Alsa e Gambas: Registrare messaggi Midi

In questa pagina tratteremo del caso in cui vengono ricevuti in entrata dati Midi e memorizzati, al fine di creare al termine un file Midi (.mid).
Possiamo pensare di effettuare la registrazione dei dati Midi in entrata:

• attraverso l'utilizzazione di un altro specifico applicativo in C di supporto, come ad esempio arecordmidi, diciamo in modalità demone;
• oppure mediante la realizzazione in Gambas di apposito algoritmo, come parte del nostro applicativo appositamente dedicata o come applicativo a se stante.

Qui prenderemo in considerazione ovviamente la seconda soluzione. Per ottenere il risultato finale, come per ogni altro caso, si potrà seguire il percorso che si preferisce ed utilizzare, dunque, le funzioni e le istruzioni ritenute più opportune. Appresso proponiamo una soluzione fra le molte possibili, sottolineando e ponendo in rilievo soprattutto i passaggi più importanti da considerare particolarmente.

Ricezione e memorizzazione dei dati Midi

L'esempio, che faremo per esporre l'argomento, prevede la ricezione di dati Midi provenienti da un dispositivo esterno, per esempio una tastiera, senza uso delle funzioni esterne di ALSA, bensì mediante l'intercettazione dei dati del dispositivo dal file device presente, come già abbiamo avuto modo di imparare in altro capitolo, nel percorso: "/dev/snd/midiC2D0".

exStrum As File
d As Integer
a As New Byte[]
aa As New Float[]
dd As Integer
bpm As Integer = 120

f As Integer
bl As Integer
ndt As Integer

tick As New Byte[]
totaleMillisecondi As New Long[]

ggg[4] As Byte
s[4] As Byte
tdk As Integer
jk As Integer

numeratore As Byte = 4
denomSpin As Integer = 4
denominatore As Byte = 2
alterazioni As Byte = 0
modo As Byte = 0


Public Sub Form_Open()

 SpinBox1.Visible = False
 SpinBox2.Visible = False
 ComboBox1.Visible = False
 Label1.Visible = False

 exStrum = Open "/dev/snd/midiC2D0" For Read Watch

End

Public Sub File_Read()

Dim b As Byte

 Read #exStrum, b
 If b = 254 Then Return  ' Evita di raccogliere l'evento Midi: "Active Sensing"
 
   If b > 127 Then
   Inc d       ' imposta il numero identificativo del blocco di dati e della variabile contenente: anno, mese, giorno, ora:muniti:secondi.millisecondi
   c = (b - 128)
   cc = c / 16
   c = cc * 16
   a[d, 0] = c + 128 + dlMod
   aa[d] = Now  ' ricava anno, mese, giorno, ora:muniti:secondi.millisecondi del 1° dato di un Messaggio Midi
 Else
   Inc r       ' imposta il numero (superiore a quello 0) del dato all'interno di un blocco
   a[d, r] = b
 Endif 

End

Creare blocchi di dati

Una volta ricevuti tutti i dati dalla tastiera Midi esterna, con un tasto procederemo a calcolare innanzitutto quanti dati sono stati ricevuti, successivamente creeremo dei blocch contenenti 3 dati Midi. Tali blocchi rappresentano ciascuno un Messaggio Midi.

Public Sub Button1_Click()

 Dim k As Integer
 Dim numPr, j As Byte

 For k = 1 To d       ' conta i blocchi di dati già impostati in fase di intercettazione dei dati dal dispositivo Midi esterno
   If (a[k, 0] > 127 And a[k, 0] < 192) Or a[k, 0] > 223 Then
     numPr = 2
   Endif
   If a[k, 0] > 191 And a[k, 0] < 224 Then
     numPr = 1
   Endif

 ' muta tutti gli eventuali messaggi Midi NoteON con Velocità = 0 (90 nn 00)
 ' in corrispondenti e coerenti NoteOFF (80 nn 00):
   If a[k, 2] = 0 And (a[k, 0] > 143 And a[k, 0] < 160) Then
     a[k, 0] = a[k, 0] - 16
   Endif
   For j = 0 To numPr
   ' k rappresenta il numero di blocchi di dati (1 messaggio Midi)
     blocco[k] = blocco[k] & Chr(a[k, j])
     Inc totDati
   Next
 Next

End

Calcolo del Tempo Delta

Creati i blocchi contenenti i dati di ciascun Messaggio Midi, possiamo passare ad individuare ed impostare il Tempo Delta che separa ciascun blocco (Messaggio Midi).

