MÜZİK ÜRETİMİNDE MIDI (MUSİCAL İNSTRUMENT DİJİTAL İNTERFACE) TEKNOLOJİSİNİN KULLANILMASI

Öğr. Gör. Mustafa KABATAŞ

ÖZET

Sponsor Bağlantılar

Teyp müziği ve analog elektronik müziklerin önemi göz ardı edilmemekle birlikte, sayısal sistemlerin ortaya çıkısı VARESE’in hayalinin gerçekleşmesindeki en büyük adım olmuştur.

Sayısal sistemlere paralel olarak bilgisayar teknolojisinin oluşumu ve gelişmesi sadece tını yelpazesinin genişlemesini sağlamakla kalmamış bununla beraber müziğin seslendirilmesi, kaydedilmesi ve çoğaltılması gibi aşamalarda da büyük kolaylıklar sağlamıştır. Bugün bilgisayarlar sayesinde besteciler, eserlerini tamamlamadan önce büyük orkestralara ihtiyaç duymaksızın seslendirip dinleyebilmekte, gerekli düzenlemeleri anında yapabilmekte ve zamandan büyük ölçüde tasarruf ederek daha hızlı müzik üretebilmektedirler. MIDI (Musical İnstrument Dijital İnterface) teknolojisinin kullanılması Müzik Teknolojisinde yapılan en önemli yeniliklerden birisidir.

ABSTRACT

Analog tape music and electronic music, although not ignore the importance of digital systems Varese emergence has been the biggest step in the realization of the dream. Digital systems parallel to the formation and development of computer technology not only enables the expansion of the range of sounds but also the music performed, however, recording and reproduction of the great facilities provided on the stages. Today, thanks to computers, composers, before completing the works without the need for large orchestra can listen aloud, make the necessary arrangements immediately and dramatically saving time can produce music faster. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) technology for use in Music Technology is one of the most important innovations.

1. GİRİŞ

Bilgisayar müziği 1950’li yıllarda doğmuş olmasına rağmen 70’lerin ortalarına kadar sayısal teknoloji gelişimini tam anlamıyla tamamlayamamış ve voltaj kontrollü sentezleme yöntemleri geçerliliğini bu döneme kadar sürdürmüştür. Bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler, sonraki on yıl içerisinde hızlanmış ve müzikal uygulama alanında da büyük oranda kendini göstermiştir. 1957 yılında New Jersey’deki Bell Telefon Laboratuarları’nda çalışmakta olan Max MATHEWS adında bir mühendis, bilgisayardan yararlanarak ses üretme ile ilgili araştırmalara başlamış ve günümüz koşullarına oranla çok daha hantal, yavaş ve çalıştırılması pahalı olan bir bilgisayar üzerinde music4 adını verdiği bir yazılım geliştirmiştir. Bir kaç yıl sonra Hubert HOWE, J. K. RANDALL ve Godfrey WINDHAM adındaki üç besteci, music4 yazılımının farklı bir sürümünü bir IBM bilgisayar üzerinde çalıştırarak Princeton Üniversitesi’ne bağlı bir bilgisayar müziği merkezi kurmuşlardır. Bu dönem, bilgisayar müziğinin çeşitli vakıf ve kuruluşların bünyesinden ayrılıp akademik platformlara taşınmaya başladığı bir dönemdir.

Max MATHEWS’un bilgisayar ile ses üretme çalışmalarına devam ettiği süre içerisinde Illionis Üniversitesi’nde çalışmakta olan bir bilim adamı ve besteci olan Lejaren HILLER, bilgisayarı çok daha farklı bir boyutuyla müzik üretimine dahil etmeye çalışmış ve bilgisayarlara belli baslı besteleme kuralları öğretildiğinde, bilgisayarların bu kurallar çerçevesinde besteleme yapabileceğini 1957 yılında bilgisayar yardımı ile bestelediği Illiac Suite adlı eserinde ortaya koymuştur. Bu eser tümüyle başarılı bulunmamasına rağmen ileriye dönük yapay zeka ve bilgisayar destekli besteleme araştırmalarına ön ayak olmuştur.

