Post on 11-Jan-2016
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Esercitazione su SMF
Lezione 14
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 01 00 02 01 80 4D 54
72 6B 00 00 00 19 00 FF 58 04 03 02 60 08 00 FF
51 03 09 27 C0 00 FF 59 02 01 00 00 FF 2F 00 4D
54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F
00
Analisi pratica di un breve file MIDI
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
Come segmentare uno SMF in chunk
• Esiste sicuramente uno e un solo chunk di intestazione (MThd), di lunghezza complessiva pari a 14 byte e posizionato all’inizio del file
• Possono esistere uno o più chunk di traccia (MTrk), di lunghezza variabile e delimitati da
[4D 54 72 6B … FF 2F 00]– Per i file MIDI di tipo 0 vi è un unico chunk MTrk, per il tipo 1 e
2 ne deve esistere almeno uno
• Il chunk MThd e il/i chunk MTrk riempiono completamente il file MIDI: nel file non vi sono byte non appartenenti ad uno di essi.
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 01 00 02 01 80 4D 54
72 6B 00 00 00 19 00 FF 58 04 03 02 60 08 00 FF
51 03 09 27 C0 00 FF 59 02 01 00 00 FF 2F 00 4D
54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
Ricerca dei chunk di header e di traccia
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 01 00 02 01 80 4D 54
72 6B 00 00 00 19 00 FF 58 04 03 02 60 08 00 FF
51 03 09 27 C0 00 FF 59 02 01 00 00 FF 2F 00 4D
54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00• Come si capisce fin dove si estende?
– E’ un chunk di lunghezza fissa– La sua lunghezza è comunque scritta nell’header del chunk– Dal byte successivo inizia il primo MTrk, riconoscibile dalla sequenza 4D 54 72 6B
Analisi del chunk MThd
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
Analisi del chunk MThd
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 01 00 02 01 80 …
• 4D 54 68 64: intestazione di 4 byte del MIDI Track header chunk• 00 00 00 06: questi 4 byte informano che seguiranno 6 byte di dati • 00 01: questi 2 byte informano che il file MIDI è di tipo 1
– E’ vero? Si contano le tracce, ossia i chunk MTrk. Verifica con viewer esadecimale
• 00 02: questi 2 byte informano che dopo il MThd seguiranno 2 blocchi di traccia MTrk – E’ vero? Verifica con viewer esadecimale
• 01 80: informazione che specifica la risoluzione in impulsi per quarto di nota. Risulta: PPQN = 018016 = 38410
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 01 00 02 01 80 4D 54
72 6B 00 00 00 19 00 FF 58 04 03 02 60 08 00 FF
51 03 09 27 C0 00 FF 59 02 01 00 00 FF 2F 00 4D
54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00• Come si capisce fin dove si estende?
– E’ un chunk di lunghezza variabile, ma si può leggere il valore nell’header del chunk. Attenzione: aprendo il file con un viewer esadecimale, è scritto in base 16!!!– Si conclude con il meta di fine traccia FF 2F 00, seguito da un nuovo MTrk
Analisi del primo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
Come segmentare i contenuti di MTrk
• L’intero contenuto di un chunk MTrk (per contenuto si intende la parte successiva all’header) è un susseguirsi di coppie
[tempo delta, evento]
• I tempi delta vanno interpretati proseguendo la lettura dei byte finché non si trova il byte che ha il bit più significativo posto a 0 (tutti i byte che lo precedono in T iniziano con una cifra esadecimale 8)
– In molti casi il tempo delta si esprime su un unico byte; un caso particolare è il tempo delta posto a 00, per indicare simultaneità o occorrenza immediata
• Gli eventi devono essere segmentati secondo le regole di decodifica degli eventi MIDI o dei metaeventi tipici degli SMF
– Ciascuno di essi ha una sua lunghezza, variabile da evento a evento ma predeterminata (ad es. i messaggi Note On e Note Off occupano 3 byte, il messaggio Program Change ne occupa 2, il metaevento Segnatura di tempo 7)
