Downloadable Sounds (DLS)

Presentazione sul tema: "Downloadable Sounds (DLS)"— Transcript della presentazione:

1 Downloadable Sounds (DLS)
Lezione 23 Downloadable Sounds (DLS) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico)

2 Introduzione Le specifiche Downloadable Sounds (DLS) definiscono un approccio standard a livello industriale per sintetizzatori basati su campioni (a «wavetable»). In teoria sarebbero state pensate per qualsiasi tipo di sintesi, ma in pratica… Lo standard consente ai compositori di distribuire file MIDI con set di suoni personalizzati che consentono una riproduzione coerente su un ampio numero di dispositivi che lo supportano. Pagina web di riferimento: Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

3 Cenni storici Il Livello 1 delle specifiche DLS risale al Lo standard viene testato nel Winter NAMM show del 1997 e suscita l’attenzione da parte del mondo industriale. Ad esempio, prima del suo rilascio DLS viene descritto (con toni entusiastici) in un post sulla newsletter XG-Extra di Yamaha. Lo standard è stato inizialmente concepito per le applicazioni di intrattenimento su CD-ROM e via Internet. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

4 Cenni storici Allo stato attuale, esistono 3 versioni di DLS: DLS Level 1 (DLS-1), DLS Level 2 (DLS-2) e Mobile DLS. Gli attuali standard DLS sono stati sviluppati prima dall'Interactive Audio Special Interest Group (IASIG) e poi dalla MIDI Manufacturer Association (MMA). Eventuali versioni future di DLS saranno deputate al gruppo di lavoro MMA. Le specifiche DLS sono pubblicate in inglese da MMA e in giapponese dall'Associazione dell'industria dell'elettronica musicale (AMEI). Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

5 Panoramica sulla tecnologia DLS
DLS offre agli sviluppatori di giochi e ai compositori un mezzo per aggiungere i propri suoni personalizzati al set di suoni GM memorizzato nella ROM di una scheda audio. I dispositivi compatibili DLS scaricano automaticamente questi suoni personalizzati da scheda, disco o CD-ROM nella RAM del sistema, consentendo di estendere in modo virtualmente illimitato la tavolozza di timbri con nuovi suoni o effetti speciali dello strumento. Allo stesso tempo, la tecnologia abilita la sintesi wavetable nelle schede audio fornendo risultati audio migliori senza costi aggiuntivi. Le schede audio e i chipset devono però essere compatibili con DLS. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

6 Supporto a DLS Il progetto DLS inizialmente viene guidato da Creative Labs (il project leader di DLS-1 è Dave Sparks). Creative Labs poi si concentrerà sulla tecnologia SoundFont (molto simile a DLS). DLS è supportato da: sintetizzatori integrati in Windows e Mac OS X schede audio di Creative Labs. MAX Cockos Reaper Cakewalk Sonar … Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

7 I diversi aspetti della tecnologia
La tecnologia DLS presenta dunque 2 aspetti complementari: un formato di file standard per banchi di suoni relativi a strumenti musicali digitali; specifiche dettagliate su come i sintetizzatori controllati da protocollo MIDI dovrebbero renderizzare gli strumenti descritti in un file DLS. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

8 Formato di file DLS Il formato di file DLS si rifà allo standard Microsoft RIFF, che utilizza chunk e sub-chunk e che incorpora file WAVE standard (vedi esempi sotto). Per il formato DLS, il Form Type è «DLS». Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

9 Formato di file DLS Il formato viene utilizzato per memorizzare sia i dati audio digitali che i parametri di articolazione necessari per creare uno o più strumenti. Uno strumento contiene regioni che puntano a file WAVE (campioni) anch’essi incorporati nel file DLS. Ogni regione specifica una nota MIDI e un intervallo di velocity che attiverà il suono corrispondente; contiene inolter informazioni di articolazione, quali inviluppi e punti di loop. Le informazioni sull'articolazione possono essere specificate per ogni singola regione o per l'intero strumento. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

