LE MIDI

Lorsque les synthés numériques se mettent à envahir le marché dans les années 80, les ingénieurs savent qu’après tout, ce nouvel instrument n’est qu’un simple ordinateur doté d’un clavier. Cela ouvre grand les portes de l’interactivité avec l’ordinateur personnel qui se démocratise.
Les deux grandes options alléchantes sont la programmation d’un synthé sur l’écran d’un ordinateur, et l’enregistrement multipistes.
Mais pour faire communiquer ces deux cousins numériques, les fabricants décident de mettre au point une interface dédiée précisément à la musique. Ce sera le MIDI, pour « Musical Instrument Digital Interface », soit une interface dédiée aux instruments de musique numériques.
Comme l’interaction d’un ordi et d’une machine doit se faire dans les deux sens, le MIDI fonctionne grâce à deux câbles qui sortent des bornes OUT des machines et qui entrent dans les bornes IN des deux machines. Ces câbles se présentent sous la forme des anciens câbles DIN qu’on trouvait abondamment dans le matériel HI FI allemand des années 70.

Pour résumer en un exemple utilisé fréquemment par les fabricants de synthé ce qu’est, dans son principe, le MIDI, on fait la comparaison entre des antennes hertzienne envoyant des ondes à des téléviseurs. Le MIDI, en effet, offre 16 canaux qui vont permettre de faire circuler toutes les informations MIDI qu’on appelle « événements MIDI ». La comparaison est encore plus parlante s’agissant du réseau de la télévision câblée.

Un instrument MIDI dispose en effet d’un canal « général » qui peut envoyer des événements MIDI dans 16 « sous canaux ». Pour reprendre l’exemple de la télévision, le MIDI est donc comme une station hertzienne qui pourrait envoyer 16 programmes de chaines différentes.

L’interface MIDI peut être hardware ou software. Les ordinateurs Atari d’antan disposaient en effet d’une implémentation en interne et étaient dotés de prises MIDI In et Out, comme il se doit.
Mais désormais, l’usage le plus courant est l’utilisation d’un boîtier MIDI qui se connecte entre l’ordinateur ( avec une prise « ordinateur ») et le synthé. Dans ce cas, les interfaces offrent désormais plusieurs entrées et sorties MIDI.

Mais nous parlons ici d’une configuration déjà avancée qui comporte un ordinateur dont la fonction n’est pas forcément musicale et qui doit disposer de cette interface en « externe ». Or, la première configuration, plus simple, concerne deux machines MIDI, dotées en interne de l’interface.

L’exemple évident est un synthé disposant d’un clavier pilotant un expandeur qui est un synthé SANS clavier.

Jusqu’à l’arrivée des synthés numériques et du MIDI, les joueurs de claviers n’avaient pas d’autre choix que d’entasser les instruments pour disposer de plusieurs couleurs différentes (à l »exception de connexions de type CV dont nous parlons dans l »autre article consacré aux synthés numériques). Désormais, il suffit d’un seul clavier maître relié en MIDI à un ou plusieurs expandeurs (esclaves).

On peut en effet multiplier les expandeurs en les chainant les uns aux autres. A cet effet, ces machines sont souvent pourvues d’une prise Thru qui permet de laisser le passage à des événements destinés à des expandeurs situés plus loin dans la chaine MIDI. ( il existe également des boitiers spéciaux qui proposent un chainage « en étoile », préférée à un chaînage en ligne, avec une entrée MIDI renvoyant à trois sorties, par exemple).

Revenons maintenant à notre configuration clavier maître et expandeur pour comprendre comment fonctionne le MIDI.

En jouant sur le clavier A, le musicien envoie des événements MIDI à l’expandeur B, grâce à un câble MIDI qui sort du clavier par la borne MIDI OUT et qui entre dans l’expandeur par la borne MIDI IN. Se faisant, le musicien se sert uniquement de son clavier comme contrôleur et de l’expandeur comme module de son. Ce dernier, doté de câble(s) jack, est ensuite repris par l’amplification.

