Program change

Le program change est un message MIDI permettant de déclencher un changement de son et d'une façon plus générale, de mémoire.

Format et type

• Format : 1100cccc (CcH) 0ppppppp
  • cccc = numéro de canal
  • ppppppp = numéro de programme
• Type : channel voice message

Définition

Initialement, le message de program change a été développé pour contrôler les changements de sons d'un synthétiseur. Petit à petit, il s'est appliqué à tous les instruments MIDI dotés de mémoires. Dans la terminologie MIDI, le numéro de programme (0ppppppp) désigne l'emplacement d'une case mémoire (un patch, un programme, une performance, un timbre, un preset...) regroupant l'ensemble des paramètres de l'une des fonctions d'une unité MIDI. Le nombre maximal de cases adressables est donc 128 (0 à 127). Par exemple, à réception d'un message de changement de programme, un synthétiseur commutera sur le son correspondant. À l'inverse, en sélectionnant manuellement un numéro de son sur ce synthétiseur, ce même message sera éventuellement transmis à la prise MIDI-out. La plupart des appareils MIDI reçoivent et transmettent les program changes (processeurs d'effets, patchs, consoles de mixage, etc.).

Le comportement à réception

À la réception d'un message de program change, tous les générateurs de son ne réagissent pas de façon identique. Certains coupent l'ensemble des voies correspondant aux notes en cours de jeu, sur le canal correspondant, d'autres y assignent immédiatement le nouveau son (parfois, des bruits indésirables apparaissent lors de la transition), d'autres encore, avant de sélectionner ce nouveau son, attendent que toutes les notes en cours de jeu au moment de la réception du program change soient relâchées, d'autres enfin, assignent aux nouvelles notes le nouveau son, tandis que les notes en cours de jeu au moment de la réception du program change, continuent à produire l'ancien.

Les différents systèmes de numérotation en vigueur

Si les numéros de changement de programme vont de 0 à 127, tous les constructeurs ne numérotent pas les mémoires de leurs appareils de manière identique. Certains partent de 0, d'autres de 1, d'autres encore utilisent la base 8. C'est en particulier le cas de Roland, qui classe les mémoires de la plupart de ses produits à raison de 8 par bank. La première mémoire (0 en MIDI) porte le numéro 11 (mémoire 1 de la bank 1), la huitième le numéro 18 (mémoire 8 de la bank 1), la neuvième le numéro 21 (mémoire 1 de la bank 2), etc.

La mémorisation

À la mise hors tension, certains appareils MIDI conservent en mémoire le dernier numéro de patch sélectionné. D'autres l'initialisent à l'allumage avec le premier numéro de mémoire (0, 1, 11, ...).

Les tables de réassignation

Bon nombre d'instruments comportent des tables de réassignation réservées à l'interprétation en réception des messages de program change. Il s'agit d'une réaffectation du numéro de changement de programme entrant à un tout autre numéro de mémoire. Ainsi, nous pourrions décider qu'à réception du message de changement de programme n° 4 (1100cccc 00000011) le générateur de son commute non pas sur le son 4, mais sur le son 22. Voici deux cas qui sollicitent ce procédé :

Imaginons que l'on utilise à la suite, et pour trois morceaux distincts, les sons 12, 67 et 5. En affectant le program change 0 au son 12, le program change 1 au son 67 et le program change 2 au son 5, nous passerons aisément de l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une pédale d'incrémentation des numéros de programmes (accessoire destiné à déclencher l'envoi d'un message de changement de programme à chaque appui sur la pédale, et y ajoutant une unité chaque fois).

Imaginons également que l'on désire piloter deux expandeurs d'un même clavier et d'un même canal MIDI, tantôt sur les sons 16 (expandeur 1) et 27 (expandeur 2), tantôt sur les sons 2 (expandeur 1) et 122 (expandeur 2). Nous réglerons sur l'expandeur 2 la réaffectation du program change 16 au son 27, et du program change 2 au son 122. Il suffira alors de sélectionner alternativement, à partir d'un clavier maître, soit le son 16, soit le son 2 pour que les deux générateurs commutent respectivement, soit sur les sons 16 et 27, soit sur les sons 2 et 122.

Plus de 128 programmes

Un problème se pose pour les instruments dont le nombre d'emplacements mémoire dépasse 128. En effet, comment appeler le son 129 via MIDI, puisque le message de program change correspondant n'existe pas. La première solution consiste à utiliser le principe de la table de réassignation, en affectant, dans notre exemple, le son 129 à un numéro de changement de programme X, compris entre 0 et 127. Revers de la médaille, ce fameux numéro de changement de programme ne pourra plus servir à appeler le son n° X.

Une autre solution fait appel à une couche de stockage intermédiaire, constituée de 128 emplacements réagissant aux messages de program change. Chaque emplacement de cette couche virtuelle a pour fonction d'appeler l'un des sons de l'appareil (situé par exemple au-dessus de 128). En fait, ce principe est identique à celui de la table de réaffectation. Roland l'utilise notamment dans des synthétiseurs comme les D10, D20, etc.

