4. El MIDI

4.1. ¿Qué es?

MIDI son las siglas de Musical Instrument Digital Interface (Interfaz Digital para Instrumentos Musicales). En definitiva se trata de un protocolo, un "lenguaje", que surgió para permitir la comunicación entre diferentes sintetizadores, samplers, secuenciadores, ordenadores, cajas de ritmos, etc. Y todo ello independientemente de su marca comercial. De hecho su origen, en el año 1983, surge de la necesidad de encontrar un sistema que posibilitase la intercomunicación de todos los aparatos que las distintas marcas iban creando cada una con su propio "lenguaje" llegando a constituir una especie de torre de babel de la electrónica musical.

El MIDI, por tanto, aporta toda una serie de reglas comunes a todos los aparatos que siguen este protocolo permitiendo así su interconexión e intercambio de información. Esto tiene muchas posibles aplicaciones. Destacamos las siguientes:

• La interconexión y comunicación de diferentes instrumentos musicales (teclados, sintetizadores, samplers, cajas de ritmos, etc) entre sí y/o con el ordenador.
• El control de instrumentos musicales con el ordenador a través de un programa secuenciador.
• La elaboración y edición de composiciones musicales con el ordenador a través de un programa secuenciador.
• La obtención archivos de poco espacio para poder integrar el sonido en aplicaciones multimedia (siempre y cuando el ordenador esté dotado con una tarjeta de sonido que tenga un generador de sonidos propio)

El MIDI permitió desde su aparición conectar distintos instrumentos de distintos fabricantes cada uno con su teclado propio pero, sobre todo, con sus distintos sonidos y sus distintas formas de generarlos. Por eso no era nada extraño que se juntasen varios teclados y se recurriese a soportes especiales para tenerlos todos a mano. Generalmente uno de esos teclados adoptaba el papel de maestro convirtiéndose los demás en esclavos. Es decir, uno de esos teclados era el que gestionaba los sonidos del resto de los teclados de los que se emplearían los sonidos pero no las teclas. Así que los fabricantes comenzaron a comercializar los nuevos instrumentos en dos versiones: una con teclado incorporado y otra simplemente con el módulo que generaba los sonidos y una serie de controles (además naturalmente de los puertos MIDI). Esto permitía claramente un importante ahorro de dinero y de espacio a los músicos. Aunque también pronto se iban acumulando los distintos módulos en los conocidos racks.

Con la llegada del ordenador al mundo de la música, la información MIDI, además de poder editarse y controlarse con mucha más facilidad, pudo guardarse en los denominados archivos MIDI. Estos, en resumidas cuentas, son las partituras del ordenador. Es decir, los distintos elementos del lenguaje musical han podido traducirse a números (el lenguaje del ordenador) gracias al MIDI. Y el gran éxito que ha tenido en los comienzos de las aplicaciones multimedia (juegos de ordenador o páginas web por ejemplo) reside en que los archivos MIDI, a pesar de toda la información numérica que contienen, ocupan poquísimo espacio con respecto a los archivos audio (aunque se trate de mp3). El motivo del poco espacio que ocupan es que un archivo MIDI no guarda la información sonora sino la información que permite recrear dicha información sonora gracias a los sonidos de una tarjeta de sonido o de un dispositivo MIDI externo conectado al ordenador. 

Insistiendo en el símil de la partitura: no es lo mismo la partitura de la 5ª sinfonía de Beethoven que la grabación de dicha sinfonía interpretada por una determinada orquesta, con un determinado director y en un determinado estudio de grabación. La partitura no sería nada sin unos músicos que supiesen interpretar sus signos y aún así la calidad interpretativa de dichos músicos y de su director tendrán mucho que ver en el resultado final de la misma. De igual modo, un archivo MIDI puede tener muy distintos resultados en función de la calidad de los sonidos de la tarjeta de sonido que "interprete" su contenido.

La gran ventaja de los archivos MIDI con respecto a los archivos audio (por ejemplo los archivos .WAV) es que puede editarse hasta el más mínimo detalle. Es decir, un archivo MIDI nos permite cambiar los instrumentos, cambiar la velocidad de interpretación, el compás, el volumen, la altura, la duración, etc... Y todo esto con una precisión que llega hasta la mismísima nota musical (si quiero que el DO# corchea que aparece en el compás 124 pase a ser un RE semicorchea mas un silencio de semicorchea, puedo hacerlo). Todo esto sería impensable con archivos audio.

Un caso especial de archivos MIDI son los archivos de karaoke (con la extensión .kar). A estos archivos MIDI se les añade información de un texto (la letra de la canción) sincronizado con la música en cuanto a su aparición. Los reproductores de este tipo de archivos además de gestionar a la tarjeta de sonido nos va mostrando en pantalla la letra de la canción en el momento en que se produce la melodía con la que se debe cantar dicha letra. Pero, en principio, con los programas adecuados todo archivo MIDI puede transformarse en un archivo de karaoke añadiéndole el texto necesario.

Hoy en día nos encontramos en una etapa donde la cada vez mayor potencia de los ordenadores permite que muchos instrumentos hardware tenga su réplica en versiones software (produciéndose un importantísimo ahorro de dinero y espacio en los estudios musicales). Aunque la batalla entre los defensores del hardware y del software aún continúa parece que el peso del software cada vez es mayor. Pero todos los conceptos que trabajaremos a continuación sobre el MIDI pueden ayudarnos a entender mejor este protocolo de comunicación tanto si lo vamos a utilizar para intercomunicar instrumentos (entre sí y/o con el ordenador) como si simplemente queremos emplear programas informáticos que trabajen con archivos MIDI.

