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Article Informatique Musicale
Le MIDI : Le standard GM et ses extensions
(Tout public)Par Cidetec le 28/09/2002
Le standard GM et ses extensions
De
nombreux logiciels, cartes sons et synthétiseurs affichent désormais
une compatibilité avec l'une des trois normes GM, GS, ou XG. Si l'utilité
du General MIDI n'est plus à prouver, la cohabitation de plusieurs standards
mérite quelques éclaircissements.
Pour l'utilisateur souhaitant simplement écouter une musique, ou pour le concepteur multimédia désireux d'ajouter un fond sonore à son application, le format Midifile fut une aubaine. Il assurait en effet que, quelle que soit sa configuration matérielle et logicielle, on pourrait aisément rejouer une séquence composée par un autre. Mais seules les notes et la gestuelle du musicien étaient codées, ne garantissant en rien une similitude sonore entre deux environnements. En effet, les sons de chaque carte, de chaque synthétiseur, étaient différents, à la fois par leur timbre mais aussi par leur organisation. Le patch numéro 15 pouvait être un piano sur un synthétiseur X, et une trompette sur un synthétiseur Y. Une connaissance du MIDI, ainsi qu'une patience sans limite étaient donc requises afin de faire les réglages nécessaires pour écouter le morceau d'un musicien travaillant sur une autre plateforme.
La MMA (Midi Manufacturers Association) remédia à ce problème en créant en 1991 le standard GM (General MIDI), dont le but est justement d'unifier le comportement des générateurs de sons face à une séquence Midifile. Pour prétendre afficher le logo tant convoité, un instrument doit être multitimbral et polyphonique sur au moins 24 voies, et inclure un minimum de 16 familles de timbres (pianos, guitares, cordes...), regroupant chacune 8 variations (par exemple, pour les cordes : violon, violoncelle, contrebasse, etc... Pour plus d'informations, voyez la seconde partie de ce dossier "Référence GM").
Le principal avantage de cette unification est qu'à chaque numéro de patch correspond désormais un instrument du même type quelle que soit la machine. Ainsi l'instrument n°71 sera toujours un basson et le n°12 un vibraphone. Le générateur doit également contenir un kit de batterie, dont le mapping (emplacement des percussions sur le clavier) est lui aussi normalisé. Enfin, les contrôleurs MIDI continus les plus courants doivent être reconnus.
Remarques
Certains ont trouvé que le standard GM n'était pas très précis : décrire une sonorité uniquement par un nom d'instrument demeure assez évasif... C'est pourquoi la MMA planche actuellement sur deux autres niveaux de standardisation.
D'autres ont remarqué que le GM était trop sommaire, comme le constructeur Roland, qui présenta à peu près en même temps un système similaire : le GS ou General Standard. Bien que compatible avec le GM, il n'est pas normalisé et ne concerne que les instruments de la marque Roland. Par contre, il va beaucoup plus loin, proposant d'accueillir jusqu'à 16384 sonorités (128 banques de 128 sons), les instruments absents étant automatiquement remplacés par leur plus proche voisin (du point de vue sonore). Plusieurs kits de batterie sont également disponibles et il est possible, par l'intermédiaire des messages NRPN, de régler les paramètres des sons : résonance d'un filtre, vitesse d'un LFO etc... Le GS fut mis à contribution dans les premières machines Roland qui suivèrent la création de la norme, tel le Sound Canvas. Bien que les messages exclusifs ne soient pas standardisés dans le GS, il sont les mêmes pour toutes les machines s'y référant.Plus récemment, un autre géant nippon, Yamaha, proposa sa propre version, allant encore plus loin dans la précision des possibilités décrites par la norme. Il s'agit du XG, pour, vous l'aurez compris, eXtended General MIDI. Celui-ci, également compatible avec le GM, autorise en particulier une édition plus poussée des paramètres du son et une normalisation des messages exclusifs. Les premiers synthétiseurs utilisant la norme XG étaient les QS300 et CS-1x, ainsi que les MU50, MU80 et autres cartes DB50XG.
Les fichiers MIDIFile
A
l'image du MIDI - une normalisation exemplaire de la communication entre instruments
électroniques - le format Midifile est devenu le standard universel de
stockage des séquences. Aucun séquenceur digne de ce nom, aussi
complexe soit-il, ne saurait en ignorer l'importation ou l'exportation de fichiers
MIDIfile.Si chaque séquenceur propose bien évidemment son propre format, le Midifile s'est imposé comme un véritable standard de fait, une passerelle incontournable entre des logiciels et des plateformes différentes. Le fichier, ayant pour extension .mid ou .smf, est organisé sous forme d'une succession de "chunks". Un chunk est une sorte de paragraphe, à l'intérieur duquel on développe une idée. Un chunk dispose toujours d'une entête, indiquant son nom et la taille des données qu'il contient. La principale particularité de ce type de format de fichier est de pouvoir subir des modifications et des ajouts en restant compatible. En effet, grâce aux entêtes, il devient particulièrement facile pour un logiciel de "sauter" un chunk qu'il ne connaît pas.