Contrôleur et Module de son

Nous avons déjà parlé de la fonction de contrôleur dans notre article sur les synthés analogiques. C’est une interface qui permet de transmettre l’action du musicien au fonctionnement de l’instrument de musique. Pour un piano, le clavier est l’exemple parfait puisqu’il transmet les mouvements des doigts du pianiste au mécanisme de marteaux qui frappent les cordes.
Si cette notion de contrôleur n’a pas d’importance en ce qui concerne les instruments « classiques », en MIDI, c’est au contraire fondamental. Lorsqu’on est face à un chaînage MIDI, le contrôleur est en effet l’interface physique entre le musicien et une ou plusieurs modules de son, synthé(s) ou expandeur(s). Et il existe plusieurs contrôleurs très différents destinés à des musiciens tout aussi différents. Akaï, par exemple, s’est spécialisé depuis longtemps dans le contrôleur à vent, alors que Roland et d’autres fabriquent des batteries et que certaines guitares sont dotées de capteurs numériques. Tous ces instruments utilisent le MIDI et sont reliés à un module de son. A partir du moment où l’instrument contrôleur fait jouer le module de son, il est alors possible de jouer du piano avec une batterie, du sax avec une guitare, etc. même si le but original est plutôt d’ouvrir un champ d’action sonore nouveau à des instrumentistes habitués à la technique précise de leur instrument.

Le convertisseur guitare Axon AX 100 illustré ci-après permet de brancher n’importe quelle guitare sans capteur MIDI. L’entrée étant de type jack, il est même possible d’y connecter un micro et de capter ainsi une multitude d’instruments qui sont ensuite traités en MIDI par la machine. La solution qui paraît miraculeuse sur le papier a certes des limites pratiques avec des phrasés rapides, par exemple, mais c’est néanmoins un procédé extrêmement pratique puisqu’il permet de transformer un signal audio en événement MIDI.

Audio et MIDI
Les instruments MIDI sont des instruments électroniques et à ce titre, disposent tous de sorties audio destinées à recevoir des jacks les reliant à un système d’amplification. Si on ne peut pas confondre ces sorties jacks aux bornes MIDI, il convient aussi de ne pas confondre les événements MIDI avec l’audio.

Les événements MIDI

Si nous reprenons notre exemple de synthé maître relié à un expandeur de sons, en jouant sur notre clavier, nous envoyons des événements MIDI à notre expandeur qui, ensuite, envoie des informations audio à l’amplification. Néanmoins, cette transmission d’événements MIDI se fait de façon trop transparente pour que nous ayons conscience de la nature même de ces événements MIDI.

Or, et c’est une des grandes forces du MIDI, les synthés dotés de cette interface gèrent d’abord l’afflux des événements MIDI avant de les traiter sur le plan de l’audio.
Les événements MIDI sont en effet complètement indépendants du son que sort votre synthé. L’interface MIDI, en effet, prend uniquement acte qu’à un moment T, vous avez appuyé sur telle note avec plus ou moins de force et qu’à un moment T’, vous avez relâché la note. C’est la même chose pour les molettes de modulation et pour celle de pitch bend. Si vous avez un ruban de modulation, c’est idem, et cela vaut pour tout contrôle que vous effectuez sur votre machine : le MIDI ne prend en compte que les opérations factuelles sur le contrôleur sans s’occuper du son choisi.

Le séquenceur

Quel avantage tire-t-on du fait que le MIDI ne retient aucune information audio de votre travail ?
C’est très simple: des informations MIDI prennent infiniment moins de mémoire que des informations audio dans un environnement informatique.
Si notre exemple de clavier maître avec un expandeur n’illustre toujours pas les avantages de cette économie de mémoire, le séquenceur, lui, y trouve toute sa raison d’être.
Le séquenceur software, qui a remplacé les ancêtres analogiques et les séquenceurs numériques hardware, ne se limite pas, en effet, à des séquences de 16 notes au mieux, mais est devenu un enregistreur à part entière.

Aujourd’hui, le coût de la mémoire informatique ayant prodigieusement chuté tandis que les performances des ordinateurs devenaient monstrueuses, les séquenceurs numériques audio sont même devenus courants.
Pour autant, le MIDI garde toujours de nombreux avantages. Comme nous le disions plus haut, en effet, le séquenceur MIDI n’enregistre que des événements MIDI légers comme des plumes, et néglige le son. Le séquenceur audio, quand à lui, enregistre numériquement de l »audio, bien plus gourmand en mémoire. C »est grâce à la puissance des ordinateurs actuels que la plupart des logiciels séquenceurs enregistrent désormais MIDI et audio.

