MIDI – die Grundlagen

Dieser Text ist an alle gerichtet, die sich neu mit MIDI befassen. Dabei werden überhaupt keine Grundlagen vorausgesetzt.

MIDI ist eine Technik, die es erlaubt, verschiedene elektronische Musikinstrumente per Kabel zu verbinden. Dazu zählen neben den eigentlichen Musikinstrumenten wie Keyboards und Digital-Pianos auch andere Geräte wie Expander, Sequenzer und auch der PC.

Die Verbindung wird dabei in der Regel über ein spezielles Kabel hergestellt (ein sog. Diodenkabel) aber in jüngerer Zeit auch immer öfter über USB.

Als Beispiel kann ein Musiker mittels MIDI auf einem Keyboard Musik spielen und damit einen Software-Synthesizer auf dem PC ansteuern. Oder ein Sequenzer kann ein Musik-Stück über MIDI an ein Keyboard übertragen und es dort abspielen.

Generell ist eine MIDI-Verbindung zunächst unidirektional. Das bedeutet, dass ein Gerät (z. B. ein Keyboard) ein anderes Gerät (z. B. einen Expander) steuert. Dabei werden über ein physikalisches Kabel mehrere virtuelle Verbindungen aufgebaut. Diese virtuellen Verbindungen nennen wir Kanäle. Es gibt pro MIDI-Verbindung (also pro Kabel) 16 Kanäle für Audiodaten und ein weiterer Kanal für Steuerungsinformationen. Von den 16 Kanälen für Audiodaten ist einer, nämlich der Kanal Nr. 9, für Audiodaten eines Schlagzeugs reserviert.

Welche Informationen überträgt ein Kanal?

Wenn der Musiker, der am Keyboard sitzt, eine Taste drückt, dann wird diese Information sofort über einen Kanal übertragen. Zusätzlich wird die Tonhöhe und die Lautstärke übertragen. Dabei ist die Tonhöhe keine Frequenz, sondern es wird eine Nummer übertragen, die den Ton in unserem üblichen Notensystem bezeichnet, z. B. das eingestrichene c hat die Nummer 64. Es ist also mit MIDI nicht möglich beliebige Tonhöhen zu übertragen. Die Tonhöhe ist immer an unserem Notensystem gebunden.

Wenn der Musiker am Keyboard die Taste wieder los lässt, dann wird auch diese Information übertragen, ebenfalls mit der Tonhöhe.

Eine Besonderheit gibt es hier für den Kanal Nr. 9, der für Schlagzeuge verwendet wird. Hier gibt die übertragende Nummer keine Tonhöhe an, sondern das Schlagwerk, z. B. hat die Pauke die Nummer 35.

Aber was kann noch alles übertragen werden?

Da ist zum einen die Instrumentenauswahl. Wenn der Musiker am Keyboard einen anderen Klang wählt, z. B. einen Orgelklang statt einen Klavierklang, dann wird das über MIDI übertragen und von da an werden alle Töne, die über den Kanal gespielt werden, mit dem Orgel-Klang gespielt.

Zusätzlich werden auch noch weitere Variationen über MIDI versendet. So haben viele Keyboards ein Modulationsrad, mit dem die Klangfarbe verändert werden kann, oder ein Pitch-Rad, mit dem die Tonhöhe verändert werden kann. Die Änderungen werden dann über MIDI übertragen.

Zusätzlich können weitere sogenannte Controller übertragen werden, beispielsweise Einstellungen eines Hall- oder Echogeräts oder der Druck des Pedals an einem E-Piano.

Wozu mehrere Kanäle?

Oben habe ich schon erwähnt, das tatsächlich 16 Kanäle zur Verfügung stehen, um Audiodaten zu übertragen. Wozu braucht man das?

Dazu möchte ich ein einfaches Beispiel geben. Keyboards und Digital-Pianos haben in der Regel die Möglichkeit, ihr Manual aufzuteilen. So kann z. B. die rechte Hand einen Kanal spielen und die linke Hand einen anderen Kanal bespielen. Auf beiden Kanälen können unterschiedliche Klänge eingestellt werden. Das wäre ein Szenario, wo man zumindest schon einmal zwei Kanäle gebraucht. Wenn man mehrere Manuale hat oder auch mehrere Instrumente, dann braucht man unter Umständen auch mehrere Kanäle.