Un Midifile est composé d'un chunk "Header" (entête) suivi d'un ou plusieurs chunks "Track" (piste). Si le fichier peut avoir trois formats, seuls les deux premiers sont réellement exploités. Un Midifile au format 0 contient une seule piste correspondant à l'ensemble des informations relatives aux canaux MIDI. C'est généralement le format privilégié des programmes de relecture (les "players") qui n'offrent pas de possibilités d'édition évoluées. Un Midifile de format 1, au contraire, contient une ou plusieurs pistes (à jouer simultanément), chacune renfermant des informations propres à un canal. Les Midifiles de format 2, quant à eux, n'ont pas une structure linéaire : ils contiennent différentes pistes représentant des patterns indépendants.
Le chunk "Header" contient l'entête du fichier Midifile. Celle-ci a une longueur fixe. Elle spécifie l'organisation générale du fichier, à savoir le type du Midifile, le nombre de pistes qu'il contient, ainsi que sa résolution temporelle (par rapport au ticks du séquenceur, ou en code SMPTE ou encore en MIDI Time Code).
Viennent ensuite un ou plusieurs chunks "Track", c'est à dire une ou plusieurs pistes. Une piste est une succession d'événements, chacun précédé par un "delta-time". Un "delta-time" est une référence temporelle relative, c'est à dire qu'il marque le temps écoulé depuis le delta-time précédent. Au nombre des événements, on trouve des messages MIDI conventionnels (Note On, changement de patch, contrôleur continu etc...), des messages exclusifs, et des méta-événements. Certains de ces méta-événements accueillent des données textuelles (Copyright, nom de la séquence, d'une piste ou d'un instruments, paroles d'une chanson ou commentaires etc...). D'autres plus indispensables, règlent le tempo, la signature ou la clef d'une composition (les valeurs par défaut sont le 4/4 à120 BPM). Enfin, à l'image des messages exclusifs, un code spécial est réservé à des méta-événements spécifiques au séquenceur utilisé.
Les Midifiles sont relativement économes en stockage, complets, et assez évolutifs pour ne pas se démoder trop rapidement, ce qui est d'ailleurs maintenant prouvé puisqu'ils existent depuis 1987 et sont encore l'une des denrées les plus convoitées sur Internet avec les MP3. L'assurance de pouvoir migrer d'un logiciel à l'autre, voire d'une plateforme à l'autre, sans pour autant perdre ses données ou les voir altérer par une quelconque conversion hasardeuse leur assure encore un bel avenir.
Un grand merci au forum des arts pour leur aimable autorisation de publication du présent article.
Cet article est tiré de celui initalement publié à l'adresse suivante : http://perso.wanadoo.fr/cidetec/midi.html.
Références GM
Cette partie du dossier se veut surtout être une une page offrant des données de référence lors de l'utilisation d'instruments MIDI. Elle rassemble les données détaillées sur les points suivants :
Les familles d'instruments GM
Chaque banque GM est constituée de familles d'instruments spécifiées par la MMA (MIDI Manufacturers Association).
Sons 1 à 6 Pianos Sons 7 à 9 Autres Claviers Acoustiques Sons 10 à 15 Percussions Metals Son 16 Dulcimer Sons 17 à 21 Orgues Sons 22 à 24 Accordeon / Harmonica Sons 25 à 32 Guitares Sons 33 à 40 Basses Sons 41 à 52 Cordes (sauf 48 : Timbale) Sons 53 à 55 Voix Son 56 Peche Orchestrale Sons 57 à 64 Cuivres Sons 65 à 68 Saxos Sons 69 à 80 Instruments à Vent Sons 81 à 88 Sons Mono Sons 89 à 96 Nappes Sons 97 à 104 Effets Sons 105 à 112 Instruments Inhabituels Sons 113 à 120 Percussions Inhabituelles Sons 121 à 128 Bruits