Une troisième solution se base sur le principe de banques regroupant chacune 128 sons. Le passage d'une banque à l'autre s'effectue en y affectant un quelconque message MIDI (control change, system exclusive...) précédant l'envoi d'un message de program change. C'est exactement la philosophie adoptée par le message bank select.

Moins de 128 programmes

Certains instruments possèdent moins de 128 mémoires (par exemple 32 pour le Yamaha DX7, numérotés de 1 à 32). Pour un instrument à X mémoires (avec X < 128), les messages de changement de programme X + 1 à 127 pourront soit être ignorés, soit resélectionner l'emplacement correspondant au reste de la division du numéro de programme par le nombre de mémoires. Le DX7 procède ainsi, ce qui donne :

Tableau

Program change	Numéro de mémoire
0	1
1	2
..	..
31	32
32	1
33	2
..	..
63	32
64	1
65	2
..	..
95	32
96	1
97	2
..	..
127	32

En mode multitimbral

Le cas d'un instrument MIDI multitimbral est un peu plus complexe, puisqu'un même type de message correspond selon les cas à deux utilisations bien distinctes. En effet, le changement de programme sert soit à changer le numéro du son de l'un des générateurs (l'une des voies de multitimbralité) sur son propre canal, soit à modifier en totalité la configuration (le son de chaque générateur) sur le canal global.

Program change et autochargement

Pour en finir avec les program changes, notons que, sur certains échantillonneurs, la réception d'un message de changement de programme commande le chargement en mémoire vive (RAM) du contenu de l'emplacement correspondant d'une mémoire de masse (échantillon, programme, volume...). Cette fonction (auto load) est particulièrement adaptée aux performances scéniques.