Otro aspecto que preocupa siempre que se trabaja con archivos MIDI es cómo transformarlos en archivos de sonido que pudiesen incluso escucharse en un reproductor de CDs normal. Esta cuestión sin embargo la trataremos en otro apartado del curso

4.2. Conceptos básicos

Canales

El MIDI establece 16 canales que permiten enviar información independiente a través de un mismo cable que conectaría un puerto de salida (de un instrumento o del ordenador) con un puerto de entrada. El instrumento que envía la información MIDI (maestro) puede decidir a través de qué canal la envía. El instrumento que recibe la información (esclavo) puede establecer a través de qué canal recibe la información (sería como si en un televisor seleccionásemos el canal que queremos ver). A continuación vamos a comentar algunas de de las distintas posibilidades que esto nos ofrece sobre todo para intentar aclarar algunos conceptos que con frecuencia resultan oscuros o provocan confusión (si nunca has tenido experiencia en estos temas tampoco te agobies si no entiendes bien estas explicaciones lo que sucede es que quizás estamos planteando respuestas a preguntas que nunca antes te habías planteado pero que si continúas trabajando en estos temas te acabarás planteando):

• Controlar distintos dispositivos MIDI simultáneamente. Un ordenador con un programa secuenciador envía información MIDI a través de 16 canales (por cada puerto de salida de que disponga) con lo que podríamos manejar hasta 16 instrumentos distintos. Simplemente deberíamos establecer a través de qué canal recibiría la información cada uno de los instrumentos (aparatos hardware). De ese modo aunque a todos los instrumentos les llegase la información de los 16 canales emitida por el ordenador cada instrumento solo ejecutaría ("sintonizaría") la que se dirigiese por el canal que hubiese establecido para recibir la información. Para poder utilizar esta posibilidad el instrumento debe recibir información MIDI solo a través de un canal (modo OMNI OFF, lo explicamos más abajo) lo que implica también que solo podrá utilizarse a la vez uno de los distintos sonidos que sea capaz de producir.
• Controlar distintos sonidos de un mismo instrumento. Si el instrumento MIDI que controlamos posee distintos sonidos que puede hacer sonar a la vez (multitímbrico), podemos asignar a cada canal un sonido distinto. De este modo podemos hacer sonar hasta 16 sonidos distintos a la vez del mismo instrumento. Esto es lo que sucede cuando utilizamos el sintetizador interno de las tarjetas de sonido. Cada uno de los sonidos seleccionados para cada canal se elige entre todos los que ofrezca el instrumento MIDI (lo mínimo suelen ser 128 sonidos distintos pero cuando hay más estos se agrupan en lo que se denominan bancos de 128 sonidos cada uno. En ese caso para especificar el sonido que queremos debemos indicar el banco y el sonido deseado dentro del mismo). Para poder utilizar esta posibilidad el instrumento debe poder recibir información MIDI a través de todos los canales (modo OMNI ON, lo explicaremos más abajo)
• Ambas posibilidades. Es posible que nos interesase poder emplear a la vez las dos posibilidades anteriores y sería perfectamente posible aunque habría que recurrir a algún sistema para que el instrumento MIDI multitímbrico no acaparase toda la información ya que puede recibir y ejecutar la información que proviene de los 16 canales MIDI. En principio habría dos posibilidades:
  • Establecer qué canales serían ejecutados por el sintetizador multitímbrico y cuales deberían simplemente "atravesarlo" para dirigirse a otros dispositivos. Hay sintetizadores que entre sus funciones permiten establecer esto que acabamos de comentar (dirigiendo cada canal MIDI a un puerto interno del sintetizador o a su puerto externo al que podríamos conectar otros dispositivos MIDI). Este sería el sistema que emplearíamos cuando el ordenador (o un teclado controlador) solo dispusiese de un puerto de salida MIDI.
  • Disponer de un interfaz de conexión MIDI, por ejemplo los que se conectan a través de un puerto USB al ordenador, y que dispusiese de las suficientes salidas para conectar los dispositivos que necesitásemos controlar. Este sistema es posiblemente el más sencillo porque cada salida del interfaz sería en realidad un puerto independiente con sus propios 16 canales MIDI. Es decir, con este tipo de Interfaz estamos aumentando el número de puertos de salida de información MIDI del ordenador.

  Con respecto a asignar canales al sintetizador de la tarjeta de sonido no hemos dicho nada hasta ahora porque en un secuenciador además del canal MIDI de salida se establece previamente el dispositivo o puerto de salida y en este caso no existiría ningún problema porque por un lado estaría el puerto interno del sintetizador de la tarjeta de sonido y por otro, el puerto externo de la tarjeta (o los puertos/salidas de nuestro interfaz MIDI USB). Aunque eso quizás te explique por qué en muchas tarjetas de sonido SoundBlaster permiten seleccionar entre sintetizador A y sintetizador B (ambos con los mismos sonidos). Lo que se consigue así es que el ordenador disponga de dos puertos MIDI de salida internos para controlar el sintetizador de la tarjeta y, en consecuencia, de un total de 32 canales MIDI para utilizar con el secuenciador. 

