1.1. Was ist MIDI ?
    1.2. Was kann MIDI ?
    1.3. Wie funktionieren MIDI Controller/Messages ?
    1.4. Was bedeuten SMF,GM,GS und XG ?
 
    Tabelle 1:  Channel Messages
    Tabelle 2:  System Exclusiv Messages
    Tabelle 3:  System Common Messages
    Tabelle 4:  System Real-Time Messages
    Tabelle 5:  MIDI Controller (control changes)
    Tabelle 6:  MIDI Notennummern, dezimale und hexadezimale Darstellung
    Tabelle 7:  GM Standard Instrument Map
    Tabelle 8:  GM Drum Map
 
 

 
1.1. Was ist MIDI ?

    MIDI steht für "Musical Instrument Digital Interface", und wurde als Standard 1983 eingeführt.
    MIDI ist, grob gesagt, die Sprache mit der verschiedene Geräte (Keyboard,Synthesizer,Sampler,Sequenzer...)
    miteinander kommunizieren, oder vom Anwender in Echtzeit gesteuert werden.
    In einem normalen MIDI System können auf 16 unabhängigen MIDI Kanälen (engl. MIDI channel)
    MIDI Nachrichten (engl. MIDI messages) an bis zu 16 verschiedene Geräte gesendet werden.
    MIDI Nachrichten werden z.B. von einem MIDI-Keyboard an einen Klangerzeuger gesendet,
    um diesem mitzuteilen, welche Note(n) auf dem Keyboard gespielt werden und wie lange und wie fest die Taste(n)
    gedrückt werden (Wichtig: Es werden keine Töne per MIDI gesendet, nur digital codierte Steuerbefehle!).

    MIDI dient zur Echtzeitteuerung von Klangerzeugern und anderen Geräten.
    Mit MIDI kann man verschiedene Geräte,
    wie etwa Sequenzer, Synthesizer und Drumcomputer, synchron abspielen.
    Man kann sogar im synchronisierendem Gerät (Master) den Song vor- und zurückspulen wie bei einer Bandmaschine,
    und alle angeschlossenen, synchronisierten Geräte springen zur Songposition des Masters.
    Ein Sequenzer kann Arrangements von mehreren Instrumenten abspielen,
    aufnehmen, editieren und natürlich auch abspeichern.
    Es ist möglich mit einem Sequenzer MIDI Daten zugleich aufzunehmen und abzuspielen.
    So kann ein einzelner Musiker ein ganzes Orchester aus Synthesizern spielen,
    indem er zuerst nur ein Instument eines Stückes aufnimmt, und dannach,
    während das erste Instrument nun vom Sequenzer abgespielt wird,
    das zweite Instrument einspielt und so weiter...
    Die meisten MIDI Sequenzer Programme bieten Noten-, Listen- oder Drumeditoren,
    so daß umfangreiche Möglichkeiten zur Nachbearbeitung der aufgenommenen MIDI Daten bestehen.
    Per MIDI-Dump kann man Voreinstellungen von MIDI-Geräten (engl. presets) im Computer speichern
    und so den meist sehr begrenzten Preset Speicher des Gerätes umgehen.
    Natürlich kann man auch Presets vom Computer zu den Geräten senden,
    so können z.B. Synthesizer per MIDI-Dump zu neuen Sounds gelangen.

    Wie oben bereits erwähnt überträgt, MIDI keine Klänge, sondern allerlei codierte Parameter (messages).
    Grundsätzlich gibt vier verschiedene Arten von MIDI messages:
             -Channel Messages
                  heissen so, weil bereits in der Nachricht selbst der festgelegt wird, auf  welchem MIDI Kanal die Nachricht
                  übermittelt wird <siehe Tabelle 1>,
                  zu den Channel Messages zählen auch die MIDI Controller (engl. control changes) <siehe Tabelle 5>
             -System Exclusive Messages
                  auf System Exclusive Nachrichten (Sysex) reagieren nur die in der Nachricht addressiertem MIDI Geräte,
                  andere Geräte ignorieren die Nachricht <siehe Tabelle 2>
             -System Common Messages <siehe Tabelle 3>
             -System Real-Time Message <siehe Tabelle 4>
 

    Beispiel 1(Note G3 auf MIDI Kanal 1):    91 2B 7F    81 2B 4D

    Wenn die Taste G3 eines Keyboards gespielt wird,
    wird bei Tastendruck eine "Note on" message gesendet (91 2B 7F),
    gefolgt von einer "Note off" message (91 2B 4D), die beim Loslassen der Taste ausgelöst wird.
    Note on/off messages gehören zu den Channel Messages <Tabelle 1>,
    sind je drei bytes lang und enthalten folgende Werte:
             Statusbyte
             MIDI Kanal
             Notenwert
             Anschlagdynamik (engl. note on velocity)
             Loslassdynamik (engl. release or note off velocity)
             Notenlänge

