Introducción al MIDI

M.I.D.I. significa, por sus siglas en inglés, Musical Instrument Digital Interface, es decir, Interfase Digital para Instrumentos Musicales.
El sistema M.I.D.I. nace como un protocolo para comunicación entre instrumentos musicales, en el inicio de la década de los ochenta.
La idea original, era que desde un instrumento musical, digamos un teclado, podía tocarse simultáneamente otro instrumento, respondiendo a las mismas notas pero pudiendo tener timbres diferentes. La primera prueba al público de un sistema M.I.D.I (MIDI, en adelante) se hizo entre un sintetizador Yamaha DX7 y un sintetizador Prophet VS.

Ahora, ¿en qué se basó este sistema para no solo funcionar correctamente, sino permanecer hasta nuestros días?

La idea básica es muy simple. Digamos que tenemos un televisor.
Como sabemos perfectamente, un televisor tiene la capacidad de recibir señales diferentes, de canales diferentes, independientemente de dónde estén localizadas estas señales. Es decir, por ejemplo en España. La señal aérea Española es principalmente de 4 empresas: TVE, Antena 3, Tele 5 y Canal +. TVE transmite los canales 1 y 2, A-3 el canal 3. Canal + el canal 4 y Tele 5 el canal 5.

Pues este ejemplo da una clara idea de cómo funciona MIDI. Resulta que el sistema MIDI utiliza exactamente los mismos principios. En vez del televisor, ahora nuestro aparato "receptor" será un teclado, módulo o cualquier instrumento que reciba información MIDI, mientras que las estaciones de televisión, serán otros instrumentos MIDI que estan "mandando" una información por CANALES diferentes. Ahora, esto indica claramente que necesitamos esas vías de comunicación, que efectivamente son llamadas Canales MIDI. Pero antes de poder pasar a esos canales MIDI, vamos a ver físicamente cómo y por dónde pasa esta señal.
El sistema MIDI, además de necesitar los instrumentos musicales con los que va a trabajar, necesita cables de comunicación. Estos cables son llamados Cables MIDI. Un cable MIDI tiene en cada punta, un conector DIN, de 5 Pines, y tiene el siguiente aspecto en cada terminal. Estos cables se insertan en los instrumentos que tengan incorporado el sistema, pero es muy importante tomar en cuenta que hay 2, y a veces hasta 3 tipos de entradas MIDI en los instrumentos, así que posteriormente veremos cuáles son estas entradas y para qué sirven.
Canales MIDI
Teniendo como consideración que el sistema MIDI utiliza canales para transmitir su información o recibirla, debemos dar los parámetros que tiene este protocolo para saber hasta dónde llegan estas capacidades. MIDI puede transmitir su información hasta por 16 canales por cada instrumento.

Esto es, un teclado por ejemplo, podrá transmitir los sonidos que emite a 16 canales diferentes, con lo que tenemos 3 posibilidades:

A) 16 instrumentos MIDI podrían recibir cada uno un canal y con esto tener 16 timbres diferentes del mismo tono.
B) Un instrumento conectado al que genere los 16 canales tiene la posibilidad de recibir la información por cualquiera de los canales que se elija.
C) Varios instrumentos recibirán en el canal que se desee, la información que venga de un canal en particular, sin afectar los canales que se estén enviando a otro instrumento en el mismo momento.

Esto genera una gran variedad de posibilidades para poder hacer diferentes tipos de conexión, y permite al músico elegir desde un principio, la instalación más adecuada dependiendo del tipo de trabajo que tiene que realizar con su equipo. Y precisamente para este juego de posibilidades, cada instrumento MIDI tiene las siguientes "salidas" y "entradas" físicas (con la parte hembra del cable tipo DIN) en él:

Tabla de entradas y salidas en un instrumento MIDI

En un sistema MIDI convencional, existen 3 opciones dónde conectar señal: IN, OUT y THRU. No es obligatorio que aparezcan en todos los instrumentos MIDI las 3 conexiones, pues algunos instrumentos MIDI no requieren alguna de ellas. Otros instrumentos en cambio, tienen la particularidad de contar con 2 o más conexiones de un tipo, o de una conexión, convertirse a cualquiera de las 3 opciones automáticamente.