1969 yılına kadar Avrupa’da bilgisayar müziğine dair önemli bir gelimse görülmemektedir. Bunu izleyen yıllarda iki Fransız besteci Jean Claude RISSET ve Pierre BOULEZ, kıtada bilgisayar müziğine olan şüpheci yaklaşımlara karsı savaş açarak 1976 yılında IRCAM’ın (Institut de Recherche et de Coordination Acoustique/Musique) kurulmasına öncü olmuşlardır. Bu kuruluş Pierre BOULEZ  yönetiminde müzisyen ve bilim adamlarını bir araya getirerek ortak ilgi alanları üzerinde çalışma platformları yaratmıştır. Bunun sonucu olarak John CHOWNING ve Max MATHEWS gibi besteciler dünyanın pek çok ülkesinden bu kuruluş bünyesinde birçok çalışmalar yapmışlardır.

1970’li yıllar boyunca bilgisayarların küçülmesi, hızlanması ve ucuzlaması, elektronik çalgı üreticilerinin bilgisayar teknolojisini ürünlerine adapte etmelerini kolaylaştırmıştır. John CHOWNING’in frekans modülasyonu (FM) prensibine dayanan ses üretme algoritması üzerine çalışmaları da bu döneme rastlamaktadır. Oldukça ilgi çekici olan bu fikir çok karmaşık olduğundan Amerikalı firmalarca anlaşılamamış ancak YAMAHA firması tarafından yedi yıl süren bir çalışma sonucu büyük bilgisayarlar üzerinde çalışan algoritmalar, mikroçiplere aktarılabildikten sonra 1983 yılında DX–7 isimli FM birestireci piyasaya sürülmüştür. 2000 Dolar’ın altındaki fiyatıyla 200.000 adetten fazla satmış olan bu birestireç, elektronik müzik tarihindeki büyük başarılardan birisidir.

Mikroçiplerin elektronik çalgıların içinde yer almasıyla birlikte bu çalgıların aynı ortak dili konuşabileceği fikrinin ortaya atılması pek uzun sürmemiş, 80’li yılların baslarında MIDI (Musical Instrument Digital Interface – Müzik Aletleri Sayısal Arabirimi) kavramı gündeme gelmiştir. Bu arabirim (Interface) çalgılar arasında ortak bir iletişim protokolü olduğu halde, bilgisayarların müzik üretimine doğrudan giriş yaptıkları bir kapı olmuştur.

90’lı yıllar, bilgisayarların süratle küçülüp hızlandığı ve ucuzladığı, bu sayede de neredeyse her eve girebilen vazgeçilmez bir araç olduğu bir dönem olmuştur. Yalnızca bilgisayar teknolojisinin kendisi değil, bilgisayarlar ile birlikte kullanılabilen yan donanımlar ve yazılımlar da büyük gelişme göstermiştir. Çok hızlı işlemciler, bellek ve depolama üniteleri sayesinde örneklenmiş doğal seslerin tekrar seslendirilmeleri, bir dönemin duvarları kaplayacak kadar büyük birestireçlerinin işini yapabilen sanal çalgıların varlığını, MIDI mesajlarını kaydedip göndermeyi ve sabit diskler üzerine çok kanallı kayıtlar yapabilmeyi olanaklı kılmaktadır. Analog ses sinyallerinin, sayısal ifade edilebilmesi, çeşitli ortamlarda saklanabilmesi ve kolaylıkla çoğaltılabilmesi, üretilen müziğin ses kalitesinin hiçbir kayıba uğramadan yayılıp paylaşılabilmesi açısından önem taşımaktadır.

2. YÖNTEM

2.1 Problem
Müzik üretiminde MIDI (Musical Instrument Digital Interface – Müzik Aletleri Sayısal Arabirimi) teknolojisinin kullanımı nasıldır?

2.2 Amaç
Araştırma ile ;
1. Müzik üretiminde MIDI (Musical Instrument Digital Interface – Müzik Aletleri Sayısal Arabirimi) bilgisayar teknolojisinin kullanımı konusuna bir bakış açısı kazandırılması,
2. Üniversitelerin müzik bölümlerinde okumakta olan öğrencilere, araştırmanın konusu ile ilgilenen müzisyenlere, eğitimcilere ve araştırmacılara yönelik kaynak sunulması amaçlanmıştır.

