Synchronisationsverfahren. Synchronisationsverfahren

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Greta Victoria Hauer
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1 Synchronisationsverfahren 1

2 MIDI (Musical Instrument Digital Interface)- Synchronisation [RONA90] 2

3 [MIDI1] 3

4 Wiedergabegeschwindigkeit (Tempo) wird durch den MIDI-Clock bestimmt, der vom MASTER generiert wird. 24 MIDI-Clocks werden pro 1/4 Note generiert. Bsp.: 120BPM entspricht 120 1/4-Noten pro Minute (Periode 20,833 ms) Start-Kommando: Wird bspw. die Play-Taste am Sequenzer betätigt, so wird das Start-Kommando an alle zu synchronisierenden Geräte gesandt. Diese Message benachrichtigt die Slaves, dass mit dem Empfang der nächsten MIDI-Clock Message die Wiedergabe zu starten ist. Die Wiedergabe am Song-Anfang wird begonnen. Continue-Kommando: Setzt die Wiedergabe an der Stelle fort, wo zuletzt gestoppt wurde. Stop-Kommando: Beendet die Wiedergabe. Der Master kann mit dem Senden der MIDI-Clock Messages fortsetzen, allerdings werden diese Messages vom Slave ignoriert. 4

5 Multiport MIDI-Interface 5

6 Song Position Pointer (SPP): Sequenzer und Drum Machines beinhalten einen Zähler, der die 1/16-tel Noten mitzählt, die seit dem Song-Start vergangen sind. Wird die START-Taste betätigt, so wird der SPP auf Null gesetzt. Die Wiedergabe erfolgt am Anfang. CONTIUNE-Taste hat keine Auswirkung auf den Zählerinhalt. Wiedergabe wird fortgesetzt und Zähler zählt 1/16-tel Noten. Soll die Song-Position verändert werden, so kann dies durch die Übertragung der Song- Positions Nachricht erfolgen. Über diese Nachricht kann der MIDI-Beat (umfaßt 6 MIDI- Clocks = 1/16-tel Note), bei dem die Wiedergabe fortgesetzt werden soll, bestimmt werden. Sequenzen starten immer bei MIDI-Beat 0. 6

7 Bsp.: Wird eine 8 empfangen, so entspricht dies (8 MIDI-Beats * 6 MIDI Clocks pro MIDI beat =) 48 MIDI Clocks. erste 1/4-tel Note = 0 zweite 1/4-tel Note = 24 dritte 1/4-tel Note = 48 7

8 Synchronisation von Sequenzer und Tonbandmaschine [RONA90] 8

9 SMPTE (Societey of Motion Picture and Television Engineers) SMPTE Time-Code kann, wie ein Audiosignal, auf einem Tonband aufgezeichnet werden. Ist kein Maß für das Song-Tempo, sondern stellt ein Zeitmaß, angegeben in Stunden, Minuten, Sekunden und Frames (z.b. 1/30 Sekunde = 33ms) dar. Die minimale Auflösung beträgt 0.4 ms. Konvertierung SMPTE nach MIDI erforderlich! Tempo = 60BPM (Startzeit 01:00:00:00) BEAT SMPTE Time (hr:min:sec:frm) 1 01:00:00: :00:01: :00:02: :00:03:00 Tempo = 120BPM (Startzeit 01:00:00:00) BEAT SMPTE Time (hr:min:sec:frm) 1 01:00:00: :00:00: :00:01: :00:01:15 9

10 Ein SMPTE-fähiges MIDI Interface bietet zumeist folgende Funktionen: 1. Es geniert SMPTE-Time-Code, der auf einem Band aufgezeichnet werden kann 2. Der Time-Code kann gelesen werden, so dass eine Synchronisation mit dem Sequencer möglich ist. 3.Es konvertiert SMPTE-Time-Code in MIDI-Time-Code (MTC). MTC hat selben Inhalt wie SMPTE-Time-Code allerdings kann dieser Code von jedem MIDI-Gerät gelesen werden. Das Wiedergabetempo selbst wird am Sequenzer eingestellt. 10

11 Was passiert, wenn der empfangene SMPTE-Time-Code einen Zeitpunkt darstellt, der hinter der eigentlichen Startzeit liegt? 1. Zeitlichen Abstand bestimmen 2. Diesen Abstand (basierenden auf dem gewählten Tempo) in die Anzahl der Beats umrechnen. 3. MIDI-Song Position Pointer einige Beats hinter die aktuelle Position stellen. 4. Warte bis SMPTE-Time Code mit aktueller Position übereinstimmt, dann CONTINUE-Message senden. 5. Sende MIDI-Clock mit dem entsprechenden Tempo 11

12 [RONA90] 12

13 SMPTE und Video-Produktion Da SMPTE in Frames aufgelöst wird, entsteht direkter Bezug zu Film und Video. Problem: Film 24 Frames/s, Video 30 Frames/s Weiteres Problem: Frames (59.94 NTSC) [RONA90] 13

14 Non-Drop Frame SMPTE Time Code Im SMPTE Time Code wird jeder Frame mit einer Nummer versehen (0.. 29), der Zeitzähler wird mit jedem 30igsten Frame erhöht. Wird das Videoband mit genau 30 Frames pro Sekunde bewegt, so wird der Zeitzähler exakt jede Minute erhöht. Da sich das Videoband allerdings nur mit Frames pro Sekunde bewegt, wird auch der SMPTE Time Code verlangsamt ausgegeben. Realzeit und SMPTE-Zeit driften auseinander. SMPTE Time Code in dem alle Frames sequentiell durchnummeriert werden, wird als Non-Drop Frame SMPTE (ND, NDF) bezeichnet. 14

15 Drop Frame SMPTE Time Code Im Gegensatz zum NDF Time Code stimmt dieser Time Code mit der Realzeit überein. Dies wird dadurch erreicht, in dem man gewisse Frames verwirft. Dies sind die Frames 0 und 1 zu Beginn jeder Minute, die nicht ein Vielfaches von 10 ist * 60 = 1.8 Frames/min --> 18 Frames in 10 min Differenz/Frame Sekunden/min 2 Frames * Frames * 1 = 18 Frames in 10 min 15

16 Vertical Interval Time Code (VITC) Der SMPTE Time Code, wie er bspw. im Audiobereich zum Einsatz kommt, wird auch als Longitudial Time Code (LTC) bezeichnet. Dieser Code wird, wie jeder andere Sync auch, auf einem Audio- bzw. Videoband aufgezeichnet. Beim Vertical Interval Time Code hingegen befindet sich der Code im Bild selbst, nämlich in der Lücke, die für die horizontale Strahlrückführung benötigt wird. 16

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19 Word-Clock: Entspricht der Abtastfrequenz. Dieser Takt stellt einen gemeinsamen Bezugspunkt zu anderen Geräten her, so dass sie nicht auseinander driften. Super-Clock: Ähnlich zu Word-Clock allerdings mit der 256fachen Frequenz. Abtastfrequenz bleibt gleich, allerdings feinere Auflösung, so dass eine exaktere Synchronisation möglich ist. Weiterführende Literatur: [MIDI1] [RONA90] Jeffrey Rona; Synchronization from Reel to Reel; Hal Leonard Publishing Corporation;

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