Světla na jevišti jsou nepostradatelnou náležitostí dnešní živé produkce. I ten nejhůře placený „samohrajista“ má dnes ve většině případů nějaké ty jevištní světelné efekty. Proto většina začínajících muzikantů je nucena, mimo jiné, řešit i otázku osvětlení jeviště.
Ale jak na to?
Platit osvětlovače je první možnost, která nás napadne, ale je okamžitě vyloučena z finančních důvodů. Pokud má hudební seskupení zvukaře, je možnost nechat zvukaře také svítit. Nejedná se zrovna o šťastné řešení, protože patří mezi kompromisní. A jedna činnost je samozřejmě prováděna na úkor té druhé. V dnešní éře „samohrajistů“ je ale nejčastějším řešením automatizované svícení. Tedy světla blikající podle hudby, především hlasitosti nebo například podle otřesů na jevišti. Tento článek nebo možná několik článků se bude zabývat právě možností automatizovaného svícení. Zaměříme se především na možnost využití MIDI protokolu pro tento účel.
MIDI
Dnes pro běžného muzikanta zcela nepostradatelná záležitost. Někteří si život bez něj nedokážou představit, jiní jej používají, aniž by si to plně uvědomovali, a jiní, v neposlední řadě, jsou šťastní, že se s něčím takovým vůbec nemusí zabývat :-) Jelikož muzika, ta je především o lidech, že? Ale proč se bránit vylepšením? V současnosti je možno i takový počítač, vzhledem k jeho možnostem, považovat za jakýsi „virtuální hudební instrument.“
V základu má MIDI protokol umožnit komunikaci mezi hudebními nástroji. Jak známo, není toto problém. Nástroje jsou mezi sebou propojovány a pomocí jednotlivých MIDI zpráv mezi sebou komunikují jedna radost. Tedy pokud jsou správně propojeny a nakonfigurovány. Pomocí MIDI se dají ovládat nejen klávesové nástroje, ale i nástroje strunné, především kytary. V neposlední řadě, z iniciativy nejmenované japonské firmy produkující i motocykly, existují dokonce i MIDI dechové ovladače.
Běžné užití MIDI je dnes zcela samozřejmá záležitost. Tedy v audio oblasti. Pomocí MIDI stop je možno vytvořit vše, co potřebujeme pro ryze hudební produkci, případně reprodukci. Jednotlivé stopy jsou zaznamenávány příslušným MIDI software a dále pak zpracovávány a editovány dle potřeb uživatele. Nic neobvyklého. Muzikus se touto problematikou zabýval již několikrát.
Ale dá se využívat tento protokol i nějak dál? Dá se pomocí tohoto protokolu vylepšovat vizualizace hudebního projevu? Odpověď je nasnadě. Samozřejmě, že dá. Pro začátek si popíšeme princip a možnosti fungování MIDI světelného zařízení a nezbytné součásti pro zdárné nasvícení pomocí MIDI. Pokud se tomuto „světelnému“ tématu v Muzikusu bude líbit, můžeme později i zrecenzovat některé komerční zařízení či projekty. Následně si můžeme popsat i několik nekomerčních projektů jednotlivců, kteří se zabývali především řešeními, která jsou finančně nenáročná, a tudíž realizovatelná s minimálními náklady a v mnoha případech jen svépomocí. Doufám, že se dostanu i k otestování některých zařízení, abych se mohl s vámi podělit o dojmy z těchto světlo plodících hraček.
Princip činnosti
MIDI informace je pomocí světelného MIDI hardware převáděna na výstupní elektrické napětí. V závislosti na velikosti výstupního napětí pak světla svítí s různou intenzitou.
Jedná se především o převod jednotlivých bitů a bajtů obsažených v MIDI zprávě na potřebné elektrické napětí, které pak rozzáří s různou intenzitou naše světla. MIDI zařízení vyšle svou MIDI zprávu, aby tato byla příslušným zařízením rozčleněna na jednotlivé bajty a z nich byly pak získány hodnoty jak pro výběr zvoleného světla, tak pro intenzitu jeho svícení. Pokud bychom takovou záležitost chtěli vysvětlit na příkladu, můžeme začít vytvořením MIDI stopy například v Cubase. Vytvořená stopa musí být „přehrávána“ na vstup MIDI světelného zařízení.
Další možností je i nastavit výstup tak, že světelné zařízení bude reagovat na každou notu obsaženou v určené MIDI stopě. Je třeba předeslat, že nota zaznamenaná v MIDI stopě je složena z několika MIDI událostí (zpráv) - bude popsáno v dalších částech tohoto článku.
MIDI protokol a světla
Jak již bylo výše zmíněno, MIDI používá pro přenos informace osmibitové slovo (jeden bajt), které posílá sériovým způsobem - všechny bity a bajty za sebou. Výše již byla zmíněna MIDI zpráva, která obsahuje ve většině případů bajty tři. Jsou situace, kdy stačí bajty dva, ale jsou také situace, kdy je použito více než tři bajty. Jelikož potřebujeme objasnit, jak je možné převádět MIDI události na napětí, je nutno se prokousat i těmito bajtovými záludnostmi. Nuž započněmeš.