2.3 Önem
Araştırma, müzik üretiminde MIDI (Musical Instrument Digital Interface – Müzik Aletleri Sayısal Arabirimi) kullanımı konusuna ilgili amatör veya profesyonel müzisyen, öğrenci, eğitimci ve araştırmacılara kaynak oluşturması yönünden önem taşımaktadır.

2.4 Sınırlılıklar
Araştırma, bilgisayarların MIDI (Musical Instrument Digital Interface – Müzik Aletleri Sayısal Arabirimi) uygulamalarındaki kullanımı ile sınırlı tutulmuştur.

2.5 Araştırmanın modeli
Araştırma, MIDI (Musical Instrument Digital Interface – Müzik Aletleri Sayısal Arabirimi) teknolojisinin müzik üretiminde
kullanılması, gerekli donanım ve yazılımların seçilmesi ve kullanılmaları konularındaki bulguların incelenmesi ve yorumlanması bakımından betimsel bir nitelik taşımaktadır.

2.6 Evren ve örneklem
Araştırmanın evrenini ve örneklemini gerek amatör gerekse profesyonel MIDI ve ses kayıt stüdyolarında kullanılan bilgisayar tabanlı müzik üretim sistemleri oluşturmaktadır.

2.7 Verilerin elde edilmesi
Araştırmada kullanılan veriler kaynak taraması ve ilgili yazılımların incelenmesi yolu ile elde edilmiştir.

2.8 Verilerin çözümlenmesi ve yorumlanması
Konu ile ilgili kaynakların büyük çoğunluğu yabancı dilde olduğundan öncelikle Türkçeye çevrilmiş ve araştırmanın konusu ile ilgili olmayan bölümler ayıklandıktan sonra elde kalan veriler değerlendirilmiştir. Konu ile ilgili literatürde geçen terimler orijinal dilinde (İngilizce olarak) kullanılmıştır.

3. BULGULAR VE YORUM

3.1 MIDI nedir?

MIDI, 80’li yılların basında Yamama firması tarafından geliştirilmiş, İngilizce musical instrument dijital interface (çalgılar arası sayısal arabirim) ifadesinin kısaltması ve adından da anlaşılacağı üzere elektronik çalgılar arasındaki iletişimi sağlayan bir arabirimdir (Rumsey 1994: 34). Bu arabirim, bir mikroişlemci kontrolü ile çalışır ve çalgı üzerindeki çalışımız, tuşlara dokunuşumuz ve tını değişimi gibi bilgileri sayısal kodlara çevirerek sistemdeki diğer çalgıların anlayabileceği ortak bir dildir ve donanım ve çalgılara iletir (Durmaz 2000: 23). İletilen kodlar tüm marka, model gözetmeksizin her ürün tarafından tanınır.

MIDI sistemleri de tıpkı kişisel bilgisayarlar gibi donanım ve yazılım olmak üzere iki bileşenden oluşurlar. Bu donanım ve yazılımlar MIDI destekli çalgılar üzerine entegre edilmiş olarak bulunurlar. Sisteme bir kişisel bilgisayar dahil edilmek istendiğinde ise bilgisayar ile uyumlu bir MIDI arabirimi ile bilgisayarın işletim sistemi üzerinde çalışabilecek bir yazılım edinmek gerekir. Kişisel bilgisayarlar tek bir amaca özel üretilmedikleri için bu gereksinim kaçınılmazdır.

MIDI desteği sadece elektronsal çalgılar üzerinde değil, müzik üretimine yardımcı olan yan donanımlar üzeride de bulunabilir. Bu donanımlara örnek olarak etki işlemciler (effect processor), sıralayıcılar (sequencer) ve denetleyiciler  (controller) gösterilebilir. MIDI her ne kadar elektronsal çalgılar temel alınarak geliştirilmişse de günümüz teknolojisi akustik çalgıların da bu desteğe sahip olmasını mümkün kılmıştır. (Durmaz 2000: 128)

Bir çalgının MIDI desteği olup olmadığını anlamak oldukça kolaydır. Bu durum en basit biçimde çalgının arka paneli üzerinde MIDI giriş (in), çıkış (out) ve geçit (thru) bağlantı noktalarının olup olmadığına bakılarak anlaşılabilir.

