MIDI für Anfänger erklärt

Midi steht für “Musical Instrument Digital Interface” was übersetzt so viel heißt wie “Digitale Schnittstelle für Musikinstrumente”. Eine Schnittstelle ist grundsätzlich dafür da, verschiedene Geräte miteinander zu verbinden um dann Daten übertragen zu können. Beim Computer gibt es zum Beispiel USB-Schnittstellen. Wenn man dort seine Digitalkamera anschließt, kann man die Bilder auf den Computer übertragen. Beide Geräte interagieren also miteinander. Nach dem selben Prinzip funktioniert auch die MIDI-Schnittstelle. Bei modernen Digitalpianos aller Preiskategorien gehört sie zum Standard. Was dahinter steckt und wie man sie optimal nutzen kann, verraten wir in diesem Artikel.

Wieso es MIDI gibt

Im Grunde genommen könnte jeder E-Piano Hersteller seine eigene Schnittstelle anbieten, wenn er dem Kunden das Verbinden unterschiedlicher Geräte miteinander ermöglichen möchte. In diesem Falle wäre man aber auf die Geräte und Erweiterungen eben dieses Herstellers angewiesen, was den Verbraucher doch sehr einschränken würde. So etwas möchte schlicht niemand. Wenn man einen Tintenstrahldrucker für den Computer kauft kann man sich darauf verlassen, diesen über die USB-Schnittstelle oder über WiFi mit jedem Gerät verbinden zu können. Egal von welchem Hersteller es ist.

Um die Kompatibilität unterschiedlicher Geräte miteinander sicherzustellen, haben sich die großen Hersteller von Musikinstrumenten Mitte der 80er Jahre in der “International MIDI Association” auf eine gemeinsame Schnittstelle geeinigt. Dass dies ausgerechnet während der 80er zustande kam ist auf den Umstand zurückzuführen, dass zu dieser Zeit elektronische Tasteninstrumente und Computer einen Boom erlebt haben und der Wunsch entstand, diese miteinander zu verbinden um die Vorzüge aus beiden Welten miteinander zu vereinen und die Vorläufer moderner Musiksoftware und Sequenzerprogramme beim Produzieren von Musik zu nutzen. Die Midi-Schnittstelle war geboren. Universell, preiswert und simpel.

Midi-Anschluss & Signalübertragung

Der Anschluss in Form des charakteristischen Steckers selbst ist natürlich genormt. Außerdem muss sichergestellt sein, dass die Datenübertragung und -verarbeitung ebenso identisch vonstatten geht. Wie diese zu erfolgen hat, ist im sogenannten MIDI-Protokoll festgelegt. Dabei handelt es sich um eine Auflistung aller Spezifikationen, die ein Midi-Kabel und midi-fähige Geräte erfüllen müssen. Die Anschlussbuchsen selbst entsprechen dem Standard der bekannten Stereo-DIN-Buchsen mit 5 Polen. Sie unterscheiden sich jedoch, was die Schaltung anbelangt. Wichtig ist, das Midi-Kabel nicht während dem Betrieb sondern bei ausgeschaltetem E-Piano und PC ein- oder auszustecken. Es könnte sonst trotz elektronischer Entkopplung zu einem Kurzschluss kommen und Schäden entstehen. Bei der Midi-Schnittstelle handelt es sich um eine serielle Schnittstelle. Das bedeutet, dass die Datenübertragung in Serie, also die Signale hintereinander, über eine Leitung übertragen werden. Bei paralleler Datenübertragung könnten über mehrere Leitungen gleichzeitig Daten übermittelt werden. Das ist wie ein Schotterweg im Vergleich zu einer mehrspurigen Autobahn. Die Performance reicht fürs Digitalpiano aber mehr als dicke aus. Die Daten werden in binärem Code über Spannungszustände übertragen. Ein Midi-Datenwort besteht aus 10 Bit. Ein Start-Bit, ein Stop-Bit und dazwischen 8 Bit mit den Informationen des E-Pianos, die eigentlich für 1 Byte stehen. Der Einfachheit halber rechnet man Start- und End-Bit aber hinzu und spricht auch bei 10 Bit noch von einem Byte. Auch die Geschwindigkeit der Datenübertragung über MIDI ist genormt. So müssen in einer Sekunde 31250 Bits übertragen werden. Natürlich könnten über die USB-Schnittstelle deutlich höhrere Datenmengen umgesetzt werden – das Interface passt die Geschwindigkeit aber stets dem Midi-Standard an.