Public Sub Button2_Click()  ' calcola in Tempo Delta

Dim hh As Integer

 For hh = 0 To d
   If hh > 0 Then
   ' ottiene il valore in tick del Tempo Delta mediante il metodo "DateDiff"
   ' basandolo sulla durata di un impulso (tick) relativo ad una data risoluzione del PPQN:
     tick[hh] = DateDiff(aa[hh - 1], aa[hh], gb.Millisecond) / (((60000000 / bpm) / 384) / 1000)
     rappr(tick[hh])
   Endif
   
 Next
 
End

Creare i valori per il Tempo Delta

Come abbiamo già avuto modo di vedere nella pagina "Ricevere dati da uno Standard Midi File", il Tempo Delta con valore superiore a 127 viene definito non con il suo valore reale, bensì con una sua rappresentazione. Pertanto, nel file Midi non avremo i valori reali dei Midi tick superiori al valore 127, tenuto conto della risoluzione per nota da 1/4 del Tempo Delta presente nell'Header Chunk, bensì una loro rappresentazione esadecimale.{3}

Public Sub rappr(deTick As Integer)

Dim dT As Integer
Dim aaa, bbb, ddd, eee, hhh As Integer
Dim fff As Byte

 dT = deTick

 bbb = dT Mod 128
 ddd = CInt(dT / 128)
 
  ggg[hhh] = bbb
 
 While ddd > 0
 
   eee = ddd Mod 128
   fff = eee Or 128
   ddd = CInt(ddd / 128)
   
 Inc hhh
 
   ggg[hhh] = fff

 Wend

  For aaa = hhh To 0 Step -1
   Inc tdk
   s[aaa] = ggg[aaa]
   bloccoTD[jk] = bloccoTD[jk] & Chr(s[aaa]) ' bloccoTD è la variabile riempita dal valore del Tempo Delta
  Next

' pulisce la variabile "s"
 For aaa = hhh To 0 Step -1
  s[aaa] = 0
 Next

Inc jk

End

Aggiunta dei principali Meta-Eventi Midi

Anche a scopo didattico aggiungeremo un'altra traccia nel file Midi, la cosiddetta: traccia del Tempo, nella quale porremo i dati relativi ai Meta-eventi della Suddivisione della Misura, del Tempo metronomico e della Tonalità della Scala musicale del brano.

Public Sub Button3_Click() ' immette valore del tempo metronomico

 bpm = InputBox("Immetti bpm:")

End

Public Sub Button4_Click()  ' immette valori della suddivisione della misura

 SpinBox1.Visible = True
 SpinBox2.Visible = True

End

Public Sub SpinBox1_Change()  ' idem

 numeratore = SpinBox1.Value

End

Public Sub SpinBox2_Change()  ' idem

 denomSpin = SpinBox2.Value
 
 denominatore = Log(denomSpin) / Log(2)

End


Public Sub Button5_Click()  ' immette i valori della tonalità della Scala

 ComboBox1.Visible = True
 ComboBox1.Text = "Do M"
 alterazioni = 0
 Label1.Visible = True
 Label1.Text = "relativa di La m"