Ahora lo importante es saber cómo y porqué se conectan en lugares específicos 2 o más instrumentos MIDI.

MIDI se basa en un concepto muy simple: Para poder hacer válido el sistema, necesita haber la existencia de por lo menos 2 instrumentos MIDI conectados. Y esto nos lleva a una simple "ley" para usar MIDI.

En un sistema MIDI siempre debe haber un AMO y uno o varios ESCLAVOS. Esto es, que si dos instrumentos están conectados, necesitamos que uno de ellos sea el amo, el que manda las señales, y otro el esclavo, el que recibe y obedece a todas y cada una de las indicaciones del primero. Para esto, el instrumento 1, o amo, necesita un cable insertado en la conexión OUT (porque los datos van a salir de él) y este cable debe ser llevado al instrumento 2, o esclavo, a la conexión IN (porque los datos los va a recibir). Pero aquí hay una observación muy importante. El amo y el esclavo, para poder estar comunicados, necesitan estar en el mismo canal MIDI Esto, gráficamente, se representa así:

De esta forma, si tenemos un teclado que va a funcionar como amo, y un módulo que va a estar conectado como esclavo, para lograr que el módulo suene con las notas que el amo va a mandarle, los dos instrumentos deberán estar en, digamos, el canal 2 MIDI.

En este caso el amo deberá estar en el canal 2 de transmisión (MIDI OUT) y el esclavo en el canal 2 de recepción (MIDI IN)

Es muy importante revisar que esta última indicación esté activa, pues de otra forma, el amo y el esclavo no se podrán comunicar aunque la instalación física esté correcta.


Polifonía, Multitimbres y Multicanal.

Las funciones de los instrumentos MIDI son muy diferentes, y aunque todos ellos se basan en el mismo principio, al tener usos en particular, cada uno explotará cierto elemento, ya sea de salida o entrada de datos, o un tipo de conexión en especial. Pero al haber nacido este sistema de los instrumentos musicales de tecla, debemos de profundizar en algunos aspectos que lograrán que entendamos mejor los conceptos que vendrán a colación más adelante.
Como se dijo en un principio, todo el problema que trataba de resolver el sistema MIDI se basaba en lograr que un instrumento MIDI lograra mandar los datos de notas tocadas en él, a otro instrumento, y que ambos sonaran en un mismo momento, con las mismas notas, aunque con la posibilidad de usar timbres diferentes. Sin embargo, la arquitectura de cada sintetizador en esa época permitía un límite determinado de notas tocadas simultáneamente. Ese número de notas era dado por el número de osciladores que tuviera el sintetizador, así que una de las metas era lograr que al juntar 2 sintetizadores, además de obtener texturas nuevas, se lograran mayor número de osciladores con el mismo número de notas tocadas.

Como ejemplo: El Yamaha DX7 sólo puede tocar 8 notas simultáneamente. A esta característica se le llama Polifonía. El Sequential Prophet VS solo tiene una polifonía de 6 notas. Si se toca un acorde de 3 notas, digamos do, mi y sol, al DX7 le quedarían 5 notas de polifonía, mientras al Sequential le quedarían solo 3. Sin embargo, el sonido sería "gordo" con una consistencia mucho más profunda que tocar únicamente el DX7 o el sequential por un lado. Como se puede ver en este ejemplo, los sintetizadores carecían de una polifonía potente. Los sintetizadores actuales, tienen una polifonía de 32 y hasta 64 notas, lo que, como veremos mas adelante, no significa que se tengan que tocar con ambas manos hasta ese número de notas simultáneas. De esta manera, concluimos lo siguiente:

La Polifonía es la capacidad de un instrumento MIDI de tocar un cierto número de notas simultáneamente.

De la misma forma, los sintetizadores carecían de la capacidad de tocar 2 o más timbres simultáneamente. Pongamos otra vez de ejemplo al DX7. Si tuviésemos un sonido de cuerdas, en todo el teclado del DX7 el único sonido que tendríamos sería ese. Si cambiamos a piano eléctrico, todo el teclado sonaría con dicho instrumento. Esto causaba un problema para los que empezaron a acelerar el aprendizaje de MIDI, pues para tener varios timbres al mismo tiempo, necesitaban demasiados sintetizadores, lo que subía costos y en vivo no era nada práctico. Por ello, poco tiempo después, aparecen los primeros equipos Multitímbricos en el mercado, los que son capaces de reproducir al menos dos timbres al mismo tiempo, por ejemplo, un bajo eléctrico y un sonido de saxofón.

