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XG-XF Basics
Inhalt
MIDI – Ein Überblick
Unter MIDI (engl. Musical Instrument Digital Interface) versteht man eine spezielle Hardware und ein darauf spezialisiertes Software Übertragungsprotokoll zur Übermittlung von musikalischen Daten. Die Hardware wird durch ein asynchrones serielles Interface realisiert. Das MIDI Protokoll besteht aus einer Folge von sogenannten Events. Jedes Event wiederum ist eine Serie von Bytes.
Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Event-Typen, die durch MIDI-Instrumente und spezielle Computer-Programme (Sequenzer) verstanden und verarbeitet werden. Sie bewirken unter anderem das Ein- und Abschalten von Tönen aber auch die Einstellung von Klangfarben (Voices) und spezieller Effekte.
MIDI wurde 1981 von Dave Smith entwickelt und 1983 vorgestellt. Kurz danach wurden die ersten MIDI-fähigen Instrumente von verschiedenen Herstellern entwickelt. Da zu dieser Zeit im MIDI-Protokoll noch nicht festgelegt war, mit welchen Parametern spezielle Voices, z.B. Bass oder Violinen, und welche Klangeffekte angesteuert werden, war die Kopplung von Instrumenten unterschiedlicher Hersteller praktisch nicht durchführbar. Dieses Problem wurde von der Industrie erkannt und führte dann 1991 zur Festlegung des herstellerübergreifenden Standard General MIDI (GM).
Unter GM wurde im wesentlichen die Verteilung von Voices auf die 128 verfügbaren Plätze festgelegt. Außerdem wurde definiert, mit welchen Parametern sogenannte Controller-Events bestimmte Klang-Effekte bewirken. Genaueres dazu wird in nächsten Kapiteln dargestellt.
Schon bald erkannten einige Hersteller, dass die Beschränkung von GM auf 128 Voices nicht ausreicht und dass die Steuerung von Effekten mit den ebenfalls möglichen 128 Controller-Event-Typen erweitert werden musste.
Schon 1991 erweiterte Roland den GM-Standard durch das Format
GS (General Sound), womit schon viele Beschränkungen von GM überwunden wurden.
GS (General Sound), womit schon viele Beschränkungen von GM überwunden wurden.
1994 führte Yamaha das Format XG (Extended General MIDI) ein, das mit GM voll abwärtskompatibel ist,
aber wesentlich mehr Erweiterungen bietet.
aber wesentlich mehr Erweiterungen bietet.
Die Wiedergabe von unter XG oder GS erzeugten Stücken ist mit gewissen qualitativen Einschränkungen auf GM-Instrumenten möglich. Ebenso lassen sich GM Stücke auch unter XG oder GS abspielen. XG und GS sind jedoch nicht miteinander verträglich.
GM wurde 1999 durch die herstellerübergreifende Vereinbarung GM2 (General MIDI 2) erweitert. GM2 ist wie GM ein Mindeststandard, hat sich aber anscheinend nicht voll durchgesetzt, da die Hersteller Yamaha und Roland mit XG und GS doch mehr Möglichkeiten haben.
Die Aufzeichnung von MIDI Dateien
Das aktive Spielen eines Musik-Stückes auf einem MIDI-fähigen Instrument kann auf einem PC von einem Sequenzer-Programm aufgezeichnet und als Datei (MIDI-File) abgelegt werden. MIDI-Files enthalten Folgen von MIDI-Events, wobei jedes Event mit einem Zeitstempel versehen ist. Damit enthält ein MIDI-File alle Informationen, mit denen nachträglich das Spiel identisch reproduziert werden kann. Das Format von MIDI-Files wurde 1988 unter den Bezeichnungen Standard MIDI-File Format 0 (SMF0) und Standard MIDI-File Format 1 (SMF1) festgelegt. MIDI-Files vom Format 0 enthalten eine, die vom Format 1 mehrere Folgen (Spuren oder Tracks) von MIDI-Events, die jeweils eine voneinander unabhängige Zeitzählung haben. Das heute wenig gebräuchliche Format SMF2 baut auf Format 1 auf.
Neben den über MIDI übertragenen Events können MIDI-Files noch Events enthalten, die weitere Informationen enthalten: Sie werden als Meta Events bezeichnet. Beispiele von solchen Meta Events sind Takt, Tonart, Tempo, Copyright und Liedtext. Die Hersteller haben außerdem die Möglichkeit, eigene Meta Events einzuführen, die dann nur auf ihren Instrumenten ausgewertet werden, also nicht Standard sind.
Sequenzer erlauben das Einfügen und Editieren aller in MIDI-Files enthaltenen Events, auch der Standard Meta Events. Für das Bearbeiten von herstellerspezifischen Meta Events gab es den heute nicht mehr lieferbaren Sequenzer XG Works. An dessen Stelle sind einige von MIDI-File Herstellern und Anwendern programmierte Software-Tools getreten.
