General MIDI

1. Lezione 11 General MIDI Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)

2. Prospettiva storica • Nei primi anni ‘80 nasce lo standard MIDI 1.0 • Carenze: • Non esiste set di patch standard • Non vi sono specifiche per gli strumenti multitimbrici • Nel 1991 MMA (Midi Manufacturers Association) e JMSC (Japan MIDI Standard Committee) emanano le specifiche chiamate General MIDI System Level 1, o GM • GM è stato integrato nelle specifiche MIDI 2.0 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

3. Esempio MIDI Out MIDI In Yamaha DX-7 EMU Proteus XR • Collegamento di 2 sintetizzatori: • tastiera Yamaha DX-7 • modulo sonoro EMU Proteus XR • Invio di un messaggio di ProgramChange, di valore 32 • Sul DX-7 corrisponde a timbro di basso, ma sul Proteus? • In assenza di uno standard, due moduli sonori MIDI non hanno lo stesso elenco di timbri, come numero, tipologia e ordine. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

4. General MIDI • Un dispositivo GM compatibile deve aderire ai requisiti General MIDI System Level 1 • General MIDI è una prassi consigliata per i costruttori, ma non vincolante • Contesti d’uso: • Hobby, applicazioni semi-professionali • Distribuzione e scambio di brani • NON produzione di suoni, perché non potrebbero essere salvati al di fuori dei 128 program predefiniti GM Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

5. Le patch General MIDI GM definisce un elenco di timbri (detti program o patch) GM non definisce con precisione le forme d’onda, che restano a discrezione del costruttore. Piuttosto, si cerca di creare un bank di suoni di buona qualità e aderenti allo standard GM Conseguenza: due diversi moduli sonori, entrambi GM, possono avere nette discrepanze nelle prestazioni e nella qualità della performance di uno stesso brano Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

6. Organizzazione dei timbri GM Standard comune a tutti i dispositivi GM compatibili 128 preset timbrici, numerati da 0 a 127 16 famiglie, ciascuna fatta di 8 preset Lo standard prevede timbri acustici, elettronici, percussivi ed effetti sonori Sono inclusi i timbri e gli effetti più comuni, ma l’elenco non è esaustivo Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

7. Tabella delle famiglie dei timbri GM Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

8. Tabella dei timbri GM (pianoforti e percussioni) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

9. Tabella dei timbri GM (organi e chitarre) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

10. Tabella dei timbri GM (bassi e archi) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

11. Tabella dei timbri GM (ensemble e ottoni) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

12. Tabella dei timbri GM (strumenti ad ancia e fiati) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

13. Tabella dei timbri GM (synth principali e d’accompagnamento) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

14. Tabella dei timbri GM (effetti sintetizzati e suoni etnici) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

15. Tabella dei timbri GM (percussioni ed effetti sonori) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

16. Proprietà multitimbriche • Standard minimi per moduli sonori multitimbrici • Dispositivi GM consentono di suonare e registrare contemporaneamente fino a 16 canali MIDI • Ciascun canale supporta un numero variabile di voci (polifonia) e strumenti differenti (timbri) • Numero variabile di voci polifoniche a seconda del modello, ma esiste un numero minimo (vedi slide successiva) • Canale MIDI 10 riservato alle parti ritmiche e percussive Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

17. Polifonia GM • Per assicurarsi che tutte le note registrate siano eseguite, standard minimi sul numero di voci di polifonia • Polifonia minima a 16 voci, assegnabili tutte a un solo canale così come una a ciascuno dei 16 canali • Rispettare la polifonia massima a 16 voci garantisce compatibilità con tutte le applicazioni e i dispositivi GM compatibili • Non esiste valore massimo, dipende dal modello • Esempi: Roland JV-1080 e Yamaha MU80 sono GM compatibili, ma supportano 64 voci di polifonia Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

18. Numeri di nota e set di suoni percussivi (batteria GM) Convenzione sui numeri di nota: 60 corrisponde al Do centrale (261,6 Hz), 69 al La centrale (440 Hz) Per i suoni percussivi, GM riserva il canale MIDI 10 e assegna 48 numeri di nota MIDI ad altrettanti timbri I suoni di batteria GM non fanno parte dei 128 program definiti nel bank GM, ma sono un set aggiuntivo presente su tutti i moduli sonori GM compatibili Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

19. Mappa della batteria GM 1/3 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

20. Mappa della batteria GM 2/3 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

21. Mappa della batteria GM 3/3 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

22. Messaggi MIDI supportati • Per garantire la riproduzione corretta di un brano MIDI, ogni dispositivo GM deve essere in grado di rispondere ai seguenti messaggi MIDI • Control Change 1 (Modulation Wheel) • Control Change 7 (Channel Volume) • Control Change 10 (Pan) • Control Change 11 (Expression) • Control Change 64 (Sustain) • Control Change 121 (Reset All Controllers) • Control Change 123 (All Notes Off) • … Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