Local on, local off

Considérons maintenant une chaine MIDI avec un synthé A et un séquenceur D installé dans un ordinateur C. Comme nous l’avons dit tout au début, notre ordinateur sera branché à une interface MIDI externe B car lui-même n’en est pas pourvu. Cette interface est pourvue de X entrées MIDI et Y sorties MIDI, et reliée à l’ordinateur ( et donc au séquenceur logiciel) par une connexion informatique de type USB. Lorsque nous appuyons sur une touche, des événements MIDI sont envoyés par le synthé via sa borne MIDI out. ( Pour l’instant, les évenements MIDi consistent en un Note On (événement MIDI donnant le départ) correspondant à une note précise jouée avec plus ou moins de force (note et vélocité). Quand nous relâcherons la note, un événement Note off sera envoyé de la même façon).
La sortie du câble MIDI débouche sur une entrée MIDI de l’interface B. Celle-ci, branchée à l’ordinateur (en USB), transmet l’information via cette prise USB. Elle arrive sur le séquenceur qui l’enregistre. Le séquenceur qui est muni d’une prise virtuelle MIDI de type Thru, renvoie les événements MIDI à l’interface B, par le même câble USB. Le signal MIDI est renvoyé au synthé par une des sorties MIDI out de l’interface. Un deuxième câble MIDI lie cette sortie MIDI out à la borne MIDI in du synthé. En interne, les informations MIDI sont envoyées au module de son qui les décode en audio. Par les jacks de sortie audio, le synthé est relié au système d’amplification. Ouf ! Pour nous, car pour les machines, l’opération a duré quelques milli secondes.

On peut se demander pourquoi un si long trajet alors qu’il suffirait de jouer directement en MIDI (pour le séquenceur) et en audio en même temps (pour entendre ce qu’on joue). Dans les faits, pourtant, cette façon de procéder a un avantage : il n’est nul besoin de positionner virtuellement le séquenceur en mode enregistrement ou en mode lecture selon les besoins. En revanche, il suffit de mettre le synthé en mode local off, qui veut dire que le module de son ne réagit qu’en recevant des événements MIDI. Local On quand on joue directement sur le synthé et local Off si on enregistre sur un séquenceur, donc.
Si vous laissez votre module de son jouer en même temps que le séquenceur enregistre, vous entendrez un léger délay: en effet, votre synthé joue tout de suite et la Thru virtuelle du séquenceur vous renvoie la même note quelques fractions de secondes plus tard !

Composer en MIDI avec un séquenceur

Le MIDI est une véritable révolution pour la composition. Tout d’abord, le séquenceur multipistes est un outil qui vous permet de jouer d’un instrument sans avoir jamais appris ! Il suffit en effet d’enregistrer pas à pas (note à note) si vous le désirez, ou petit bout par petit bout. Vous enregistrez la main gauche du piano, puis la main droite, etc.. Mais plus encore, les événements MIDI étant de simples informations rudimentaires, l’édition d’une partie pré enregistrée devient un jeu d’enfant. Voici, par exemple , ci-dessous, comment enregistrer bien au-delà de ses capacités techniques. Sur ces deux fenêtres d’édition de séquenceur schématisées, les notes figurent en gris. La fenêtre du dessous symbolise ce que je voudrais obtenir, soit une suite de croches qui monte, descend, puis finit en une mélodie donnée. Comme je n’ai absolument pas la technique pour jouer ces croches en vitesse réelle, mais que je connais le rythme de ce passage (ici, c’est simplissime, puisqu’il s’agit d’une enfilade de croches, mais on peut faire l’expérience avec des rythmes plus complexes), je vais me contenter de jouer alternativement deux notes en rythme. Il me suffira ensuite de repositionner toutes ces notes dans la tonalité désirée avec ma souris, dans ma fenêtre d’édition, et j’obtiendrai la fenêtre du bas. L’édition est l’arme fatale du séquenceur !

Les moins du MIDI

Heureusement pour les vrais musiciens, le MIDI n’est pas l’arme absolue pour composer. D’abord parce qu’enregistrer bout par bout ou pas à pas limite l’improvisation qui peut créer de bonnes surprises.
( les musiciens aguerris tombent parfois dans l’excès inverse qui consiste à reproduire machinalement des phrasés qu’ils maîtrisent naturellement !)
D’autre part, même jouée par de très bons musiciens, une composition reste humaine. Pour cette raison, le séquenceur vaut surtout artistiquement pour les musiques qu’il a lui même enfantées, comme la techno et autres dérivés qui exigent une régularité de robot. Pour le reste, c’est un outil qui permet de fabriquer en peu de temps et surtout avec un minimum de moyens, des maquettes ou des pré maquettes.
C’est, par ailleurs, ce qui explique la disparition de certains studios professionnels d’enregistrement et la transformation de certains en société de traitement de fichiers informatiques conçus en home studio.

