MIDI: erinevus redaktsioonide vahel

[[Pilt:NoteNamesFrequenciesAndMidiNumbers.svg|thumb|rightpisi|Noodi nimed ja MIDI noodi numbrid.]]

[[Pilt:Scientific pitch notation octaves of C.png|thumbpisi|[[C (muusika)|C]] eri [[Oktav (helikõrguspiirkond)|oktavites]] MIDI süsteemis]]

'''MIDI''' (akronüüm ingliskeelsest fraasist '''''M'''usical '''I'''nstrument '''D'''igital '''I'''nterface''; ka '''MIDI-liides''') on [[1980]]. aastate alguses loodud ja [[1982]]. aastal määratletud [[andmevahetusprotokoll|andmevahetuse (-edastuse) protokoll (keel)]], mis võimaldab [[elektrooniline instrument|elektroonilistel instrumentidel]], [[arvuti]]tel ja teistel seadmetel (näiteks MIDI-t toetavad [[valgustusseadmed]] teatrites) omavahel suhelda, üksteist juhtida ja [[sünkronisatsioon|sünkroonida]]. Eelduseks on, et seadmed toetavad MIDI standardit ja nende vahel on MIDI-ühendus (standardne MIDI-kaabel või näiteks [[USB]]-MIDI kasutajaliides) või '''[[WIDI]]'''-ühendus ("traadita" MIDI ehk ''Wireless MIDI''). '''MIDI-ks''' nimetatakse ka kaabli või WIDI kaudu edastatavat MIDI teavet.

MIDI on alates oma ilmumisest [[1983]]. aastast saanud levinud standardiks [[muusikariist]]ade (näiteks elektroonilised klahvpillid, kitarriprotsessorid, trummimasinad, sekventserid jne) juhtimisel ja sünkroonimisel.

Elektrooniliste [[muusikainstrument|muusikainstrumentide]]ide algusaastatel olid [[süntesaator|süntesaatorid]]id tavaliselt monotoonsed seadmed. Piirangust, taasesitada üht nooti korraga, läksid elektrooniliste muusikainstrumentide tootjad mööda tehnoloogiaga, mis võimaldas luua elektrilise ühenduse erinevate süntesaatorite vahel. Üks süntesaator määrati ülemaks ja sellega võimaldati juhtida alluvate helimoodulite taasesitusparameetreid. Nimetatud ülem-alluv-süsteemi juhtimiseks töötati välja algeline juhtsignaal.

Süsteem põhines varajaste süntesaatorite omadusel, kus nende mängimisel tekkiva [[alalispinge|alalispingega]]ga oli võimalik juhtida teise instrumendi pingega juhitud võnkumisi ja pingega juhitud [[võimendi|võimendeid]]. Kuna mitmed sel ajal kasutusel olnud süntesaatorid genereerisid alalissignaali, mille [[Pinge (elekter)|pinge]] suurenes ühe [[volt|voldi]] võrra okaatvi kohta, siis oli võimalik kasutada seda juhtpinget normpingena. See võimaldas edastada helikõrgust sisaldavat informatsiooni teistele süntesaatoritele.

Nootide algushetke ja kestuse sünkroonimiseks kasutati väravsignaali, kuid kuna tootjad kasutasid oma elektroonilistes instrumentides erinevaid sünkroonimisimpulsside [[taktsagedus|taktsagedusi]]i, oli mitteühilduvate seadmete sünkroonimine keerukas ja nõudis lisaseadmeid.

[[Digitaalelektroonika|Digitaalelektroonika]] areng võimaldas otsida alternatiive analoogjuhtimisele, mistõttu alustasid David Smith ja Chet Wood digitaalset elektrooniliste instrumendi juhtreeglistiku arendamist. Väljatöötatav protokoll nimetati süntesaatori universaalliideseks ja 1981. aasta sügisel tutvustati juhtreeglistikku heliinsenerluse kogukonnale (AES). Kahe järgmise aasta jooksul tehti koostöös elektrooniliste instrumentide suurtootjatega protokolli standardis muudatusi ja 1983. aastal nimetati süntesaatori universaalliides ümber MIDI-ks.

MIDI võimaldab elektrooniliste instrumentide vahel [[andmeedastus|suhtluse]] ja teeb võimalikuks ühel seadmel juhtida teist. Näiteks MIDI-instrumendil noodi mängimine genereerib digitaalsignaali, millega on võimalik mängida noot teisel elektroonilisel instrumendil. MIDI juhtimine võimaldab instrumente paigutada väiksematesse moodulitesse ja neid samaaegselt kasutada. Samuti on MIDIga võimalik instrumendi helisid programmeerida ja muuta helide signaalide kuju. Filtrite rakendamine võimaldab muuta helide [[tämber|tämbrit]] ning luua funktsioone, mis on suutelised [[Filter (tarkvara)|filtrite]] parameetreid määratud aja jooksul muutma. Tarkvaraliste ja riistvaraliste muusikainstrumentide juhtnuppude ja parameetrite juhtimine on võimalik määrata [[MIDI kontroller|MIDI kontrolleri]]i füüsiliste lülitite alla. Kasutades muundureid, mis teisendavad MIDI signaale analoogjuhtsignaalideks, on võimalik MIDI-seadmetega juhtida ka analoogsüntesaatoreid.

