MIDI 2.0

MIDI 2.0 is de tweede versie van het in 1983 uitgebrachte ‘Musical Instrument Digital Interface’-protocol. Het protocol zorgt ervoor dat de communicatie van muzikale parameters tussen instrumenten van verschillende fabrikanten mogelijk is.

Het oorspronkelijke MIDI protocol (MIDI 1.0) heeft de afgelopen 37 jaar het werkveld gedomineerd. Dit komt voornamelijk omdat het alle fundamentele onderdelen dekt die nodig zijn om muziek te kunnen communiceren.

Pogingen om een volledig nieuw protocol te maken zijn er wel geweest, maar het is lastig om van een standaard af te komen. Aanvullingen voor het oorspronkelijke MIDI protocol zijn er echter wel gemaakt. Denk hierbij aan General MIDI, wat ervoor zorgde dat de geluiden in apparaten die MIDI gebruiken gestandaardiseerd werden, maar denk ook aan de meer recente MPE (MIDI Polyphonic Expression) extensie, gemaakt in het belang van fabrikanten als ROLI en andere bedrijven die MIDI controller maken die zeer expressief kunnen zijn.

Op het NAMM-wintercongres op 17 januari 2020 in Anaheim in Californië werd MIDI 2.0 uit de doeken gedaan. Hierbij waren vertegenwoordigers van onder andere Yamaha, Microsoft en Google aanwezig. MIDI 2.0 is al sinds 2005 in ontwikkeling met het doel om onder andere ‘property exchange’ mogelijk te maken tussen verschillende MIDI-systemen. ^[4]

“MIDI 2.0 is the result of a global, decade-long development effort.” ^[1]

De ontwikkeling van MIDI 2.0 wordt overzien door the MIDI Manufacturers Association in Europa en Noord Amerika en Association of Musical Electronics Industry (AMEI) in Japan. MIDI 2.0 is de eerste grote update voor het protocol sinds 1982, toen de eerste ontwikkelstappen voor MIDI werden genomen. Op dit moment wordt er gewerkt aan een API waardoor ontwikkelaars MIDI 2.0 makkelijk in hun hard- en software kunnen implementeren. Ook werken ze bij AMEI aan een logo voor het protocol om apparaten te kunnen voorzien van een MIDI 2.0 specificatie.^[1]

De nieuwste uitbreiding van het MIDI protocol bestaat grotendeels uit 3 gebieden, samengebundeld onder de verzamelnaam “MIDI-CI”, ofwel “MIDI 2.0”. Enige toelichting op onderstaande afbeelding: Links en rechts zijn 2 apparaten in het midden met elkaar verbonden via MIDI-CI. Daar gebeurt een heleboel, maar als eerste wordt er gecontroleerd of beide apparaten de functies van MIDI 2.0 ondersteunen. Als “profile configuration” niet ondersteund wordt door één of beide apparaten, beslist MIDI-CI dat er gebruik gaat worden gemaakt van de standaard MIDI 1.0 protocollen. Hetzelfde gebeurt voor “Property Exchange” en “Protocol Negotiation”.

^[1]

Door middel van “Profile Configuration” zijn MIDI apparaten in staat om informatie met elkaar uit te wisselen. Hierdoor kunnen ze dus elkaars instellingen zien en aanpassen. Denk hierbij aan; productnaam, configuratie, waardes van alle knobs/sliders, etc.

Het idee is dat apparaten allemaal een eigen profiel hebben, en dat via MIDI-CI ze deze profielen van elkaar kunnen zien en zichzelf hierop kunnen configureren/instellen. Dit werkt met zowel software als hardware, waardoor de integratie van MIDI instrumenten en controllers makkelijker en beter wordt dan ooit.