Bir birestirecin arka paneli üzerindeki giriş (in), çıkış (out) ve geçit (thru) bağlantı noktaları.

3.2 MIDI Arabirimi

MIDI arabirimleri genel olarak giriş (IN), çıkış (OUT) ve geçit (THRU) bağlantı noktalarından oluşurlar. Giriş bağlantı noktası çalgının diğer çalgı veya donanımlardan MIDI mesajlarını almasını sağlar. Aynı şekilde bir çalgı veya sıralayıcı, üzerinde bulunan çıkış bağlantı noktası aracılığı ile kendi ürettiği MIDI mesajlarını başka çalgı veya donanımlara iletir. MIDI veri yolu tek yönlü olduğundan bir bağlantı üzerinden sadece bir yöne doğru veri aktarımı yapılabilir. Bu sebeple çalgıların karşılıklı haberleşmelerini sağlamak için çıkış – giriş ve giriş – çıkış biçiminde iki bağlantı yapılması zorunludur (www.iaekm.org/ttmom.pdf). Bu veri yolu 31.25 kbit/s+-%1 hızında çalışır.

Tek yollu bir MIDI bağlantısı

MIDI mesajı gönderen donanım veya çalgılar “efendi (master)”, gönderilen mesajları alıp uygulayan donanımlar ise “köle (slave)” olarak adlandırılırlar. iki yollu bağlantılarda donanımlar mesaj gönderme ve alma durumunda oldukları için hem efendi hem de köle rolünü üstlenebilirler.

Bir sıralayıcı (sequencer) ve birestirecin (synthesizer) iki yollu bağlantısı.

MIDI sistemlerinde birden fazla çalgı ve yan donanımın bulunması halinde MIDI arabirimleri üzerinde bulunan geçit (THRU) bağlantı noktaları devreye girer. Bu bağlantı noktasının işlevi arabirim üzerindeki giriş bağlantı noktasına gelen sinyalleri hiçbir değişikliğe uğratmadan, olduğu gibi başka donanımlara aktarmaktır  (Rumsey 1994: 39). Böyle durumlarda sistemde birden fazla köle bulunur.

Geçit bağlantı noktası kullanılarak birden fazla çalgının birbirine bağlanması

MIDI mesajları donanımlar arasında kablolar üzerinden elektrik sinyalleri biçiminde iletilir. Donanımlardan herhangi birisi üzerinde gerçekleşebilecek bir elektrik kaçağı olması durumuna karsı tüm MIDI arabirimlerinin giriş bağlantı noktaları optik yalıtıcılar tarafından korunmaktadır.

MIDI arabiriminin basit devre seması ve giriş bağlantı noktası üzerindeki optik yalıtıcı

3.3 MIDI Kanalları

MIDI sisteminde köle durumundaki çalgıların, efendinin gönderdiği tüm mesajları alması beklenmektedir. Ancak önemli olan hangi mesajın hangi köleye ait olacağının belirlenmesidir (Rumsey 1994: 40). Bu problemi çözmek için MIDI arabirimleri üzerindeki her çıkış bağlantı noktası 16 farklı kanal üzerinden mesaj gönderebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu durum kablolu televizyon yayınına benzetilebilir: Bir tek kablo üzerinden birçok kanal birbirine karışmadan taşınabilmekte ve aynı hat üzerinde bulunan televizyonlar sadece kendi ayarlandıkları kanalı görüntüleyebilmektedir. Aynı prensiple çalışan MIDI sistemlerinde de her MIDI mesajı (kanal mesajları) bir kanal numarası içerir ve bu kanala ayarlanmış olan çalgılar diğer mesajları gözardı ederek sadece kendilerine ait olan mesajlara yanıt verirler.