• Quello che segue una coppia [tempo delta, evento] è una nuova coppia
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 19 00 FF 58 04 03 02 60 08 00
FF 51 03 09 27 C0 00 FF 59 02 01 00 00 FF 2F 00 …
• 00: Tempo Delta. Questo byte posto a 0 stabilisce che il successivo evento rispetto al precedente si verificherà dopo 0 PPQN, quindi senza alcun ritardo
• FF 58 04 03 02 60 08: evento Meta di segnatura di tempo– 03: Numeratore = 3– 02: Denominatore = 2^02 = 4– 60: un colpo di metronomo ogni 96 tick MIDI (in questo caso, al sedicesimo)– 08: 8 note da 1/32 in una nota ¼
Segnatura di tempo per le misure è ¾
Analisi del primo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 19 00 FF 58 04 03 02 60 08 00
FF 51 03 09 27 C0 00 FF 59 02 01 00 00 FF 2F 00 …
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• FF 51 03 09 27 C0: evento Meta di tempo metronomico– 0927C016 = 600.000 = n;
– Per definizione n = (60.000.000 x d / 4) / bpm– Sono noti i valori di n e di d è possibile calcolare il bpm– bpm = 100 pulsazioni al minuto
La velocità metronomica del brano MIDI è impostata a 100 bpm
Analisi del primo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 19 00 FF 58 04 03 02 60 08 00
FF 51 03 09 27 C0 00 FF 59 02 01 00 00 FF 2F 00 …
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• FF 59 02 01 00: evento Meta di tonalità– 01: 1 diesis in chiave (Sol Maggiore/Mi minore)– 00: la tonalità è maggiore
Tonalità del brano è Sol Maggiore
Analisi del primo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 19 00 FF 58 04 03 02 60 08 00
FF 51 03 09 27 C0 00 FF 59 02 01 00 00 FF 2F 00 …
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• FF 2F 00: fine del blocco di traccia
Analisi del primo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 01 00 02 01 80 4D 54
72 6B 00 00 00 19 00 FF 58 04 03 02 60 08 00 FF
51 03 09 27 C0 00 FF 59 02 01 00 00 FF 2F 00 4D
54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00• Come si capisce fin dove si estende?
– E’ un chunk di lunghezza variabile, ma si può leggere il valore nell’header del chunk. 2A16 = 4210
– Si conclude con il meta di fine traccia FF 2F 00
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• B0 07 64: Evento MIDI Control Change n. 7 (Volume)
10110000 00000111 01100100 Ctrl Change (Ch. 1) Channel Volume Value: 100
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• B0 0A 30: Evento MIDI Control Change n. 10 (PanPot)
10110000 00001010 00110000Ctrl Change (Ch. 1) PanPot Value: 48
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• B0 5B 40: Evento MIDI Control Change n. 91 (Riverbero)
10110000 01011011 01000000 Ctrl Change (Ch. 1) Riverbero Value: 64
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• B0 5D 10: Evento MIDI Control Change n. 93 (Chorus)
10110000 01011101 00010000 Ctrl Change (Ch. 1) Chorus Value: 16
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• C0 04: Evento MIDI Program Change n. 4 (Piano Elettrico)
11000000 00000100Program Change (Ch.1) Value: 4
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• 90 45 64: Evento MIDI Note On, pitch 69 (La centrale), velocity 100
10010000 01000101 01100100 Note On (Ch.1) Pitch: 69 Velocity: 100
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 86 00: Tempo Delta pari a 76810 PPQN
(1)0000110 (0)0000000 11000000002 = 76810
La risoluzione al quarto era 01 8016 = 38410, quindi è TΔ della minima
• 80 45 64: Evento MIDI Note Off, pitch 69 (La centrale), velocity 100
10000000 01000101 01100100 Note Off (Ch.1) Pitch: 69 Velocity: 100
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 81 40: Tempo Delta pari a 19210 PPQN
(1)0000001 (0)1000000 11000000002 = 19210
La risoluzione al quarto era 01 8016 = 38410, quindi è TΔ della croma
• 90 42 64: Evento MIDI Note On, pitch 66 (Fa#), velocity 100
