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Descomplicando MIDI – interface digital para instrumentos musicais

Descomplicando MIDI
Escrito por Jônatas Castro

Se você já “fuçou” qualquer teclado, é bem provável que você tenha visto o nome MIDI. Pretendo, com essa postagem memorável, explicar “o que é” e para quê serve esse tal de MIDI.

10 motivos para você entender sobre MIDI

  1. Para saber configurar e programar teclados musicais;
  2. Para saber configurar DAWs (Digital Audio Workstation);
  3. Para configurar programas de notação musical;
  4. Para saber configurar VSTi’s;
  5. Para fazer conexões entre mais de um teclado;
  6. Para ligar o teclado controlador em um módulo;
  7. Para misturar timbres entre teclados sintetizadores e workstations;
  8. Para gravar em teclados workstations;
  9. Para configurar pedais de controle;
  10. Para controlar equipamentos diversos com interface MIDI.

Se pelo menos um dos motivos acima é de seu interesse, eu recomendo muito que você continue a leitura. Se você tiver alguma dúvida ou sugestão, ao final deste artigo, deixe um comentário.

Você vai ver que o MIDI vai estar ligado a uma série de outros conceitos importantes que também pretendo introduzir a você, caro leitor.

O que é MIDI?

Logotipo oficial do padrão MIDI

Logotipo oficial do padrão

MIDI é o acrônimo de Musical Instrument Digital Interface que significa, do inglês, Interface Digital para Instrumentos Musicais. Trata-se de um protocolo desenvolvido nos anos 1980, que permite a comunicação entre instrumentos musicais eletrônicos, bem como, outros equipamentos digitais que possuam essa interface. O MIDI em si não produz som algum. O que o MIDI faz é enviar uma série de mensagens como “ligou a nota”, “desligou a nota”, “tocou a nota muito forte”, “tocou a nota muito fraco”, “pisou no pedal”, “soltou o pedal”, “aumentou o volume”…

O que o MIDI faz é enviar uma série de mensagens como “ligou a nota”, “desligou a nota”, “tocou a nota muito forte”, “tocou a nota muito fraco”, “pisou no pedal”, “soltou o pedal”, “aumentou o volume”…

Essas mensagens são enviadas e recebidas eletronicamente através de bits. Elas são interpretadas pelos instrumentos musicais para produzirem sons de acordo com o que é solicitado. Vamos ver com mais detalhes sobre essas mensagens.


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Interface MIDI

Antes de prosseguir com as mensagens MIDI, vale entender sobre interface MIDI. Quero te explicar o conceito de interface. Esse conceito serve para qualquer coisa relacionada a equipamentos digitais e eletrônicos, por exemplo, interface de áudio, interface de vídeo ou interface MIDI.

O que é interface? Interface é o meio pelo qual dois ambientes se comunicam. O exemplo mais comum de interface, é a tomada elétrica. Esta é a forma como os equipamentos se conectam a rede de energia elétrica.

A tomada elétrica: exemplo de interface

Interface não se trata apenas dos conectores, mas trata-se da capacidade de interpretar os sinais entre os ambientes.

Então, quando dizemos que um dispositivo possui interface MIDI, significa que ele “entende” MIDI, logo, é capaz de receber e/ou transmitir informações no formato do protocolo MIDI.

Atualmente, os equipamentos musicais digitais (teclados, na maioria das vezes) que possuem interface MIDI, podem prover as seguintes conexões:

  • IN (Entrada)
  • OUT (Saída)
  • THRU (Saída: Envia o que é recebido de IN)
  • USB (Entrada e saída são disponibilizados via driver no computador)

 

Conexões MIDI

Conexões MIDI

Para interligar equipamentos MIDI, você deve respeitar o fluxo de mensagens, isto é, “quem envia” e “quem recebe”. Não faz sentido ligar MIDI OUT x MIDI OUT, ou MIDI IN x MIDI IN. Seguem alguns exemplos possíveis:

Olhando as setas na figura, é possível identificar o fluxo das informações transmitidas e/ou recebidas. Quando você tem o fluxo OUT -> IN, as informações estão sendo transmitidas (TX). Quando você tem o fluxo IN -> OUT, as informações estão sendo recebidas (RX).

 
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Mensagens MIDI

Essa é a parte mais importante, entender como são as mensagens MIDI. Vamos passar por cada tipo de mensagem.

Note on

Quando você toca uma tecla, essa mensagem é disparada. Ela consiste em duas partes:

  • note – qual tecla que é pressionada (Ex: C3)
  • velocity – a força que foi utilizada, que vai de 0 a 127

A maioria dos teclados musicais que possuem teclas sensitivas possibilitam configurar a “curva de velocity. Trata-se da forma que o teclado responde a ação das teclas.

