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Pédago
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Présentation de la norme MIDI

La synthèse sonore - 11e partie

Dans le précédent article, nous avons vu comment le passage à la polyphonie avait nécessité – et donc provoqué - l’introduction de l’informatique dans la conception des appareils de synthèse sonore. Nous avons également vu que l’apparition de la multi-timbralité avait marqué une étape supplémentaire dans l’informatisation des systèmes de synthèse, avec la nécessité d’utiliser plusieurs canaux d’information pour piloter des sonorités différentes.

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C’est en bonne partie pour répondre à cette néces­sité que, sous l’im­pul­sion prin­ci­pale des fabri­cants Oberheim, Sequen­tial Circuits et Roland, est appa­rue la norme MIDI en 1983. Son excep­tion­nelle longé­vité équi­vau­drait, en infor­ma­tique, à voir le Mammouth laineux toujours folâ­trer dans nos prai­ries !

Défi­ni­tion géné­rale

MIDI signi­fie Musi­cal Instru­ments Digi­tal Inter­face – inter­face numé­rique pour instru­ments de musique. Cette inter­face se décline à la fois de manière maté­rielle et logi­cielle. Nous détaille­rons dans le prochain article les diffé­rents types de messages qui peuvent être trans­mis via le MIDI. Pour aujour­d’hui, je vous invite à une présen­ta­tion d’en­semble de son fonc­tion­ne­ment, de ses champs d’ap­pli­ca­tion… et de ses limites.

le MIDI dans la synthèse sonore

Le compo­si­teur et ingé­nieur William Buxton propose, en 1986, un excellent résumé de la nature du MIDI : « Lorsque nous faisons un pas en arrière, nous réali­sons qu’il n’y a rien de propre à la musique dans le MIDI. C’est-à-dire que ce n’est pas de la musique que commu­nique le MIDI. En fait, le MIDI est un moyen de trans­mettre de l’in­for­ma­tion sur des appuis de touches, des rota­tions de boutons et des mani­pu­la­tions de jeu. Ce que ces trans­duc­teurs contrôlent est presque secon­daire.  »  

Le MIDI a donc été conçu pour permettre l’échange d’in­for­ma­tions entre instru­ments de musique élec­tro­niques, proces­seurs d’ef­fets et ordi­na­teurs, afin par exemple de comman­der plusieurs instru­ments à partir d’un seul clavier de jeu, de consi­gner les notes jouées dans un logi­ciel de séquençage ou, plus récem­ment, de pilo­ter des instru­ments ou effets virtuels. Mais il n’est à l’ori­gine pas prévu pour trans­por­ter du son en lui-même, sauf dans le cadre très restreint du « Sample Dump » que nous verrons plus loin.

Toute­fois, en dehors du domaine stric­te­ment audio, la norme MIDI permet égale­ment l’in­ter­con­nexion à d’autres types de proto­coles (comme le SMPTE pour la synchro­ni­sa­tion vidéo) ou bien d’autres maté­riels comme l’éclai­rage. 

Le maté­riel

Outre les instru­ments élec­tro­niques eux-mêmes, nous trou­vons des inter­faces MIDI desti­nées à équi­per des ordi­na­teurs, des contrô­leurs MIDI qui ne disposent d’au­cun géné­ra­teur de son ou d’au­cune capa­cité de trai­te­ment sonore interne, mais qui sont exclu­si­ve­ment prévus pour le contrôle d’autres appa­reils, et enfin des acces­soires MIDI tels que des câbles et « patch­bays » permet­tant de multi­plier les connexions.

Les prises MIDI clas­siques sont au format DIN (Deutsche Indus­trie Norm – norme indus­trielle alle­mande), mais ne sont pas à confondre avec les anciennes prises audio visuel­le­ment iden­tiques. Les câbles MIDI et les anciens câbles audio ne sont pas non plus inter­chan­geables. Les données sont trans­mises de manière optique.

le MIDI dans la synthèse sonore

Il existe trois types de prises MIDI. La prise IN gère les données entrantes, la OUT les données sortantes, et la prise THRU, présente unique­ment sur les instru­ments et effets hard­ware, permet théo­rique­ment de chaî­ner plusieurs appa­reils entre eux, même si dans les faits, on observe une déper­di­tion d’in­for­ma­tions lors de chaî­nages trop impor­tants. Les autres types d’équi­pe­ment MIDI ne comportent en géné­ral que les prises IN et OUT, et parfois unique­ment cette dernière pour les contrô­leurs.

