Integração de MIDI e áudio no computador PC

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1 Page 1 of 8 Integração de MIDI e áudio no computador PC por Miguel B. Ratton Desde que os primeiros softwares MIDI surgiram, a partir de 1984, muitas mudanças vêm ocorrendo no trabalho de composição e execução musical. Inúmeros músicos e compositores têm contado com a ajuda do seqüenciador em suas atividades de criação e execução, o que lhes oferece uma enorme gama de facilidades para concretizar suas idéias musicais. Por outro lado, à medida que são ultrapassados as limitações para a armazenamento de áudio digital nos discos rígidos, os computadores vêm sendo usados também para a gravação das partes da música (vocais, instrumentos acústicos) que não possam ser produzidas via MIDI. Com tais recursos tecnológicos, diversos músicos e compositores trabalham com tranqüilidade, em seus próprios home-studios, e muitas vezes podem produzir sozinhos grande parte dos arranjos e execuções, graças à eliminação de algumas etapas desgastantes e dispendiosas. A redução gradual dos preços dos softwares e equipamentos, junto com o aumento dos recursos e níveis de qualidade, tem levado muitas pessoas a adotar a tecnologia da informática como um novo instrumento musical. Este artigo apresenta o panorama atual do uso do computador para fins musicais, através de softwares de MIDI e de áudio, mostrando as alternativas existentes e a interação entre as aplicações. Computadores e MIDI Sendo o computador uma máquina precisa e rápida, pode-se usá-lo para manipular os dados digitais transmitidos pelos instrumentos musicais MIDI. Para isso, é necessário ter um software adequado e específico para esse tipo de aplicação bem como algum dispositivo de hardware instalado no computador que traduza os sinais eletrônicos vindos pelo cabo MIDI, e os passe ao processamento do computador/software. Uma característica fundamental do MIDI é que ele é um sistema de comunicação digital, onde as atitudes do músico sobre o instrumento musical são detectadas, codificadas e transmitidas pelo cabo MIDI, sob a forma de dados digitais. Esses dados não são exatamente os sons, mas sim as ações que o músico faz para tocar os sons (pressionar uma tecla, pisar um pedal, etc). Outras informações que não sejam especificamente de execução musical também podem ser transmitidas via MIDI, o que faz o sistema extremamente poderoso. Os requisitos básicos para que se possa fazer música MIDI no computador são: software seqüenciador Este deve possuir recursos eficientes para a manipulação precisa dos eventos MIDI que codificam a música executada. Há seqüenciadores extremamente poderosos que possibilitam ao músico registrar, corrigir, alterar e re-executar o que tocou. Como o seqüenciador não grava os sons, mas sim armazena os comandos de execução feitos nos instrumentos MIDI, é possível experimentarem-se diversos timbres para um mesmo trecho de música, além do fato das músicas seqüenciadas em MIDI ocuparem muito pouco espaço de mídia de armazenamento, Apenas para citar um exemplo, pode-se ter a execução completa de um concerto de Brandenburgo guardada em menos de 100 kb de disco (menos de 1/10 de um disquete!). Atualmente, há uma infinidade de softwares seqüenciadores para PC/Windows, com diferentes preços e níveis de recursos. Para o uso profissional, entretanto, é essencial que o seqüenciador ofereça certas facilidades, como edição discriminada de eventos, quantização percentual ou por groove, facilidades gráficas para edição de parâmetros de key velocity, controles, andamento, etc. Também é desejável que o software possa

2 Page 2 of 8 trabalhar sincronizado externamente (MIDI Sync e SMPTE), para o caso de operação conjunta com um software de gravação de áudio. Dentre os softwares seqüenciadores disponíveis no mercado, destacam-se o Cakewalk Professional (Cakewalk Music), o Master Tracks Pro (Passport), o Cubase (Steinberg) e o Logic (Emagic). E para quem não quiser gastar muito dinheiro há uma opção de baixo preço que é o Power Tracks (PG Music), um software simples, mas que oferece bons recursos, inclusive sincronização SMPTE. interface MIDI É o elo entre o computador/software e os instrumentos musicais, encarregando-se de receber os comandos vindos do cabo MIDI do instrumento, e passá-los ao software, que então manipula-os adequadamente. Quando a música é executada pelo seqüenciador, a interface faz o processo inverso, passando