Die Midi-Buchsen beim E-Piano

Beim Digitalpiano findet man im Normalfall drei unterschiedliche Midi-Anschlüsse.

  • MIDI-IN: Wie der Name bereits vermuten lässt, handelt es sich hierbei um einen Eingang der zum Empfangen von Daten konzipiert ist.
  • MIDI-OUT: Hier handelt es sich entsprechend um das Gegenstück zum Eingang und über diesen Port können Daten gesendet werden.
  • MIDI-THRU: Die Bedeutung dieses Wortes erschließt sich, wenn man seine Funktion kennt. Diese Buchse leitet das Signal vom MIDI-IN einfach weiter und es lassen sich so mehrere E-Pianos hintereinander schalten. Die Daten werden also durchgeschleift (engl. “through”).

Wie MIDI funktioniert

Wenn man am E-Piano eine Taste drückt, wird MIDI übermittelt, um welche der 88 Tasten es sich handelt. Man spricht hier auch von einem “Note On”-Befehl. Außerdem enthält das Signal Informationen über die Anschlagsstärke, also die Geschwindigkeit, mit welcher eine Taste gedrückt worden ist. Man nennt diese Inormation auch “Note-On Velocity”. Die begabte Datenschnittstelle kann aber auch Änderungen in der Tonhöhe, die am Instrument vorgenommen werden, präzise übermitteln. Natürlich schließt dies die Pedalaktivitäten mit ein. Um die Signale empfangen zu können, wird ein sogenanntes “MIDI-Interface” benötigt. Es ist die notwendige Verbindung, die zwischen E-Piano und Computer geschaltet werden muss. Es gibt sowohl externe Audio-Interfaces als auch interne, die meist Bestandteil von Soundkarten sind. In der Regel stehen ausreichend MIDI Ins, Throughs und MIDI Outs zur Verfügung, um mehrere Instrumente gleichzeitig anschließen zu können. Mit einer MIDI-Patchbay, einem Verteiler, kann man die Anschlussmöglichkeiten sogar noch um einige Ein- und Ausgänge erweitern. Dabei handelt es sich in der Regel um ein externes Gerät, das ähnlich wie ein USB-Hub aussieht und zahlreiche Möglichkeiten zum Einstellen und Umschalten bietet. Bei modernen Computern und Soundkarten sucht man die Midi-Schnittstelle oft aber vergebens. Hier stehen nur noch USB-Anschlüsse zur Verfügung, über die die Midi-Datenübertragung stattfinden kann. Die Verbindung erfolgt mit einem USB-Midi-Interface. Dabei handelt es sich um ein USB-Kabel welches in den Computer eingesteckt wird und in der Regel zwei Midi-Stecker für Midi-In und Midi-Out, welche mit dem E-Piano verbunden werden. Dazwischen hängt für gewöhnlich ein kleines Kästchen, welches oft über LED-Leuchten eine stehende Verbindung anzeigt.

Was kann man mit der Schnittstelle anfangen?

Wenn diese Daten erst einmal an einen Computer übertragen worden sind bietet es sich natürlich an, sie mit einer geeigneten Software aufzuzeichnen und gegebenenfalls zu bearbeiten.

Es gibt aber auch Lernsoftware wie “Synthesia” die über Midi mit dem Digitalpiano verbunden werden kann. Über das Tablet kann man dann Midi-Files welche man im Internet herunterladen kann in Synthesia importieren. Auf dem PC, Notebook oder Tablet kann man das Stück dann abspielen lassen. Man sieht eine Klaviatur und die Tasten die man drücken muss, werden farblich markiert. Die Software registriert natürlich, wann man die entsprechende Taste drückt und zeigt dann an, welche als nächstes betätigt werden müssen. So kann man ganz in seiner Geschwindigkeit und ohne Noten lesen zu müssen (auch wenn man diese trotzdem lernen sollte) üben und sich rasch neue Musik aneignen.

Man kann Musik aber nicht nur über Software aufnehmen und als Midi-File abspeichern, sondern diese später auch wieder abrufen. Wenn sich jemand schon einmal gefragt haben sollte wie ein Selbstspielklavier funktionieren sollte – die Klaviermechanik wird elektronisch vom Computer gesteuert und die Saiten von dem wundersamen Selbstspielsystem angeschlagen. Da dieses wissen muss, welche Saite es in welcher Intensität anspielen muss, benötigt es entsprechende Informationen. Diese erhält es von einer Midi-Datei, die als Grundlage dient.