Música en directe amb dispositius MIDI

Música en directe, de debò?

Sí, de debò! Fa temps que la gent programa música en directe davant de públic. Aquesta pràctica es coneix com a «live coding» (programació en directe) i té una comunitat molt activa i apassionada arreu del món.

Normalment, els programadors de «live coding» utilitzen llenguatges que poden produir so per si mateixos, i tot i que els microcontroladors poden produir so per si mateixos, no et serà fàcil fer ballar ningú amb aquests sons.

Els microcontroladors poden interactuar amb dispositius de producció musical mitjançant un protocol anomenat MIDI. És precisament el que farem servir en aquesta activitat.

Quin dispositiu necessito?

El millor dispositiu MIDI és el que ja tens. Si tens un orgue digital antic, un sintetitzador o un mòdul MIDI -hi havia qui utilitzava mòduls MIDI als primers anys dels jocs d'ordinador per obtenir una experiència musical considerablement millor-, això és el que hauries de fer servir.

El segon millor dispositiu MIDI és el que algú altre té i no vol. Busca "mòduls MIDI" en llocs web i aplicacions d'articles de segona mà. Pots assegurar-te que fan el que necessites buscant el seu manual d'instruccions per internet, o buscant vídeos que expliquin el mòdul concret que has trobat. Es recomana començar com a mínim a fer una ullada a aquesta activitat per tenir una mica més clar què has de buscar exactament, però en termes generals et cal un mòdul de so amb un port MIDI IN i una connexió de sortida d'àudio. Jo he tingut sort amb alguns mòduls que m'han costat menys de 100 €, però també he tingut mala sort amb mòduls més cars que semblaven molt prometedors i han acabat sonant bastant malament.

Segurament, la tercera millor opció és comprar un dispositiu MIDI actual. No cal que et gastis molts diners en el teu primer sintetitzador. Hi ha botigues independents que venen mòduls molt ben construïts i assequibles. Busca "mòdul MIDI de taules d'ona" -si vols trobar-ne algun, busca-ho en anglès com a "MIDI wavetable module"- per internet i tria el que et faci més ràbia.

Si ets una mica «manetes», pots trobar kits de soldadura per internet que venen amb les PCB i tots els components per soldar-te'ls tu mateix.

Si no estàs segur de què comprar exactament, sempre pots contactar amb nosaltres per demanar orientacions més concretes.

Quin microcontrolador necessito?

Qualsevol t'hauria d'anar bé! Tingues en compte, però, que alguns microcontroladors tenen una memòria persistent lleugerament més lenta i això podria provocar retards en el temps de reproducció. Fins i tot una petita caiguda de 10 mil·lisegons en el tempo és perfectament perceptible a l'oïda humana!

Connexió física

Per començar, hauràs de connectar el teu microcontrolador al port MIDI IN del teu dispositiu. En la majoria de casos només necessitaràs dos cables:

• El pin 5 del connector MIDI DIN hauria d'anar al pin sèrie del teu microcontrolador. Si la teva placa opera amb lògica de 5 V, hauràs d'afegir una resistència de 220 Ω en sèrie en aquest cable. Si és de 3,3 V, la resistència haurà de ser de 10 Ω.

• El pin 4 del connector MIDI DIN hauria d'anar a un pin de 3,3 V o 5 V del teu microcontrolador. Novament, connecta una resistència de 220 Ω en sèrie per a pins de 5 V, o una de 10 Ω per a 3,3 V.

Si això no funciona potser et caldrà una connexió a "terra" (GND). En aquest cas s'ha d'afegir un fil més:

• El pin 2 del connector MIDI DIN s'hauria de connectar al pin GND del teu microcontrolador.

Quatre paraules sobre MIDI

MIDI -Musical Instrument Digital Interface- (Interfície Digital d'Instruments Musicals) és un sistema estàndard de comunicació per a dispositius musicals. Aquests dispositius inclouen aquells que produeixen música, com ara sintetitzadors, samplejadors, taules d'ona, romplers i altres aparells musicals, i aquells dispositius que controlen aquests aparells, com ara teclats controladors, arpegiadors, seqüenciadors, pads o, en el nostre cas, llenguatges de programació.

Al protocol MIDI, cada nota musical té assignat un determinat número. Això s'entendrà millor sobre un teclat de piano:

⋯ ⋯

A més, els dispositius MIDI poden reproduir música per diferents canals simultàniament. Cada canal també pot configurar-se per reproduir un instrument diferent.

