关于“MIDI”的一些基本概念

逆风 · 发表于 2010-7-13 19:09:59

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关于“MIDI”的一些基本概念
一、关于“MIDI”的一些基本概念

01
MIDI的定义
MIDI全称是musical instrument digital interface，即乐器数字接口，也是一种专用于乐器的接口标准。需要注意的是，它仅仅是一个通信标准，由电子乐器制造商们建立起来的，用以确定电脑音乐程序、合成器和其他电子音响的设备互相交换信息与控制信号的方法。

02
MIDI文件格式
与常规的音频文件不同，MIDI编码的文件存储的并不是对模拟信号采样后的数字音频信号，而是一系列控制指令。每个MIDI文件开头的4个字节为「4d 54 68 64」，对应的ASCII字符为「MThd」，它表示这个文件是MIDI文件，后续的10个字节则定义了该MIDI文件的一些全局信息，如音轨数、节拍时长等信息，在这14个字节之后的内容就是真正的「音频」部分。

MIDI的音频部分由一系列的MIDI Event组成，每一个Event可以理解为对当前时刻的音符的描述，包括音符的音高、音色、持续时间、力度等。当我们在PC上播放MIDI音频文件时，PC的声卡就会根据这些Event实时「合成」对应的声音并播放出来，而不是「回放」。
从上文的描述可以看出，MIDI文件其实是数字世界的「五线谱」，它的内容确定了MIDI播放器在什么时刻应该发出何种声音，并且MIDI文件的播放效果取决于声卡品质的高低。
日常生活中，MIDI编码格式并不多见，它主要应用于数字音乐创作领域。由于MIDI文件记录的是一系列原始的音频控制命令，所以它可以很方便的被重新编辑，同时配合丰富的音色库就可以制作出流行音乐。MIDI也可以直接控制各种各样的电子音源，进而「演奏」出独特的音乐效果。

03
MIDI系统
MIDI系统实际就是一个作曲、配器、电子模拟的演奏系统。从一个MIDI设备转送到另一个MIDI设备上去的数据就是MIDI信息。MIDI数据不是数字的音频波形，而是音乐代码或称电子乐谱。如电视晚会的音乐编导可以用MIDI功能辅助音乐创作，或按MI-DI标准生成音乐数据传播媒介，或直接进行乐曲演奏。

无线MIDI系统
如果在计算机上装备了高级的MIDI软件库，可将音乐的创作、乐谱的打印、节目编排、音乐的调整、音响的幅度、节奏的速度、各声部之间的协调、混响由MIDI来控制完成。
利用MIDI技术将电子合成器、电子节奏机（电子鼓机）和其他电子音源与序列器连接在一起即可演奏模拟出气势雄伟、音色变化万千的音响效果，又可将演奏中的多种按键数据存储起来，极大的改善了音乐演奏的能力和条件。

04
MIDI电缆
用于连接各种MIDI设备所用的电缆为5芯电缆，通常人们也把它称为MIDI电缆。

二、MIDI系统是如何工作的

MIDI作曲和核配器系统核心部分是一个被称为序列器的软件。这个软件即可以装到个人电脑里，也可做在一个专门的硬件里。序列器实际上是一个音乐词处理器（wordporcessor），应用它可以记录、播放和编辑各种不同MIDI乐器演奏出的乐曲。序列器并不真正的记录声音，它只记录和播放MIDI信息，这些信息从MIDI乐器来的电脑信息，就像印在纸上的乐谱一样，它本身不能直接产生音乐，MIDI本身也不能产生音乐，但是它包含有如何产生音乐所需的所有指令，例如用什么乐器、奏什么音符、奏得多快，奏得力度多强等。

序列器可以是硬件，也可以是软件，它们作用过程完全与专业录音棚里多轨录音机一样，可以把许多独立的声音记录在序列器里，其区别仅仅是序列器只记录演奏时的MIDI数据，而不记录声音；它可以一轨一轨地进行录制，也可以一轨轨地进行修改，当你弹键盘音乐时，序列器记录下从键盘来的MIDI数据。一旦把所需要的数据存储下来以后，可以播放你刚作好的曲子。

