messaggi control change lezione 5 programmazione midi (prof. luca a. ludovico)

Messaggi Control Change

Lezione 5

Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)

Categorie di funzioni MIDI

• Channel Voice Messages– Eventi MIDI essenziali per la performance musicale (es.: Note On, Note Off)

• Channel Mode Messages– Comunicano ai dispositivi il modo di inviare o ricevere informazioni (es.: spegnimento di tutte le note)

• System Common Messages– Messaggi comuni a tutti i dispositivi HW/SW della configurazione MIDI (es.: riferimento al MIDI Time Code, accordatura)

• System Real Time Messages– Messaggi in tempo reale (es.: start e stop)

• System Exclusive Messages– Impostazioni specifiche per il dispositivo (es.: trasferimento campioni)

Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)5. Messaggi Control Change

Collocazione logica dei messaggi Control Change




I ByteByte di stato

II ByteI Byte di dati

III ByteII Byte di dati

(1)011cccc2 (0)00000002 = 010 …

Channel Voice

… … …

(1)011cccc2 (0)11101112 = 11910

…

(1)011cccc2 (0)11110002 = 12010

…

Channel Mode

… … …

(1)011cccc2 (0)11111112 = 12710

…

Struttura dei messaggi Control Change


• Insieme di 128 eventi o azioni trasmessi attraverso il MIDI. Ciascun evento viene identificato da un proprio numero, espresso nel I Byte di dati.

• Il Byte di stato identifica un (qualsiasi) messaggio Control Change tramite la combinazione 1011cccc2 = [176..191]10

• Il messaggio è formato poi da 2 Byte di dati– I Byte di dati: Control Change da eseguire– II Byte di dati: valore per il Control Change selezionato

MIDI Out o

MIDI Thru

MIDI InII Byte di dati

Val. di controllo[0..127]10

I Byte di dati

Specificatore[0..127]10

Byte di stato

Control Change1011cccc2

Osservazione sui messaggi Control Change


• Analizzando la struttura dei messaggi fin qui descritti, si nota che in generale l’identificativo del messaggio è codificato tramite il secondo, terzo e quarto bit più significativi del Byte di stato.

• Esempio: Note Off Note On

• In questo caso, invece, tali bit identificano un generico Control Change che viene poi specificato tramite il I Byte di dati

Control ChangeByte di stato: 1011cccc2

Note OnByte di stato: 1001cccc2

Note OffByte di stato: 1000cccc2

Le categorie di Control Change


• Continuous Controller Controller continui I Byte di dati [0..101]Due categorie:– Ad alta risoluzione [0..19] [32..51]– A bassa risoluzione [70..101]

• Switch Controller Controller a interruttore I Byte di dati [64..69]

• Control Change Controller Controller per messaggi Channel ModeI Byte di dati [120..127]

• Osservazione: Alcuni identificatori numerici non sono stati attribuitiChannel Voice

Channel Mode

CONTROL CHANGE DI TIPO CHANNEL VOICE

Sezione 5.1


Continuous Controller (Channel Voice)


• Inviano informazioni di posizione sui controller con continuità

• Esempi di controller: slider, wheel (rotelle), wheel con richiamo in posizione centrale, joystick, pedali sensibili alla pressione, ecc.

• Generano gran numero di dati per indicare i cambiamenti nel tempo al fine di aggiornare i dispositivi in ricezione

• Due famiglie: – A bassa risoluzione – Sfruttano solo 128 possibili valori (livelli, posizioni, …)– Ad alta risoluzione – Permettono, ove possibile e richiesto, di ampliare il numero di possibili valori (livelli, posizioni, …); richiedono uno stratagemma nella

rappresentazione del messaggio

Controller continui ad alta risoluzione


• Controller ad alta risoluzione: permettono di disporre di un numero più alto di valori, ove richiesto.