End

Public Sub ComboBox1_Change()   ' idem

 Select Case ComboBox1.Text
   Case "Do# M"
     alterazioni = 7
     Label1.Text = "relativa di La# m"
   Case "Fa# M"
     alterazioni = 6
     Label1.Text = "relativa di Re# m"
   Case "Si M"
     alterazioni = 5
     Label1.Text = "relativa di Sol# m"
   Case "Mi M"
     alterazioni = 4
     Label1.Text = "relativa di Do# m"
   Case "La M"
     alterazioni = 3
     Label1.Text = "relativa di Fa# m"
   Case "Re M"
     alterazioni = 2
     Label1.Text = "relativa di Si m"
   Case "Sol M"
     alterazioni = 1
     Label1.Text = "relativa di Mi m"
   Case "Do M"
     alterazioni = 0
     Label1.Text = "relativa di La m"
   Case "Fa M"
     alterazioni = -1
     Label1.Text = "relativa di Re m"
   Case "Sib M"
     alterazioni = -2
     Label1.Text = "relativa di Sol m"
   Case "Mib M"
     alterazioni = -3
     Label1.Text = "relativa di Do m"
   Case "Lab M"
     alterazioni = -4
     Label1.Text = "relativa di Fa m"
   Case "Reb M"
     alterazioni = -5
     Label1.Text = "relativa di Sib m"
   Case "Solb M"
     alterazioni = -6
     Label1.Text = "relativa di Mib m"
   Case "Dob M"
     alterazioni = -7
     Label1.Text = "relativa di Lab m"
 End Select

End

Ora siamo, dunque, pronti per l'ultima routine, quella che raggrupperà le istruzioni per la realizzazione dell'ultima fase: la costruzione del file standard Midi .mid, che esporremo nel seguente capitolo: "Salvataggio dei dati Midi", ed al quale rimandiamo.

Note

[1] Potremmo anche utilizzare:

• il comando bash "Date":

sSec[1000000] As String
sNan[1000000] As String
aa[1000000] As Long

Public Sub ......()

 ....... ' qui le istruzioni per intercettare i dati Midi

Shell "date +%s" To sSec[dd]  ' esprime i secondi dal 01.01.1970
Shell "date +%N" To sNan[dd] ' esprime i nanosecondi in un secondo
  Inc dd

End

Public Sub Button2_Click()  ' Quindi nella routine spiegata nel precedente paragrafo "Calcolo del Tempo Delta"
' inseriamo le seguenti istruzioni:

Dim ee As Integer
Dim tick As New Integer[]
Dim hh As Integer

For ee = 0 To dd Step 3
  If ee = dd Then Return

' Quindi ricaviamo i soli millisecondi dai nanosecondi,
' e trasformiamo i secondi in millisecondi sommandoci i millisecondi
' come precedentemente ottenuti:
 aa[ee] = (Val(sNan[ee]) / 1000000) + (Val(sSec[ee]) * 1000)

 totaleMillisecondi.Add(hh)
 totaleMillisecondi[hh] = aa[ee]

 tick.Add(hh)
 
 ....... ' ...e così via il seguito

oppure

• un algoritmo con Timer.

[2] Ricordiamo che la viariabile aa[] è di tipo Float.

[3] Dunque, prima ancora di poter scrivere, ossia di salvare, un file Midi dovremo - fra l'altro - individuare l'algoritmo per trasformare i valori decimali "reali" superiori a 127 del Tempo Delta (ossia del numero dei Midi tick, tenuto conto - ripetiamo - della risoluzione per nota da 1/4 presente nell'Header Chunk) nella loro rappresentazione esadecimale:

Public g[4] As Byte ' la variabile " g " è un array che conterrà i valori esadecimali costituenti la rappresentazione esadecimale dei Midi tick
Public h As Integer   ' la variabile " h " conterrà la quantità di byte che costituiscono la rappresentazione esadecimale dei Midi tick

Public Sub Button2_Click()

 Dim a, b, c, d, e As Integer
 Dim rob As Byte
 
 h = 0 
 
 a = ...' la variabile " a " raccoglie il valore reale decimale dei Midi tick:

 b = a Mod 128
 d = CInt(a / 128)
 
  g[h] = b
 
 While d > 0
 
   e = d Mod 128
   rob = e Or 128
   d = CInt(d / 128)
   
 Inc h
 
   g[h] = rob

 Wend

For a = h To 0 Step -1
  g[a] = Hex$(g[a], 2)
' facciamo mostrare distintamente a scopo didattico ciascun valore della "rappresentazione" esadecimale del valore dei Midi tick:
   Print g[a]
Next

End