI Patch Bay | MIDI Sternverbindung |
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Abb.: Verbindung von MIDI Geräten – Unterschiedliche Varianten
Die Abbildung zeigt die zur Verfügung stehenden Modi.
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Tabelle: MIDI Betriebsarten
OMNI ON / OMNI OFF
In der OMNI ON Betriebsart werden die Befehle alle 16 Kanäle in gleicher Weise empfangen und ausgeführt. Es gibt hier keine Möglichkeit der Kanalwahl.
Bei OMNI OFF wird nur das ausgeführt, was auf einem vorher festgelegten Kanal gesendet wird. Alle anderen MIDI Daten werden nicht berücksichtigt.
POLY / MONO
Im MONO Mode erfolgt die Ausführung des Note-on-Befehls nur, wenn der vorhergehende Klang durch einen Note-off-Befehl beendet wurde. Das Instrument kann somit nur einstimmig betrieben werden.
System-Daten werden in Echtzeitdaten, allgemeine Daten und systemexterne (SysEx.) Daten unterteilt.
SysEx.Daten erlauben herstellerspezifische Spezifikationen der MIDI-Norm, was speziell für Effektgeräte und Synthesizer von Wichtigkeit ist. Sie geben den Herstellern gewisse Freiheiten, um spezielle Anforderungen zur MIDI-Steuerung ihrer Hardware zu gewährleisten.
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Tabelle: Die wichtigsten MIDI-Befehle
Bei General MIDI handelt sich um die Zusammenfassung bzw. feste Zuordnung von 128 Klangfarben zu den 128 MIDI Programmnummern. Der Vorteil vom General MIDI Standard besteht darin, dass die aufgezeichneten MIDI Daten auf unterschiedlichen Klangerzeugern zumindest sehr ähnlich klingen. Das ist ein Vorzug der indirekten Schallaufzeichnung mittels MIDI.
Das Problem bei General MIDI ist, dass außer dem Namen der Klangfarbe die Klänge nicht weiter definiert sind. Die Qualität des Wiedergegebenen hängt sehr stark vom verwendeten Klangerzeuger ab. Die GM-Sounds klingen in der Regel sehr unnatürlich und kaum für ernst zunehmende Audioproduktion verwendbar.
Hörbeispiel: Programmnummer 2 Bright Acoustic Piano
Ein weiterer Nachteil ist die Beschränkung auf 128 Klänge, da moderne elektronische Instrumente ein Vielfaches davon erzeugen können. Außerdem ist die Verwendung von neuen, selbst generierten Soundmaterialien für die Komposition gewünscht. Das ist beim GM-Standard nicht möglich.
Die Tabelle zeigt die General MIDI Zuordnung und die General MIDI Drumset Zuordnung im Überblick
| Tabelle: General MIDI Zuordnung | Tabelle: General MIDI Drumset Zuordnung |
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