Détail des instruments GM
Il existe 128 instruments définis par la norme General MIDI :
N°
Instrument
N°
Instrument
1 Acoustic Grand Piano 65 Soprano Sax 2 Bright Acoustic Piano 66 Alto Sax 3 Electric Grand Piano 67 Tenor Sax 4 Honky-Tonk Piano 68 Baritone Sax 5 Electric Piano 1 69 OBOE 6 Electric Piano 2 70 English Horn 7 Harpsichord 71 Bassoon 8 Clavi 72 Clarinet 9 Celesta 73 Piccolo 10 Glockenspiel 74 Flûte 11 Music Box 75 Recorder 12 Vibraphone 76 Pan Flute 13 Marimba 77 Blown Bottle 14 Xylophone 78 Shakuhachi 15 Tubular Bells 79 Whistle 16 Dulcimer 80 Ocarina 17 Drawbar Organ 81 Lead 1 (Square) 18 Percussive Organ 82 Lead 2 (Sawtooth) 19 Rock Organ 83 Lead 3 Calliope 20 Church Organ 84 Lead 4 (Chiff) 21 Reed Organ 85 Lead 5 (Charang) 22 Accordion 86 Lead 6 (Voice) 23 Harmonica 87 Lead 7 (Fifths) 24 Tango Accordion 88 Lead 8 (Bass + Lead) 25 Acoustic Guitar (Nylon) 89 Pad 1 (New Age) 26 Acoustic Guitar (Steel) 90 Pad 2 (warm) 27 Electric Guitar (Jazz) 91 Pad 3 (Polysynth) 28 Electric Guitar (Clean) 92 Pad 4 (Choir) 29 Electric Guitar (Muted) 93 Pad 5 (bowed) 30 Overdriven Guitar 94 Pad 6 (metallic) 31 Distorsion Guitar 95 Pad 7 (halo) 32 Guitar Harmonics 96 Pad 8 (sweep) 33 Acoustic Bass 97 Fx 1 (rain) 34 Electric Bass (Finger) 98 Fx 2 (Soundtrack) 35 Electric Bass (pick) 99 FX 3 (Crystal) 36 Fretless Bass 100 FX 4 (atmosphÞre) 37 SLAP BASS 1 101 FX 5 (brightness) 38 Slap Bass 2 102 FX 6 (Goblins) 39 Synth Bass 1 103 Fx 7 (echoes) 40 Synth Bass 2 104 Fx 8 (sci-fi) 41 Violin 105 Sitar 42 Viola 106 Banjo 43 Cello 107 Shamisen 44 Contrabass 108 Koto 45 Tremolo Strings 109 Kalimba 46 Pizzicato Strings 110 Bagpipe 47 Orchestral Harp 111 Fiddle 48 Timpani 112 Shanai 49 String Ensemble 1 113 Tinkle Bell 50 String Ensemble 2 114 Agogo 51 Synth Strings 1 115 Steel Drums 52 Synth Strings 2 116 Woodblock 53 Choir Aahs 117 Taiko Drum 54 Voice Oohs 118 Melodic Tm 55 Synth Voice 119 Synth Drum 56 Orchestra Hit 120 Reverse Cymbal 57 Trumpet 121 Guitar Fret Noise 58 Trombone 122 Breath Noise 59 Tuba 123 Seashore 60 Muted Trumpet 124 Bird Tweet 61 French Horn 125 Telephone Ring 62 Brass Section 126 Helicopter 63 Synth Brass 1 127 Applause 64 Synth Brass 2 128 Gunshot
Le kit de batterie GM
Le kit de batterie General MIDI, lui aussi, suit une définition précisée par la MMA :
Note N° Instrument Ebo 27 Balais Eo 28 Roulement De Balais Fo 29 Roulement De Caisse Claire Gbo 30 Castagnettes Go 31 Caisse Claire 0 Abo 32 Coup De Baguette Ao 33 Grosse Caisse 0 Bbo 34 Caisse Claire Avec Rimshot Bo 35 Grosse Caisse Médium C1 36 Grosse Caisse Haute Db1 37 Coup De Métronome D1 38 Caisse Claire 1 Eb1 39 Claquement De Main E1 40 Caisse Claire 2 F1 41 Tom Basse Grave Gb1 42 Charley Frappé G1 43 Tom Basse Aigu Ab1 44 Charley Au Pied A1 45 Tom Médium 4 Bb1 46 Charley Ouvert B1 47 Tom Médium 3 C2 48 Tom Médium 2 Db2 49 Cymbale Crash D2 50 Tom Aigu Eb2 51 Ride E2 52 Cymbale China F2 53 Cymbale Ride/Cup Gb2 54 Tambourin G2 55 Cymbale Splash Ab2 56 Cow A2 57 Crash 2 Bb2 58 Vibraslap B2 59 Cymbale Ride Aigue C3 60 Bongo Aigu Db3 61 Bongo Grave D3 62 Congas Aigu Sourd Eb3 63 Congas Aigu Ouvert E3 64 Congas Grave F4 65 Timbales Aigu Gb4 66 Timbales Grave G4 67 Cloche Agogo Aigue Ab4 68 Cloche Agogo Grave A4 69 Cabasa Bb4 70 Maracas B4 71 Sifflet Aigu C5 72 Sifflet Grave Db5 73 Guiro Court D5 74 Guiro Long Eb5 75 Claves
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