Natuurlijk is dit alles alleen mogelijke voor apparaten die MIDI 2.0 ondersteunen. Dus, als MIDI-CI door middel van “Protocol Negotiation” vaststelt dat een apparaat dit nog niet doet, wordt er niet omgeschakeld en blijft desbetreffend apparaat gebruik maken van het MIDI 1.0 protocol. Een MIDI protocol is de van tevoren bepaalde taal waar MIDI gebruik van maakt, het vocabulaire als het ware. Tussen MIDI 1.0 en MIDI 2.0 komt veel van dit vocabulaire overeen. Echter, er worden door MIDI 2.0 bepaalde functies, of “woorden” verder uitgebreid door, bijvoorbeeld, een hogere resolutie en meer functionaliteit. Uiteraard komen er ook geheel nieuwe woorden bij in dit uitgebreide vocabulaire, grotendeels in de vorm van Profile Configuration en Property Exchange.

MIDI 2.0 is in feite een extensie van het MIDI 1.0 systeem. Dit wil zeggen dat MIDI 2.0 in de fundamenten, evenals het 1.0 systeem, ook gebruikmaakt van de Universal MIDI Packet. Dit is het format waarmee MIDI berichten worden verstuurd en ontvangen, maar dat de resolutie van de UMP vele malen groter is dan dat van het oude systeem, simpelweg omdat de data anders verwerkt wordt.

Het aantal kanalen is bijvoorbeeld uitgebreid van 16 (MIDI 1.0) naar 256 (MIDI 2.0) kanalen. Dit houdt in dat het systeem responsiever werkt en het mogelijk heeft gemaakt meer functies toe te voegen, zoals per-noot articulatie of pitch-bend data verwerken terwijl er hoge resolutie berichten worden verwerkt. Dit komt doordat het nieuwe UMP protocol gebruikmaakt van packets in plaats van byte stream; traditioneel werd een 5-pin DIN kabel gebruikt om MIDI berichten te versturen, maar nu kan MIDI geëmuleerd worden in een OS of gecommuniceerd worden middels USB.

Dit betekent dat er tegenwoordig gebruik gemaakt kan worden van een hogere resolutie van maar liefst 32-bits waarin MIDI berichten worden verzonden. Hiertegenover staat de 7-bits resolutie van MIDI 1.0. Dat wil zeggen dat de minimale en maximale waarden van de traditionele 0 tot 127 bij het 1.0 protocol nu vergroot worden naar 0 tot 65,535 (in sommige gevallen zelfs tot circa 4 miljard). Dit resolutieverschil biedt mogelijkheden binnen de domeinen microtonaliteit, per-noot pitch-bend/shift en controller volume, direct pitch control en tuning en jitter. Deze manier van dataverwerking omvat dus flinke uitbreiding van de expressiviteit van het systeem en biedt minder ruimte voor timingsfouten. Onderaan deze pagina staan er enkele videodemonstraties.

Daarbij moet vermeld worden dat MIDI 1.0 berichten tegenwoordig ook verstuurd kunnen worden met 5 PIN Din, serial ports, Tip Ring Sleeve 1/8“ kabels, Firewire, Ethernet en USB, maar met een 7-bits beperking.

De Protocol Negotiation functie van MIDI 2.0 bepaalt of er gebruik wordt gemaakt van het 1.0 of het 2.0 protocol, wat kortweg betekent dat MIDI 2.0 backwards compatible is. Hardware die alleen het 1.0 protocol ondersteunt, kan gewoon gebruikt worden met MIDI 2.0. Natuurlijk houdt dit niet in dat dezelfde messaging snelheid en uitgedrukte expressie wordt ondersteund door deze hardware.

MIDI Association is daarentegen wel bezig met het vinden van een oplossing voor het 5-pin DIN kabel probleem; 32-bit packages versturen over een kabel die enkel byte streaming ondersteund. Mocht dit lukken, dan zou dat betekenen dat het MIDI 2.0 protocol eventueel gebruikt kan worden op hardware met een MIDI DIN output- dus ook apparaten uit de jaren 80, bijvoorbeeld.

Hiernaast zijn er een aantal grote bedrijven die al hardware produceren met volledige MIDI 2.0 ondersteuning, waaronder bijvoorbeeld Roland, die een MIDI 2.0-ready keyboard controller hebben uitgebracht in maart 2020. De Roland A-88MKII is de eerste MIDI controller die MIDI 2.0 ondersteund.