La llibreria MIDI de MicroBlocks segueix l'especificació estandarditzada «General MIDI» (o GM) per a instruments musicals. El GM és una classificació d'instruments musicals que segueixen molts dispositius MIDI. Cada instrument s'identifica per un número. Això vol dir, per exemple, que és d'esperar que molts dispositius MIDI reprodueixin un so similar al d'un saxòfon soprano quan se'ls indiqui que facin servir l'instrument número 65. També vol dir que molts reproduiran tambors o altres instruments de percussió quan se'ls indiqui que toquin una nota al canal 10.

Dit això, no tots els dispositius MIDI segueixen la convenció GM, així que els resultats poden variar.

Primers passos

Per poder interactuar amb el teu dispositiu MIDI, cal començar important la llibreria MIDI. Fes clic al signe més al costat de Llibreries, just a sota de la llista de categories de blocs, i navega fins a la carpeta So. Després, selecciona la llibreria MIDI i fes clic a Obre.

Aquesta llibreria conté molts blocs, però no t'atabalis. En aquesta activitat només en farem servir alguns. Concretament:

Més endavant explicarem què fan els quatre primers blocs, així que, de moment, no els comentarem.

El bloc demanarà al teu sintetitzador que aturi tots els sons i torni al seu estat original. Això és especialment útil en els casos on una nota ha quedat sonant i no saps quina és o en quin canal es troba.

Si has connectat el teu dispositiu al pin sèrie per maquinari, no et cal saber res més d'aquesta secció. En cas contrari, continua llegint per aprendre què fa el bloc .

Port sèrie per programari

Per configurar la teva placa per enviar ordres MIDI a través d'un port sèrie específic, simplement introdueix al bloc el número de pin on has connectat el pin 5 del connector MIDI i fes clic al bloc.

USB MIDI

Si la teva placa ho suporta, pots utilitzar-la per controlar un dispositiu MIDI per USB. Simplement, selecciona USB en el bloc i fes-hi clic.

Tot i això, tingues en compte que no podràs programar la placa a través del seu connector USB si l'has connectada a un dispositiu MIDI per USB! Tens l'opció de fer servir un programa sintetitzador -com ara FluidSynth-, que rep comandes MIDI a través del mateix cable USB que MicroBlocks fa servir per comunicar-se amb la placa. L'altra opció és programar la teva placa a través de BLE (Bluetooth). En aquest cas, et caldrà fer servir aquesta versió web de MicroBlocks. També pots utilitzar el teu ordinador com a intermediari entre el teu microcontrolador i el dispositiu MIDI USB. En Linux, per exemple, això es fa mitjançant la comanda aconnect.

Tocar la primera nota

Per comprovar que tot està correctament configurat -i suposant que el teu sintetitzador estigui preparat per rebre comandes MIDI a través del canal 0 i reproduir música-, fes clic al bloc . En una configuració estàndard, el teu dispositiu MIDI hauria de reproduir un Do 4 -o Do central-, molt probablement amb timbre de piano.

Si aquest no és el cas, assegura't de revisar totes les instruccions anteriors, començant per la connexió física. És aconsellable que llegeixis la documentació específica del teu dispositiu MIDI per assegurar-te que està preparat per rebre comandes MIDI al canal 0. Si tens un controlador MIDI, pots provar de connectar-lo al teu dispositiu MIDI per descartar qualsevol problema de configuració relatiu a MicroBlocks.

Una primera composició

Comencem per seleccionar un instrument diferent per al canal 1, el que prefereixis:

Ara pots compondre una cançó senzilla utilitzant un bucle sobre una llista de notes, com per exemple:

Tot això és fabulós per escriure melodies, però hauràs de programadar molt ràpid per fer música en directe d'aquesta manera i que el públic no se'n vagi!

A continuació veurem alguns trucs que ens faran més fàcil la producció de música en directe. Potser perdrem una mica de control sobre les melodies que voldríem fer sonar, però a canvi guanyarem varietat i velocitat de composició.

Patrons rítmics

Per començar, crearem diverses combinacions de ritmes de bateria sobre els quals anirem afegint altres instruments. Així podem fer que el públic comenci a moure's mentre nosaltres aprofitem el temps per construir estructures musicals més complexes.

Per fer-ho, farem servir la llibreria de Ritme, que conté abstraccions per a durades de notes, tempos, compassos i temps. També s'encarrega de mantenir-ho tot sincronitzat.

Potser penses que no et cal una llibreria de ritmes per construir patrons de bateria, i tens tota la raó si això és tot el que vols fer. Aquí tens un patró rítmic senzill elaborat només amb la llibreria MIDI i blocs de la paleta estàndard:

Però si el que vols, per exemple, és afegir-hi un patró de xarles en paral·lel, a més d'una línia de baix, una progressió d'acords de guitarra i una improvisació de piano, aviat t'adonaràs que sincronitzar aquests blocs d'espera pot ser molt difícil. A més, pensar en el ritme en termes de mil·lisegons es pot tornar molt complicat.