Se a curva for “leve”, significa que mesmo se eu tocar fraquinho, o teclado vai reproduzir velocities elevados.

Se a curva for “pesada”, significa que para atingir um velocity elevado (mais próximo a 127), preciso pressionar mais forte.

Note off

Quando você solta uma tecla, uma mensagem também é disparada. Trata-se do “note off”. Essa mensagem garante que a nota que foi tocada, será interrompida.

Igualmente a mensagem anterior, o “note off” envia notevelocity.velocity, nesse caso, corresponde a velocidade em que a nota foi liberada.


Esses conceitos podem ser facilmente vistos abrindo um arquivo .mid em algum software sequenciador que possua um piano roll.

A figura abaixo mostra o usuário acessando o piano roll de uma sequência MIDI na DAW Presonus Studio One. Cada caixinha azul no quadro representam as notas que foram executas tem um determinado tempo. O início de cada caixinha é o note on, o final de cada caixinha é o note off.

Piano Roll do Presonus One

Piano Roll do Presonus One

Nesse outro exemplo, temos o piano roll da DAW Ableton Live. Na parte inferior da tela, o gráfico mostra o nível de velocity de cada nota executada.

Piano Roll do Ableton Live

Piano Roll do Ableton Live

Aftertouch e Pitchbend

Aftertouch está presente em alguns teclados. Consiste na força contínua na tecla realizada imediatamente após a batida da mesma. O objetivo do aftertouch é causar alguma expressão e pode ser interpretado de várias maneiras pelo instrumento alvo (que recebe as mensagens) para alterar o volume, timbre, vibrato… O aftertouch pode ir de 0 a 127.

pitchbend é um controle que você encontra na maioria dos teclados. Trata-se da “roda” ou pequena “alavanca” que geralmente está ao lado esquerdo do teclado. Como o nome já diz, o objetivo do pitchbend é variar o pitch, isto é, a altura do som. Essa variação é contínua e pode ser de menos de um semitom – o tamanho da variação pode ser configurado no instrumento alvo. O pitchbend pode ir de 0 a 127, sendo que a posição inicial é 64.

Pitchbend

Pitchbend

Controllers

As mensagens de controle são imprescindíveis para garantir autonomia e fidelidade na execução dos instrumentos virtuais. A maioria dos teclados disponibilizam uma série de controles, isto é, todo apetrecho que pode ser parametrizado. Cada controle é atribuído com um número que vai de 1 a 127.

Existem alguns controles já padronizados para a maioria dos teclados e instrumentos virtuais. Convencionalmente, utiliza-se o prefixo “CC” para indicar um controle. Segue uma lista dos controles padrões:

  • CC1Modulation (modulation wheel): “roda de modulação” – geralmente causa vibrato ou tremolo nos intrumentos alvo.
  • CC7 – Volume
  • CC11 – Expression (expression pedal) – utilizado para pedal de expressão – geralmente associado ao volume do instrumento alvo
  • CC64 – Sustain (sustain pedal)

Para ver uma tabela mais completa, clique aqui.

Em alguns instrumentos virtuais (VSTi) é possível atribuir controles aos parâmetros do instrumento. No Kontakt, por exemplo, é possível atribuir um controller a qualquer parâmetro na tela do instrumento. Isso é possível clicando bom o botão direito e indo em learn CC#. Ao acionar o controle (seja um knob, fader, pedal…) no teclado, o Kontakt vai fazer a associação automaticamente.

Canais MIDI

É de suma importância entender os canais MIDI. O protocolo atual suporta até 16 canais por onde trafegam as mensagens.

Os canais permitem enviar mensagens MIDI para diferentes instrumentos de forma simultânea. Você pode atribuir, por exemplo, o piano no canal 1, strings no canal 2 e bateria no canal 10.

Os equipamentos, geralmente, permitem configurar os canais de entrada (recepção – RX) e de saída (transmissão – TX).

Se você tem um teclado controlador que está ligado a outro instrumento, você deve conhecer o canal de saída do teclado controlador, bem como, o canal de entrada no outro instrumento. Se você configurar o controlador para enviar no canal 1, você deve garantir que o outro instrumento esteja configurado para receber no canal 1.

Os softwares sequenciadores, bem como, as DAWs, possuem pistas (tracks) MIDI. Normalmente, você configura o canal de entrada para cada pista.