10 Formato di file DLS La struttura flessibile basata su chunk implica che un singolo campione possa rappresentare regioni differenti all'interno di strumenti diversi. Ad esempio, un dato campione può servire come regione 1b per Instrument 1 e allo stesso tempo fungere da regione 2a per Instrument 2. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

11 Esempi di file DLS Un esempio di file DLS disponibile di default sotto Windows è gm.dls. Il file normalmente si trova in C:\Windows\SysWOW64\drivers, e/o… C:\Windows\System32\drivers Al momento (gennaio 2019), altri esempi si trovano in: Si suggerisce di aprire i file DLS con un viewer esadecimale e di cercare l’occorrenza dei principali chunk (in analogia con quanto fatto per gli SMF). Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

12 DLS Level 1 (DLS-1) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

13 Introduzione DLS-1 è la prima specifica DLS in ordine di tempo, e la più semplice dal punto di vista tecnico. L’audio engine che pilota uno strumento DLS Level 1 è un singolo oscillatore digitale che instrada il segnale verso un amplificatore controllato digitalmente (DCA). Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

14 Come funziona DLS-1 L'oscillatore digitale è alimentato con un campione a 8 o a 16 bit e lo riproduce modulando il suo pitch in base ai dati di articolazione per il controllo dell'intonazione in ingresso. Il campione stesso contiene dati che ne definiscono la frequenza di campionamento (la frequenza minima è 22,05 kHz), il numero di nota MIDI di base e, se predisposto al loop, l'inizio e la fine del ciclo. Il DCA modula il volume del segnale risultante in base ai dati di articolazione per il controllo del volume in ingresso. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

15 Come funziona DLS-1 I dati di articolazione di DLS-1 includono un LFO, due generatori di inviluppo discreti ADSR e diversi ingressi provenienti da un controller MIDI. Uno degli inviluppi instrada il segnale all'oscillatore digitale e viene utilizzato per variare l'intonazione nel tempo, mentre l’altro instrada il segnale al DCA e viene utilizzato per far variare il volume nel tempo. Tra i parametri supportati, ci sono il tempo di attacco della nota, il tempo di decadimento, il livello di sustain e ilcontrollo del tempo di rilascio. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

16 Come funziona DLS-1 L'LFO può essere usato per il controllo del pitch o del volume. Utilizza un'onda sinusoidale (opzionalmente un'onda triangolare) e contiene controlli che consentono di impostare la frequenza (tra 0,1 Hz e 10 Hz) e la possibilità di ritardare l’istante di avvio (tra 10 ms e 10 secondi). Gli ingressi del controller MIDI includono: key number, velocity, pitch bend, i messaggi di continuous controller per Volume (CC #7), Expression (CC #11), Pan (CC #10), Modulation Wheel (CC #1), Sustain Pedal CC #64) e RPN 0, 1 e 2 (Pitch Bend, Fine Tuning e Coarse Tuning), con valori impostati da Data Entry MSB / LSB (CC #6 e #38). Sono inoltre supportati i channel mode messages di Reset All Controllers e All Notes Off. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

17 Valori di default per i dispositivi DLS-1
Come per lo standard General MIDI (GM), anche DLS-1 stabilisce una serie di valori di default all’accensione dei dispositivi compatibili: Volume = 100 Expression = 127 Pan = 64 Modulation Wheel = 0 Pitch Bend = 0 Sustain Pedal = 0 Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

18 Requisiti HW minimi per i dispositivi DLS-1
Come per GM, deve essere supportato un minimo di 24 voci simultanee. Il dispositivo deve disporre di RAM sufficiente per archiviare almeno 256K campioni (512 KB per campioni a 16 bit). Il dispositivo deve essere in grado di gestire contemporaneamente un minimo di 128 strumenti DLS, 128 set di dati di articolazione e 128 regioni o campioni. La frequenza minima di campionamento in uscita è Hz. I dispositivi che supportano sia DLS che GM devono essere in grado di supportare entrambi contemporaneamente, condividendo i canali MIDI tra le due modalità. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