Vegem com la llibreria de Ritme ens pot ajudar. La trobaràs a la carpeta So del navegador de llibreries, allà on abans hi has trobat la llibreria MIDI.

Quatre paraules sobre ritme

La llibreria de Ritme proporciona abstraccions per a fraccions de compassos, també conegudes com a durades de notes. Aquest és l'aspecte dels blocs per a les durades:

El bloc representa una rodona. Els altres blocs representen fraccions d'aquesta durada. Per exemple, representa una blanca (o la meitat d'una rodona), mentre que representa una negra.

Aquestes durades no són absolutes, sinó que són valors relatius que depenen d'un determinat tempo. Pots establir el tempo i el tipus de compàs de la teva composició mitjançant aquest bloc:

El tempo, expressat en PPM (pulsacions per minut o, en anglès, BPM: beats per minute), determina la velocitat de reproducció o d'interpretació de la música. A més pulsacions per minut, més ràpida és la música (perquè caben més notes en un minut).

Sincronitzar ritmes

Com hem vist abans, sincronitzar programes que produeixen música pot ser complicat. L'objectiu del bloc és facilitar-nos la vida en aquest sentit. Intenta executar aquests dos programes en paral·lel:

Has notat com no es desfasen? El truc rau en el fet que el bloc fa servir una mena de metrònom i s'espera fins que comenci la següent durada per donar pas al següent bloc.

Ni tan sols cal que iniciem ambdós programes al mateix temps. El bloc sempre s'assegurarà de mantenir-los sincronitzats.

Patró de percussió

Ara podem tornar a fer el mateix patró de la secció anterior, però aquesta vegada utilitzant durades de notes relatives i amb un patró de xarles tocant en paral·lel:

Harmonies i melodies

Ara afegirem alguns instruments a la mescla per a crear patrons melòdics i harmònics. Farem servir la llibreria d'Escales i acords, que es troba també a la carpeta So del navegador de llibreries.

Aquesta llibreria pot semblar, d'entrada, una mica intimidant, ja que ofereix abstraccions per a molts conceptes musicals, però en el context d'aquesta activitat en farem servir només uns quants blocs.

Acords

Els acords són grups de notes que es toquen totes a la vegada. La llibreria d'Escales i acords ofereix diverses maneres de crear acords i progressions d'acords (és a dir, acords que es toquen successivament), però en aquesta activitat només farem servir el bloc més explícit .

El bloc de la llibreria MIDI accepta acords com a entrades, a més de notes individuals, de manera que si es deixa caure el bloc a l'entrada per a la nota MIDI, sonarà l'acord. En aquest exemple, hem seleccionat el piano per defecte (número 1) per al canal 1:

Aquí tens un patró senzill de dos acords per a piano, que podem tocar juntament amb el patró de bateria construït a la secció anterior:

Afegint-hi una mica d'aleatorietat podem fer aquest patró molt més interessant.

Arpegis

Quan les notes que formen un acord es toquen individualment de forma successiva, en comptes de totes alhora, això s'anomena arpegi. Com que no les toquem totes de cop, en els arpegis també podem decidir l'ordre en què toquem cadascuna de les notes individuals que el formen. Diferents disposicions de notes poden generar sensacions molt diferents amb un mateix arpegi.

De la mateixa manera, podem decidir diferents durades per a cadascuna de les notes de l'acord i així canviar radicalment la manera com sona l'arpegi.

La llibreria d'Escales i acords proporciona un bloc arpegia que s'encarrega de tocar arpegis:

El bloc arpegia accepta una llista de notes que pot ser un acord, una escala o una llista arbitrària de notes MIDI. El bloc tocarà les notes de la llista en l'ordre i les durades que se li indiquin.

Fixa't que l'ordre pot saltar posicions a la llista, i que podem especificar-lo amb una llista de números, o amb una cadena de text separada per comes, per anar més de pressa.

Les durades de les notes també es poden especificar com una llista de durades explícites (és a dir, una llista de blocs com , , etc.) o com una cadena de text separada per comes. En aquest últim cas, només cal especificar el denominador de la fracció. És a dir, 4 significa 1/4, 8 significa 1/8, etc.

Escoltem com sona un acord arpegiat:

En aquest exemple, el bloc conté els valors 36, 40, 43, 48. Aquestes són les quatre notes corresponents a l'acord de Do2 major, un acord bastant greu.

L'ordre especificat 1,3,4,2 significa que es tocarà la seqüència de notes 36, 43, 48, 40.

Si hi ha més notes que durades, les durades fan la volta. Això vol dir que les quatre notes que es tocaran tindran les següents durades respectivament: 1/4, 1/8, 1/4 i 1/8.