El canal 10 se reserva siempre para la percusión (más concretamente para los instrumentos de percusión que no pueden producir notas distintas como por ejemplo un bombo). Ese canal se asocia no a un instrumento concreto sino a un conjunto de instrumentos de percusión. La información que en otro canal serviría para indicar qué nota debe sonar (do, re, sol, la,...) es la empleada en el canal 10 para establecer qué instrumento debe tocar. Por eso si, por ejemplo, desde un teclado envío información MIDI a través del canal 10 a un sintetizador multitímbrico entonces éste hará sonar uno de sus conjuntos de percusión y cada tecla que pulsemos hará sonar un instrumento de percusión distinto. Si no se hiciese así se consumirían canales MIDI de modo innecesario. 

Mensajes

Para enviar la información sobre la interpretación de la música desde el instrumento maestro (ordenador o controlador) hacia el instrumento esclavo el MIDI utiliza distintos tipos de mensajes que resumimos brevemente a continuación:

MENSAJES DE CANAL

Estos mensajes, como su propio nombre indica, se transmiten a través de canales concretos y en consecuencia solo afectan a los instrumentos que reciben la información a través de esos canales. estos se dividen a su vez en:

• Mensajes de voz
  • Información de nota. Indica qué tecla se ha pulsado, en qué momento y cuando se ha soltado (poniendo como ejemplo a los instrumentos de teclado)
  • Cambio de programa. Permite indicar un cambio de sonido (denominado program, preset o patch dependiendo de la nomenclatura que emplee el sintetizador) en el instrumento esclavo (sintetizador, sampler,...) o un cambio de efecto en las unidades de efecto MIDI
  • Cambio de control. Permite introducir modificaciones en la interpretación como modulación (vibrato o trémolo), portamento o pedales (sustain). No todos los instrumentos responden a estos mensajes. dependerá de las características propias de su sonido
  • Postpulsación (Aftertouch). Para controlar el vibrato, volumen, etc. hay sintetizadores y samplers capaces de medir la fuerza con la que se aprieta la tecla después de pulsarla. De nuevo para que el mensaje tenga efecto el maestro deberá ser capaz de producirlo y el esclavo capaz de interpretarlo.
  • Pitch Bend. Generalmente los controladores de teclado disponen de un palanca o una rueda que permite enviar esta información. El esclavo establecerá la intensidad que aplicará a la información recibida o incluso si la ignora o no.
• Mensajes de modo. Estos mensajes permiten establecer el modo en que el esclavo recibirá la información MIDI. Existen 4 modos:
  • Mode1: Omni on, Poly. La información se recibe por todos los canales de manera polifónica. Suele ser el modo en el que se conectan por defecto todos los instrumentos MIDI polifónicos. Es útil si solo se va a utilizar un esclavo (así no necesitaría establecer el canal de recepción) o se trata de un sintetizador multitímbrico del que queremos utilizar sus 16 partes.
  • Mode 2: Omni on, Mono. La información se recibe por todos los canales pero las notas recibidas se interpretan de una en una nunca simultáneamente.
  • Mode 3: Omni off, Poly. La información se recibe por el canal MIDI que se haya seleccionado de modo polifónico
  • Modo 4: Omni off, Mono. La información se recibe por el canal MIDI que se haya seleccionado pero las notas recibidas se interpretan de una en una nunca simultáneamente. Este modo es el que suelen emplear los controladores de guitarra.

  Además de estos 4 modos de recepción de información existen otros dos tipos de mensajes que podríamos incluir en este grupo:

  • Local on/off: es un mensaje que se utiliza para desactivar el generador de sonido de un sintetizador. Esta función es muy útil si como teclado controlador estamos empleando un sintetizador o un piano electrónico y no queremos que se oiga su sonido a la vez que el sonido del dispositivo MIDI que está controlando (por ejemplo, desde ese sintetizador podríamos estar haciendo sonar uno de los sonidos de nuestra tarjeta de sonido y no desear escuchar a la vez el sonido propio del sintetizador). Para activar o desactivar esa función el fabricante del sintetizador establecen un procedimiento que puede consultarse en el Manual de Usuario.
  • All notes off (desactivación total de voces o "botón del pánico": Panic button). Esta función se encuentra en muchos dispositivos MIDI y en muchos programas de ordenador que trabajan con MIDI. La necesidad de este mensaje viene originada porque en ocasiones por algún problema técnico el instrumento esclavo que produce la nota no recibe el mensaje de nota desactivada después de haber recibido en de nota activada. Esto origina que esa nota continúe sonando indefinidamente y la única solución de pararla sería apagando el aparato o enviando desde el dispositivo maestro un mensaje de desactivación total de voces.

MENSAJES DE SISTEMA.

Se utilizan para controlar el sistema MIDI en general por tanto es irrelevante el canal MIDI por el que se envíen. Pueden emplearse para sincronizar distintos dispositivos (un secuenciador y una caja de ritmos, por ejemplo) y conseguir así que toquen al mismo tiempo o para comunicar información concreta a dispositivos de una misma compañía (mensajes de sistema exclusivo). Nos limitaremos aquí simplemente a su enumeración pues su descripción no haría sino meternos en cuestiones mucho más técnicas que no vienen al caso:

• Mensajes del sistema común
  • Marcador de posición de la secuencia
  • Selección de canción
  • Afinación
  • Fin de sistema exclusivo
• Mensajes de tiempo real
  • Tiempo de reloj
  • Mensaje de inicio
  • Mensaje de pausa
  • Mensaje de terminación
  • Sensor activo
  • Restablecimiento del sistema
• Mensajes de sistema exclusivo