^{Rolands A-88MKII}

^[1][2][4][5]

• Tweerichtings Compatibiliteit met MIDI 1.0. Apparaten die MIDI 2.0 gebruiken, zijn in staat om signalen uit te wisselen met MIDI 1.0 apparaten.
• Onderlinge MIDI 2.0 communicatie. Apparaten die MIDI 2.0 gebruiken, kunnen onderling communiceren en automatisch informatie delen.
• Verbeterde resolutie. De velocity is verhoogd van 7-bit naar 16-bit.
• Gestroomlijnde integratie met DAW’s.
• 256 channels. Het aantal channels om in te werken is verhoogd van 16 naar 256.
• Property Exchange. Individuele apparaten kunnen toestemming tot parameters van elkaar aanvragen, bijvoorbeeld preset informatie, synth instellingen, controller mapping, etc.
• Compatibiliteit met VST 3.
• Verbeterde timing. Wanneer een noot is vertraagd of over elkaar heen loopt, dan krijgt de ontvanger automatisch te weten op welke tijd de noot oorspronkelijk aan kwam.
• Verbeterde MIDI Polyphonic Expression (MPE). Controllers kunnen beter communiceren met instrumenten die gemaakt zijn om bespeeld te worden met een polyphonic pitch-bend. Ook wordt MPE ondersteund.

MIDI 2.0 is ontworpen met het oog op de toekomst. De verhoging van de resoluties van al deze parameters lijken nu misschien extreem, maar niemand weet waar de technologie ons brengt.

We hebben nog een lange weg te gaan om meerdere MIDI 2.0-ondersteunende controllers te ontwikkelen. De implicaties van wat bruikbaar is zijn nog niet te begrijpen totdat consumenten MIDI 2.0 als het nieuwe ‘normaal’ gaan zien en ermee gaan experimenteren. Dit gold ook voor de MIDI 1.0 apparatuur, vanaf het moment dat deze apparatuur voor het eerst toegankelijk werd voor het publiek, is er zelfs 10 jaar later nog aan gesleuteld door developers. ^[3]

Note Controller

Per Note Pitch Bend

Inversion, Tuning

Harmonic Minor

1. https://www.midi.org/articles-old/details-about-midi-2-0-midi-ci-profiles-and-property-exchange
2. https://blog.andertons.co.uk/learn/what-is-midi-2-0-how-will-it-impact-instruments
3. https://reverb.com/news/what-will-midi-2-dot-0-mean-for-musicians
4. https://www.musicradar.com/news/what-is-midi-20-and-what-does-it-mean-for-musicians-and-producers
5. https://futuremusic.com/2020/02/10/midi-manufacturers-association-ratifies-midi-2-0-specification/
6. Youtube

MIDI Association. “Details about MIDI 2.0™, MIDI-CI, Profiles and Property Exchange.” Midi.org, MIDI Association, 1 June 2019, www.midi.org/articles-old/details-about-midi-2-0-midi-ci-profiles-and-property-exchange. Accessed 18 Apr. 2020.
MIDI Association. “Roland Announces 'MIDI 2.0 Ready' A-88MKII MIDI Keyboard Controller.” Midi.org, MIDI Association, 7 Jan. 2020, www.midi.org/articles-old/roland-announces. Accessed 18 Apr. 2020.
Handley, Joel. “What Will MIDI 2.0 Mean for Musicians?” Reverb.com, Reverb, 10 Jan. 2020, reverb.com/news/what-will-midi-2-dot-0-mean-for-musicians. Accessed 19 Apr. 2020.
Roland Corporation. “A-88MKII.” Roland.com, Roland, 2020, www.roland.com/us/products/a-88mk2/. Accessed 19 Apr. 2020.

• Bas Boudewijn
• Jeroen van Vegchel
• Jasper Paol
• Erwin Butzelaar
• Max Jonker
• Frederique Ling