Il protocollo Midi

Il M.I.D.I. (Musical Instrument Digital Interface) è un protocollo di trasmissione seriale di dati alla velocità di 31250 bit al secondo.
Tali dati Midi vengono trasmessi uno dopo l'altro (in modo seriale, in sequenza), e ricevuti dal dispositivo ricevente nell'ordine sequenziale in cui sono stati trasmessi.
Un insieme di due o tre byte, previsto dal protocollo Midi e corrispondenti a un elemento costitutivo di un brano musicale, rappresentano un Messaggio Midi. Ogni Messaggio Midi è anche considerato un Evento musicale Midi, in quanto esso "accade" nel tempo.

Byte di Stato e byte di Dati

Si è detto che ogni Messaggio Midi è costituito da due o tre byte. Va precisato che riguardo al significato dei byte, costituenti il Messaggio Midi, essi vanno considerati considerati, e non come un unico valore numerico formato da due o tre byte. Pertanto ogni singolo byte del Messaggio Midi apporta una propria specifica informazione.
Da ciò deriva che ogni signola informazione è scritta utilizzando i valori rappresentabili da 8 bit (un Byte), ossia da 0 a 255 per un totale - come si sa - di 256 combinazioni possibili.

Il primo byte costituente il Messaggio Midi è chiamato byte di "Stato" (ma anche Messaggio di Stato); il seguente o i seguenti sono chiamati byte di "Dati" (ma anche Messaggio di Dati).
Pertanto la sequenza di invio da un dispositivo Midi trasmittente a un altro ricevente avviene in sequenza come mostrato:

|PORTA |                                                                  |PORTA  |
|USCITA|---> 2° Byte di Dati ---> 1° Byte di Dati ---> Byte di Stato ---> |ENTRATA|
|Midi  |                                                                  |Midi   |

Il primo Byte a uscire dal dispositivo Midi trasmittente è il Byte di Stato, poi esce il 1° Byte di Dati e infine esce il 2° Byte di Dati. Analogamente, il primo Byte a entrare nel dispositivo Midi ricevente è il Byte di Stato, poi entra il 1° Byte di Dati e infine il 2° Byte di Dati.

I byte di Stato e i byte di Dati strutturalmente si differenziano per l'ambitus di valori rappresentati dal loro Byte. In particolare i byte di Stato utilizzando i valori da 128 a 255, mentre i byte di Dati utilizzano i valori compresi tra 0 e 127.
Ciò significa che nei byte di Stato il bit più significativo ^{[nota 1]} è sempre posto a 1, mentre nei byte di Dati il bit più significativo è posto sempre a 0 .

Il byte di Stato

Il Byte di Stato informa in dispositivo ricevente sul tipo di Messaggio (sulla sua funzione) e sul Canale al quale appartiene.
Per conferire queste due informazioni, il Byte di Stato divide in tre gruppi i bit costituenti il suo Byte, come appresso specificato:

1 b b b b b b b

Il primo bit, sempre posto a 1, specifica che si tratta genericamente appunto di un Byte di Stato.
I seguenti tre Byte sono utilizzati per definire il tipo di Messaggio Midi di appartenenza.
Gli ultimi quattro bit specificano il Canale, al quale il Messaggio Midi appartiene.
Va però detto che il tipo di Messaggio Midi è comunque definito sulla base dei primi 4 bit più significativi appartenenti al Byte di Stato, ossia che il valore che specifica il tipo di Messaggio Midi comprende anche il bit più significativo.

Il Canale Midi

Il Canale Midi è un'impostazione presente in ciascun evento Midi che permette a un dispositivo, sintonizzato ^{[nota 2]} su un determinato Canale, di filtrare gli eventi Midi elaborando soltanto quelli appartenenti a quel Canale. ^{[nota 3]}

Esempio di byte di Stato

Mostriamo un esempio di byte di Stato:

1 0 0 1 1 0 0 1

I bit suddetti specificano che è un Byte di Stato, che individua un Messaggio Midi di tipo "Note-On", appartenente al Canale "10". il valore complessivo associato a questo esempio di Byte di Stato è pertanto "&h99".

Il Byte di Dati

I Byte di Dati apportano informazioni fondamentali aggiuntive di dettaglio associate al Messaggio Midi inviato. I Messaggi Midi - a seconda del tipo - possono avere uno o due Byte di Dati.
Come è stato già detto, nel Byte di Dati il bit più significativo è sempre posto a 0. Pertanto il Byte di Dati può assumere esclusivamente valori compresi fra 0 e 127.

Tipologia dei Messaggi Midi

Ogni Evento (Messaggio) Midi è considerato un elemento fondamentale nella dinamica musicale, o perché costitutivo del brano (si pensi ad esempio all'esecuzione di una nota), o perché influenza in modo determinante l'esecuzione musicale (si pensi ad esempio allo strumento utilizzato).

