Computer Music in AMC

■ MIDI 概論 II

(※ 注意: この授業は2001年に実施したもの)

MIDIメッセージ(復習)
音色指定の原理(プログラムチェンジ)
128音色以上の音色の管理 (バンク)
GM, GS, XG
SC88proの音色の仕組み
「自分が選択している音色は、どんな音色なのか」を把握する
「CC#0とCC#32」、「PC#」を使い、音色を指定する。

1. MIDIメッセージ (復習)
   - MIDI 1.0 規格より -

●MIDIメッセージとは何か？

MIDIメッセージ

音を出すためのデータや、音を消すためのデータ、音色を指定するデータ、音源の内部パラメータをセットするためのデータ、そのような、目的のMIDI楽器に対し、何らかの動作を促すため、MIDIケーブルを伝わってゆくデータの事。

※チャンネルメッセージ

「1ch.の音を鳴らせ」など、動作を促すデータの中に、
チャンネルの指定を含むタイプのMIDIメッセージの事。

※チャンネルメッセージ > ボイスメッセージ

チャンネルの指定があり、「音を出せ」、「ペダルを値80で踏んだぞ」、
「音色は120番だ」、「音量は64だ」、、のような、
実際の演奏情報に関するタイプのメッセージ。

▼チャンネルメッセージ > ボイスメッセージ詳細

ノートオフ鍵盤を離す動作にあたるデータ。必ず”ノートオン”と一対になって使用される。

ノートオン鍵盤を押す動作にあたるデータ。つまり音を鳴らす為のデータである。チャンネルの指定の他、「どの鍵盤を」 「どの強さで(ベロシティー)」という情報が含まれる。又、ノートオンの後には必ず”ノートオフ”が送信される。そうでなければ、つまり鍵盤を押しっぱなしの状態になるわけで、音は鳴り止まない。

ポリフォニック・キープレッシャー所謂、アフタータッチの情報である。つまり、鍵盤を押した時そのまま強く鍵盤を押し込み圧力をかけることで、ビブラートなどの音色変化を付けることが出来る。ポリフォニック・キープレッシャーは、チャンネルキープレッシャーと違い、各鍵盤毎にアフタータッチを付けることが出来る。

コントロールチェンジ
CC# MIDI規格で割り当てられた番号(コントロール番号)とそれに続くパラメータ値で、音量や、パンニング、簡単なエフェクターの設定、などを設定する事が出来る。例えば、「コントロール番号#7 - 値127」で、「ボリューム127」を設定できる。又、音色テーブルのバンクセレクト、RPNやNRPNにも使用される。コントロールチェンジは通常、曲のデータの１小節目に入力され、音の鳴り方を事前に設定する。

プログラムチェンジ
PC# 音色を指定するためのデータ。
プログラムチェンジは通常、曲のデータの１小節目に入力される。

チャンネルプレッシャー所謂、アフタータッチの情報である。チャンネルキープレッシャーは、ポリフォニック・キープレッシャーと違い、一つの鍵盤に対しアフタータッチを加えると、同時に押さえている鍵盤に対してもアフタータッチが付いてしまう。例えば、「ドミソ」と３つの鍵盤を押さえ和音を出す時、ドだけにアフタータッチを加えても、他のミ・ソにもアフタータッチが付いてしまう。

ピッチベンド・チェンジキーボード上の、「ピッチベンダー」を使用することで送信されるもので、一時的に音程を滑らかに変化させることの出来るデータである。通常は上下「長２度」(半音程２個分) の幅で音程を変化させるようになっている。しかしRPNを使用して、ピッチベンドの音程幅を設定し直すことも出来る。

※このなかで、今回問題となるMIDIメッセージは、
プログラムチェンジ
コントロールチェンジである。

2.音色指定の原理
   - MIDI 1.0 規格より -

●音色の指定

音色の指定には、「プログラムチェンジ」( PC# )を用いる。

「PC#」という表記は「プログラム番号」と読む。

音源内部で、音色はすべて番号を付けられて管理されている。
その番号の事を「プログラム番号」という。

例えば「Piano は 1番」、「Harpは 47番」、「Gun Shot は 128番」といった具合だ。割り当てられた番号の事を「プログラム番号」という。 音色を指定する場合は、プログラムチェンジのMIDIメッセージを打ち込み、そこで、「プログラム番号」を指定してやれば良い。

