MIDI (ang. Musical Instrument Digital Interface) czyli Cyfrowy Interfejs dla Instrumentów Muzycznych jest wynikiem międzynarodowego porozumienia między firmami produkującymi elektroniczne instrumenty muzyczne i komputery. Celem MIDI jest stworzenie możliwości współpracy między instrumentami muzycznymi i komputerami. Jest to realizowane zarówno w trybie pracy "komputer-instrument" jak i "instrument-instrument". Połączenie ze sobą kilku instrumentów pozwala uzyskać znacznie bogatsze możliwości kreacji muzyki. Dzięki interfejsowi MIDI muzycy mogą nie tylko programować pojedyncze brzmienia, ale też kompletne kompozycje muzyczne wykorzystując do tego celu komputer z odpowiednim oprogramowaniem, a następnie wykonywać te kompozycje z pomocą instrumentarium sterowanego komputerem czy nawet wieloma komputerami. Interfejs MIDI umożliwia bezpośrednią współpracę instrumentów (np.syntezatorów) oraz ich synchronizację z sekwencerami lub rytmizerami.

Przeczytaj również: Co to jest klawiatura sterująca/sterownik MIDI (MIDI keyboard controller)?

Do najbardziej znanych elektronicznych instrumentów muzycznych należy zaliczyć syntezatory. Zawierają one elektroniczne generatory, filtry i inne układy kształtujące przebiegi elektryczne, które następnie mogą zostać przetworzone w dźwięk. Zazwyczaj syntezatory klasyfikowane są zależnie od liczby dźwięków lub głosów (ang.voice), które mogą być słyszane jednocześnie. Syntezatory jednogłosowe wytwarzają pojedyncze dźwięki, niezależnie od liczby przyciśniętych równocześnie klawiszy. Syntezatory wielogłosowe (polifoniczne) pozwalają na grę kilkoma dźwiękami na raz.

W nowoczesnym syntezatorze parametry dźwięków, które może on wytwarzać, przechowywane są w tzw. programach. W tym przypadku słowo to oznacza zmagazynowany zespół informacji dotyczących konkretnego brzmienia. Nazwa program może więc okazać się tu nieco myląca. Zmiana dźwięku, którego parametry zawarte są w danym programie, może nastąpić przez zmianę jednego, kilku lub wszystkich pamiętanych parametrów. Syntezatory mogą przechowywa od 32 do 128 różnych programów Interfejs MIDI może być wykorzystany m.in do wyboru programu (a więc wytwarzanego przez syntezator dźwięku) jak i do wpisywania parametrów składająych się na program.

Urządzeniem często stosowanym w systemie wykorzystującym interfejs MIDI jest sekwencer. Pozwala on na przechowywanie sekwencji dźwieków odtwarzanych przez współpracujące urządzenie.

Rytmizery to urządzenia taktujące - nadają one rytm wytwarzanej melodii; nie mają jednak możliwości przekazywania informacji na temat wysokości dźwięków odtwarzanyeh przez syntezator.

Dla zobrazowania możliwości systemu wykorzystującego interfejs MIDI najlepiej posłużyć się przykładem. Wybraliśmy do tego celu popularny syntezator POLY-800 japońskiej firmy KORG. Jest to jeden z najprostszych syntezatorów cyfrowych, lecz mimo to pozwala na syntezę stosunkowo złożonych dźwięków. Względnie niska, jak na sprzęt muzyczny przeznaczony do wykorzystywania przez profesjonalistów, cena spowodowała, że włączyło go do swojego instrumentarium również wielu polskich muzyków.

POLY-800 posiada czterooktawową klawiaturę i programator służący do zapisania w pamięci urządzenia parametrów określających do 64 różnych brzmień. POLY-800 posiada również łatwy w obsłudze sekwencer (256 kroków) i jak przystało na komputerowe urządzenie do grania...joystick. Nie służy on tu jednak do pogoni za kosmitami, ale do płynnego sterowania wysokością wytwarzanego dźwięku lub wprowadzania efektu "wibrato".