10010000 1000010 01100100 Note On (Ch.1) Pitch: 66 Velocity: 100
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 81 40: Tempo Delta pari a 19210 PPQN
(1)0000001 (0)1000000 11000000002 = 19210
La risoluzione al quarto era 01 8016 = 38410, quindi è TΔ della croma
• 80 42 64: Evento MIDI Note Off, pitch 66 (Fa#), velocity 100
10000000 1000010 01100100 Note Off (Ch.1) Pitch: 66 Velocity: 100
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
… 4D 54 72 6B 00 00 00 2A 00 B0 07 64 00 B0 0A 30 00
B0 5B 40 00 B0 5D 10 00 C0 04 00 90 45 64 86 00
80 45 64 81 40 90 42 64 81 40 80 42 64 00 FF 2F 00
• 00: Tempo Delta pari a 0 PPQN
• FF 2F 00: Fine del chunk di traccia
Analisi del secondo chunk MTrk
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
Visualizzazione nel sequencer
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
Legenda
Griglia: linea scura quarto
ESERCITAZIONESezione 14.1
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 00 00 01 03 C0 4D 54
72 6B 00 00 00 4F 00 90 24 71 00 90 26 71 87 40
80 24 00 00 80 26 00 83 60 90 25 71 00 90 27 71
83 60 80 25 00 00 80 27 00 82 40 90 26 71 00 91
27 71 82 40 80 26 00 00 90 25 71 00 81 27 00 00
91 26 71 82 40 80 25 00 00 81 26 00 87 40 B0 7B
00 00 FF 2F 00
Esercizio di analisi: 14_esercizio.mid
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 00 00 01 03 C0 4D 54
72 6B 00 00 00 4F 00 90 24 71 00 90 26 71 87 40
80 24 00 00 80 26 00 83 60 90 25 71 00 90 27 71
83 60 80 25 00 00 80 27 00 82 40 90 26 71 00 91
27 71 82 40 80 26 00 00 90 25 71 00 81 27 00 00
91 26 71 82 40 80 25 00 00 81 26 00 87 40 B0 7B
00 00 FF 2F 00Legenda: Header dell’MThd Header dell’MTrk Lunghezza dell’MThd Lunghezza dell’MTrk
Identificazione dei chunk e della loro lunghezza
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
Analisi del chunk MThd
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 00 00 01 03 C0 …
• 4D 54 68 64: intestazione di 4 byte del MIDI Track header chunk• 00 00 00 06: questi 4 byte informano che seguiranno 6 byte di dati sino alla fine di questo chunk header• 00 00: questi 2 byte informano che il file MIDI è di tipo 0
– E’ vero? Si contano le tracce, ossia i chunk MTrk.
• 00 01: questi 2 byte informano che dopo il MThd seguirà 1 blocco di traccia MTrk – E’ vero? Verifica con viewer esadecimale
• 03 C0: informazione che specifica la risoluzione in impulsi per quarto di nota. Risulta: PPQN = 03C016 = 96010
MTrk: suggerimenti
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
4D 54 68 64 00 00 00 06 00 00 00 01 03 C0 4D 54
72 6B 00 00 00 4F 00 90 24 71 00 90 26 71 87 40
80 24 00 00 80 26 00 83 60 90 25 71 00 90 27 71
83 60 80 25 00 00 80 27 00 82 40 90 26 71 00 91
27 71 82 40 80 26 00 00 90 25 71 00 81 27 00 00
91 26 71 82 40 80 25 00 00 81 26 00 87 40 B0 7B
00 00 FF 2F 00Legenda: Note On Note Off Tempo Delta Controller Fine traccia
Le frecce mettono in corrispondenza l’accensione e lo spegnimento della stessa nota
Qualche osservazione
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
• Considerando i soli nibble (4 bit) più significativi del byte di stato degli eventi MIDI, alcuni valori sono standard dal punto di vista dell’interpretazione della performance:– 9x indica un messaggio NoteOn– 8x indica un messaggio NoteOff– Bx indica un control change– Cx indica un program change– …Ovviamente, essendo messaggi di canale, il secondo nibble non è standard
• Come si riconoscono le coppie di apertura/chiusura di un evento musicale? Il NoteOff (8x) corrisponde a un precedente NoteOn (9x) ove la x è la stessa e il primo byte di dati è uguale.
Visualizzazione nel sequencer
Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)14. Esercitazione su SMF
Legenda
Griglia: linea scura quarto; linea chiara sedicesimoColori: mattone ch. 1; oliva ch. 2