• Logica dell’MSB e dell’LSB: se 128 valori non sono sufficienti, si estende l’intervallo a 128 x 128 = 16384 valori – Attenzione: non necessariamente tutti in uso

• Problema: la struttura del messaggio Control Change non può cambiare, e si dispone sempre di un solo byte per i valori veri e propri (II Byte di dati)

MIDI Out o

MIDI Thru


Val. di controllo[0..127]10

I Byte di dati

Specificatore[0..127]10

Byte di stato




• Stratagemma: spezzare il valore su 2 messaggi MIDI in serie, entrambi di tipo Control Change, con il I Byte di dati differente:– Messaggio 1 per il valore più grossolano, o MSB (Most Significant Byte)– Messaggio 2 per il valore più fine, o LSB (Least Significant Byte)

• L’unione di MSB e LSB fornisce nel complesso 14 bit per la rappresentazione di un singolo valore

MIDI Out o

MIDI Thru


Primi 7 bit

I Byte di dati

Specificatore(MSB)

Byte di stato


II Byte di dati

Ultimi 7 bit

I Byte di dati

Specificatore(LSB)

Byte di stato


Messaggio 2

Messaggio 1



• Non sempre la granularità fine è supportata

– Se il dispositivo master non supporta i controller [32..63], la parte di valore LSB per i controller [0..31] non potrà mai essere generata e trasmessa

– Se il dispositivo master supporta i controller [32..63] ma il dispositivo slave no, la controparte LSB per i controller MSB [0..31] sarà trasmessa ma lo slave ignorerà tali messaggi

– Se tanto il master quanto lo slave gestiscono i controller [32..63], questo tipo di Control Change avrà una risoluzione fine

Esercizio sui controller ad alta risoluzione


• Si consideri un modulo sonoro multitimbrico che dispone di 200 banchi da 128 timbri ciascuno. Si ipotizzi di inviargli messaggi sul canale 1.

E’ sufficiente utilizzare il controller continuo di Bank Select con granularità grossolana?

Come devono essere valorizzati i messaggi da inviare sul canale trasmissivo?

Soluzione


• Non è possibile utilizzare solo il messaggio Control Change di Bank Select a risoluzione grossolana in quanto consentirebbe di indirizzare solo 2^7 = 128 banchi. E’ richiesto l’utilizzo di Bank Select con MSB e LSB.

• 20010 = 110010002 che significa (0)0000001 (0)1001000

MIDI Out o

MIDI Thru


7 bit più sign.000000012

I Byte di dati

Bank Select (MSB)000000002

Byte di stato

Control Change101100002

II Byte di dati

7 bit meno sign.010010002

I Byte di dati

Bank Select (LSB)001000002

Byte di stato

Control Change101100002

Messaggio 2

Messaggio 1

Principali Continuous Controller ad alta risoluzione


• Bank Select (0 grossolano, 32 fine)

• Modulation Wheel (1 grossolano, 33 fine)

• Breath Control (2 grossolano, 34 fine)

• Foot Controller (4 grossolano, 36 fine)

• Portamento Time (5 grossolano, 37 fine)

• Channel Volume (7 grossolano, 39 fine)

• Balance (8 grossolano, 40 fine)

• Pan (10 grossolano, 42 fine)

Controller continui a bassa risoluzione


• Non ammettono granularità fine, quindi non necessitano di alias

• Controllano (a distanza) alcuni parametri del suono che si potrebbero impostare manualmente tramite pomelli sul modulo sonoro

• Esempi notevoli: – Sound Controller 3 o Release Time (controller 72)– Sound Controller 4 o Attack Time (controller 73)– Sound Controller 5 o Brightness (controller 74)– Portamento Control (controller 84)– Tremolo Level (controller 92)– Chorus Level (controller 93)

Controller a interruttore (switch)


• Provengono da controller On/Off e richiedono solo 2 valori. Convenzionalmente: – Off = 0 (o qualsiasi valore <= 63)– On = 127 (o qualsiasi valore >= 64)