    -Alle MIDI messages beginnen mit einem "Statusbyte", das die Art der message bestimmt
    -Die MIDI Kanal Nummer legt fest, auf welchem Kanal die message gesendet wird.
    -Die Notennummer gibt wieder, welche Note gespielt wurde.
    -Die Anschlagdynamik gibt die Geschwindigkeit an, mit der die Taste gedrückt wurde.
    -Die Loslassdynamik gibt die Geschwindigkeit an, mit der die Taste losgelassen wurde.
    -Die Zeit für die die Taste am Keyboard gedrückt blieb,entspricht genau der Zeit,
     die zwischen den beiden messages vergeht, und bestimmt somit die Notenlänge.

                      Statusbyte (9=Note on, siehe Tabelle 1)
                         |    Notennummer (2B ist hexadezimal für 43, entspricht G3, siehe Tabelle 6)
                         |      |
                        91  2B  7F
                           |          |
                           |         Wert der Anschlagdynamik (in hex,7F=127)
                       MIDI Kanal Nummer (in hex)
 

                      Statusbyte (8=Note off, siehe Tabelle 1)
                         |    Notennummer (2B ist hexadezimal für 43, entspricht G3, siehe Tabelle 6)
                         |      |
                        81  2B  4D
                           |          |
                           |         Wert der Loslassdynamik (in hex,4D=77)
                       MIDI Kanal Nummer (in hex)
 
 

        Beispiel 2 (Programmwechsel zu Program 27 auf Kanal 11):    CB 1B

                      Statusbyte (C=Program Change, siehe Tabelle 1)
                       |     Programmnummer (1B ist hexadezimal für 27)
                       |       |
                      CB  1B
                         |
                     MIDI Kanal Nummer (in hex)

    Es gibt natürlich weit mehr Kontrollmöglichkeiten als Noten an und aus zu schalten,
    oder Programme zu wechseln.
    <Tabelle 5> gibt einen Überblick über die genormten MIDI Controller,
    mit denen man in Echtzeit auch andere Parameter steuern kann.

1.4. Was bedeuten SMF, GM/GS und XG ?
 
    Wie bereits erwähnt, kann ein Musiker mit seinem Sequenzer seine Arrangements speichern.
    Allerdings benutzten verschiedene Sequenzer verschiedene Dateiformate zum speichern,
    die nicht zueinander kompatibel waren.
    Deshalb wurde ein einheitlichles Format für MIDI Songs entwickelt,
    SMF (engl. Standard MIDI File), so daß Songs zwischen verschieden Sequenzern ausgetauscht werden konnten.
    Unter anderem enthalten diese gespeicherten MIDI files auch die Information, welche Soundbänke und
    welche Programme auf den einzelnen MIDI Kanälen gespielt werden sollen (bank select/program change).
    Vor der Einführung von GM (General MIDI) gab es aber keine Norm für diese Soundbänke und Programme,
    was also bedeutete, daß verschiede Synthesizer völlig verschiedene Instrumente auf den gleichen Bank/Programm
    Plätzen wiedergaben.
    Ein Austausch von MIDI Songs zwischen zwei Musikern mit unterschiedlichem Synthesizern war also unmöglich,
    bzw. hätte der selbe Song völlig verschiede Klänge (Instrumente) bei den verchiedenen Synths benützt.
    Um Klangkompatibilität von verschiedenen Geräten zu erreichen, wurde GM eingeführt.
    Als eine Erweiterung des MIDI Standards legt GM 128 Soundprogramme fest,
    die jeder GM kompatible Klangerzeuger wiedergeben können muß und die bei jedem auf dem
    selben Programm Platz liegen (d.h. jedes GM Gerät spielt z.B. auf Programm 14 das Xylophon).
    <Tabelle 7>
    Desweiteren muß ein GM Klangerzeuger mindestens 24fach polyphon sein und fähig,
    auf allen 16 Kanälen zugleich MIDI zu empfangen (16-facher Multimode).
    Drums müssen einer speziellen Anordnung folgen und standardmäßig Kanal 10 belegen.
    <Tabelle 8>
    GS (Roland) ist zu GM kompatibel, bietet aber noch mehr Möglichkeiten, u.a. :
        - 9 verschiedene Drumkits
        - Hall und Chorus Effekt
        - 33 Special Effect Sounds
    XG (Yamaha) ist sowohl zu GM als auch GS kompatibel, bietet noch weitere Funktionen,
    auf die ich hier aber nicht weiter eingehen will.