General MIDI

La especificación General MIDI es adoptada en 1991 por la Asociación de Fabricantes MIDI (MIDI Manufacturers Association: MMA) y establece unas características mínimas para la compatibilidad de los instrumentos MIDI. Entre otras cuestiones establece por ejemplo:

• 24 voces como mínimo de polifonía que puedan tener un volumen independiente
• 16 canales MIDI que puedan enviar distintos número de voces (polifonía) y o tocar diferentes instrumentos. El canal 10 se establece como el canal básico para la percusión.
• Un conjunto mínimo de 128 instrumentos y la posibilidad de que al menos 16 puedan sonar simultáneamente (multitímbrico)

Estas especificaciones permiten garantizar que las asignaciones que hayas hecho de instrumentos en una obra musical se respeten aunque cambies de dispositivo MIDI. Es decir, si decides por ejemplo que la melodía principal la debe interpretar un saxofón alto, ese será el instrumento que suene aunque reproduzcas el archivo MIDI a través de otro dispositivo MIDI o en otra tarjeta de sonido de un ordenador distinto. Lo que no se garantiza es que el instrumento 66 (saxofón alto) suene con la misma calidad siempre pues esto dependerá de la calidad de los sonidos que genere el sintetizador o la tarjeta de sonido que los reproduzca.

En la siguiente tabla se muestran los 128 distintos instrumentos que establece la norma GM:

Con respecto a los sonidos de percusión ya hemos comentado que por defecto se asignan al canal 10 puesto que la información tiene la peculiaridad de que cada tecla no va asociada a una nota sino a un instrumento. En MIDI cada tecla de un piano (teclado) está numerada. En la siguiente tabla se muestra la correspondencia entre los número de las teclas y el instrumento de percusión al que se asocian:

Pero la rápida evolución de la tecnología musical hizo que pronto esta norma se quedase "pequeña" y que algunos fabricantes de instrumentos ampliasen sus especificaciones (aunque siempre respetando lo establecido por la especificación GM para mantener la compatibilidad):

• El primer fabricante fue Roland introduciendo muchos controles e instrumentos extra y lo denominó GS Standard
• El siguiente fabricante fue Yamaha con requisitos superiores aún a los establecidos en GS. Lo denominaron XG.

En este panorama el propio GM ha sufrido una evolución o mejor dicho una ampliación en cuanto a sus exigencias. De este modo la primeras especificaciones del General MIDI se las pasa a denominar GM nivel 1 (GM1) y a las nuevas GM nivel 2 (GM2), que desde su surgimiento en 1999 continúa actualizándose hasta la actualidad.

4.3. Instrumentos MIDI

Controladores

El MIDI ha permitido que haya una clara separación entre dispositivos controladores (maestros) y dispositivos productores de sonido (esclavos). Surge así una una disociación entre el modo en que se introduce la información musical y los sonidos resultantes. Es decir, hasta ahora cuando veíamos a un pianista o a un trompetista tocar su instrumento ya preveíamos antes de que sonase cuál iba a ser el timbre del mismo (el piano sonaría como un piano y la trompeta como una trompeta) Sin embargo, el mundo MIDI ha permitido que los controladores puedan adoptar el mecanismo de ejecución de prácticamente cualquier instrumento musical (aunque el más habitual suele ser el teclado existen controladores MIDI que imitan el modo de ejecución de una flauta, de un saxofón, de una trompeta, de una guitarra, de un violín, de una gaita,...). Y esa forma no presupone ningún sonido predeterminado sino que lo que permite es que los distintos músicos (no solo los pianistas) puedan tener acceso al mundo MIDI aprovechando la técnica del instrumento que han aprendido. Así, una guitarra MIDI, por ejemplo, podría utilizar el sonido de un órgano, de una flauta o de cualquier sonido electrónico que no pretenda imitar a ninguno de los instrumentos musicales existentes

Más aún, los dispositivos controladores no tienen que producir sonido ellos mismos (eso abarata considerablemente su coste) y así pueden emplear el sonido de otros instrumentos hardware, el del sintetizador de la tarjeta de sonido o el de los programas que emulan por software a sintetizadores y samplers.

Por otro lado, se rompen asociaciones tan elementales dentro de los instrumentos acústicos como el que un instrumento grande produce sonidos graves y un instrumento pequeño produce sonidos agudos. Esta asociación tenía todo su sentido y su explicación física desde el punto de vista acústico en los instrumentos llamémoslos "analógicos" pero ya no se cumple dentro de los instrumentos que producen sonidos digitales: podemos ver un controlador MIDI de viento con un tamaño poco mayor al de una flauta dulce haciendo sonar sonidos tan graves como los de un contrabajo o una tuba.

Estos controladores pueden emplear conexiones MIDI o utilizar directamente conexiones USB lo que facilita su conexión al ordenador y nos permite prescindir del puerto MIDI de la tarjeta de sonido (que podría no poseerlo). A través de estos controladores pueden introducirse y grabar directamente interpretaciones musicales en el ordenador a través de un programa de secuenciación. También pueden emplearse para introducir información en los editores de partituras y en los programas de educación musical. Es decir, dentro del ámbito musical, un teclado controlador MIDI puede hacerse tan imprescindible para comunicarse con el ordenador como pueda serlo el teclado y el ratón.

Las posibilidades para construir controladores MIDI son muy grandes y, en principio, todo tipo de instrumento musical sería susceptible de ser tomado como inspiración para elaborar un controlador MIDI (con las consiguientes ventajas para los músicos que tocasen ese instrumento). Sin embargo, los más utilizados y extendidos son los teclados aunque hay guitarras, baterías, violines, controladores de viento que imitan la digitación del saxofón o la flauta y hasta tenemos la gaita MIDI.