1小節目の２拍目あたまに、プログラムチェンジの入力がある。

注) Performerでは、プログラムチェンジのことを、
「Patch Change」という言い方をしている。

●プログラムチェンジでは、１２８個の音色しか選べない。

プログラムチェンジのMIDIメッセージを使用して、指定できる範囲は、
PC#1　～　PC#128 ( PC#0 ～ PC#127)　の128個の音色である。

又、図のように１２８個の音色を配置してある板をイメージしてほしい。それはまるで、
１２８色の絵の具を置いたパレットのようなものである。

この音色のパレットのようなものをイメージすることで、次に説明するバンクについてが理解しやすくなるだろう。

プログラムチェンジは、パレット上の128音色の中でしか音色を選ぶことが出来ない。

何故 128個かというと、MIDIは 8ビットの世界なので、つまり扱える数値は0～255までであり、更にそれを２つに分け、0～127までをパラメータの管理に使用している為である。つまり、音色も０～127の間で番号が割り当てられている。そのため、128個というわけだ。

MIDIを情報処理の面から理解したい人は、中級第一回の MIDI概論 I の
「５ MIDIメッセージの仕組み」"を参照のこと。

3. 128音色以上の音色管理
   - MIDI 1.0 規格より -

それでは、シンセサイザー(MIDI音源)に内蔵できる音色数は、わずか128音色なのだろうか？

そんなはずはない。
SC88proの総音色数は「1,117音色」もある。
現代の標準的な音楽制作用音源では、約2,000音色も内蔵している。
( korg Triton-Rack)

ではどのようにして、それを管理しているのだろうか。
どのようにして、128音色以上ある音色を指定するデータを作るのだろうか。

●バンクとバンクセレクト

バンク

最大128音色をのせた、音色テーブルのこと。
前の項の説明に従えば、「128音色のせたパレット」のこと。
バンクを複数設けることで、128音色以上の音色を内蔵させることが出来る。

バンクセレクト

「バンク」と呼ばれる、音色テーブルを選択すること。
つまり複数あるバンクの中から、任意のバンクを選ぶこと。
前の項の説明に従えば、複数の「128音色のせたパレット」から、
任意の一枚を選ぶこと。

つまりこれがバンクである。
最大で１２８音色、この上にのせることが出来る。

「バンク」= 「音色テーブル」 = 「128音色のせたパレット」

バンクを複数設けることで、128音色以上の音色を内蔵させることが出来る。左の図の例では、 バンク１とバンク２の合計で、256音色を内蔵させることが出来たわけだ。

１２８× 2 = ２５６音色

●MIDIメッセージで、バンクを選択する方法

バンクを選択するには、
コントロールチェンジの「0番」か「３２番」を使用する。
「CC#」という表記は「コントロール番号」と読む。

CC# 0 = コントロール番号 0 = バンクセレクトMSB
CC# 32 = コントロール番号 32 = バンクセレクトLSB

●コントロールチェンジとは

音源の主要なパラメータに対し、「コントロール番号」を割り当てることで
簡単に主要なパラメータを設定するためのMIDIメッセージ。

CC#につづく、データバイトで、実際のパラメータ値を設定する。
パラメータ値の設定範囲は、「0～127」である。

例) リバーブセンドレベルを値30にセットする。

「 CC#91 - 30 」のように入力する。

▼MIDIケーブル内での、コントロールチェンジのデータの仕組み

▼SC88proで、使用可能なコントロールチェンジ一覧

CC#0 バンクセレクトMSB

CC#1 モデュレーション

CC#5 ポルタメントタイム

CC#6 データエントリー

CC#7 チャンネルボリューム

CC#10 パン

CC#11 エクスプレッション

CC#32 バンクセレクトLSB

CC#38 データエントリー

CC#64 サスティンペダル

CC#65 ポルタメントスイッチ

CC#66 ソステヌート

CC#67 ソフトペダル

CC#84 ポルタメントコントロール

CC#91 リバーブ・センドレベル

CC#93 コーラス・センドレベル

CC#94 ディレイ・センドレベル

CC#98 NRPN LSB

CC#99 NRPN MSB

CC#100 RPN LSB

CC#101 RPN MSB

a a

▼コントロールチェンジの実際の使用例

●具体的に「CC#0」と「CC#32」をどう使用するのか？

「CC#0」と「CC#32」を使用して、
どのようにバンクを切り替える(選択する）のかは、
音源によって違う。

音源のマニュアルをみて把握するしかない。

そこで、、、

この授業では、
SC88proでのバンクの選択の仕方に絞って説明する。
(SC88proの音色設定に絞って説明する)

しかし、その前に、あと一つだけ説明を要する。
それは、「GS音源の音色構造」についてだ。
何故かというと、SC88proは、「GS音源」というタイプの音源だからである。
GS音源の構造は、バンクを応用的に使用しているものである。