Základem je samozřejmě správné nastavení MIDI portu a příslušného kanálu. MIDI událost jako taková je potom prezentována jako kombinace osmimístného čísla, které je tvořeno nulami a jedničkami. Kdo trochu zná matematiku a binární zápis čísel, tomu je jasné, že se tak dá vyjádřit celkem 256 hodnot. První ze tří bajtů obsažených v MIDI zprávě se nazývá Status bajt a druhé dva jsou označovány jako Data bajty. Rozdíl mezi nimi je ten, že Status bajt má na první pozici vlevo jedničku, kdežto Data bajty mají na této pozici nulu. Díky tomu jsou pro další hodnoty vyhrazeny ostatní pozice, kterých je celkem sedm. Tedy rozpětí hodnot 0-127. Pokud jste se někdy s MIDI setkali, víte, že díky tomu je většina všech nastavení právě v tomto číselném rozpětí. Status bajtem určujeme druh informace a Data bajty určují hodnoty určených parametrů. Takže pokud uvedeme příklad, tak by mohl vypadat asi takto: Status bajt nám oznamuje, že je zaslána MIDI událost Note On, první datový bajt říká, že jde o notu c1, a druhý datový bajt nás informuje o tom, že hráč do toho tentokrát praštil vší silou, takže hodnota velocity je na maximu, tedy 127.
Jak pak takové informace využívají světla? Jednoduše. Informace ve Status bajtu nám říká sepnuto - Note On. První datový bajt nás informuje, že byla sepnuta nota c1, které my jsme přiřadili například první světlo. Druhý datový bajt nás informuje, že nota byla stlačena s poloviční intenzitou. Tedy hodnota velocity je rovna 64. Výstupní napětí je rovno poloviční hodnotě. Světlo bude tedy zářit s poloviční intenzitou.
Shrneme-li tento odstavec, je pro nás, pro ovládání našeho světelného parku, důležitých jen několik málo druhů MIDI zpráv. Především Nota sepnuta, vypnuta, číslo noty a její intenzita.
Pulzně-šířková modulace
Základem této modulace jsou již podle názvu pulzy a jejich šířka. Pokud se jedná o binární oblast, tedy počítače, jsou tyto pulzy spínány v jedničce.
Tady si dovolím jít trošku do hloubky. Princip, který objasním, se děje ve většině případů již uvnitř zařízení a je nastaven od výroby. Jak převést bity na výstupní napětí? Bajtová hodnota, která je obsažena ve druhém datovém bajtu MIDI zprávy určuje hodnotu hardwarového přerušení pro výstupní napětí. Tedy poněkud podrobněji.
Ve většině případů se tak děje v jednom jednoduchém mikročipu. Do čipu vstupuje MIDI zpráva, která, jak už jsme zmínili, obsahuje v prvním bajtu (Status bajt) informaci typu Note On, ve druhém bajtu (první Data bajt) hodnotu 60 (nota c1) a ve třetím bajtu (druhý Datový bajt) hodnotu Velocity, třeba 64. Status bajt nám řekne „sepni - rozsviť“, druhý bajt (první datový) řekne „sepni notu c1 = rozsviť světlo, kterému jsi namapoval notu c1“, třetí bajt (druhý datový) řekne „jelikož parametr Velocity má hodnotu 64, světlo bude svítit s poloviční intenzitou“ (127 : 2 = 64).
Většina mikročipů, i těch nejzákladnějších a nejstarších, obsahuje výpočetní oddíl nazvaný timer. Tato výpočetní část má na starosti tzv. hardwarová přerušení. Zjednodušeně řečeno má na starosti časování výpočetních operací celého mikročipu. A algoritmus, který my vytvoříme, dělá pouze jediné. Čím vyšší hodnota, tím kratší interval vypnutí na výstupu. Prozraďme si jedno „tajemství“: na výstup jde pořád stejná, maximální hodnota napětí, my jen pomocí časovače vypínáme toto napětí. Interval vypnutí a zapnutí je někde v řádu milisekund, možná místy jen mikrosekund. Podle hodnoty Velocity. Takový interval není lidským okem rozeznatelný. Lidské oko tedy nevnímá dva stavy, ale pouze jeden, který vytváří výslednou intenzitu. Naše oko, protože je nedokonalé, z těchto stavů vnímá pouze to, že světlo svítí míň, nebo víc. Protože než stihne žárovka zcela zhasnout, dostává nový impulz k rozsvícení, čili pouze lehce pohasne, a lidské oko ve výsledku vnímá žárovku, která nesvítí „naplno“.
Toť vše. Příště si povíme něco o jednotlivých druzích propojení. Například jak zasílat naše „světelné“ informace přes USB. Také si řekneme něco o DMX 512 protokolu.
Víte, že...
- MIDI je pro počítač výpočetně a přenosově tak nenáročné, že jej dnes zvládne sebehorší počítač. Problémem je, že základní zvuková MIDI norma GM není dnes poslechově dostačující a proto je nutno používat další technologie například VST. Ty používají audio vzorky a zatěžují tak PC. Proto jsou nutné silné „stroje“.
- MIDI norma patří mezi „fenomenální“ záležitosti v oboru výpočetní techniky. Bez jakýchkoliv změn existuje základ této normy více než dvacet pět let. Patří mezi takové „giganty“ jako je třeba programovací C jazyk.