Mit den heutigen Keyboards kann häufig das eigene Spiel direkt als MIDI-File aufgenommen werden. Man muss dann nicht mehr eine Kopplung mit dem PC installieren und benötigt vorerst auch keinen Sequenzer. Ein weiterer Vorteil ist, dass dabei auch Meta Events ins File aufgenommen werden. Üblicherweise besitzen die Keyboards mittlerweile zusätzliche Funktionen, die das Editieren von MIDI-Files ermöglichen.
Allgemein gültige Eigenschaften von MIDI
In MIDI wurde der Begriff MIDI Kanal (Channel) eingeführt. Mit den maximal 16 Kanälen besteht die Möglichkeit, unabhängig voneinander gleichzeitig 16 unterschiedliche Voices abzuspielen. Auf jedem Kanal können gleichzeitig mehrere Töne (z.B. Akkorde) gespielt werden. Die maximale Gesamtzahl aller gleichzeitig abspielbaren Töne nennt man Polyphonie. Bei heutigen Keyboards belasten komplexe Voices pro Ton jedoch mit mehreren Polyphonie-Werten. Diese Instrumente haben aber meist eine Polyphonie von bis zu 128 oder sogar mehr.
Die wichtigsten Standard MIDI Events:
– Note On, Note Off
– Polyphone Aftertouch
– Channel Aftertouch
– Controller
– Program Change
– Pitch Wheel
– System Exclusive (SysEx)
Alle diese Events werden über MIDI übertragen. Bis auf SysEx sind sie kanalspezifisch.
Die Spezifikationen von GM und GM2
- GM
System On (Sys Ex) = F0 7E 7F 09 01 F7 - GM2
System On (Sys Ex) = F0 7E 7F 09 03 F7
- GM unterstützt 128 Voices, die durch Program Change Events angewählt werden. Kanal 10 ist ausschließlich für Percussion (Schlagzeug) vorgesehen.
- Mit GM wurden die Voice-Typen, die Schlagzeuginstrumente und die Controller-Funktionen genauer spezifiziert.
- Die Mindestanforderung für die Polyphonie ist 24.
- Eine ausführliche Darstellung findet man unter:
https://de.wikipedia.org/wiki/General_MIDI - Die Anforderungen an GM2 kann man im englischen Artikel nachlesen.
https://en.wikipedia.org/wiki/General_MIDI_Level_2
Yamaha XG – ein Überblick
XG » System On (Sys Ex) =
F0 43 10 4C 00 00 7E 00 F7
-
Die Anzahl der verfügbaren Controller Events wurde auf 51 erweitert. Ebenfalls wurde der Mindestwert der Polyphonie erhöht.
-
Unter XG können über die Controller 0 (Bank Select MSB ) und Controller 32 (Bank Select LSB) eine Vielzahl von sogenannten Voice Banks eingestellt werden, die jeweils bis zu 128 Voices enthalten können. Nach Festlegung einer Voice Bank wird über ein anschließendes Programm Change die gewünschte Voice der Bank ausgewählt.
-
Im 1994 festgelegten XG Level 1 werden 480 Melodie Voices, 9 Drum Kits und 2 SFX-Kits für Soundeffekte spezifiziert. Mit den Drum Kits werden verschiedenartige Schlagzeuginstrumente (Drums) zusammengefasst. Drum Kits können auf beliebigen Kanälen aktiviert werden, jedoch liegt üblicherweise wie bei GM auf Kanal 10 immer ein Drum Kit.
-
Die auf Voice Bank 0 (MSB = LSB = 0) spezifizierten Voices entsprechen den unter GM festgelegten Voices. Ebenfalls enthält das Drum Kit “Standard Kit 1” die unter GM festgelegten Schlaginstrumente.
-
MIDI-Files vom Typ GM werden unter XG korrekt abgespielt, denn die nicht vorhandenen Bank Select Controller werden implizit entsprechend vorbelegt. Da sich XG an die unter GM festgelegten Voice-Gruppen (z.B. Bass, Reed, Pad) hält, können MIDI-Files vom Typ XG unter Qualitätseinbuße auch mit GM Klangerzeugern abgespielt werden, da letztere die Voice Bank Controller MSB und LSB nicht auswerten.
Es darf jedoch nur ein Drum Kit auf Kanal 10 eingesetzt werden. -
In XG werden über Controller und Yamaha-eigene System Exclusive Events (SysEx) eine Vielzahl von Klangeffekten von Voices erzeugt. Das ist ein erheblicher Fortschritt gegenüber GM. Die herstellerspezifischen SysEx werden von Klangerzeugern anderer Hersteller nicht ausgewertet.