aos instrumentos MIDI os dados que estão armazenados no computador/software. Há dois tipos de interfaces MIDI, as internas, placas eletrônicas que são inseridas em um slot da placa-mãe do computador, e as externas, que são conectadas por um cabo à porta serial ou à porta paralela. A vantagem da interface interna é que não ocupa as conexões externas do computador, já que as portas seriais (COM1 e COM2) normalmente são usadas pelo mouse e/ou modem externo, e a porta paralela é ocupada pela impressora. A maioria das interfaces MIDI possui uma entrada MIDI IN e uma saída MIDI OUT, mas existem algumas que possuem duas ou mais entradas e saídas, o que permite ultrapassar o limite de 16 canais de MIDI. Para que se possa operar o seqüenciador com equipamentos externos de áudio (gravadores portastudio) ou alguns softwares de áudio digital, é necessário que a interface MIDI possua recursos de sincronização SMPTE (entrada e saída de sinal eletrônico especial). A configuração de uma interface MIDI no computador é simples, em geral requerendo apenas a instalação do respectivo arquivo de driver para Windows, tomando-se as devidas precauções para não configurá-la com endereço (port) ou interrupção (IRQ) que já estejam sendo utilizados por outras placas já instaladas no computador. As interfaces internas mais simples - com uma entrada MIDI IN e uma saída MIDI OUT - são a legendária MPU-401 da Roland e a popular PC MIDI Card, da Music Quest, e podem ser encontradas a preços abaixo dos R$ 100. Há as interfaces internas um pouco mais caras, mas que possuem múltiplas entradas/saídas, como a Portman 2x4 (MIDIMan), com duas entradas e quatro saídas MIDI, e a MQX-32M (Music Quest), com duas entradas e duas saídas MIDI e também recursos de sincronismo SMPTE. Bem mais sofisticadas são a MIDI Express PC (MOTU) com seis entradas e seis saídas MIDI e recursos de SMPTE, e a 8Port/SE (Music Quest), com oito entradas e oito saídas MIDI, e também recursos de SMPTE. A qualidade do som não depende em nada da qualidade da placa (e sim do instrumento MIDI que toca a seqüência). O único problema que se pode ter com interfaces MIDI é quanto ao funcionamento do seu o driver no Windows, que tem que ser estável e capaz de manipular corretamente o fluxo de dados, o que em geral é feito sem problemas pela maioria deles. instrumentos MIDI Praticamente todos os instrumentos musicais eletrônicos atuais possuem recursos MIDI, e podem transmitir a execução musical sob a forma de comandos digitais através do cabo MIDI. Os instrumentos também podem receber comandos MIDI vindos de outros instrumentos ou computadores Existem diversos tipos de instrumentos MIDI: teclados sintetizadores, módulos sintetizadores sem teclados (cérebros ou tone modules),

3 Page 3 of 8 guitarra-midi, etc, sendo que a maioria deles é multitimbral, podendo um único equipamento produzir - simultaneamente - as execuções de até 16 instrumentos musicais diferentes (cada um operando em um canal de MIDI diferente). É o instrumento quem determina a qualidade do som, de forma que possuir um software seqüenciador e uma interface excelentes não garantem por si só um excelente resultado sonoro final. Além dos instrumentos musicais, outros equipamentos, como processadores de efeitos, mesas de mixagem, etc, também podem ser comandados via MIDI, o que permite automatizar estúdios e shows, a partir do seqüenciador. Computadores e áudio O interesse pelo uso do computador para a gravação de sons em formato digital começou a crescer à medida que foram aumentando a velocidade de acesso e transferência dos dados (seek time e data transfer) e também a capacidade de armazenamento dos discos rígidos (hard-disks), até atingir níveis viáveis (e a preços razoáveis). Para se ter uma idéia, 1 minuto de gravação em estéreo ocupa algo em torno de 10 MB (megabytes) de espaço de disco e, por isso, o uso desse tipo de mídia para registrar áudio só se tornou realmente apropriado quando os discos ultrapassaram a marca dos 500 MB. Hoje, pode-se encontrar no mercado discos rápidos e com capacidade acima de 1 GB (gigabyte, MB), de forma que o uso do computador como gravador de áudio já é uma realidade. Apesar das limitações ainda impostas pela capacidade de armazenamento dos discos rígidos, a queda vertiginosa dos preços desses dispositivos tem levado muitas pessoas a considerar a implantação de sistemas de áudio digital no computador. Além disso, a constante evolução