Page 45 - Fister jr., Iztok, and Andrej Brodnik (eds.). StuCoSReC. Proceedings of the 2016 3rd Student Computer Science Research Conference. Koper: University of Primorska Press, 2016
P. 45
elava klaviatur MIDI
Primož Bencak Dušan Fister
Univerza v Mariboru Univerza v Mariboru
Fakulteta za strojništvo Fakulteta za strojništvo
Smetanova 17, Maribor Smetanova 17, Maribor
primoz.bencak@student.um.si dusan.fister@student.um.si
POVZETEK izvajalcev [9]. Formalno je bil sprejet leta 1983 in je vse do
danes v glasbeni industriji ostal najbolj uporabljan stan-
Glasba obstaja, odkar obstaja ˇclovek. Vedno je bila ˇcloveku dard. Omogoˇca medsebojno povezljivost razliˇcnih vmes-
prijazna sopotnica ali pa sredstvo za sprostitev, umiritev in nikov MIDI, ne da bi za to potrebovali dodatno strojno
motivacijo. Skladno z glasbo in ˇclovekom se razvijajo, odra- opremo. MIDI je zapis informacij o tem, katera nota oz.
ˇsˇcajo in spreminjajo tudi glasbeni instrumenti, ki ustvarja- tipka je pritisnjena, na kak naˇcin, in s kakˇsno silo.
nju glasbe dajejo poseben peˇcat. Zadnja leta na razvoj glas-
bene industrije vpliva predvsem elektronska industrija, zato Ustvarjanje zvoka s pomoˇcjo elektriˇcne energije je vsekakor
se v tej ˇstudiji osredotoˇcamo na izdelavo klaviatur, tj. glas- ˇsiroko podroˇcje, ki sega daleˇc v zgodovino. V tem poglavju
bila s tipkami, po glasbenem standardu MIDI (angl. Musical navajamo nekaj izvorov razvoja analognih in digitalnih sin-
Instrument Digital Interface). Predlagane klaviature MIDI tetizatorjev. Griffis je 1984 [4] patentiral vezje, ki signale
omogoˇcajo povezljivost z raˇcunalnikom, zato so zasnovane zvoka predvaja na stereo zvoˇcnem analognem sintetizatorju.
na osnovi mikrokrmilnika podjetja Texas Instruments in mi- Elektronski sintetizator je leta 1988 patentiral Japonec Ka-
kroraˇcunalnika Raspberry Pi. Slednja na raˇcun vedno veˇcje neoka [6], medtem ko je McDonald ˇsest let kasneje predlagal
integracije druˇzno omogoˇcata procesorsko moˇc osebnega ra- uporabo zvoˇcnega sintetizatorja v vozilih [7]. Razvoj digi-
ˇcunalnika in neposredno povezljivost s strojno opremo. talnega sintetizatorja sega ˇze v leto 1990, ko je Gilmore pa-
tentiral, t.i. direktni digitalni sintetizator [3]. Leta 1999 je
Kljucˇne besede Cook predlagal, t.i. orodje za sintezo zvoka (angl. Synthe-
sis toolkit) in razloˇzil pomen standarda MIDI za ustvarjanje
Mikrokrmilnik, mikroraˇcunalnik, MIDI standard, klaviature, zvoka [2]. Princip analognega in digitalnega sintetizatorja je
sinteza zvoka omogoˇcil razvoj ˇstevilnih izpeljank sintetizatorjev, od kate-
rih je vredno podrobneje omeniti vzorˇcevalne, saj smo slednji
1. UVOD princip uporabili tudi mi. Pregled vseh izpeljank je zapisan
v [8].