「プログラムチェンジ」や「バンク」、
「バンクセレクトのためのCC#０、CC#32」
の事を踏まえた上で、次ぎに進みたい。

4. GM , GS, XG
- RP (Recommended Practice)より -

●「General MIDI」(GM)

General MIDI (GM)とは、MIDIデータの互換性を得るために、 GM対応音源と唱う音源に関して、サポートすべき機能を規格化したものである。

つまり、「GM対応」と唱ってある音源には、ある程度、機能面での共通性がある。そのため、データ再生時に互換性が得られるわけである。(同じように再生される）

▼「機能面での共通性」で最も大事なものとは？

音色マッピングの共通性

※「音色マッピング」 =　「音色の配置具合」のこと

つまり、GMでは以下のように、音色マッピングを規定することになっている。
( この規定をGMサウンド・リファレンス・テーブルという)

PC#1 標準的なグランドピアノの音にすること

PC#2 明るい音色を持った、ピアノの音にすること

PC#3 かなり明るい音色の、ピアノの音にすること

↓ ↓

PC#128 鉄砲の発射音にすること

左の図の音色テーブルは、それぞれ違うメーカーの GM対応音源だとする。音色名は違うが、「同じプログラム番号」に対して、「同じような音色」が配置されていることが解ると思う。

例えば、「PC#2」を設定したなら、 GM対応音源であれば、A社のものでも、B社のものでも、だいたい「明るいピアノの音」の音色で鳴ってくれる。

※GMは、MIDI規格のRPの項で、正式に定義されているものである。
※ここでは、GM（レベル１)の説明にとどめておく。

●「GS」、「XG」について

さらに高いレベルでの互換性を得るため、
GMを元に、より詳細に「機能の共通性」を規格化したもの。

「GS」は Roland社が推奨している規格。
「XG」はYAMAHA社が推奨している規格。

「GS」も「XG」も、同じ「GM」を元にしたものなので、
大体同じような仕様となっている。

SC88proは「GS規格」に準拠した音源である。

▼「より詳細に定められた機能の共通性」で最も大事なものとは？

バンクをも含めた、音色マッピングの共通性

つまり、GSでは以下のように、「PC#に対応する音色」と、「作成すべきバンク」、「バンクに配置する音色」を規定することになっている。 ( この規定をGS トーンマッピングという)

PC#1 - バンク0 標準的なグランドピアノの音にすることキャピタル音色

PC#1 - バンク8 "PC#1 - バンク０"のピアノをステレオにすることバリエーション音色

PC#1 - バンク16 "PC#1 - バンク０"のピアノを暗めにすることバリエーション音色

PC#2 - バンク0 明るい音色を持った、ピアノの音にすることキャピタル音色

PC#1 - バンク8 "PC#2 - バンク０"のピアノをステレオにすることバリエーション音色

↓ ↓ ↓

PC#128 - バンク0 鉄砲の発射音にすることキャピタル音色

PC#128 - バンク1 マシンガンの音にすることバリエーション音色

PC#128 - バンク2 レーザーガンの音にすることバリエーション音色

PC#128 - バンク3 爆発音にすることバリエーション音色

GS音源では、
バンク0の音色の事を「キャピタル音色」という。
その他のバンクの音色の事を「バリエーション音色」という。

※これはわかりにくいのである。

PC＃１で気がついたと思うが、作成すべきバンクとして、
「バンク0」→「バンク8」→「バンク16」
というように、順になっていないのが、分かりにくい所ではある。
その事でバンクによっては、存在しないPC#も出てくる。
例えば「バンク１」は存在するが、そこにPC#1の音色は存在しない。

しかし一方で、「PC#128のGun Shot」のように、
「バンク0」→「バンク１」→「バンク２」
というように、順にバンクを作成するように規定しているものもある事が
更に、分かりにくくさせる。
又、もちろん「バンク８」は存在するが、そこにはPC#128の音色は存在しない。

上の図の音色テーブルは、それぞれ違うメーカーのGS対応音源だとする。音色名は違うが、同じ「プログラム番号」や「バンク」に対して、同じような音色が配置されている。

例えば、「バンク8」の「PC#2」を設定したなら、 GS対応音源であれば、
「明るいピアノでステレオ」のような音色で鳴ってくれる。 GMでは、「明るいピアノの音」としか指定できないことから、 GMよりも、より細かく音色を指定できるわけである。

5. SC88proの音色構造
- SC88pro独自のこと -

SC88proは、GS音源である。
だから、基本的には先程説明したような、GS音源として規定されている通りの
「PC#の配置具合」と「バンクの構造」 を持っている。