I Messaggi Midi si suddividono secondo la seguente tipologia:
Channel Voice Messages;
Channel Mode Messages;
System Common Messages;
System Real Time Messages;
System Exclusive Messages.
In questa pagina prenderemo inconsiderazione solo i Channel Voice Messages e i System Exclusive Messages.

Per comprendere meglio l'associazione dei valori ai singoli Byte (di Stato e di Dati) appartenenti essenzialmente ai Messaggi Midi, è opportuno immaginare l'azione del dito di un esecutore su un pianoforte o su una tastiera elettronica con tasti dinamici.

I Messaggi Channel Voice

I Messaggi Midi di tipo Channel Voice sono:

Note Off

Il Messaggio di Note Off viene inviato per istruire che la l'esecuzione di una nota, precedentemente attivata, deve essere disattivata. Facendo l'esempio del pianoforte, il Messaggio Midi di Note Off corrisponde in sostanza all'istruzione di rilasciare un tasto ancora premuto.

Il suo Byte di Stato, a seconda del Canale attribuito, può assumere valori da &h80 a &h8F.
Il primo Byte di Dati individua il numero di nota, che deve ovviamente corrispondere al numero di una nota la cui esecuzione sia stata precedentemente attivata.
Il secondo Byte di Dati rappresenta la Velocità (Velocity) di pressione può essere posto a 0.
Va detto che il Messaggio Midi di Note Off corrisponde sostanzialmente al Messaggio Midi di Note On con il valore del secondo Byte di Dati posto a 0.

Esempio di Messaggio di Note Off:

80 48 00

Note On

Il Messaggio di Note On viene inviato per istruire di attivare una determinata nota. Nell'esempio del pianoforte il Messaggio Midi di Note On corrisponde all'istruzione di premere un tasto.

Il suo Byte di Stato, a seconda del Canale attribuito, può assumere valori da &h90 a &h9F.
Il primo Byte di Dati individua il numero della nota che deve essere attivata.
Il secondo Byte di Dati rappresenta la Velocità (Velocity) di pressione può assumere un valore da 0 a 127. Come già accennato sopra, il Messaggio Midi di Note On con il valore del secondo Byte di Dati posto a 0 corrisponde in sostanza a un Messaggio Midi di Note Off.
Più in particolare la Velocità rappresenta la velocità con cui un tasto del pianoforte viene premuto. ^{[nota 4]}

Esempio di Messaggio di Note Off:

90 48 64

Polyphonic Key Pressure

Il Messaggio di Polyphonic Key Pressure, anche chiamato Aftertouch Polyphonic, rappresenta l'ulteriore pressione che si assegna a una o più note già attivate mediante il Note On.

Il suo Byte di Stato, a seconda del Canale attribuito, può assumere valori da &hA0 a &hAF.
Il primo Byte di Dati individua il numero della nota la nota oggetto dell'effetto dell'Aftertouch.
Il secondo Byte di Dati rappresenta il valore di Aftertouch Polyphonic aggiuntivo da eseguire.

Esempio di Messaggio di Note Off:

A0 48 80

Control Change

Il Messaggio di Control Change attribuisce .......

Program Change

......

Channel Pressure

Il Messaggio di Channel Pressure, anche chiamato Channel Aftertouch, viene inviato quando c'è un cambiamento nella pressione generale applicata a tutte le note di un canale e non solo su una singola o singole note.

Questo Messaggio Midi è costituito soltanto da 2 byte.
Il suo Byte di Stato, a seconda del Canale attribuito, può assumere valori da &hD0 a &hDF.
Il primo (e unico) Byte di Dati rappresenta il valore di Channel Aftertouch aggiuntivo da eseguire.

Pitch Wheel

......

Note

[1] Il bit "più significativo" è quello più a sinistra all'interno del Byte, e al quale è associato il valore 128:

1 0 0 0 0 0 0 0

[2] In generale quando un dispositivo è impostato per elaborare soltanto le informazioni assegnate a uno specifico Canale, si parla di " sintonizzazione ". Così, se il dispositivo è impostato per prendere in conderazione i dati appartenenti al Canale 3, si dice che tale dispositivo è sintonizzato sul Canale 3.

[3] L'eccezione a questa regola generale è la modalità "Omni": un dispositivo impostato per ricevere in modalità "Omni" accetterà e risponderà a tutti i Messaggi Midi indipendentemente dal numero del Canale, al quale il Messaggio è associato. La modalità "Omni" può essere impostata assegnando il valore &h7D al 1° Byte di Dati del Messaggio Midi di tipo "Control Change".

[4] Va precisato che la Velocità di pressione non corrisponde al volume del suono di una nota, il quale è definito mediante il valore &h07 del 1° Byte di Dati del Messaggio Midi di Control Change.

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