tecnológica tem propiciado capacidades cada vez maiores de armazenamento. As vantagens que os sistemas de gravação digital em computador podem oferecer são bastante significativas, quando comparados com os gravadores analógicos convencionais de fita magnética. O sistema digital permite copiar o material gravado quantas vezes se quiser, sem qualquer perda de qualidade, e certos problemas inerentes aos mecanismos de transporte da fita também não existem, melhorando ainda mais o nível de qualidade. Porém, as maiores vantagens são as facilidades de edição do material de áudio, usando recursos computacionais para corrigir falhas originais da gravação (ruídos, desafinos), equalizar e produzir efeitos especiais (reverb, chorus). Outras vantagens operacionais são a redução de espaço físico e a simplificação da manutenção, graças a eliminação do sistema de fita, dispensando os alinhamentos periódicos e outras preocupações. No estágio atual da tecnologia, a sofisticação dos sistemas de áudio digital no computador é diferenciada pela capacidade, recursos de edição e, obviamente, custo. Este texto está voltado para os sistemas mais simples, implementados com placas de som comuns no mercado e acessíveis à maioria dos usuários (músicos, pequenos estúdios, etc). Tais sistemas possibilitam a operação em conjunto com outros recursos de informática musical, como os seqüenciadores. Pelo fato de serem simples, no entanto, não significa que os sistemas ditos domésticos são ruins, em termos de qualidade sonora. Suas limitações são mais em níveis de recursos operacionais (entrada e saída de áudio em apenas dois canais, ausência de conexões digitais) e nas facilidades de processamento de sinais em tempo real (efeitos, etc). Por outro lado, o preço convidativo provavelmente é o fator principal que vem despertando o interesse de um número cada vez maior de pessoas em trabalhar com áudio digital em seus computadores pessoais. Os requisitos básicos para que se possa gravar, editar e reproduzir áudio no computador são: software gravador/editor de áudio

4 Page 4 of 8 Os gravadores de áudio fazem parte de uma categoria de software ainda muito nova, e por isso há bem menos alternativas do que os seqüenciadores. Os principais destaques do mercado são o SAW - Software Audio Station, da Innovative Software, o Samplitude Studio, da SEKD e o QUAD Studio, da Turtle Beach. Nesse tipo de software, duas características são fundamentais: a gravação de múltiplas trilhas de áudio, porque sem isso a limitação seria muito grande, e a possibilidade de operar sincronizado com um seqüenciador, pois na maioria dos casos serão usados instrumentos MIDI fazendo a base instrumental dos arranjos. Os softwares citados podem gravar até 16 trilhas, mas para chegar a esse número, é preciso ter não só um computador bastante rápido, como também um disco rígido com baixo tempo de acesso, e alta taxa de transferência de dados (normalmente, discos SCSI). Fora isso, as diferenças são mais a nível de facilidades de operação e de recursos de edição. Alguns podem processar o áudio e adicionar efeitos (reverb, delay), outros suportam mais do que uma única placa de áudio, permitindo mais do que um par de entradas e outro de saídas simultâneas para o mundo exterior. O gerenciamento dos dados de áudio sob a forma de arquivos também pode diferir entre um software e outro, podendo haver maior otimização do uso do disco, descartando-se automaticamente trechos vazios (silêncio) da gravação, que ocupariam espaço desnecessário. placas de áudio É o elo entre o computador/software de áudio e as fontes sonoras que serão gravadas, encarregando-se de receber o sinal de áudio vindo de um microfone ou outra fonte, digitalizá-lo através do conversor analógico/digital (ADC) e passá-los ao software, que os manipula adequadamente. No processo de reprodução, a placa faz o inverso, reconvertendo os dados digitais em sinal analógico pelo DAC, e passando-o aos equipamentos de mixagem e/ou amplificação. É importante salientar que, diferentemente da interface MIDI, no caso do áudio, a qualidade da gravação depende quase que exclusivamente da placa. Há diversas placas de áudio no mercado, e suas características, obviamente, variam com o preço. Não espere obter muito, em termos de qualidade, ao usar uma placa muito barata. O fato da placa de áudio digitalizar o som em 16 bits e a 44.1 khz não significa que o som terá uma qualidade excelente. Dependendo dos circuitos