Controlador de percusión	Controlador de viento

Incluso se construyen controladores MIDI que se basan en interruptores, botones giratorios, etc. Son totalmente programables y pueden enviar información MIDI en tiempo real. Para los que no sean músicos es posible que supongan un modo más sencillo de trabajar. Además, pueden facilitar más el trabajo que los controles virtuales que se muestran en muchos programas a través de la pantalla del ordenador (por ejemplo en plugins o programas de control de sintetizadores).

Sintetizador

Un sintetizador permite emular sonidos de instrumentos musicales no electrónicos (denominados muchas veces acústicos) o bien generar otros totalmente nuevos sin ninguna pretensión de imitar. Existen distintos métodos de síntesis del sonido (los veremos brevemente más adelante). Cada fabricante de sintetizadores puede adoptar un determinado tipo de síntesis para fabricar sus sintetizadores.

Los primeros sintetizadores eran analógicos. Pero la entrada en la era digital pronto acabó llegando a estos aparatos. Aunque el sonido de los sintetizadores analógicos sigue teniendo su atractivo para muchos músicos y no faltan incluso versiones software que intentan recuperar su sonido

En principio los sintetizadores poseían todos un teclado para poder tocar empleando los distintos sonidos que ofrecía. Pero gracias al MIDI el teclado pudo ser un elemento prescindible en los sintetizadores si ya se disponía de uno. Así que comenzaron a fabricarse también versiones de los sintetizadores sin teclado (se les suele llamar módulos de sonido) que pueden manejarse desde dispositivos controladores MIDI (entre ellos los teclados).

En la actualidad, además de los sintetizadores hardware (con o sin teclado), existen sintetizadores software que compiten con mucha fuerza. Podríamos mencionar por ejemplo a Reaktor o Absynth (de Native Instruments) y Reason (de Propellerheads) aunque este último es más que un sintetizador puesto que constituye todo un estudio de sonido modular. Algunos, como hemos dicho antes, incluso parten de la emulación de sintetizadores clásicos 

Al hablar de sintetizadores conviene aclarar dos conceptos que en ocasiones provocan confusión: multitimbricidad y polifonía:

• Un sintetizador es multitímbrico cuando es capaz de producir varios timbres o instrumentos distintos simultáneamente. Cada instrumento puede asociarse a una parte (que no hay que confundir con el término parte que se emplea en los secuenciadores para designar los fragmentos en los que se divide la información MIDI dentro de una pista). Cada parte esta asociada a un determinado canal MIDI. El número de partes/canales MIDI que puede interpretar simultáneamente uno de estos sintetizadores suele ser 16 por cada puerto (hay sintetizadores que pueden trabajar con más de un puerto MIDI con lo que es como si, en vez de tratarse de un único dispositivo, fuesen 2 o más dispositivos MIDI distintos). Para poder hacer esto el sintetizador recibe la información a través de todos los canales MIDI (OMNI ON)
• La polifonía de un sintetizador es la cantidad de voces distintas que puede producir simultáneamente (32, 64, 128,...). Aquí hay que aclarar que el concepto voz está relacionado con oscilador (que es el elemento básico de la producción de sonido de un sintetizador). Y los distintos sonidos del sintetizador (llamados programas, patches, presets, etc. cada sintetizador emplea su propia nomenclatura lo que incremente la confusión) pueden generarse utilizando uno o más osciladores (según los que posea). Es decir, la complejidad de cada sonido establece el número de osciladores que intervienen en su producción y, en consecuencia, el número de voces de polifonía que consumen. Así por ejemplo, si un sintetizador tiene una polifonía de 64 voces y estamos utilizando un instrumento que utiliza 2 osciladores esto significa que en realidad podrá interpretar 32 notas a la vez con ese instrumento. O, por ejemplo, una parte de teclado que realiza acordes con 8 notas y emplea un timbre que consume 2 osciladores consumiría 16 voces de polifonía (8 notas x 2 osciladores = 16 voces de polifonía). Si empleamos 4 instrumentos en las condiciones que acabamos de comentar ya habríamos consumido las 64 voces de polifonía (4 instrumentos x 16 voces de polifonía = 64 voces de polifonía). Resumiendo, la polifonía de un sintetizador puede limitar la cantidad de instrumentos empleados a la vez.

Sampler

El sampler o muestreador es un instrumento (con o sin teclado incorporado) que como su propio nombre indica puede grabar muestras (samples) de sonidos tomados a través del micrófono o de aparatos conectados a una línea directa. Puede por tanto tomar muestras de cualquier tipo de sonidos sean de instrumentos musical de voz, ruidos, sonidos de la naturaleza, etc. Una vez tomada la muestra posee toda una serie de funciones que permiten su edición para mejorarla o aplicarle algún tipo de efectos. 

El sampler almacena estas muestras en su memoria y automáticamente puede asignarla a cada tecla pero con la frecuencia de la nota que produciría dicha tecla. Esto lo consiguen cambiando la velocidad de reproducción de la muestra (cuanto más rápida es la reproducción más agudo será el sonido y viceversa). De este modo, las muestras pueden controlarse a través de un teclado. Aunque este proceso hace que el sonido de la muestra se vaya modificando más cuanto más se aleje de la frecuencia original de grabación del sonido y puede llegar a hacerse irreconocible.