Glasbo je mogoˇce ustvarjati na mnogo naˇcinov. Do osemde-
setih let prejˇsnjega stoletja so bili posamezni sklopi zvokov V sklopu naˇsega projekta ˇzelimo izdelati preprost sintetiza-
omejeni na doloˇcen glasbeni inˇstrument, v novejˇsem ˇcasu tor, tj. klaviature, ki posnemajo delovanje klavirja. Pripo-
pa se je pojavila ideja glasbene naprave s tipkami, ki lahko roˇcljivo je, da so klaviature uporabne za vajo in snemanje
sintetizira (umetno predvaja) celotno paleto zvokov, celo ta- zvoka, da ustrezajo standardu MIDI [1], [5] in da so ˇcim
kˇsnih, ki jih s tradicionalnimi inˇstrumenti ne moremo dobiti. enostavnejˇse za uporabo. Praktiˇcno to pomeni, da morajo
Ideja o sintetizatorju, tj. napravi, ki s pomoˇcjo vnosnega delovati kot samostojna, baterijsko napajana naprava brez
modula (tipkovnice) zbira podatke o tem, kdaj in katera povezave z zunanjim svetom in morajo biti prenosne. V tem
tipka je bila pritisnjena, ki se na podlagi teh podatkov od- primeru jih namreˇc lahko uporabimo tudi na koncertu, kar
zove z doloˇcenim zvokom [10], je spremenila potek glasbene je glavna motivacija naˇsega dela.
industrije. Od tedaj naprej glasbeniki in producenti iˇsˇcejo
naˇcine, kako sintetizatorju dodati nove zvoke, ali jih izbolj- Struktura ˇclanka v nadaljevanju je naslednja. Drugo po-
ˇsati. glavje govori o problemu izdelave klaviatur MIDI, tretje po-
glavje opisuje postopek izdelave klaviatur in ˇcetrto predsta-
Digitalni vmesnik glasbenih instrumentov, oz. krajˇse MIDI, vlja rezultate. Cˇ lanek zakljuˇcimo s predstavitvijo moˇznih
je standard, ki je bil ustvarjen zaradi potrebe po medsebojni izboljˇsav naˇsega dela v prihodnje.
kompatibilnosti med digitalnimi sintetizatorji razliˇcnih pro-
2. SINTETIZATORJI ZVOKA IN KLAVIA-
TURE MIDI
Sintetizator zvoka uporabniku omogoˇca ustvarjanje in iz-
vajanje najrazliˇcnejˇsih zvokov. Obstaja veˇc vrst sintetiza-
torjev, od najosnovnejˇsih analognih do nekoliko kompleks-
nejˇsih digitalnih, npr. vzorˇcevalnih (angl. sampler), dodaj-
nih (angl. additive) in odvzemnih (angl. subtract) sinte-
StuCoSReC Proceedings of the 2016 3rd Student Computer Science Research Conference 45
Ljubljana, Slovenia, 12 October
Primož Bencak Dušan Fister
Univerza v Mariboru Univerza v Mariboru
Fakulteta za strojništvo Fakulteta za strojništvo
Smetanova 17, Maribor Smetanova 17, Maribor
primoz.bencak@student.um.si dusan.fister@student.um.si
POVZETEK izvajalcev [9]. Formalno je bil sprejet leta 1983 in je vse do
danes v glasbeni industriji ostal najbolj uporabljan stan-
Glasba obstaja, odkar obstaja ˇclovek. Vedno je bila ˇcloveku dard. Omogoˇca medsebojno povezljivost razliˇcnih vmes-
prijazna sopotnica ali pa sredstvo za sprostitev, umiritev in nikov MIDI, ne da bi za to potrebovali dodatno strojno
motivacijo. Skladno z glasbo in ˇclovekom se razvijajo, odra- opremo. MIDI je zapis informacij o tem, katera nota oz.
ˇsˇcajo in spreminjajo tudi glasbeni instrumenti, ki ustvarja- tipka je pritisnjena, na kak naˇcin, in s kakˇsno silo.
nju glasbe dajejo poseben peˇcat. Zadnja leta na razvoj glas-
bene industrije vpliva predvsem elektronska industrija, zato Ustvarjanje zvoka s pomoˇcjo elektriˇcne energije je vsekakor
se v tej ˇstudiji osredotoˇcamo na izdelavo klaviatur, tj. glas- ˇsiroko podroˇcje, ki sega daleˇc v zgodovino. V tem poglavju
bila s tipkami, po glasbenem standardu MIDI (angl. Musical navajamo nekaj izvorov razvoja analognih in digitalnih sin-
Instrument Digital Interface). Predlagane klaviature MIDI tetizatorjev. Griffis je 1984 [4] patentiral vezje, ki signale
omogoˇcajo povezljivost z raˇcunalnikom, zato so zasnovane zvoka predvaja na stereo zvoˇcnem analognem sintetizatorju.