MIDI mesajlarının televizyon yayınları gibi farklı kanallar üzerinden gönderilmesi

3.4 MIDI Veri ve Mesaj Yapısı

MIDI mesajları sayısal veriler halinde iletilirler. İletişim sırasında kullanılan en küçük veri tipine “bit” adı verilir. Bir bitlik bir veri sadece iki farklı durumu ifade edebileceğinden anlamlı kelimeler ve cümleler kurabilmek için birden fazla bit bir araya gelerek “word” yada “byte (bayt)” ları oluştururlar.

1 bayt uzunluğundaki veri 8 bitten oluşur. MIDI baytları ise her baytın başlayıp bittiğini belirten, başlangıç ve bitiş bitlerinin de eklenmesiyle oluşan 10 bitlik veri tipleridir. Bitlerin bir araya gelmesiyle oluşturulan veri sisteminin matematiksel karşılığı ikili sayı sistemidir ve bu sistem bilgisayarların temel çalımsa prensibini oluşturur. Bu sebeple MIDI desteğine sahip çalgıların kişisel bilgisayarlarla ortak çalışabilmeleri mümkün hale gelmektedir.

4 bitten oluşan veri biçimlerine “nibble (nibıl)” adı verilir. Baytlar çoğu zaman 8 basamaklı ikili sistemdeki sayılar yerine, nibılların tek rakam (veya harf) lar ile gösterildiği onaltılık sayı sisteminde de ifade edilebilirler (Durmaz 2000: 34). MIDI mesajlarında genel olarak kullanılan ifade biçimi de budur.

MIDI mesajları genel olarak “Status Byte (durum baytı)” ve “Data Byte (veri baytı)” olmak üzere iki tip bayttan oluşurlar. Durum baytları 1 ile başlayıp mesajın türünü belirtirken, veri baytları 0 ile baslar ve durum baytındaki mesajın hangi değerleri alacağını belirtir. Baytların durum yada veri baytları olduğunu belirleyen ilk bite MSB (Most Significant Bit – En Önemli Bit) adı verilir.

3.5 MIDI Mesajları

MIDI mesajları kanal ve sistem mesajları olmak üzere iki ana baslık halinde toplanabilir. Kanal mesajları adından da anlaşılabileceği üzere belirli bir kanalla ilişkiliyken, sistem mesajları kanalları ayırt etmeksizin tüm sisteme gönderilen mesajlardır. Durum baytlarının ilk bitleri 1 ile başladığından kanal mesajları da &8n  (n= kanal numarası) ile &En aralığında bulunurlar. Sistem mesajları ise &F0 dan başlayarak &FF ye kadar olan 16 adet mesajdan oluşurlar. (Rumsey 1994: 43) Standart MIDI mesajları en fazla 3 baytlık uzunluktadır. Ancak bu her mesajın 3 bayt uzunluğunda olacağı anlamına gelmez. Bir mesajın kaç bayt olacagı o mesajın tipine göre değişir. Standart MIDI mesajlarının isimleri, durum baytları ve veri baytları ile ilgili kısa açıklama “tablo 1“ de görülmektedir.

3.6 “General MIDI (GM)”

“General MIDI (GM)”, MMA (MIDI Manufacturers Association – MIDI üreticileri toplulugu) ve JMSC (Japanese MIDI Standarts Comitee – Japon MIDI standartları komitesi) tarafından belirlenmiş bir standarttır. Bu standart GM uyumlu elektronik çalgılar için ortak bir program (ses) listesi ve en küçük sistem gereksinimlerini belirler.

General MIDI standardı belirlenmeden önce bir çalgının belirli bir programı (sesi) için yazılmış bir parça, başka bir çalgı tarafından seslendirildiğinde sesler arasında uyumsuzluk meydana gelirken (örn. A çalgısında Flüt benzeri bir sesle yazılmış bir müzik, B çalgısında piyano sesi ile seslendirilirken), standardın belirlenmesi ile birlikte bu sorun ortadan kalmıştır.