También existen samplers virtuales que ofrecen prestaciones de alta calidad y que pueden funcionar de modo autónomo o como plugin. Son muy conocidos, por ejemplo: Kontakt (de Native Instruments), Halion (de Steinberg) y EXS24 (de Emagic)

Secuenciador

El secuenciador pronto surgió como la gran solución para poder sacar todo el partido a lenguaje MIDI. Con un secuenciador como maestro se pueden gestionar simultáneamente varios dispositivos MIDI. Se pueden controlar varias fuentes de sonido (sintetizadores, samplers, ...). Se convierte así en una herramienta indispensable a la hora de realizar composiciones, arreglos o instrumentaciones.

Al principio estos secuenciadores eran hardware en un dispositivo independiente o incluso dentro de teclados que reciben el nombre de workstations (terminal de trabajo, porque agrupa muchas funciones que podían estar en aparatos independientes).

Pero la aparición de ordenadores con programas que realizaban estas labores de secuenciación fue el gran paso para hacer del secuenciador el centro neurálgico de todo estudio de sonido. Desde un secuenciador se pueden controlar tantos dispositivos MIDI (tanto internos o por software como externos) como el procesador y la memoria RAM del ordenador puedan soportar. Toda la información MIDI se coordina y se envía al dispositivo adecuado. Entre otras muchas funciones que pueden realizar un secuenciador puede:

• Grabar (a través de dispositivos controladores), importar, exportar y reproducir información MIDI
• Mostrar la información MIDI a través de distintos tipos de visualización: como partitura, como lista de eventos MIDI, como piano roll,...
• Distribuir la información MIDI en pistas (que pueden agruparse y/o dividirse en fragmentos de información MIDI que se suelen denominar partes) pudiendo asignar cada pista a distintos dispositivos y/o canales MIDI
• Controlar el volumen, efectos, panorámica, etc de cada pista a través de una mesa de mezclas donde cada pista tiene asignado un canal de la misma.
• Modificar el contenido de cada pista a través de editores que nos permiten tener un control detallado de cada nota
• Utilizar instrumentos virtuales a través de plugins
• Utilizar efectos de sonido virtuales que se aplicarían a los sonidos

La lista sin duda podría ser mucho más larga. Más adelante mencionaremos otras de las posibilidades de los nuevos secuenciadores por software que además de la información MIDI trabajan con audio. Dentro de estos destacan especialmente: Cubase (de Steinberg), Logic (de Emagic) y Cakewalk o Sonar (de Cakewalk)

Caja de ritmos 

En su momento, aunque todavía continúan utilizándose, tuvo más importancia que la que tiene ahora donde muchas de sus funciones pueden ser realizadas por los secuenciadores e instrumentos virtuales de percusión. contienen muestras de sonidos de batería e instrumentos de percusión grabadas y almacenadas digitalmente. Poseen también un secuenciador interno con el cual se pueden generar patrones rítmicos.

Las cajas de ritmos pueden controlarse vía MIDI a través de un teclado o de un secuenciador externo a la propia caja de ritmos.

4.4. Conexiones

Conectores

Los tipos de conexiones básicas que tienen los dispositivos MIDI son:

• MIDI IN. Este es el puerto de entrada de la información MIDI que envíe otro dispositivo
• MIDI OUT. Este es el puerto de salida de la información MIDI hacia otro dispositivo
• MIDI THRU. Este puerto simplemente reenvía (repite) la misma información que haya enterado en el puerto MIDI IN

Para enlazar estos tipos de conexiones se emplea un cable MIDI con conectores de cinco patillas. En estos cables la información solo circula en un sentido.

La regla de oro. El puerto de salida (OUT) del instrumento que queremos que sea emisor (maestro) siempre hay que conectarlo con el puerto de entrada (IN) del instrumento que queremos que sea receptor, y viceversa (y, cuando queramos conectar varios instrumentos en cadena, en los instrumentos intermedios utilizaremos THRU como puerto de salida)

Sin embargo el ordenador no posee este tipo de conexiones pero muchas tarjetas de sonido incluyen un puerto MIDI aprovechando el mismo puerto que le sirve para la conexión del joystick

Eso sí el cable deberá tener tanto las conexiones MIDI como la conexión propia del puerto de joystick. A estos cables se les suele denominar Kit MIDI

Aunque en la actualidad todos los instrumentos electrónicos están empezando a usar los puertos USB e incluso Firewire. Con lo que los cables empleados son los propios de este tipo de puertos. Aunque eso no significa que hayan desaparecido los puertos MIDI. De hecho se siguen conservando en casi todos los instrumentos. Y la conexión al ordenador sigue pudiendo hacerse con conexiones MIDI de distintos modos:

• A través del puerto de joystick de la tarjeta de sonido, si lo tiene
• A través de los puertos MIDI de los módulos externos de algunas tarjetas de sonido o de tarjetas de sonido (o dispositivos audio) que se conectan a través del puerto USB o Firewire
• A través de dispositivos MIDI THRU BOX con conexión USB al ordenador

Ejemplos de conexión

Las posibilidades de conexión son muchas dependiendo de la cantidad de instrumentos que se quieran conectar pero la más básica es la que constituye la relación maestro-esclavo que establece dos funciones diferentes dentro de lo que podríamos denominar la "conversación" MIDI:

a) El maestro (o controlador) es el que "habla", el emisor. Es decir, genera códigos MIDI que gestionan la información del esclavo.

b) El esclavo es el que "escucha", el receptor. Es decir, el dispositivo o fuente de sonido capaz de recibir y ejecutar instrucciones vía MIDI.