• Esempi notevoli: – Damper Pedal o Sustain (controller 64)– Portamento On/Off (controller 65)– Sostenuto (controller 66)– Soft Pedal (controller 67)

CONTROL CHANGE DI TIPO CHANNEL MODE

Sezione 5.2


All Sound Off


• Silenzia tutti i suoni correntemente in esecuzione (ad es. Note On non conclusi dai corrispettivi Note Off)

• Il Byte di stato identifica un messaggio Control Change tramite la combinazione 1011cccc2 = [176..191]10

• Il messaggio è formato poi da 2 Byte di dati con valori di default– I Byte di dati: 12010 (identifica questo messaggio Control Change)

– II Byte di dati: 0 (valore di default)

MIDI Out o

MIDI Thru


Valore di default000000002 = 010

I Byte di dati

All Sound Off011110002=12010

Byte di stato


All Notes Off


• Impone messaggi di Note Off per tutte le note correntemente in esecuzione (ossia Note On non ancora conclusi da Note Off)




MIDI Out o

MIDI Thru



I Byte di dati

All Notes Off011110112=12310

Byte di stato


All Sound Off vs All Notes Off


Differenza

• All Notes Off impone messaggi Note Off per tutte le note attualmente in esecuzione. Il comportamento conseguente non è l’automatica interruzione del suono, ma dipende da altri fattori – Esempi: pressione dell’Hold Pedal, rilascio naturale delle note

• All sound Off tacita istantaneamente il suono prodotto dal dispositivo. – Spesso è usato dai sequencer per tacitare in modo istantaneo tutti i suoni quando l’utente schiaccia il tasto "Stop" durante

l’esecuzione

Reset All Controllers


• Ripristino di tutti i controller del dispositivo ad uno stato iniziale ideale– Es.: Modulation wheel a 0, pedali in posizione di riposo, ecc.




MIDI Out o

MIDI Thru



I Byte di dati

Reset All Controllers011110012=12110

Byte di stato


Local Control On/Off




– II Byte di dati: 010 per Off, 12710 per On

• Il secondo Byte di dati emula un interruttore On/Off.

MIDI Out o

MIDI Thru


Off: 000000002 = 010

On: 011111112 = 12710

I Byte di dati

Local Control011110102=12210

Byte di stato


Local Control On/Off


• Abilita/disabilita il controllo locale in quei dispositivi che integrano un controller e un modulo sonoro.– Esempio: tastiera con funzioni di sintesi

• In entrambi i casi (Local Control On e Off), i circuiti elettrici o i generatori di suono ricevono comunque i messaggi Channel Voice dal MIDI In. Se Local Control è On, li ricevono anche dal controller, se Local Control è Off, solo dal MIDI In.

MIDI Out

Local Control On

MIDI Out

Local Control Off

MIDI Out

Local Control OffMIDI In

Esempio di Local Control Off


• Come evitare replicazione nella sintesi dei suoni della tastiera in una configurazione sequencer, controller+synth, synth.

Local Control OnEventi ripetuti

Local Control OffEventi non ripetuti

MIDI In MIDI Thru MIDI In

Local Control Off

MIDI Out

MIDI In

MIDI Thru MIDI In

Local Control On

MIDI InMIDI Out

MIDI In MIDI Out

MIDI Out

Osservazioni sul II Byte di dati


• AAA

La sotto-categoria di Channel Mode


• Intervallo: [120..127]10

• Primi 4 messaggi– All Sound Off (I Byte di dati = 12010)

– Reset All Controllers (I Byte di dati = 12110)

– Local control On/Off (I Byte di dati = 12210)

– All Notes Off (I Byte di dati = 12310)

• Altra parte di messaggi Control Change che rientrano nella famiglia Channel Mode: prossima lezione– Omni Mode Off (I Byte di dati = 12410)

– Omni Mode On (I Byte di dati = 12510)

– Poly Mode Off (I Byte di dati = 12610)

– Poly Mode On (I Byte di dati = 12710)

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