Estos equipos se volvieron muy cotizados, pues en un solo sintetizador, se podían reproducir varios instrumentos al mismo tiempo. Así que, con esta información, podemos decir que:

Un instrumento Multitímbrico es el que tiene la capacidad de reproducir 2 o más timbres simultáneamente vía MIDI.

Esta aseveración trajo como consecuencia inmediata dos detalles mas a agregar a la lista de nuevas demandas para los equipos que utilizaran MIDI. El primero, es el hecho de que al existir instrumentos con capacidad multitímbrica, aunque era cierto de que podían sonar al menos 2 timbres diferentes al mismo tiempo, también sucedía que tenían que sonar con las mismas notas que el instrumento amo les indicara. Pero, ¿y si dichos timbres eran, una flauta y un tambor? La textura puede resultar agradable, pero se desperdicia la sección rítmica y en un momento determinado se vuelve aburrido oír ambos sonidos todo el tiempo juntos. Así que se debía crear un sistema que lograra que el equipo efectivamente sonara los 2 timbres, pero que tuviera la capacidad de recibir en canales diferentes la información para que cada uno tuviera su uso particular, siguiendo el ejemplo, una flauta tocando la parte melódica, mientras que el tambor lleva una parte rítmica. A este tipo de instrumentos les llamamos Multicanal. De tal suerte, que podemos decir:

Un instrumento Multicanal, es el que puede recibir, al menos por 2 canales, diferente información MIDI, ya sea a uno o varios timbres.

Como dato de referencia, a la entrada de instrumentos multicanal, le viene acompañado la aparición de instrumentos con mayor polifonía.
Secuenciadores
Ahora, ya tenemos mayor polifonía, ya tenemos instrumentos multitímbricos y con recepción multicanal, ahora viene el segundo detalle al que nos referíamos anteriormente. La cuestión ahora es: Si ahora un solo equipo MIDI puede recibir varias instrucciones en diferentes canales, ¿quién le va a enviar tanta información simultáneamente?

Obviamente que la respuesta fue simple al inicio. Para más timbres, mas ejecutantes. Esto es, más músicos tocando más sintetizadores, con canales específicos de transmisión para dichos equipos multitímbricos. Pero la utilización se volvía poco práctica de nuevo. Había otra alternativa.

Mucho antes de que se desarrollara la tecnología MIDI, ya existían aparatos que trabajaban en conjunto con los viejos sintetizadores análogos, como el Moog, ARP, SYSTEM y todos esos cacharros que revolvieron al mundo desde la década de los 50. Estos aparatos que trabajaban desde entonces, eran los secuenciadores.

Un secuenciador, es un equipo electrónico que en cierto ciclo repite una serie de notas, pulsos, timbres o ruidos.

Como era cíclico, se podían dar perfectamente bloques que cuadraran en compases de 2, 4, 8 o lo que fuera musicalmente aceptado. El rock progresivo encontró estos equipos como una gran ayuda para el desarrollo de su música. A mediados de los 70, aparece un secuenciador, el Roland TR-707, que inició el camino para que después se integrara esta tecnología a MIDI. Este aparato lograba tener secuencias de arpegios (a lo que se le llamaba arpegiador), de líneas de bajo y opción de crear percusiones verdaderamente impresionantes. Esto lo hacía mediante métodos analógicos.

Usando este principio como modelo, aparecen los primeros secuenciadores, que tienen la capacidad de almacenar algunas notas en memoria, y repetirlas en el canal MIDI que el ejecutante las necesita. Se estaba muy limitado, pues había poco desarrollo en el campo de la "memoria" de las máquinas, así que no se podía pensar en ese momento que fuesen la solución de ningún problema, sino daban la oportunidad de hacer sonar esos equipos que ya contaban con opciones multitímbricas y multicanales.