Por otro lado, aquí nos centraremos en lo que sería el conexionado MIDI aunque por desgracia ahí no se terminan nuestros problemas con los cables. En cada caso podrían plantearse también las siguientes conexiones:

• Conexión de audio. Serían las conexiones necesarias para que todos los equipos pudiesen escucharse a través de unos altavoces y/o realizar la grabación de su sonido. En cuanto necesitásemos emplear más de un dispositivo empezaríamos a ver la utilidad de una mesa de mezclas.
• Conexión a fuente de energía. Casi todos los aparatos suelen necesitar una conexión a una toma de corriente eléctrica. Son conexiones tan evidentes que no las mencionaremos en ninguno de los ejemplos del curso. Aunque eso no significa que no las debamos tener en cuenta. Muchas veces el "complejo" problema que hace que un aparato o una conexión no funcionen pasa por un olvido a la hora de enchufarlo o de pulsar el interruptor (y tampoco podemos descartar los casos en que simplemente están mal ajustadas o apretadas las conexiones).
• Otras conexiones. Hay módulos de sonido que además de los conectores MIDI nos ofrecen la posibilidad de conectarse a través de un puerto del ordenador (USB, serie,...). Y no podemos olvidar una conexión que cada vez es más indispensable para trabajar en música, sobre todo si empleamos software, que es la conexión a Internet.

A continuación veremos distintos casos que nos mostrarán ejemplos de conexiones. Las posibilidades son muchas e incluso para conectar los mismos dispositivos podrían tomarse distintos caminos. En ese caso la elección estaría determinada por la necesidades reales y concretas que tuviésemos. Evidentemente estos casos no agotan las posibilidades pero si se comprenden pueden ayudar a plantear otro tipo de configuraciones. Al final expondremos un caso en el que incluiremos también las conexiones audio

Caso 1: conexión maestro-esclavo de dos dispositivos

Por ejemplo, en el siguiente gráfico vemos una clásica configuración maestro-esclavo en la que un teclado desarrolla la función de maestro (actúa como controlador MIDI y puede tener o no sonidos propios) y otro teclado (un sintetizador o un sampler, por ejemplo) desarrolla la función de esclavo. Conectamos el puerto de salida (OUT) del maestro con el puerto de entrada (IN) del escalvo.

En vez de otro teclado podríamos también emplear un módulo de sonido

En ambos casos, el maestro puede controlar al esclavo de modo que, por ejemplo, todas las notas que se produzcan en el maestro se podrán hacer sonar con los sonidos del esclavo. Para poder escuchar al esclavo necesitaríamos conectarlo a unos altavoces a no ser que se tratase de un teclado que trajese unos incorporados.

Caso 2: conexión maestro-esclavo de más de dos dispositivos

Si queremos conectar más de un dispositivo esclavo se incrementa el número de conexiones y combinaciones posibles. Para no complicarlo en exceso, imaginemos que desde el teclado maestro queremos controlar 3 módulos de sonidos (aunque cualquiera de esos módulos o todos ellos fuesen también teclados el ejemplo de conexión no variaría)

Estamos realizando una conexión en cadena (daisy-chain). El teclado maestro envía la información a través del puerto OUT y entra en el primer módulo a través de su puerto IN. Si el teclado maestro está enviando indormación a través del canal por el que recibe información ese módulo entonces responderá a los mensajes recibidos. Pero en todo caso, un "copia" de la información que ha recibido la enviará a través del puerto THRU (no se emplea el puerto OUT porque ese módulo de sonido no es el que genera la información sino el que la recibe y, a la vez, sirve de puente para que la información pase al módulo siguiente). Lo que hemos comentado para este primer módulo es perfectamente aplicable para los dos siguientes con la salvedad de que del último módulo no saldrá ninguna conexión.

Este tipo de conexión puede funcionar perfectamente si el número de dispositivos conectados es pequeño. Pero, en caso contrario, es bastante claro que la información irá acumulando pequeños retrasos en el tiempo que tarda en atravesar cada dispositivo. Y eso puede hacerse muy evidente al llegar al último. Es decir, podríamos percibir como habría, por ejemplo, un ligero retraso entre que se toca un nota en el teclado maestro y se produce el sonido en el último de los módulos conectados. Estos retardos se conocen con el nombre de latencia.

Para evitar entonces la temida latencia (retardo) y los ruidos que se producirían en conexiones encadenadas de más de tres aparatos se emplean las MIDI Thru box (caja de enlace directo) que son aparatos que constan de una entrada MIDI y varias salidas MIDI Thru (es decir salidas que reproducen la misma información que se introduce a través de MIDI IN). Actualmente muchas de estas cajas tienen un puerto USB para conectarse con el ordenador.

La conexión entonces se haría del siguiente modo

La información MIDI del teclado maestro saldría del puesto OUT para dirigirse a uno de los puertos IN de la MIDI THRU BOX. En esa caja de conexiones la información recibida se multiplicaría y se dirigiría a todos sus puertos de salida. Cada uno de esos puertos de salida se dirigirá entonces al puerto de entrada de los distintos dispositivos que se quieran controlar con el teclado maestro.

Caso 3:  conexión maestro-esclavo con ordenador y un dispositivo

Cualquiera de las conexiones explicadas en los casos anteriores podría utilizarse con el ordenador. Simplemente habría que imaginar al ordenador en el lugar que situamos al teclado maestro. Pero el ordenador presenta particularidades que hacen que esas conexiones pudieran ser insuficientes para realizar algunas operaciones.