しかし、SC88proの音色の構造は、それほど単純ではない。
GS音源の音色構造を「3台分」持っているのである。

つまり、Roland社でSC88proより前に発売した、
2台のGS音源の音色マップも内蔵している。

SC-55の音色構造そのまま (SC-55 Map)
SC-88の音色構造そのまま (SC-88 Map)
SC-88 pro としての音色　(SC-88pro Map)

※ 「SC-88」と「SC-88 pro」は違う製品である。
音色数やエフェクターの数で、SC88proの方が充実している。

▼SC88proは、以下の３台分の音色を持っている。

つまり、「GS規格」で互換性をもち、更に「先代の音源の音色Map」をも踏襲することで、
更に互換性を高めているという訳である。

▼結局、SC88proの音色構造はこのようになっている。
MIDI音源の中でも、わりと複雑な構造を持つタイプと言える。

●結局、SC88proで音色を指定する為には、何を把握したら良いか？

結局、SC88proにおいて、音色を指定する為には、
現在自分が選択している音色が、、、

「何 Mapなのか？」 (SC55? or SC88? or SC88pro?)

「何番のバンク使用してるのか？」

「プログラム番号は何番なのか？」

これら３つを把握する必要がある。

6. 「自分が選択している音色は、どんな音色なのか」を把握する
- SC88pro独自のこと -

使用している音色の情報を知るためには、SC88proのパネルを見ることで把握出来る。
MIDIチャンネルの移動は、丸いボタンの「PART」ボタンを押すことで切り替えることが出来る。

例えば、「A01」と表示されていれば、それはMIDIチャンネル 1ch.の音色情報である。

▼ その音色は「何 Mapか？」

SC88proのパネルを見てみよう。

SC-55 Mapのボタンが点灯している時 = 「SC-55Map」の音色。

SC-88 Mapのボタンが点灯している時 = 「SC-88Map」の音色。

どちらのボタンも点灯していない時 = 「SC-88pro Map」の音色。

▼ その音色は「何番のバンクを使用しているのか？」

SC88proのパネルを見てみよう。
そして、右上にある「INSTRUMENT」ボタンを、左右同時に２つ押してみよう。
(この時、両手を使うほうが良いと思う)
そうすると、ウィンドウ内での表示が微妙に変化することだろう。
例えば、、

A01 016 / Dance Piano

表示にスラッシュ「/」が入っているのを確認して欲しい。
上のように表示されていたら、「16番目のバンクを使用している」ことが解る。

この作業が終わったら、もう一度、「INSTRUMENT」ボタンを左右同時に２つ押してウィンドウの表示を、元に戻しておこう。
表示にスラッシュ「/」が無くなっている事を確認して欲しい。

▼ その音色の「プログラム番号は何番か？」

SC88proのパネルを見てみよう。
まず表示にスラッシュ「/」が無い事を確認して欲しい。
（「/」があれば、「INSTRUMENT」ボタンをもう一度左右同時に押して下さい。)

そして、ウィンドウ内での表示に注目しよう。例えば、、

A01 002 ＋ Dance Piano

上のように表示されていたら、「プログラム番号 2番だ」ということが解る。

7. 「CC#0とCC#32」、「PC#」を使い、音色を指定する
- SC88pro独自のこと -

●「CC#0 , CC#32 」と「PC#」はどのように使用するか？

「何 Mapなのか？」 = 「CC#32」 を使用する。

「何番のバンク使用してるのか？」=「CC#0」を使用する。

「プログラム番号は何番なのか？」= 「PC#」を使用する。

▼Map指定する　( CC#32)

SC-55Map = 「CC#32 ,値1 」

SC-88Map = 「CC#32 ,値2 」

SC-88pro Map = 「CC#32 ,値3 」

▼バンクを指定する ( CC#0)

使用しているバンクの番号を入力する。

例)
「8番目のバンクを使用している」 = 「CC#0 , 値8 」

▼プログラム番号を指定する (PC#)

使用している音色のプログラム番号を入力する。

例)
「プログラム番号3番の音色を使用している」 = 「PC# 2 」
注意！プログラム番号を打ち込む際は、紙に書いた番号の「マイナス１」の数値を入力してください。

「マイナス１」とは、どういうことか？
プログラム番号「128番」 = 「PC#127」と打ち込む。
プログラム番号「11番」 = 「PC#10」と打ち込む。
プログラム番号「1番」 = 「PC#0」と打ち込む。

▼具体例

「８番目のバンク」= CC#0 ,値8
「SC88pro Map」= CC#32 ,値3
「プログラム番号3番の音色」= PC# 2

これで「SC88proの音色を指定するデータ」の入力が完了した。