-
Siehe auch den englischen Artikel:https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_MIDI_standards
Yamaha XF – ein Überblick
XF (Extended MIDI-File) ist eine Erweiterung des Standard MIDI-File Formats SMF. Mit XF wurde eine Reihe von Yamaha Meta Events festgelegt. Da die Einführung von herstellerspezifischen Meta Events auch unter SMF vorgesehen ist, werden sie von Klangerzeugern anderer Hersteller nicht ausgewertet. Damit sind MIDI-Files vom Format XF auch mit jedem SMF-Klangerzeuger abspielbar.
Mit der XF Spezifikation wurden Header für MIDI-Files eingeführt, mit der Eigenschaften wie Songname, Sprache, Gesangstyp (female, male) und einiges mehr spezifiziert werden können.
Yamaha XF Meta Events, soweit sie nicht schon unter SMF spezifiziert werden:
– XF Version ID
– XF Lyrics Header
– XF Informations Header
– Chord
– Event Rehearsal Mark
– Phrase Mark
– Guide Track Flag
– Guitar Informations Flags
– Chord Voicing for Guitar
– Fingering Number for Guitar
Viele dieser Meta Events werden heute nur noch von speziellen Yamaha-Geräten ausgewertet.
Von größerer Bedeutung bei Yamaha Keyboards ist das Chord und das Lyrics Event, letzteres wurde aber im Wesentlichen schon mit SMF festgelegt.
Die XG und XF Spezifikationen können unter folgenden Link heruntergeladen werden:
https://www.heikoplate.de/zips/xg_xf_spec.zip
XG Erweiterungen in Yamaha Keyboards
Zusätzlich zu den 480 Voices von Standard XG werden mit jedem neuen Keyboard-Modell weitere Melodie Voices und Drum Kits eingeführt. Mega- und Super-Articulation-Voices enthalten spezielle Klangeffekte. MIDI-File mit diesen Voice-Typen können jedoch nicht mehr mit GM Klangerzeugern abgespielt werden.
Mit jedem Modell werden neue komplexe Klangeffekte eingeführt. Mit Digitalen Signal Prozessoren (DSP) lassen sich unterschiedliche sog. Insertion-Effekte gleichzeitig auf mehreren Kanälen erzeugen.
In Keyboards und in MIDI-Files können außerdem Mikrofon-Effekte (Vocal Harmony) spezifiziert werden.
In Keyboards und in MIDI-Files können außerdem Mikrofon-Effekte (Vocal Harmony) spezifiziert werden.
Für weitere interessante Informationen verweisen wir auf die Keyboard-Dokumentationen von Heiko Plate.
https://www.heikoplate.de
https://www.heikoplate.de
Aktuelle XG-XF Keyboards von Yamaha
- Genos 2:
1990 Sounds
davon 106 S.Articulation 2,
437 S.Articulation, 141 FM,
123 Mega Voices, 24 Organ Flutes,
95 Ensemble Voices,
75 Drum/SFX Kits
davon 11 Ambient Drums/SFX,
11 Revo Drums/SFX,800 Styles
u. a. 720 Pro, 69 Session, 11 Free Play
mit je 4 Variationen und 4 One Touch Settings (OTS)384-stimmig polyphon: 128 für AWM + 128 für Expansion AWM + 128 für FM Voices - Genos:
76 Ensemble, 390 Super Articulation!,
75 Super Articulation2!, 82 MegaVoice, 40 Sweet!, 81 Cool!, 160 Live!, 24 Organ Flutes!, 10 Revo! Drums/SFX, 1.652 Voices + 58 Drum/SFX Kits - Tyros5:
54 MegaVoices / 288 SArt1 Voices /
44 SArt2 Voices 1.279 Voices.
Dazu kommen 480 XG-Voices und
37 Drum/SFX-Kits,
55 Voices mit Sonderfunktionen
Ensemble / 138 Live! / 81 Cool! / 37Sweet! / 40 Organ World /
256 GM2-Voices
(plus GS-Voices für die GS-Song-Wiedergabe) - Tyros4:
43 MegaVoices / 164 SArt1 Voices /
15 SArt2 Voices / 993 Voices / 101 Live!71 Cool! / 30 Sweet! /
30 Presets Organ Flutes!480 XG-Voices / 256 GM2-Voices44 Drum-/SFX-Kits(plus GS-Voices für die GS-Song-Wiedergabe) - PSR-SX 900:
252 S.Art, 54 Mega Voice, 31 Sweet Voices, 87 Cool Voices, 131 Live Voices, 24 Organ Flutes
1337 Voices + 56 Drum/SFX Kits - PSR-SX 700:
131 S.Art, 30 Mega Voice, 31 Sweet Voices, 74 Cool Voices, 89 Live Voices, 24 Organ Flutes
986 Voices + 41 Drum/SFX Kits
Genaue Angaben zu den vorhandenen Voices, des jeweiligen Keyboards, steht in der Bedienungsanleitung unter:
“Technische Daten” oder in der “Data List”.
Logos auf den Keyboards und deren Bedeutung
© Copyright by Midi-Styles.de
verfasst wurde dieser Beitrag von Heiko Plate