utilizados na placa, pode-se ter respostas diferentes, bem como diferentes níveis de distorção. Entretanto, para implantar qualquer sistema digital com um mínimo aceitável de qualidade, é fundamental que a placa digitalize áudio com resolução de 16 bits, e taxa de amostragem (sampling rate) de 44.1 khz. Descarte a possibilidade de usar aquela velha plaquinha de 8 bits, pois alguns softwares só trabalham com placas de 16 bits e, nesse caso, o custo/benefício não compensa. Outras diferenças que existem entre as placas de áudio são a possibilidade de gravar e reproduzir ao mesmo tempo, que nem todas podem fazer, ou transferir os dados de áudio digitalmente, através da placa, do computador para outro equipamento (um gravador DAT, por exemplo). A maioria das placas de áudio possui uma interface MIDI incorporada, de forma que, com um cabo adaptador MIDI adequado, ela pode ser usada também como entrada e saída de MIDI para o computador, dispensando muitas vezes a necessidade de uma interface MIDI adicional. Algumas placas de áudio também podem controlar unidades de CD-ROM. E tem mais. Algumas placas de áudio incorporam um chip sintetizador, que já é um instrumento MIDI na própria placa. No entanto, a qualidade sonora desses chips pode

5 Page 5 of 8 variar desde os pobres OPL-3 que sintetizam timbres usando tecnologia FM simplificada, até sintetizadores que usam amostras digitais de alta qualidade (alguns são editáveis), e timbres compatíveis com o padrão GM (General MIDI). Os cuidados na instalação de uma placa de áudio no computador são praticamente os mesmos já mencionados para a interface MIDI, quanto à configuração de endereço, IRQ e drivers, sendo que a maioria das placas de áudio requer uma configuração de canal de DMA, que também não deve conflitar com outras placas do computador que usem este tipo de recurso. Com a popularização da multimídia, inúmeras placas de áudio são lançadas todos os meses no mercado, com características sonoras variadas. Portanto, há que se observar suas especificações técnicas, para saber se oferecem a qualidade desejada. As placas mais indicadas para gravação digital são as da Turtle Beach (Tahiti, Monterrey, Tropez), a CardD (Digital Audio Labs), RAP-10 (Roland) e SoundBlaster AWE32 (Creative Labs). Recentemente foi lançada a Multi!Wav Pro, fabricada pela AdB (EUA), que só possui entrada e saída digital. Quem quiser gastar pouco, pode até usar placas mais baratas, ciente de que a qualidade da gravação estará aquém do ideal. Depois de gravado e editado no computador, o material de áudio pode ser masterizado para alguma outra mídia mais manipulável (fita DAT, ADAT, DA 88 ou CD) e então enviado para a etapa final do trabalho (produção de disco, emissora de rádio, etc). Um trabalho concluído precisa ser guardado adequadamente, para uma eventual necessidade de ser retomado no futuro. O áudio digital gravado em múltiplas pistas ocupa muito espaço no disco rígido, e por isso certamente será necessário removê-lo do mesmo, para desocupá-lo para um novo trabalho. As alternativas de armazenamento hoje são as cópias em fita magnética (DAT, streamer) ou em CD-R (CD-ROM gravável). Mas, considerando o custo decrescente de um disco rígido, pode-se até mesmo removê-lo do computador e guardá-lo. O problema da sincronização A não ser que seja usado um software integrado, colocar softwares de seqüenciamento e de gravação de áudio operando juntos, no mesmo computador, nem sempre é uma tarefa das mais tranqüilas. Para que ambos os softwares possam andar juntos, é necessário que um deles indique a todo momento sua posição, a fim de que o outro possa segui-lo. Isso pode ser feito de algumas maneiras diferentes. Uma das opções - usada pelo Samplitude - é o software gravador de áudio gerar comandos de sincronização MIDI, que são enviados ao seqüenciador, que então toca no mesmo andamento. Para isso, é preciso que os comandos de sincronismo sejam transmitidos (pelo gravador de áudio) por uma porta de saída MIDI, e recebidos (pelo seqüenciador) por uma porta de entrada MIDI. Se o driver da interface MIDI instalada no computador puder ser compartilhado por ambos os softwares, basta uma só placa de MIDI no computador (infelizmente, nem todos os drivers permitem isso). No entanto, a operação sincronizada via MIDI, a partir do gravador de áudio, em geral não possibilita que a seqüência MIDI tenha alterações de andamento (pois o mesmo é dado pelo gravador, fixo).