Em VSTi’s, como Kontakt, é possível selecionar o canal de entrada (Midi Ch) para cada instrumento carregado. Veja a imagem:

Instrumento carregado no Native Instruments Kontakt – troca do canal MIDI de entrada

As DAW’s específicas para performances ao vivo costumam oferecer a opção de mapear os canais. Dessa forma, é possível personalizar a distribuição dos canais entre os instrumentos virtuais dentro do software. Se, por exemplo, o teclado controlador enviar mensagens apenas para o canal 1, você pode configurar a DAW para que um instrumento específico reproduza o canal 1 nos canais 1, 2 e 3. Veja dois exemplos de mapeamento:

Esquemas de conexão MIDI para softwares DAW

Esquemas de conexão MIDI para softwares DAW

No primeiro esquema, só há um teclado. Ele envia todas mensagens através do canal 1. A DAW possui dos VSTi’s carregados e para cada instrumento é permitido realizar um mapeamento. No VSTi 1, entra o canal 1 que é reproduzido para os canais 1 e 2 do VSTi. No VSTi 2, entra o canal 1 que é reproduzido para os canais 1 e 10 do VSTi.

No segundo esquema, existem dois teclados: A e B. O teclado A envia mensagens para dois canais, 1 e 2; o teclado B envia mensagem somente para o canal 1. No VSTi 1, o mapeador recebe o canal 1 e o reproduz para os canais 2 e 4. Já no VSTi 2, o mapeador recebe no canal 2 do teclado A e envia para o canal 1 do VSTi 2. O VSTi 3 recebe no canal 1 e envia para os canais 3 e 9.

A ideia nesses esquemas de mapeamento, dentro de softwares DAW, é misturar timbres entre VSTi’s. Veja aqui uma postagem sobre misturar timbres em teclados.

Mapeamento de canal MIDI no Brainswpan Forte

Mapeamento de canal MIDI no Brainswpan Forte


Muito bem! Agora que você já tem uma noção, recomendo que você instale uma DAW em seu computador e comece a experimentar. Por isso, quero deixar aqui algumas dicas de programação MIDI.
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5 dicas imperdíveis de programação MIDI e instrumentos virtuais (VSTi)

1 – Explore os diversos tipos de controladores MIDI

Existem muitos tipos de controladores MIDI (para ver uma lista de teclados controladores, acesse esta postagem). O teclado controlador ainda é o mais comum, mas também existem os controladores de pad, baterias eletrônicas  e ferramentas avançadas como os teclados Komplete Kontrol da NI com modos especiais de MIDI.

Controladores MIDI

Controladores MIDI

2 -Utilize plugins e processadores MIDI em sua DAW

Mesmo que você esteja apenas usando um simples teclado controlador, existem diversos plugins e processadores MIDI dentro de sua DAW que podem ajudar a criar combinações mais ricas e complexas. Um exemplo é o plugin “compressor” que permite ajustar os valores de velocity ao longo de sua trilha MIDI. Outro processador muito interessante e últil é o “quantize” que realizar um ajuste exato das notas no tempo.

MIDI quantize

MIDI quantize no Logic

3 – “Nunca entre em pânico”

Esse é apenas um trocadilho para falar sobre uma função presente na maioria dos instrumentos virtuais, DAW’s e controladores MIDI: panic! O comando serve para dar um “reset” nas mensagens MIDI, o que é muito útil em casos de paradas inesperadas que deixam “notas sobrando” na sequência MIDI.

4 – Explore as curvas sensitivas de seu teclado

Muitos instrumentos virtuais são “mal julgados” por não haver uma execução adequada. Os VSTi’s costumam oferecer variações do timbre de acordo com o velocity. Às vezes, para causar realismo e uma boa expressão, é necessário alterar a curva de velocity do seu teclado. Em timbres de piano, por exemplo, uma curva pesada (HARD) faz todo a diferença!

 

Curvas de "velocity"

Curvas de “velocity”

5 – Procure por teclas de “articulação”

Alguns VSTi’s que buscam imitar instrumentos reais, disponibilizam teclas de articulação. São teclas que não reproduzem som, mas alteram o timbre. No exemplo abaixo, as teclas mais baixas alternam entre técnicas e articulações do violino.

Teclas de Articulação em um Sampler de Violino para Kontakt

Teclas de Articulação em um Sampler de Violino para Kontakt

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Referências

http://www.philrees.co.uk/articles/midimode.htm

http://www.instructables.com/id/What-is-MIDI/

http://www.rolandmusiced.com/spotlight/article.php?ArticleId=1040

https://ask.audio/articles/5-mistakes-to-avoid-when-using-midi-virtual-instruments/don-rsquo-t-ignore-the-bottom-of-the-keyboard#article


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Sobre o autor

Jônatas Castro

Jônatas é casado, servo de Cristo, bacharel em Ciência da Computação, pianista, tecnologista, analista e arquiteto de sistemas e empreendedor.