na osnovi mikrokrmilnika podjetja Texas Instruments in mi- Elektronski sintetizator je leta 1988 patentiral Japonec Ka-
kroraˇcunalnika Raspberry Pi. Slednja na raˇcun vedno veˇcje neoka [6], medtem ko je McDonald ˇsest let kasneje predlagal
integracije druˇzno omogoˇcata procesorsko moˇc osebnega ra- uporabo zvoˇcnega sintetizatorja v vozilih [7]. Razvoj digi-
ˇcunalnika in neposredno povezljivost s strojno opremo. talnega sintetizatorja sega ˇze v leto 1990, ko je Gilmore pa-
tentiral, t.i. direktni digitalni sintetizator [3]. Leta 1999 je
Kljucˇne besede Cook predlagal, t.i. orodje za sintezo zvoka (angl. Synthe-
sis toolkit) in razloˇzil pomen standarda MIDI za ustvarjanje
Mikrokrmilnik, mikroraˇcunalnik, MIDI standard, klaviature, zvoka [2]. Princip analognega in digitalnega sintetizatorja je
sinteza zvoka omogoˇcil razvoj ˇstevilnih izpeljank sintetizatorjev, od kate-
rih je vredno podrobneje omeniti vzorˇcevalne, saj smo slednji
1. UVOD princip uporabili tudi mi. Pregled vseh izpeljank je zapisan
v [8].
Glasbo je mogoˇce ustvarjati na mnogo naˇcinov. Do osemde-
setih let prejˇsnjega stoletja so bili posamezni sklopi zvokov V sklopu naˇsega projekta ˇzelimo izdelati preprost sintetiza-
omejeni na doloˇcen glasbeni inˇstrument, v novejˇsem ˇcasu tor, tj. klaviature, ki posnemajo delovanje klavirja. Pripo-
pa se je pojavila ideja glasbene naprave s tipkami, ki lahko roˇcljivo je, da so klaviature uporabne za vajo in snemanje
sintetizira (umetno predvaja) celotno paleto zvokov, celo ta- zvoka, da ustrezajo standardu MIDI [1], [5] in da so ˇcim
kˇsnih, ki jih s tradicionalnimi inˇstrumenti ne moremo dobiti. enostavnejˇse za uporabo. Praktiˇcno to pomeni, da morajo
Ideja o sintetizatorju, tj. napravi, ki s pomoˇcjo vnosnega delovati kot samostojna, baterijsko napajana naprava brez
modula (tipkovnice) zbira podatke o tem, kdaj in katera povezave z zunanjim svetom in morajo biti prenosne. V tem
tipka je bila pritisnjena, ki se na podlagi teh podatkov od- primeru jih namreˇc lahko uporabimo tudi na koncertu, kar
zove z doloˇcenim zvokom [10], je spremenila potek glasbene je glavna motivacija naˇsega dela.
industrije. Od tedaj naprej glasbeniki in producenti iˇsˇcejo
naˇcine, kako sintetizatorju dodati nove zvoke, ali jih izbolj- Struktura ˇclanka v nadaljevanju je naslednja. Drugo po-
ˇsati. glavje govori o problemu izdelave klaviatur MIDI, tretje po-
glavje opisuje postopek izdelave klaviatur in ˇcetrto predsta-
Digitalni vmesnik glasbenih instrumentov, oz. krajˇse MIDI, vlja rezultate. Cˇ lanek zakljuˇcimo s predstavitvijo moˇznih
je standard, ki je bil ustvarjen zaradi potrebe po medsebojni izboljˇsav naˇsega dela v prihodnje.
kompatibilnosti med digitalnimi sintetizatorji razliˇcnih pro-
2. SINTETIZATORJI ZVOKA IN KLAVIA-
TURE MIDI
Sintetizator zvoka uporabniku omogoˇca ustvarjanje in iz-
vajanje najrazliˇcnejˇsih zvokov. Obstaja veˇc vrst sintetiza-
torjev, od najosnovnejˇsih analognih do nekoliko kompleks-
nejˇsih digitalnih, npr. vzorˇcevalnih (angl. sampler), dodaj-
nih (angl. additive) in odvzemnih (angl. subtract) sinte-
StuCoSReC Proceedings of the 2016 3rd Student Computer Science Research Conference 45
Ljubljana, Slovenia, 12 October