De nos jours, de plus en plus d’ap­pa­reils font tran­si­ter leurs infor­ma­tions MIDI via un câble USB. Ce système permet de trans­mettre d’autres types d’in­for­ma­tions que du simple MIDI, donc plus unique­ment des données de commande. Ces autres infor­ma­tions peuvent être par exemple l’« iden­tité » de l’ap­pa­reil connecté afin éven­tuel­le­ment de provoquer sur un ordi­na­teur connecté le lance­ment d’un panneau de contrôle logi­ciel spéci­fique à l’ap­pa­reil, ou encore la trans­mis­sion du son issu de ce même maté­riel. Toute­fois, l’uti­li­sa­tion de l’USB ne permet pas de connec­ter direc­te­ment deux instru­ments ou effets élec­tro­niques entre eux. L’or­di­na­teur devient alors un élément de plus en plus essen­tiel dans l’échange et le trai­te­ment de données MIDI. 

Les logi­ciels

D’un point de vue logi­ciel, nous avons tout d’abord les pilotes MIDI qui permettent la prise en charge du proto­cole du même nom, ces pilotes étant depuis long­temps inté­grés direc­te­ment dans les systèmes d’ex­ploi­ta­tion de nos ordi­na­teurs. 

le MIDI dans la synthèse sonore

Ensuite, la prin­ci­pale appli­ca­tion utili­sant le MIDI sont les séquen­ceurs (Cubase, Logic, Live, Pro Tools, Reaper et j’en passe) dont la fonc­tion de base – à savoir consi­gner les infor­ma­tions de notes jouées par un synthé­ti­seur maté­riel, afin de pouvoir les modi­fier et/ou les rappe­ler ulté­rieu­re­ment – s’est très large­ment déve­lop­pée avec le temps au point d’en faire de véri­tables studios de produc­tion virtuels. Appa­rus avec cette « virtua­li­sa­tion » de la produc­tion, nous avons les instru­ments et effets logi­ciels, qui utilisent prin­ci­pa­le­ment le MIDI pour être pilo­tés par les claviers et contrô­leurs maté­riels évoqués plus haut. Enfin, nous avons les panneaux de contrôle, virtuels eux aussi, d’ap­pa­reils maté­riels.

 

 

Des ports et des canaux 

Comme nous l’avons vu dans le précé­dent article, c’est la néces­sité d’uti­li­ser plusieurs canaux d’in­for­ma­tions diffé­rents dans le cadre de la multi-timbra­lité qui a rendu indis­pen­sable la créa­tion de la norme MIDI. Cette dernière utilise donc jusqu’à 16 canaux pour véhi­cu­ler l’in­for­ma­tion. Chacun peut être employé pour atteindre une machine diffé­rente, ou bien pour pilo­ter des timbres diffé­rents au sein d’une même machine multi-timbrale.

Toute­fois, 16 canaux ne sont pas toujours suffi­sants, sachant que l’on a parfois besoin d’adres­ser, par exemple, plus de 16 instru­ments ou plus de 16 timbres simul­ta­né­ment, et que certains types de messages (cf prochain article) peuvent satu­rer un canal. Pour cela, la norme MIDI a prévu des ports, label­li­sés avec des lettres, et qui peuvent conte­nir 16 canaux chacun.

Les contrô­leurs MIDI qui asso­cient un clavier pour les notes et des poten­tio­mètres pour le contrôle de para­mètres utilisent ainsi souvent deux ports diffé­rents, l’un pour les commandes issues du clavier et l’autre pour les commandes issues des potards.

Les limites

Comme son extra­or­di­naire longé­vité en témoigne, le MIDI s’avère être une norme plutôt effi­cace et popu­laire. Mais si les 16 canaux sont une limite qui peut être assez aisé­ment dépas­sée par la multi­pli­ca­tion des ports, d’autres sont plus compliquées à surmon­ter. Ainsi, la norme MIDI ne peut coder chaque para­mètre que sur une échelle de 128 degrés, ce qui peut se montrer insuf­fi­sant pour repro­duire correc­te­ment la course d’un poten­tio­mètre par exemple. De plus, de nombreux para­mètres tels que ceux qui composent les enve­loppes ne sont pas midi­fiables.

Voilà pour aujour­d’hui, le prochain article explo­rera en détail les types de messages pouvant être trans­mis en MIDI, ainsi que les diffé­rents modes employés.

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Polyphonie, paraphonie et multitimbralité
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