19 Come si associano i timbri ai canali
I dispositivi DLS Level 1 devono supportare i messaggi MIDI di Program Change (e, opzionalmente, i Bank Select) come mezzo per selezionare lo strumento da associare ai canali. Però, per il rispetto delle specifiche DLS-1 viene richiesto al dispositivo di fornire un minimo di un solo banco di strumenti melodici per ospitare i downloaded sounds. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

20 Tipi di strumenti DLS-1 Esistono due tipi base di strumenti DLS Livello 1: strumenti melodici e kit batteria. Gli strumenti melodici sono accessibili da qualsiasi canale MIDI eccetto il 10 e contengono fino a 16 regioni (vedi slide precedenti). Tutte le regioni utilizzano un singolo set di dati di articolazione. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

21 Tipi di strumenti DLS-1 C'è invece un singolo drum kit, a cui è possibile accedere solo tramite il canale MIDI 10. Esso contiene fino a 128 regioni, una per ogni nota di batteria. Ogni regione ha il proprio set di dati di articolazione e punta a un singolo campione. Si ricorda che sia per gli strumenti melodici sia per il drum kit più regioni possono puntare allo stesso campione, se necessario. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

22 Accensione del modo DLS
I dispositivi compatibili con DLS entrano in un modo speciale “DLS” alla ricezione del seguente messaggio DLS System On, veicolato come SysEx universale: F0h 7Eh <device ID> 0Ah 01h F7h Una volta in DLS mode, il dispositivo potrà posizionare un downloaded sound in qualsiasi banco e strumento, evitando conflitti con altri modi operativi (quali GM, GS, o XG) che richiedono che certe voci siano scaricate in determinate locazioni. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

23 Spegnimento del modo DLS
I dispositivi compatibili con DLS tornano alla loro modalità operativa standard alla ricezione del seguente messaggio DLS System Off, veicolato come SysEx universale : F0h 7Eh <device ID> 0Ah 02h F7h Analogamente ai messaggi GM System On e GM System Off, il valore di <device ID> posto a 7Fh implica un “broadcast”, dunque un messaggio destinato a tutti i dispositivi compatibili. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

24 DLS Level 2 (DLS-2) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

25 Introduzione La DLS Level 2 (DLS-2) Specification è un'estensione logica di DLS-1 che comporta un aggiornamento tecnologico e una serie di migliorie. Le specifiche sono state sviluppate in collaborazione tra MMA e MPEG (IEC/ISO JTC-1 SC-29 WG-11). L’ultimo aggiornamento (Livello 2.2) è stato rilasciato nell’aprile del 2006. Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

26 Come funziona DLS-2 Il sintetizzatore DLS Level 2 è costituito dai seguenti elementi per ciascuna voce: una sorgente sonora campionata con loop e release due generatori di inviluppi a 6 segmenti caratterizzati da DAHDSR (Delay-Attack-Hold-Decay-Sustain-Release) due generatori LFO un filtro passa-basso con risonanza e frequenza di taglio dinamica risposta standardizzata ai controller MIDI Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

27 Requisiti HW minimi per i dispositivi DLS-2
Minimo 32 oscillatori digitali, ciascuno con controllo individuale di DCA, DCF (digitally controlled filter), generatori LFO (due per oscillatore) e generatori di inviluppo (due per oscillatore). Frequenza di campionamento minima di Hz per il playback. Memoria minima di parole a 16 bit. Minimo 512 forme d’onda contemporaneamente immagazzinate. Minimo 256 strumenti contemporaneamente immagazzinati. Minimo 1024 regioni contemporaneamente immagazzinate. Minimo 8192 connessioni esplicite (a parte quelle di default). Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)

28 Risorse aggiuntive Per ulteriori dettagli sulle specifiche, si rimanda alla documentazione tecnica del sito midi.org (richiesta iscrizione gratuita alla MIDI Association). Altre risorse online: (supporto offerto da Max 7 al DLS) Programmazione MIDI (Prof. Luca A. Ludovico) 23. Downloadable Sounds (DLS)