6 Page 6 of 8 Sincronizando o seqüenciador ao gravador de áudio via MIDI, externamente. Uma outra opção para sincronizar via MIDI é fazer o link de MIDI sem interface, usando-se o driver multiplexador MidiMux, mas isso em geral pode tornar a operação do sistema menos estável. Sincronizando o seqüenciador ao gravador de áudio via MIDI, internamente, utilizando o driver MidiMux. Outra alternativa, adotada pelo SAW, é destinar uma placa que possua recursos de sincronismo por time code (ex: MQX-32M) só para o gravador enviar sinais de sincronismo SMPTE, que são enviados (fisicamente) a uma outra placa desse tipo, usada pelo seqüenciador para receber o sincronismo, e então tocar a seqüência MIDI. Essa solução, embora resolva o problema das variações de andamento, impõe o custo de uma placa adicional.

7 Page 7 of 8 Sincronizando o seqüenciador ao gravador de áudio via SMPTE, externamente Software integrado A combinação do seqüenciador com o gravador de áudio em um único software parece ser a melhor alternativa para músicos e home-studios, que desejam ter um sistema enxuto, de operação simplificada, e a um custo inferior ao que se pode conseguir usando produtos distintos para a operação de MIDI e de áudio digital. Para o usuário, operar todos os recursos (MIDI e áudio) a partir de um único software torna as coisas bem mais fáceis, pois os procedimentos são feitos em um só lugar, o que requer o aprendizado da operação de apenas um produto. Além disso, evitam-se eventuais transtornos e possíveis problemas do uso de recursos por aplicativos diferentes no mesmo computador. Uma das grandes vantagens é que tanto a seqüência MIDI quanto a gravação de áudio são gerenciadas pelo mesmo software, poupando trabalho do usuário. Outra vantagem é a eliminação do problema da sincronização entre softwares, reduzindo não só trabalho (e dor de cabeça), como também o custo de investimento (não há necessidade de interfaces ou placas adicionais). No Cakewalk Pro Audio, a sincronização da seqüência MIDI é feita diretamente pelo software, a partir do tempo das amostras de áudio. Com este esquema, pode-se usar apenas uma placa de áudio, desde que ela possua conexões MIDI.

8 Page 8 of 8 Dentre os poucos produtos disponíveis no mercado estão o Cakewalk Pro Audio (Cakewalk Music) e o Cubasis Audio (Steinberg). Vale a pena destacar que, além das vantagens já citadas, com um software integrado de MIDI e áudio é possível fazer algumas coisas extremamente interessantes. No Cakewalk Pro Audio, por exemplo, pode-se extrair o swing de um trecho gravado em áudio e aplicá-lo para quantizar trechos de MIDI. Isso possibilita roubar grooves de trechos de disco e aplicá-los a música MIDI. E a recíproca também é verdadeira: pode-se capturar o swing de um trecho da seqüência MIDI e aplicá-lo sobre trechos de áudio, fazendo com que estes sejam alterados pela dinâmica das notas MIDI.