如果你觉得这一声部的曲子不错，可以把别的声部加上去，新加上去的声部播放时完全与第一道同步。

作为单独设备的序列器，音轨数相对少一些，大概8~16轨，而作为电脑软件的序列器几乎多达50000个音符,64~200轨以上。

序列器与磁带不同，它只受到硬件有效的RAM（Rndomaccessmemory随机存储器）和存储容量的限制，所以作曲、配器根本用不着担心“磁带”不够用。MIDI技术的一大优点就是它送到和存储在电脑里的数据量相当小，一个包含有一分钟立体声的数字音频文件需要约10兆字节（相当于7张软盘的容量）的存储空间。然而，一分钟的MIDI音乐文件。这也意味着，在乐器与电脑之间的传输数据是很低的，也就是说即是最低档的电脑也能运行和记录MIDI文件。

通过使用MIDI序列器可以大大地降低作曲和配器成本，根本用不着庞大的乐队来演奏。音乐编导在家里就可把曲子创作好，配上器，再也用不着大乐队在录音棚里一个声部一个声部的录制了。只需要用录音棚里的电脑或键盘，把存储在键盘里的MIDI序列器的各个声部的全部信息输入到录音机上即可。

MIDI程序的设计目标就是要将所要演奏的音乐或音乐曲目，按其进行的节奏、速度、技术措施等要求，转换成MIDI控制语言，以便在这些MIDI指令的控制之下，各种音源在适当的时间点上，以指定的音色、时值、强度等、演奏出需要的音响。在录音系统中，还要控制记录下这些音响。MIDI所适应的范围只是电声乐曲或模拟其他乐器的乐曲。

MIDI技术的产生与应用，大大降低了乐曲的创作成本，节省了大量乐队演奏员的各项开支，缩短了在录音棚的工作时间，提高了工作效率。一整台电视文艺晚会的作曲、配器、录音，只需要一位音乐编导、一位录音师即可将器乐作（编）曲、配器、演奏，录音工作全部完成。

四川电视台的综合文艺直播节目《综艺大世界》和电视晚会里面所有的背景音乐（包括声乐、舞蹈、小品等），基本上都采用MIDI技术制作，其中不少音乐作品曾多次获奖。

可见，MIDI技术创作和录制的音乐，具有深厚的音乐创作能力，在今后的电视舞台上将扮演一个重要的角色。

以上是我们众所周知的“MIDI技术”的应用，这里我们介绍几个你也许不知道的关于MIDI的故事。

1. 它可以用在音乐以外的地方
因为MIDI只是一套指令，它的作用并不仅限与触发音乐里的声音。简单来说，MIDI是一系列的开关信息以及数据参数。因此，在演出里通过MIDI来控制灯光演出和显示也是非常常见的。举个例子，由于它的线性特性（根据时间线播放MIDI事件），这意味这它可以根据时间线控制灯光的开与关。

2. 它可以通过许多种方式进行交换
也许你习惯了你的MIDI键盘通过USB连接或者通过MIDI线将你的旧工作站连接到MIDI接口里。但是，MIDI只是一套指令，它可以用开发者选择的几乎所有的通讯方式来进行连接——只不过需要有足够多的人需要才有开发的价值。所以现在不少产品可以通过蓝牙来发送和接受MIDI信号，现在Wi-Fi MIDI也可以在Mac OS X和Windows上通过安装rtp来实现。你甚至可以通过以太网来发送MIDI信息。

OS X里的网络MIDI传输

3.MIDI并不限于键盘
也许关于MIDI你的初步印象就会停留在钢琴键盘上，没错，这确实还是最常见的MIDI乐器之一。但是MIDI实际上还可以用在很多别的乐器上。比如，常见的pad controllers、电鼓、和触控设备。而且还有为吉他、贝斯、弦乐器甚至管乐器设计的MIDI拾音器。如果你想要尝试MIDI，也许你可以在你的乐器上加上这些接口试试。

Roland GK-3, 一款为吉他设计的MIDI拾音器

4. It’s not going anywhere

尽管自20世纪80年代一来，技术已经有了长足的进步，作为所有软件和硬件的连接方式，MIDI依然与音乐技术紧紧地结合在一起。完全不需要担心新老设备之间的连接问题。而且由于所有人都用得同一套标准，对于所有人来说都是好事。在今天，软件已经比早期的MIDI硬件更加强力，但是我们也无法想想MIDI有一天会被取代。替代品比如OSC（Open Sound Control）确实存在，但是它们的通用性在今天远远不如MIDI。

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