FAQ
Peut-on disposer de plus de 16 canaux en MIDI ?
Oui, dans certains cas. Sur l’exemple illustré ci-après, avec une interface MIDI possédant plusieurs entrées et sorties MIDI (3, ici), il est possible de brancher 3 synthés. Or, sur le séquenceur dont nous avons schématisé un gros plan, chaque piste peut se voir attribuer 1 numéro d’instrument (colonne noire) et un numéro de canal MIDI dédié à cet instrument (colonne rouge). En clair, cela veut dire que les deux claviers sont reliés globalement à l’interface et qu’ils restent multi timbraux (dans ce cas, sur 16 canaux, le maximum possible en MIDI). Le séquenceur reçoit donc les données MIDI en enregistrement et les renvoie en play back pour chaque synthé branché à l’interface. Sur cet exemple, le clavier branché en 1 sur l’interface MIDI joue les timbres (instruments) assignés aux canaux MIDI 4, 5 et 6 de ce synthé. Par exemple, un piano, une basse et un sax. Le clavier branché en 2 sur l’interface MIDI envoie et reçoit les signaux MIDI affectés à deux instruments de ce deuxième synthé dont les canaux MIDI sont réglés sur 8 et 10 (un son synthé et un kit de batterie, par exemple).

Quel est l’intérêt d’acheter un clavier maître muet alors que n’importe quel synthé à clavier peut être maître, en plus d’offrir des sons ?
Les claviers maîtres ont trouvé un regain d’intérêt avec les synthés virtuels. Beaucoup de musiciens amateurs, mais aussi des professionnels, pour des projets, peuvent en effet très bien faire des maquettes avec un petit clavier branché dans un ordi/ synthé virtuel, voire un expandeur. De l’autre côté de la cour, on trouve les plus riches qui achètent des claviers 88 notes dotés de toucher lourd, parce que c’est le type de clavier qui leur convient, notamment si ce sont des pianistes de formation. Une troisième catégorie de musicien peut aussi choisir ce type de contrôleur pour éviter de travailler avec un ordinateur, sur scène. Certains claviers maîtres, en effet, disposent d’une grande capacité de gérer plusieurs autres claviers/ expandeurs, « on bord ».

Peut-on enregistre un instrument sur le séquenceur, puis changer d’instrument ensuite, à la lecture ?
C’est une possibilité, en effet. Utilisée parfois quand on veut enregistrer très vite une partie qu’on a peur d’oublier, quitte à choisir le premier son venu. Ensuite, sur le playback, il suffit de changer les sons sur le synthé pour trouver celui qui nous semble plus approprié. Plus anecdotique est la pratique qui consiste ensuite à tester des sons qui ne correspondent pas, à priori, à la partie enregistrée. Il arrive en effet parfois, qu’avec cette méthode, on entende des résultats étonnants. C’est en général sans intérêt, mais la surprise peut arriver à tout moment !!

Puis-je jouer avec un synthé branché en MIDI à un expandeur en obtenant un son de mon synthé et un son de l’expandeur ?
Il est possible, en effet, de jouer deux sons de deux machines différentes en même temps en mettant deux canaux MIDI à l’unisson. Dans ce cas, le synthé jouera son canal MIDI 1, par exemple, et le canal MIDI 1 de l’expandeur auquel il est relié.

Quelle est la différence entre un synthé multi timbral et un synthé polyphonique ?
Sur le dessin suivant, en A, nous voyons ce qu’est la polyphonie. Dans ce cas, cela veut dire que le synthé peut jouer 32 notes en même temps. Les 32 touches qui figurent ici en vert ne le sont bien sûr qu’à titre indicatif, pour montrer l’étendue de la polyphonie, toutes les notes étant jouables en polyphonie avec d’autres, jusqu’à 32.
Le synthé B, lui, montre la multi timbralité. Ici, un synthé multi timbral 16 timbres. Sur la colonne de droite figurant une image similaire à celle que nous avons déjà vue d’un séquenceur, on comprend qu’on peut faire jouer simultanément 16 instruments différents à ce synthé spécifique. En théorie, en tout cas.
Là où il y a parfois confusion, c’est que chaque timbre peut, à lui seul, « manger » de la polyphonie. En général, on atteint les 4 voies de polyphonie par note, au maximum, pour certains instruments, mais cela peut varier considérablement selon les machines. Ici, on a été un peu gourmand, puisque le timbre 2 consomme sept voies de polyphonie, le 5, six voies etc. Au final, on se rend compte qu’en faisant tourner une composition utilisant 8 timbres différents de nos 16 supposément accessibles, on atteint les limites de la machine. On comprend vite que certains instruments étant joués en accord, on atteint parfois ces limites plus vite qu’on ne croît.