MIDIとは?

MIDI(Musical Instrument Digital Interface)は、1980年代に開発されたプロトコルで、電子楽器と他のデジタル音楽ツールが相互に通信できるようにします。 MIDI自体は音を発しません。「ノートオン」、「ノートオフ」、「ノート/ピッチ」、「ピッチベンド」などの一連のメッセージにすぎません。 これらのメッセージはMIDIインストゥルメントによって解釈され、サウンドが生成されます。 MIDI機器は、ハードウェア(電子キーボード、シンセサイザー)またはソフトウェア環境(ableton、ガレージバンド、デジタルパフォーマー、ロジックなど)の一部です。

MIDIの利点は次のとおりです。

コンパクト -曲全体を数百のMIDIメッセージ内に保存できます(1秒間に数千回サンプリングされるオーディオデータと比較して)

音符の修正/操作が簡単-ピッチ、デュレーション、その他のパラメーターを再録音せずに変更

楽器の変更 -MIDIは演奏するノートのみを記述します。これらのノートを任意の楽器に送信して、コンポジションの全体的なサウンドを変更できます。

ステップ1:ノートオン、ノートオフ、ベロシティ

MIDIメッセージの生成に使用される最も一般的なツールは、電子キーボードです。 これらのメッセージは、キーボード内のデジタルシンセサイザーにルーティングされるか、コンピューターのような他のMIDI機器にパッチされます。

キーが押されると、キーボードは「 ノートオン 」メッセージを作成します。 このメッセージは2つの情報で構成されています。どのキーが押されたか(「ノート」と呼ばれます)および押された速度(「ベロシティ」と呼ばれます)。

Note 」は、押されたキーのピッチを0〜127の値で説明します。NYUのWebサイトから図2のテーブルをコピーしました。 MIDIノート60がミドルC(C4)であることがわかります。

Velocity 」は、MIDIノートのボリューム(ゲイン)を表すために通常使用される0〜127の数値です(ベロシティが大きい=大きい)。 楽器ごとに異なるベロシティが異なる音色を作り出すこともあります。 たとえば、MIDIフルートは、より高速で摩擦が強くなり(誰かが強く吹き込んでいるかのように)、より低い速度ではより正弦波/クリーンに聞こえます。 また、ベロシティを高くすると、MIDI楽器のアタックが短くなります。 アタックとは、音がゼロから最大音量になるまでにかかる時間の測定値です。 たとえば、スタッカートの音を速く演奏するバイオリンは、長く持続する音よりも必然的に速く攻撃する必要があります。
覚えておくべきこと-すべてのキーボードがベロシティセンシティブであるわけではありません。キーをどれだけ強く叩いてもキーボードの音に違いがない場合、その楽器から可変ベロシティ情報を送信していません。 コンピューターのキーボードはベロシティの影響を受けません。コンピューターのキーを使用してソフトウェアシーケンサーでノートを演奏している場合、すべてのノートのベロシティは同じになります。

キーが離されると、キーボードは別のMIDIメッセージ、「 ノートオフ 」メッセージを作成します。 これらのメッセージには、正しいMIDIノートの終わりを知らせる「ノート」情報も含まれています。 この方法では、2つのキーを同時に押してから1つを離すと、ノートオフメッセージは両方のノートの終わりではなく、リリースした方だけを知らせます。 ノートオフメッセージには、キーを放した速さに基づいたベロシティ情報が含まれることもあります。 これにより、MIDIインストゥルメントに、音をどれだけ速く減衰させるべきかがわかります。

図1は、これらのMIDIメッセージがMIDIシーケンスソフトウェア環境(この場合はGarageBand)で通常どのように表されるかを示しています。 シーケンス内の各ノートは、ノートオンメッセージによって開始され、ノートオフメッセージで終了します。 GarageBandでは、メッセージのノートに添付されているベロシティは、ノートの色で表されます。 上のこの画像では、高速のノートは白で、低速のノートは灰色です。

図3と4は、Abletonで録音されたMIDIノートを示しています。 繰り返しますが、ノートオンメッセージに関連付けられているベロシティは、MIDIノートの色で表されます。 また、速度は画面下部の上部に円のある線で示されていることに注意してください。 MIDIノートの1つを選択すると、それに関連付けられたベロシティを確認できます。 図4では、D4ノートのベロシティは57です。