23. Dimostrazione dei timbri GM con Program Change su Canale 1 Modulazione tramite pitch dei timbri a suono non determinato Esempio: telefono (125), applauso (127) Significato dei pitch sul Canale 10 Potenzialità XG dello Yamaha MU-80 Laboratorio 2 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)7. Laboratorio 1

24. Altre caratteristiche standardizzate • Tutti i moduli GM devono rispondere alla velocity • L’intervallo della rotella di pitch bend di default è compreso nell’intervallo [-2..+2] semitoni • I moduli devono rispondere alla pressione del canale • Almeno un connettore MIDI In, un MIDI Out, un MIDI Thru • Accesso al controllo di volume master, 2 uscite audio (canale sx e dx) e un connettore per cuffie • All’accensione, tutti i livelli di volume del canale impostati a 99, controller ed effetti off, intonazione sul La a 440 Hz Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

25. Ampliamento dello standard GM • Osservazioni sul GM da parte di alcuni produttori: bank di timbri troppo limitato • Versioni custom del GM • Roland > GS Standard • Yamaha > XG Standard • Sono superinsiemi dello standard GM, quindi: • Compatibilità totale • Maggior numero di timbri • Maggior numero di controlli sui parametri dei suoni • Come vengono veicolati i messaggi non supportati dallo standard MIDI? Tramite messaggi SysEx Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

26. Roland GS • Aggiunge suoni e controller supplementari • Ad esempio, rapporto di inviluppo di attacco e di rilascio per i sintetizzatori • Bank di suoni aggiuntivi, tra cui variazioni del GM e simulazione del modulo sonoro Roland MT-32 • In ciascun bank, i suoni sono mappati come in GM: 128 timbri, però suddivisi in 8 famiglie • Se in un modulo GS giunge una richiesta per un bank di suoni o per un program che non esiste, il modulo lo riassegna automaticamente allo strumento principale della famiglia Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

27. Esempi di aggiunte in Roland GS • 9 Drum kit aggiuntivi, accessibili da ogni canale tramite messaggi di Bank Select MSB [0] e LSB [32][1] Standard Kit, [9] Room Kit, [17] Power Kit, [25] Electronic Kit, [26] TR-808 Kit, [33] Jazz Kit, [41] Brush Kit, [49] Orchestra Kit, [57] Sound FX Kit, [128] CM-64/CM-32L • 14 note percussive aggiuntive[27] High Q, [28] Slap, [29] Scratch Push, [30] Scratch Pull, [31] Sticks, [32] Square Click, [33] Metronome Click, [34] Metronome Bell [35..81] valori predefiniti nel set di batteria GM[82] Shaker, [83] Jingle Bell, [84] Belltree, [85] Castanets, [86] Mute Surdo, [87] Open Surdo Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

28. Yamaha XG • Aggiunge suoni e controller supplementari • Minimo 480 timbri a fronte dei 128 del GM • Bank di suoni aggiuntivi accessibili tramite messaggi di Bank Select MSB [0] e LSB [32] • Set di suoni predefinito in XG è diviso in 4 bank • Melody Voices • SFX Voices (set di effetti sonori) • SFX Kits (due set di effetti sonori aggiuntivi) • Rhythm Kits (selezione di 9 kit di batteria e percussioni) • Reinterpretazione dei numeri di control change già assegnati per ottenere maggior controllo sui timbri e maggior realismo • Esempio: parametro brightness (control change 74) e risposta alla velocity tramite uso di filtri Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

29. Yamaha XG • Effetti applicabili ai suoni MIDI, sulla voce, sul canale o sul mixaggio generale: • Riverbero con differenti tipi di ambiente • Chorus • Effetti di spazializzazione • Tremolo • … • Presenza di ingressi audio, che permettono di utilizzare il dispositivo anche come processore di effetti sonori esterni. • I dispositivi XG hanno mixer digitale integrato. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)11. General MIDI

30. Esercizi sul General MIDI • Domanda 1:Creare un messaggio di Program Change sul canale 2 per selezionare il timbro di xylofono (program 14 in GM)Soluzione: 1100nnnn 0ppppppp > 11000001 00001101 • Domanda 2:A cosa corrisponde il seguente comando MIDI in ambito GM?10011001 00111100 01000000Soluzione: in ambito non GM si tratterebbe di un Note On sul canale 10, con Pitch 60 (Do centrale) e Velocity 64; ma in GM il canale 10 è riservato ai suoni percussivi, quindi si tratta di un suono di Bongo alto con altezza non determinata e Velocity 64. Piè di pagina: spazio libero per eventuale nome struttura o altro