Por ejemplo, si conectamos un teclado con el ordenador habría que saber si dicho teclado posee o no sonidos propios y, en caso de poseerlos, si nos interesa utilizarlos o no:

• Si no tuviese sonidos el teclado se conectaría como maestro (emisor de información) y el ordenador como esclavo (receptor de información). Ese suele ser el caso más habitual puesto que suelen utilizarse teclados controladores sin sonidos propios que nos sirven para poder introducir mensajes MIDI al ordenador (podríamos introducir las notas en un secuenciador o en un editor de partituras, por ejemplo)
• Si tuviese sonidos el teclado, además de ser emisor de información (maestro) podría ser receptor de información (esclavo) y servirnos para escuchar los archivos MIDI con sus sonidos. En este caso, ambos dispositivos pueden desempeñar ambas funciones y la conexión podría ser la siguiente

Otra posibilidad sería que el ordenador se conectase a un módulo de sonidos para aprovechar la mayor calidad de los sonidos de estos en comparación con los que suelen tener las tarjetas de sonido domésticas, Parece claro que el ordenador actuaría entonces como maestro y el módulo como esclavo. Pero podría también interesarnos que el módulo enviase información al ordenador si, por ejemplo, existiesen programas informáticos que permitiesen la gestión del módulo de sonido y necesitasen solicitarle información. Esta situación es muy frecuente puesto que mucho módulos suelen incluir este tipo de programas para facilitar su programación sin tener que recurrir a la pequeña pantalla con que vienen dotados (incluso han surgido empresas com Sound Quest que han generado programas para gestionar un gran número de módulos hardware). En este caso bastaría con realizar una conexión como la que acabamos de mostrar en el anterior gráfico pero sustituyendo al teclado por el módulo de sonido.

No queremos tampoco olvidarnos de comentar la posibilidad de que tanto el teclado como el módulo de sonido viniesen dotados con un puerto USB lo que facilitaría mucho la conexión con el ordenador (además de hacerla a más velocidad puesto que la conexión MIDI tan solo envía datos a 31,5 kbps frente a los 12 Mbps de los puertos USB 1.1 y de los 480Mbps de los puertos USB 2.0)

Pero la cosa empieza a complicarse si añadimos dispositivos y sobre todo si queremos que la conexión permita ambas direcciones en la información (es decir, que los dispositivos puedan actuar como esclavos o como maestros según procediese). Por ejemplo, imaginemos que queremos conectar un ordenador con un módulo de sonidos y un teclado controlador. Un modo simple de solucionarlo podría ser el siguiente:

Sin embargo, esta conexión solo permite que la información fluya en un sentido: del teclado al ordenador y del ordenador al módulo de sonido (y si queremos tocar el módulo con el teclado o cambiamos la conexión debemos hacerlo a través del ordenador y de un secuenciador). Pero podrían interesarnos las siguientes posibilidades:

1. Tocar el módulo de sonido desde el teclado sin tener encendido el ordenador
2. Conectar la salida del módulo con el ordenador para poder gestionarlo con un programa editor de sonidos

Con las conexiones comentadas hasta aquí esto es imposible pero podemos recurrir a una MIDI THRU BOX que disponga de una conexión USB para el ordenador y de al menos dos entradas y una salida MIDI. La conexión podría quedar del siguiente modo:

Con estas conexiones pueden conseguirse todas las comunicaciones deseadas entre los dispositivos. Sobre todo si tenemos en cuenta que estas cajas vienen con unos drivers para el ordenador que le permiten seleccionar el puerto de entrada que le enviará información y que, además, tienen la posibilidad de funcionar con el ordenador apagado realizando las conexiones establecidas con el resto de los dispositivos. Podemos así,

1. Enviar información al ordenador desde el teclado sin falta de conectar el módulo.
2. Enviar información al módulo de sonido desde el teclado sin falta de conectar el ordenador.
3. Enviar información al módulo de sonido desde el ordenador.
4. Enviar información al ordenador desde el módulo de sonido.

Caso 4: conexión completa MIDI y audio

En los casos anteriores no hemos puesto todas las conexiones audio necesarias. Tan solo hemos hecho aparecer la conexión más evidente de la tarjeta de sonido a un equipo HI-FI. Pero en los dos últimos se echaba de menos una conexión bastante elemental que es la que nos debería permitir poder escuchar al módulo de sonido. Y aquí es donde nos surge el problema tenemos un equipo HI-FI y dos dispositivos que amplificar (y quien dice dos dice todos aquellos que hubiésemos decidido controlar desde el ordenador). Aunque el equipo tuviese dos entradas libres en su amplificador eso solo nos permitiría escuchar uno u otro pero no los dos al mismo tiempo. Es decir, sin dar más rodeos necesitamos una mesa de mezclas. Así cada dispositivo (en este caso la tarjeta de sonido y el módulo de sonido) se asignaría a un canal de la mesa y desde la mesa se haría la conexión al equipo HI-FI. Todo sería más o menos así,

Con esta conexión podría escucharse simultáneamente tanto los sonidos que saliesen de la tarjeta de sonido como los que se generasen en el módulo de sonido. Por otro lado, otra salida de la mesa de mezclas la hemos llevado al puerto de entrada de la tarjeta de sonido (LINE-IN). De este modo podríamos grabar en el disco duro de ordenador el sonido de uno o de todos los dispositivos que conectásemos a la mesa de mezclas (podríamos añadir más instrumentos MIDI, micrófonos, tocadiscos, etc)