MIDI 2.0プロトコルの送信

Raspberry Pi Zero 2Wで作成したMIDI2.0デバイスを使って、 MIDI 2.0プロトコルのMIDIメッセージを送信し、 Cubase 14 Pro（体験版）でレコーディングしてみます。 MIDI 2.0で拡張されたメッセージがどの程度Cubaseで録音できるのかを確認します。

パソコンとZero2WはUSB-MIDI2.0で接続します。2024年暮れの現在、USB-MIDI2.0はMACとLinuxで対応しているようです。 Windowsは、こちらのAMEIのページで 約２年前にUSB MIDI 2.0ホストドライバーを開発をしていることが伝えられていますので、 Windowsでももう直ぐ接続できるのかもしれません。

通信ポートの確認

プログラムを書く前に、送信先にクライアントとポートを調べます。acconect -l で確認できます。 次のプロフラムの先頭で、static int でcliantとpartを設定しています。

> aconnect -l
client 0: 'System' [type=kernel]
    0 'Timer           '
    1 'Announce        '
client 14: 'Midi Through' [type=kernel]
    0 'Midi Through Port-0'
client 20: 'ACMESynth' [type=kernel,UMP-MIDI2,card=1]
    0 'MIDI 2.0        '
    1 'Group 1 (Monosynth)'

ACMESynthのMIDI 2.0と書かれたcliant 20, port 0を使うことにします。

MIDI2. 0プロトコル送信プログラム

以下のプログラムは、ASIO Sequencer interfaceと、 ASIOのUtilityプログラムaseqdumpのソースコードを参照して作成しました。

このプログラムはNote OnとNote Offを250msec間隔で送信します。 両方のメッセージのベロシティは16ビットで、浮動小数点に直すと0,01づつインクリメントします。 また、アトリビュートタイプとアトリビュート値にも適当な（意味のない値）が入っています。

/*
    midi2noteon.c --- Copyright (c) 2024 Mikata Hara
    This software is released under the MIT License, see LICENSE.txt.
    ver0.01 12/30/2024
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <getopt.h>
#include <poll.h>
#include <stdbool.h>
#include <alsa/asoundlib.h>
#include <alsa/ump_msg.h>
            
static snd_seq_t *seq_handle;
static int port_out;
static int client=20;
static int port=0;
            
int main(int argc, char *argv[])
{
    /* open sequencer */
    int err = snd_seq_open(&seq_handle, "default", SND_SEQ_OPEN_DUPLEX, 0);
    if(err<0){ fprintf(stderr,"open sequencer error\n"); exit(EOF); }
            
    /* set our client's name */
    err = snd_seq_set_client_name(seq_handle, "midi2send");
    if(err<0){ fprintf(stderr,"set client name error\n"); exit(EOF); }
            
    /* create port */
    port_out = snd_seq_create_simple_port(seq_handle, "Output",
        SND_SEQ_PORT_CAP_READ | SND_SEQ_PORT_CAP_SUBS_READ,
        SND_SEQ_PORT_TYPE_APPLICATION);
    if(port_out<0){ fprintf(stderr,"set client name error\n"); exit(EOF); }
                    
    // set client midi version;
    snd_seq_set_client_midi_version(seq_handle,SND_SEQ_CLIENT_UMP_MIDI_2_0);
            
    // connect port
    err = snd_seq_connect_to(seq_handle, 0, client, port);
    if(err<0){ fprintf(stderr,"connect port error\n"); exit(EOF); }
                
    // Event preparetion
    snd_seq_ump_event_t event;
    memset((char*)&event,0,sizeof(snd_seq_ump_event_t));
            
    snd_seq_ev_set_source(&event, port_out);
    snd_seq_ev_set_subs(&event);
    snd_seq_ev_set_direct(&event);
    event.flags = event.flags|SND_SEQ_EVENT_UMP;
    event.type = SND_UMP_MSG_TYPE_MIDI2_CHANNEL_VOICE;
            
    snd_ump_msg_midi2_t *m = (snd_ump_msg_midi2_t *)&event.ump;
    m->hdr.type=SND_UMP_MSG_TYPE_MIDI2_CHANNEL_VOICE;
    m->hdr.group=0;
    m->hdr.channel=0;
            
            
    for(int j=0; j<100; j++){
            
        // Note On
        m->hdr.status=SND_UMP_MSG_NOTE_ON;
        m->note_on.note =0x10+j,
        m->note_on.velocity = 0xC000 + (uint16_t)((float)j/100*0x200);
        m->note_on.attr_type = 0x11;
        m->note_on.attr_data = 0x2345;
            printf("*** %04x\n",m->note_on.velocity);
            
        int err=snd_seq_ump_event_output(seq_handle,&event);
        if(err<0){
            fprintf(stderr, "Failed to send event. %d\n",err);
            snd_seq_close(seq_handle);
            return (EOF);
        }
            
        err=snd_seq_drain_output(seq_handle);
        if(err<0){
            fprintf(stderr, "Failed to drain. %d\n",err);
            snd_seq_close(seq_handle);
            return (EOF);
        }
            
        usleep(250000);
            
        // Note Off
        m->hdr.status=SND_UMP_MSG_NOTE_OFF;
        m->note_off.note =0x10+j,
        m->note_off.velocity = 0x2000 + (uint16_t)((float)j/100*0x200);
        m->note_off.attr_type = 0x11;
        m->note_off.attr_data = 0x2345;
        printf("*** %04x\n",m->note_on.velocity);
            
        err=snd_seq_ump_event_output(seq_handle,&event);
        if(err<0){
            fprintf(stderr, "Failed to send event. %d\n",err);
            snd_seq_close(seq_handle);
            return 1;
        }
            
        err=snd_seq_drain_output(seq_handle);
        if(err<0){
            fprintf(stderr, "Failed to drain. %d\n",err);
            snd_seq_close(seq_handle);
            return 1;
        }
            
        usleep(250000);
    }
            
    // Close sequencer
    snd_seq_close(seq_handle);
    return 0;
}

midi2noteon.cをコンパイルします。

>gcc -o midi2noteon midi2noteon.c -lasound

Cubaseの設定

MIDI 2.0プロトコル、Note Onであれば16bitベロシティをきちんと受信できていることを確認するためには、以下のようにMIDIの高解像度表示設定を1.00に設定します。

MIDIトラックを作成します。MIDI入出力ポートをACMSynth MIDI2.0としました。

録音を開始します。と同時にZero2Wでmidi2noteonを起動します。以下のようにMIDIトラックに100個のNoteが記録されます。

高解像度ベロシティを確認するには、MIDI > リストエディタを開きます。 メイン値（NoteOnのベロシティ）とセカンダリ値（Note Offベロシティ）が送信側と同じく0,01づつインクリメントしているのがわかります。

CubaseがMIDI 2.0で拡張されたメッセージ、今回確認したのは16ビットに拡張されたベロシティを録音してくれることがわかりました。