Quelques exemples de numérotation des messages de changement de programme

Tableau

Décimal (0-127)	Décimal (1-128)	Hexadécimal	Octal 1	Octal 2	Octal 3	Base 12
0	1	00H	A11	I11	INT A1	INT A1
1	2	01H	A12	I12	INT A2	INT A2
2	3	02H	A13	I13	INT A3	INT A3
3	4	03H	A14	I14	INT A4	INT A4
4	5	04H	A15	I15	INT A5	INT A5
5	6	05H	A16	I16	INT A6	INT A6
6	7	06H	A17	I17	INT A7	INT A7
7	8	07H	A18	I18	INT A8	INT A8
8	9	08H	A21	I21	INT B1	INT A9
9	10	09H	A22	I22	INT B2	INT A10
10	11	0AH	A23	I23	INT B3	INT A11
11	12	0BH	A24	I24	INT B4	INT A12
12	13	0CH	A25	I25	INT B5	INT B1
13	14	0DH	A26	I26	INT B6	INT B2
14	15	0EH	A27	I27	INT B7	INT B3
15	16	0FH	A28	I28	INT B8	INT B4
16	17	10H	A31	I31	INT C1	INT B5
17	18	11H	A32	I32	INT C2	INT B6
18	19	12H	A33	I33	INT C3	INT B7
19	20	13H	A34	I34	INT C4	INT B8
20	21	14H	A35	I35	INT C5	INT B9
21	22	15H	A36	I36	INT C6	INT B10
22	23	16H	A37	I37	INT C7	INT B11
23	24	17H	A38	I38	INT C8	INT B12
24	25	18H	A41	I41	INT D1	INT C1
25	26	19H	A42	I42	INT D2	INT C2
26	27	1AH	A43	I43	INT D3	INT C3
27	28	1BH	A44	I44	INT D4	INT C4
28	29	1CH	A45	I45	INT D5	INT C5
29	30	1DH	A46	I46	INT D6	INT C6
30	31	1EH	A47	I47	INT D7	INT C7
31	32	1FH	A48	I48	INT D8	INT C8
32	33	20H	A51	I51	INT E1	INT C9
33	34	21H	A52	I52	INT E2	INT C10
34	35	22H	A53	I53	INT E3	INT C11
35	36	23H	A54	I54	INT E4	INT C12
36	37	24H	A55	I55	INT E5	INT D1
37	38	25H	A56	I56	INT E6	INT D2
38	39	26H	A57	I57	INT E7	INT D3
39	40	27H	A58	I58	INT E8	INT D4
40	41	28H	A61	I61	INT F1	INT D5
41	42	29H	A62	I62	INT F2	INT D6
42	43	2AH	A63	I63	INT F3	INT D7
43	44	2BH	A64	I64	INT F4	INT D8
44	45	2CH	A65	I65	INT F5	INT D9
45	46	2DH	A66	I66	INT F6	INT D10
46	47	2EH	A67	I67	INT F7	INT D11
47	48	2FH	A68	I68	INT F8	INT D12
48	49	30H	A71	I71	INT G1	EXT A1
49	50	31H	A72	I72	INT G2	EXT A2
50	51	32H	A73	I73	INT G3	EXT A3
51	52	33H	A74	I74	INT G4	EXT A4
52	53	34H	A75	I75	INT G5	EXT A5
53	54	35H	A76	I76	INT G6	EXT A6
54	55	36H	A77	I77	INT G7	EXT A7
55	56	37H	A78	I78	INT G8	EXT A8
56	57	38H	A81	I81	INT H1	EXT A9
57	58	39H	A82	I82	INT H2	EXT A10
58	59	3AH	A83	I83	INT H3	EXT A11
59	60	3BH	A84	I84	INT H4	EXT A12
60	61	3CH	A85	I85	INT H5	EXT B1
61	62	3DH	A86	I86	INT H6	EXT B2
62	63	3EH	A87	I87	INT H7	EXT B3
63	64	3FH	A88	I88	INT H8	EXT B4
64	65	40H	B11	C11	CRT A1	EXT B5
65	66	41H	B12	C12	CRT A2	EXT B6
66	67	42H	B13	C13	CRT A3	EXT B7
67	68	43H	B14	C14	CRT A4	EXT B8
68	69	44H	B15	C15	CRT A5	EXT B9
69	70	45H	B16	C16	CRT A6	EXT B10
70	71	46H	B17	C17	CRT A7	EXT B11
71	72	47H	B18	C18	CRT A8	EXT B12
72	73	48H	B21	C21	CRT B1	EXT C1
73	74	49H	B22	C22	CRT B2	EXT C2
74	75	4AH	B23	C23	CRT B3	EXT C3
75	76	4BH	B24	C24	CRT B4	EXT C4
76	77	4CH	B25	C25	CRT B5	EXT C5
77	78	4DH	B26	C26	CRT B6	EXT C6
78	79	4EH	B27	C27	CRT B7	EXT C7
79	80	4FH	B28	C28	CRT B8	EXT C8
80	81	50H	B31	C31	CRT C1	EXT C9
81	82	51H	B32	C32	CRT C2	EXT C10
82	83	52H	B33	C33	CRT C3	EXT C11
83	84	53H	B34	C34	CRT C4	EXT C12
84	85	54H	B35	C35	CRT C5	EXT D1
85	86	55H	B36	C36	CRT C6	EXT D2
86	87	56H	B37	C37	CRT C7	EXT D3
87	88	57H	B38	C38	CRT C8	EXT D4
88	89	58H	B41	C41	CRT D1	EXT D5
89	90	59H	B42	C42	CRT D2	EXT D6
90	91	5AH	B43	C43	CRT D3	EXT D7
91	92	5BH	B44	C44	CRT D4	EXT D8
92	93	5CH	B45	C45	CRT D5	EXT D9
93	94	5DH	B46	C46	CRT D6	EXT D10
94	95	5EH	B47	C47	CRT D7	EXT D11
95	96	5FH	B48	C48	CRT D8	EXT D12
96	97	60H	B51	C51	CRT E1
97	98	61H	B52	C52	CRT E2
98	99	62H	B53	C53	CRT E3
99	100	63H	B54	C54	CRT E4
100	101	64H	B55	C55	CRT E5
101	102	65H	B56	C56	CRT E6
102	103	66H	B57	C57	CRT E7
103	104	67H	B58	C58	CRT E8
104	105	68H	B61	C61	CRT F1
105	106	69H	B62	C62	CRT F2
106	107	6AH	B63	C63	CRT F3
107	108	6BH	B64	C64	CRT F4
108	109	6CH	B65	C65	CRT F5
109	110	6DH	B66	C66	CRT F6
110	111	6EH	B67	C67	CRT F7
111	112	6FH	B68	C68	CRT F8
112	113	70H	B71	C71	CRT G1
113	114	71H	B72	C72	CRT G2
114	115	72H	B73	C73	CRT G3
115	116	73H	B74	C74	CRT G4
116	117	74H	B75	C75	CRT G5
117	118	75H	B76	C76	CRT G6
118	119	76H	B77	C77	CRT G7
119	120	77H	B78	C78	CRT G8
120	121	78H	B81	C81	CRT H1
121	122	79H	B82	C82	CRT H2
122	123	7AH	B83	C83	CRT H3
123	124	7BH	B84	C84	CRT H4
124	125	7CH	B85	C85	CRT H5
125	126	7DH	B86	C86	CRT H6
126	127	7EH	B87	C87	CRT H7
127	128	7FH	B88	C88	CRT H8

Le premier procédé est, entre autres, utilisé par Korg (série M et T) ou Oberheim (Matrix 6), qui numérotent leurs sons de 00 à 99. Le deuxième est en vigueur sur la majorité des appareils MIDI, le troisième n'est quasiment pas employé, le quatrième (et ses variantes) a principalement cours chez Roland (D10/20/110, D50, MKS-70...) et le cinquième chez Kawai (K5).