ステップ2:アフタータッチ、ピッチベンド、チャンネル、その他の追加のMIDIメッセージ

MIDIキーボード/コントローラーは、次のMIDIメッセージも生成する場合があります。

アフタータッチ 」は、キーが最初に打たれた後にキーを押すのに使用される力です。感圧性と考えてください。 ベロシティと同様に、アフタータッチの範囲は0〜127です。アフタータッチは、MIDI楽器によってさまざまな方法で解釈されます。 ボリューム、音色、ビブラートに影響を与える可能性があります...アフタータッチでどのような表現を実現できるかを把握するには、独自のセットアップを試す必要があります。 すべての電子キーボードがアフタータッチメッセージを生成できるわけではなく、すべてのMIDI楽器がそれらをサポートしているわけではないことに注意してください。 GarageBand内のMIDI機器はアフタータッチをサポートしていませんが、Ableton、Reasonなどのより洗練されたソフトウェアのMIDI機器の多くはサポートしています。 ベロシティと同様に、アフタータッチメッセージには常にメモが関連付けられています。つまり、キーごとに個別のアフタータッチメッセージを送信できます。
ウィキペディアには、アフタータッチやベロシティなど、さまざまな種類のキーボード表現に関する優れた記事があります。

また、MIDIキーボードにピッチベンドホイール/スライダーを接続することもできます。これにより、現在演奏しているノートのピッチが半音未満でシフトします。 ピッチベンドホイール/スライダーは、おそらく0-127(64 =ピッチベンドなし)のピッチベンド値を生成しますが、一部の高解像度デバイスは0-16, 383(8192 =ピッチベンドなし)の値を生成します。 ピッチベンドにはそれに関連付けられた音符がありません。つまり、ピッチベンドは演奏中のすべての音符に等しく適用されます。

MIDIメッセージは16の異なるチャンネルでも送信できます。 チャンネルは、特定のノートとメッセージを1つのMIDI機器に送信し、他のノート/メッセージを別のMIDI機器に送信するのに役立ちます。 通常、さまざまなサウンディングインストゥルメントに別々のMIDIチャンネルを使用してマルチトラックソングを作成します。チャンネル0はピアノの楽器、チャンネル1はギターサウンドになります。

以下に、他の(あまり一般的ではない)MIDIメッセージのタイプをいくつか示します。
パッチの変更 -MIDIコントローラーからMIDIインストゥルメントを変更できます(つまり、演奏中にバイオリンサウンドからピアノサウンドに変更する)
連続コントローラー -連続コントローラー(スライダーなど)をある種のMIDIエフェクト(リバーブ、ビブラート、フィルター、ボリュームなど)に割り当てることができます。
チャンネル圧力 -アフタータッチに似ていますが、チャンネル内のすべてのノートに適用されます。 これは通常、個々のキーごとに1つではなく1つの圧力センサーしか必要としないため、アフタータッチの安価な代替手段として使用されます。

ステップ3:録音されたMIDIの編集

イントロで述べたように、MIDIで録音することの素晴らしい点は、事後に録音を編集するのが非常に簡単であることです。 上記の画像は、AbletonでMIDIシーケンスを編集した方法を示しています。他のほとんどのソフトウェア環境も同様に設定されています。

MIDIノートを選択します(図1)。 関連するベロシティをドラッグして変更します(図2と3は、MIDIノートのベロシティを127から41に変更します)。 MIDIノートを上下にドラッグしてピッチを変更します(図4はノートをAからA#にシフトします)。 MIDIノートの最初と最後をドラッグして、その持続時間を長くしたり短くしたりできます(図5と6)。 再生に使用しているMIDIインストゥルメントを変更することにより、MIDIレコーディングの雰囲気を実際に変更できます。 図7と8では、MIDI楽器を木琴から「レトロレイブ」と呼ばれるシンセパッドに変更しました。

アフタータッチ、ピッチベンド、チャンネル、その他のすべてのMIDIデータをポストで変更することもできますが、これらのインターフェイスはプログラムごとに異なるため、ここでは詳しく説明しません。

ステップ4:MIDIプロトコルとマイクロコントローラー

このインストラクタブルは、MIDIプロトコルの詳細と、ArduinoをプログラミングしてMIDIを送受信する方法の詳細、MIDIとArduinoインストラクションを確認するための、MIDIの背後にある概念の紹介です。

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