POLY-800 jest syntezatorem polifonicznym cztero- lub ośmiodźwiękowym. Oznacza to, że z klawiatury można równocześnie wydobyć cztery dźwięki (w specjalnym przypadku osiem).

Połączenie dwóch POLY-800 przez interfejs MIDI pozwala na uzyskanie np.następujących możliwości:

Z klawiatury pierwszego urządzenia można sterować wyzwalaniem i wysokością dźwięków wytwarzanych przez oba urządzenia. Jeśli każdy z syntezatorów emituje dźwięki o różnej barwie, możmy w efekcie uzyskać niezwykłe bogactwo faktury dźwięku, jak i jego zmienność w czasie.
Sekwencer pierwszego urządzenia może wyzwalać dźwieki w obu syntezatorach. Uzyskujemy w ten sposób analogiczne możliwości dźwiękowe jak w punkcie 1" zespolone w pewien fragment muzyczny.
Sekwencer w pierwszym urządzeniu może zostać inaczej zaprogramowany niż w drugim, lecz połączenie przez MIDI pozwala na synchronizację rytmiczną obu instrumentów.
Wykorzystując drążek sterowniczy w jednym z urządzeń możemy sterować zmianami wysokości i wprowadzać efekt "wibrato" w dźwiękach wytwarzanyeh przez drugie urządzenie.
Programator jednego z urządzeń może wpływać na zmiany programów w drugim (wybór zapisanych w pamięci parametrów opisujących poszezególne dźwięki).
Przyłączenie komputera do systemu wykorzystującego interfejs MIDI pozwala nie tylko zwiększyć komfort pracy muzyka (metoda przygotowywania parametrów składającyeh się na programy syntezatora itp.), ale też na wykorzystanie niemal nieograniczonej biblioteki parametrów sterujących pracą poszczególnych urządzeń w trakcie tego samego utworu.

Przy współpracy z elektroniczną perkusją, zewnętrznym sekwencerem lub urządzeniem próbkujcym (ang.sampler) wyposażonym w zegar, POLY-800 posiada możliwość synchronizacji czasowej "w obie strony". Oznacza to, że POLY-800 może dopasowywać swoją pracę do sygnałów jak i sam może "podawać takt" innym urządzeniom.

System połączony intefejsem MIDI pozwala na współpracę wielu urządzeń jednocześnie. Aby możliwe było odwoływanie się do określonych urządzeń, zdefiniowano 16 kanałów. Każde z urządzeń przypisane jest do kanału o pewnym numerze i musi posiadać możliwość rozpoznania swojego numeru. Kontrolując w ten sposób do 16 urządzeń można niezależnie sterować w każdym z nich głośnością, wysokością i barwą dźwięku, a także konfiguracją rytmiczną i melodyczną. Sterowany w ten sposób zestaw urządzeń zachowuje się niemal jak prawdziwa orkiestra reagująca na gesty dyrygenta.

Przykładowo w systemie MIDI może zostać potączone 16 syntezatorów (jest to raczej drogi system), z których każdy wytwarza osobny dźwięk. Tańszym rozwiązaniem jest połączenie kilku syntezatorów posiadających możliwość równoczesnego grania z wykorzystaniem kilku brzmień. W takim syntezatorze wielogłosowym każdy głos może zostać przypisany do innego kanału.

W odróżnieniu od urządzeń starszej generacji nowoczesne syntezatory i urządzenia połączone interfejsem MIDI pozwalają na kreację dźwięku w tzw. czasie rzeczywistym. Oznacza to, że muzyk może dokonywać zmian w materiale dźwiękowym i jednocześnie "na żywo" obserwować rezultat tych zmian (np. w czasie trwania koncertu). Dotyczy to w równym stopniu syntezy poszczególnych dźwięków, kompozycji utworu jak i jego aranżacji. Współpraca różnych urządzeń poprzez interfejs MIDI pozwala w większości przypadków na uniknięcie kosztownej i czasachłonnej realizacji wielu nagrań na magnetofonach, wielośladowych. Natychmiastowy efekt podjętych działań pozwala muzykom wykazać więcej inweneji.