Así que el primer gran salto, lo dan empresas como Roland, Yamaha y Korg, que aparecen, simultáneamente equipos que hacen secuencias, y que tienen capacidad MIDI, y también sintetizadores, con sus propios secuenciadores de 8 canales, para poder diseñar las primeras piezas completamente construidas mediante el sistema MIDI.

Sin embargo, nuevamente aparece la falta de recursos tecnológicos, pues no hay mucho espacio dónde guardar la información de una secuencia, y entonces, el mundo del MIDI se dirige a una solución muy práctica: Usar a las computadoras, como medio de almacenaje (por su mayor capacidad de memoria) y como secuenciadores (por su alta resolución matemática).

Desembocamos a este tema, pues sin que la computadora sea un instrumento musical, pronto se volvió el corazón de los sistemas MIDI, con sofisticados secuenciadores, como Performer de Mark of the Unicorn, Vision de Opcode o Master tracks de Passport. Y entonces, aparece uno de los últimos conceptos que se deben aprender para dominar las bases de MIDI. Ya que MIDI necesita que exista una conexión entre un intrumento y otro, y las computadoras (a excepción de Atari, que fue diseñada desde un principio con puertos MIDI out e in) no cuentan con este sistema desde un principio, se agregan a estos sistemas lo que llamamos la Interfase MIDI.

Una interfase MIDI es un aparato que se conecta tanto a la computadora como a los sintetizadores.

Obviamente necesita contar, tanto con las entradas DIN, como con una conexión que exista de antemano en la computadora. Por ello, las interfases MIDI para computadoras Macintosh vienen con un puerto de comunicaciones, y las que son para PC y Amiga, vienen ya sea con una entrada al puerto paralelo, o son internas, es decir, se pueden agregar a uno de los slots de la tarjeta madre del CPU.

Pero no olvidemos que una computadora es mucho mas versátil y potente que un simple instrumento musical, así que gracias a estas máquinas, obtenemos 2 ventajas nuevas para manejar estos sistemas: .

1) El uso de gran cantidad de Canales de secuencia. (lo que llamaremos Tracks)
2) La adopción de Puertos de envío de canales MIDI.
El primer punto, se debe principalmente a que la gran capacidad de memoria le permite a la computadora manejar fácilmente una gran cantidad de pistas. Para la máquina, no son sino datos que entran y salen, así que los maneja con gran fluidez y precisión. Así que hasta en los secuenciadores mas simples, encontramos por lo menos 64 pistas o Tracks de grabación. Pero la existencia de esta gran cantidad de tracks, genera nuevamente otra perspectiva.

Si MIDI transmite únicamente en 16 canales, ¿cómo es posible, y para qué se requieren más pistas que canales?

Esta pregunta se da, pues en el mejor de los casos, nuestra única ventaja sería doblar, triplicar y cuadruplicar la información, en las pistas, a cada uno de los 16 canales. Pero esto no tiene mucho sentido, si estamos hablando de lograr tener mejor calidad y desempeño de parte de la computadora. Por eso mismo, aparece el punto 2.

En adelante, las interfases aparecieron con la adopción de "puertos", llamados A, B, C, o simplemente rutas o parcheos MIDI. Cada uno de estos puertos o rutas tiene la capacidad de manejar 16 canales, completamente independientes de los de otros puertos o rutas. Así que si vamos a un ejemplo hipotético de una interfase con 4 puertos, A, B, C y D, estaríamos hablando de tener:

16 canales si usamos el puerto A.
32 canales si usamos puertos A y B. (1 al 16 en A y 1 al 16 en B)
48 canales si usamos puertos A, B y C. (1 al 16 en A , 1 al 16 en B y 1 al 16 en C)
64 canales si usamos todos los puertos (y la configuración que aplique)
De esta manera, y conforme las interfases han ido apareciendo, un sistema completo MIDI, con sintetizadores, módulos, baterías, computadora e interfase, logra tener ¡hasta 512 canales MIDI!

Esto, se usa únicamente en la elaboración de música para cine, y no precisamente para las pistas musicales, sino para "amarrar" las máquinas de grabación con las computadoras, con los procesadores de efectos, con las grabadoras de video, etc..