Tenint això present, seleccionem un so de baix per al canal 2, i escrivim una línia de baix senzilla per tocar a sobre de tot plegat:

Escriure els ordres i les durades dels arpegis com a cadenes separades per comes permet compondre la música més ràpidament, però pot ser una mica menys versàtil. Si es fa servir una llista real, la podrem barrejar, invertir i aplicar-li altres operacions de manipulació de llistes mentre sona la música, oferint una mica més de llibertat musical.

Improvisació senzilla

El que hem fet fins ara ja és suficient per fer música en directe, però pots afegir una mica més de variació amb una mica d'improvisació.

El bloc improvisa de la llibreria d'Escales i acords segueix un mètode molt senzill i ingenu que imita el que podria fer un estudiant de música principiant quan aprèn una nova escala i hi comença a improvisar. Si l'utilitzes per a fer improvisacions llargues se li veurà el llautó de seguida, però si el fas servir per a frases curtes i de tant en tant, pot fer que la teva música sigui més animada i sonarà força creïble.

Aquest és l'aspecte del bloc improvisa:

El bloc improvisa també accepta una llista de notes. Pots fer que improvisi sobre un acord, però sonarà una mica avorrit perquè els acords estan formats per molt poques notes. Normalment improvisaràs sobre una escala, cosa que generalment requereix una mica de teoria musical per saber quines escales combinen bé amb quins acords i progressions d'acords.

Com sempre a MicroBlocks, pots experimentar amb diferents escales i acords per veure què et sona bé. L'orella humana és el millor test de teoria musical que hi ha!

Aquí tens un consell per a aquesta activitat: l'escala jònica amb la nota 60 (Do4) com a arrel encaixa bé amb la progressió de dos acords que hem estat utilitzant.

Al segon paràmetre del bloc improvisa s'indica la quantitat de compassos que volem que duri la improvisació. Com que ens hem centrat en un compàs de 4/4 (per no allargar l'activitat no parlarem de cap altre tipus de compàs), podem equiparar un compàs a una durada d'. És a dir, 2 compassos equivaldran a la durada de dues rodones.

El següent paràmetre especifica les possibles durades de les notes improvisades. Aquestes durades no es tocaran en ordre, sinó de manera aleatòria.Això vol dir que, en cas del valor per defecte 4, 4, 8, una negra es reproduirà amb el doble de probabilitat que una corxera.

Tenint en compte tot el que hem explicat fins ara, seleccionem un vibràfon pel canal 3 i improvisem sobre la base que hem establert abans durant dos compassos de cada quatre:

Observa com, en aquest cas, esperem fins a . Això garanteix que la improvisació començarà només cada quatre rodones.

Observacions finals i alguns trucs

Al llarg d'aquesta activitat pot ser que hagis ensopegat amb un parell de problemes que ara, en acabat, et seran més fàcils d'entendre.

Vegem per què passen i com solucionar-los.

A vegades s'ometen iteracions del bucle

Tot i que aquestes llibreries fan tot el possible per mantenir el tempo ajustat i consistent, hi ha diferents factors que poden fer que les notes durin una mica més del que voldríem. Les comandes MIDI viatgen a través d'una connexió sèrie i aquesta transmissió triga alguns mil·lisegons. En tocar un acord, per exemple, s'envien diverses d'aquestes comandes en un curt període de temps, i això pot fer que l'acord acabi una mica més tard del previst.

Quan això passa, el següent potser ha d'esperar-se un període extra complet fins a poder donar pas a la següent iteració.

Per exemple, intentem tocar vuit notes d'1/8 a la progressió d'acords:

Es pot observar com, de tant en tant, un dels bucles repeteix acaba una mica tard i fa que l'espera següent no coincideixi exactament amb l'inici de la següent rodona.

Una solució fàcil és, tenint en compte aquest temps extra que necessiten els acords, reduir una mica la seva durada:

Acords dessincronitzats

La situació anterior, de vegades, pot provocar que els acords es dessincronitzin. Per exemple, pot ser que un dels arpegis duri una mica més del que li tocava i que, per tant, s'hagi d'esperar fins al següent període de temps, saltant-se una iteració.

Això pot fer que, en el nostre cas, la línia de baix i les progressions d'acords no coincideixin, fent que la música soni bastant desagradable i dissonant:

Això és fàcil d'arreglar. Com que cadascun d'aquests bucles hauria de durar dues notes completes, li podem demanar a que s'esperi fins al següent període de temps de durada .

Fes la teva música!

Això només és un petit tast de la música que pots arribar a produir amb MicroBlocks i dispositius MIDI. Les tres llibreries que hem introduït en aquesta activitat poden anar molt més enllà del que s'ha vist aquí.

Et convidem a explorar tots els blocs que proporcionen i a compartir la teva música amb el món!