General MIDI, 1 den 128 e kadar standart bir çalgı listesi (program change) sunar. Böylelikle her çalgı üzerinde aynı program numarası aynı sese karşılık gelmektedir. Örneğin 1 numaralı program GM destekli her çalgı üzerinde “Grand Piyano” sesine karşılık gelmektedir. Bununla birlikte 16 adet MIDI kanalı GM üzerinde de desteklenmektedir. Böylelikle her bir kanal için farklı bir program numarası belirlenebilir ve gerçek çokseslilik (multi-timbral) sağlanmış olur. Çalgıların (programların) listesi tablo 8 de verilmiştir.

10 numaralı kanal GM de ritm çalgılarına (davul, perküsyon) ayrılmış, böylelikle ritm ile ilgili bir standart da oluşmuştur. GM desteği günümüzde sadece elektronik çalgılarla sınırlı kalmayıp, standart MIDI dosyalarını seslendirebilen cep telefonları üzerinde de bulunmaktadır. Böylelikle polifonik cep telefonu melodileri farklı firmalar tarafından üretilmiş farklı telefonlar üzerinde sorunsuz seslendirilebilmektedir.

General MIDI standardı üzerine, farklı üreticiler tarafından farklı alternatifler getirilmiştir. Örneğin Roland firması standart program listesine ek olarak “chorus” ve  “reverb” gibi efektlere de destek verebilen Roland GS standardını oluşturmuş, Yamama ise yine kendisine ait XG yi geliştirmiştir.

4. SONUÇ VE ÖNERİLER

MIDI arayüzü; giriş ve çıkış birimleri, bu birimleri
denetleyen işlemcisi ve barındırdığı güvenlik sistemi ile çalışan bir bilgisayar sistemidir. Bu sistem farklı firmalarca üretilen donanımların aynı dili konuşmasını sağlayan bir protokol işlevi görür. Kişisel bilgisayarlar, çalışma prensiplerinin aynı olması sayesinde bu arabirimler ile sorunsuz bir şekilde anlaşabilirler. Yazılımlar ve donanımlar arasındaki iletişim dili ortaktır.

Müziksel öğelerin, sayısal ortamlara aktarılabilmesi ve iletilebilmesi için özel bir dil oluşturulmuştur. Bu dili oluşturan kelimeler (Word), MIDI arayüzü aracılığı ile iletilir. oluşturulan dil, müziğin dinamik, ritmik ve tınısal özelliklerinin büyük çoğunluğunu karşılayacak niteliktedir. Bununla birlikte, dilin ne derece iyi olduğu tek basına yeterli olmayıp, onu yorumlayacak donanımların da müzikal öğelere cevap verecek yeterlilikte olması gerekmektedir.

MIDI destekli sistemlerim hemen hepsi aynı dili konuşur. Bu dil müzikal öğelerin (dinamikler, ritmik öğeler gibi) büyük çoğunluğunu ifade edebilecek yeterliliktedir. Çeşitli kelimelerden (Word) oluşan MIDI cümleleri  (mesajları), insanoğlunun işitsel algı kapasitesinin sınırlarına göre tasarlanmıştır. Farklı müzikal ifadeler farklı boyutlardaki veri alanları ile ifade edilir ve farklı donanımlar tarafından aynı şekilde islenerek seslendirilirler.

Günümüzde kullanılan MIDI mimarisi, günümüz insanının ihtiyaçlarını karşılayabilecek kapasitededir. İnsanoğlunun zihinsel ve algısal gelişimi pozitif yönde ilerleme gösterdikçe, bilgisayarın müzik üretimindeki yeri de zorunlu olarak farklı bir boyut kazanacaktır.

KAYNAKÇA

AKTÜKÜN, Burçin
(2003) Müzikte Bilgisayar Kullanımı. Adapazarı: Sakarya
Kitabevi

DURMAZ, Serhat
(2000) MIDI. İzmir:Dokuz Eylül Yayınları

RUMSEY, Francis
(1994) MIDI Systems & Control. Oxford: Focal Prese

http://music.northwestern.edu/links/projects/midi/pages/miditmcn.html 02.01.2006
15:00

http://www.omega-art.com/logic/tut/sysex.html 11.01.2006 12:30

http://www.midi.org/about-midi/gm/gm1sound.shtml 12.01.2006 14:00
62