MIDI reeglistikku on rakendatud ka mittemuusikaliste süsteemide juhtimiseks. MIDI-t on kasutatud lavavalgustussüsteemide lülitamiseks, sünkroonimiseks ja automatiseerimiseks. Ettevõtte Apple tarkvara „Apple"Apple Motion“Motion" võimaldab MIDI-ga juhtida videotöötlusparameetreid. 1987. aastal kasutati MIDI protokolli arvutite omavahelisse võrku lülitamiseks, eesmärgiga mängida arvutimängu „Oxyd“"Oxyd". Lisaks kasutatakse MIDI-t kodudes valgustuse ja kodumasinate juhtimiseks.

MIDI-instrument sisaldab MIDI-teadete edastamiseks ja vastuvõtmiseks [[sisend/väljund|sisend- ja väljundpesasid]], protsessorit sisend- ja väljundsignaalide töötlemiseks, [[kasutajaliides|kasutajaliidest]]t, mis võimaldaks seadet programmeerida, heli tekitamiseks vajalikku elektrilist lülitust ja juhtsüsteemi. Tavaliselt salvestatakse MIDI-instrumendi helid ja [[operatsioonisüsteem|operatsioonisüsteem]] instrumendi [[püsimälu|püsimällu]]. MIDI-instrumendiks võib olla ka klaverilaadsete klahvideta üksikmoodul.

[[Pilt:MIDI connector2.svg|thumbpisi|leftvasakul|uprightpüsti=0.50|alt=Diagram of a MIDI connector|MIDI pistikseadme kontakttihvtide paigutus]]

MIDI riistvaraline liides töötab asünkroonse [[jadaühendus|jadaühendusena]]ena boodikiirusega 31,25 kbd (+/- 1%), kusjuures andmeedastuseks kasutatakse üht [[bitt|algusbitti]], kaheksat andmebitti ja lõppbitti. [[paarsuskontroll|Paarsusbitte]] MIDI andmevahetuse käigus ei saadeta. Kokku edastatakse 320 mikrosekundilise ajavahemiku vältel 10 bitti ühe jadamisi saadetud baidi kohta. Edastatavates baitides saadetakse [[vähima kaaluga bitt|vähima kaaluga bitt]] esimesena. Algusbitt on määratud loogilise nullina ja lõppbitt loogilise ühena.

[[maanduskontuur|MaanduskontuurideMaanduskontuur]]ide ja andmevigade vältimiseks on saatja elektriline lülitus ja vastuvõtja elektriline lülitus teineteisest [[optoisolaator|optoisolaatoriga]]iga eraldatud. Ahelas kasutatava optoisolaatori tõusuaeg ja langeaeg peab olema väiksem kui 2 mikrosekundit. Vastuvõtja elektriahel peab sisselülitamiseks tarbima vähem kui 5  mA [[elektrivool|voolu]].

MIDI [[peegelduspesa|peegelduspesa]] kasutamisel võib MIDI-sisendpesa ja peegelduspesa vahelises andmevahetuses esineda [[elektrisignaal|signaali]] degradeerumine nelinurksignaali tõusva ja langeva serva vahel. See on tingitud optoisolaatori reageerimiskestusest. Reageerimiskestusest tingitud ajastusvead seavad jadamisi MIDI ahelasse lülitatavate MIDI-seadmete arvule piirangu.

[[Pilt:MIDI sõnumitüüpide diagramm.JPG|thumbpisi|MIDI teatetüüpide diagramm]]

[[Pilt:MIDI baiditüüpide diagramm.JPG|thumbpisi|MIDI baiditüüpide diagramm]]

USB võimaldab süsteemi lisada kuni 127 välist seadet, mis on tinginud MIDI tööstuses tendentsi luua süsteeme, kus seadmete omavaheliseks ühendamiseks kasutatakse minimaalsel hulgal lisaühendusi. USB-ühendused võimaldavad lisaseadme ja arvuti vahel kahepoolse ühenduse, mis lihtsustab lõppkasutaja jaoks süsteemi kasutamist. Lõppkasutaja kasutajamugavuse suurendamiseks võimaldatakse ka USB-seadmete [[käigultvahetus|käigultvahetus]].

USB 1.0 ja USB 2.0 standardite seadmetevahelise ühenduskaabli maksimaalne pikkus on viis meetrit ning seadmeid, mille voolutarve on suurem kui 500  mA, tuleb elektrienergiaga varustada välise toiteseadme kaudu.

Eristatakse kaht tüüpi kanaliteateid: häälteated ja töörežiimiteated. Häälteateid kasutatakse MIDI instrumendi häälte juhtimiseks ning neid edastatakse üle häälkanalite. Töörežiimiteateid kasutatakse, et defineerida MIDI instrumendi reageerimine häälteatele. Töörežiimiteated edastatakse baaskanali kaudu.

Andmebaidid (v.a reaalajateated) edastatakse pärast seisundibaiti. Teate sisu kannavad üks või kaks kaheksabitilist andmebaiti, mille [[suurima kaaluga bitt|suurima kaaluga bitt]] on alati määratud loogilise nullina. Iga seisundibaidi kohta tuleb edastada õige arv andmebaite. Vastuvõtjad peavad enne teate täitmist ootama, kuni kõik andmebaidid on vastu võetud. Andmebaite, millele ei eelnenud valiidne seisundibait, tuleks ignoreerida juhul, kui tegemist ei ole seisundi säilitamisega.