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MIDI接口

MIDI(musical Instrument Digital Interface)即乐器数字接口是音乐与计算机结合的产物。它是一种计算机与MIDI设备之间连接的硬件,同时也是一种数字音乐的标准。

乐器数字介面(Musical Instrument Digital Interface,简称 MIDI)是一个工业标准的电子通讯协定,为电子乐器等演奏装置(如合成器)定义各种音符或弹奏码,容许电子乐器、

电脑或其它的演奏设备彼此连接,调节和同步,得即时交换演奏资料。

MIDI 不传送声音,只传送像是音调和音乐强度的数字数据,音量,抖音和 panning[1]等参数的控制讯号,还有设定节奏的时钟信号。在不同的电脑上,输出的声音也有所不同(亚德诺半导体公司编解码器的使用者和创新科技音效卡的使用者最为明显)。

MIDI 播映控制协议(MSC Protocol)是为 MIDI 而设的工业标准,由 MIDI 设备生产商协会在 1991 年制定。它允许不同种类的媒体控制装置在相互之间的通讯,借助计算机可以表现现场显示控制的功能与娱乐应用。与音乐 MIDI 相同,MSC 并不传输实际显示的媒体 - 它只是简单地传输有关多媒体性能的数字信号。

现在,几乎所有的音乐录音将 MIDI 作为一项关键开放技术来记录音乐。除此之外,MIDI 也用来控制包括录音设备的硬件,如舞台灯、效应踏板等高性能的设备。最近,MIDI 已经渗入移动电话领域。MIDI 用来播放支持 MIDI移动电话的铃声。MIDI 还可为某些电子游戏、电脑游戏提供背景音乐。

MIDI 标准是在1981年由工程师戴夫史密斯的一篇论文向音频工程协会提出的,MIDI 规范 1.0 发布于1983年8月。

MIDI 使得计算机、合成器、声卡以及电子鼓乐器能互相控制、交换信息。虽然现在的计算机的声卡;都是MIDI-兼容的,并能逼真地模拟乐器的声音,事实上,声卡的 MIDI 合成器在历史上导致了半信半疑的声音的质量损害了一台作为 MIDI 乐器的通用计算机的形象。这是 MIDI 规格本身和根据声卡声音使用的质量无关导致。

MIDI 几乎直接地负责带来 “合成器墙壁” 现象 1970年代-80年代摇滚乐音乐会,当音乐键盘执行者有时掩藏了在各种各样的仪器库。在 MIDI 後出现的许多合成器是被发布的 19 英寸 rack版本,使执行者从唯一的音乐键盘控制多台仪器。其它 MIDI 的重要作用是硬体的发展和计算机为主的音乐排序器,可能用作记录,编辑和重播表演。

许多音乐的文件格式,都基于 MIDI 字节数据流。这些格式可说就是电子乐器在看的电子乐谱,所以通常一个文件只需几 10kB,就能够让电子乐器演奏出一首很完整的音乐。

1982年,国际乐器制造者协会的十几家厂商(其中主要是美国和日本的厂商)会聚一堂,各抒己见。会议通过了美国Sequential Circuits公 司的大卫.史密斯提出的“通用合成器接口”的方案,并改名为“音乐设备数字接口”,即“Musical Instrument Digital Interface”缩写为“MIDI”,公布于世。1983年,MIDI协议 1.0版正式制定出来。此后,所有的商业用电子乐器的背后都出现了几个五孔的MIDI插座,乐器之间不再存在“语言障碍”,它们同装上MIDI接口的电脑一起,构成了一个更加繁荣昌盛的电脑音乐大家庭。

实际上, MIDI 本身只是Musical Instrument Digital Interface 的缩写,意思是音乐设备数字接口。 这种接口技术的作用就是使电子乐器与电子乐器,电子乐器与电脑之间通过一种通用的通讯协议进行通讯, 这种协议自然就是MIDI协议了。

对于搞计算机的人来说,不妨把MIDI理解成一种局域网,网络的各个部分通过专用的串行电缆(MIDI线)连接, 并以 31.25 KBPS 的速度传送着数字音乐信息。

MIDI 标准制定以后,开始只是在专业的电脑音乐圈儿里受到重视,但是随着电子技术的不断发展,尤其是近几年多媒体技术的突飞猛进,MIDI 作为多媒的一个重要组成部分,被炒得沸沸扬扬,几乎达到了妇孺皆知的地步。而大家也已经把这种接口技术当作了电脑音乐的代名词,常有“做MIDI”,“玩儿MIDI”的说法,使一些正统的“电脑音乐人” 觉得莫名其妙,啼笑皆非。

因此, 我们倒不妨将MIDI划分为“狭义MIDI”和“广义MIDI”两种概念,狭义MIDI就是上面所说的音乐设备数字接口,而广义MIDI则是大家已经约定俗成的整个电脑音乐的统称 , 这样既不会造成概念上的进一步混乱,也不会使得MIDI一词失去其本质的含义。

1985年11月,国际乐器制造者协会公布了《MIDI 1.0版的细节规定》(2.0版至今仍在制定中),重新定义了一些控制器号码。此外,为保证MIDI的健康发展,还专门 成立了“MIDI厂商协会”和“日本MIDI标准委员会”等组织,MIDI标准从成长阶段步入了成熟阶段。

MIDI的全称是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。

MIDI仅仅是一个通信标准,它是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。

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。

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。

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。

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。

MIDI是一种电子乐器之间以及电子乐器与电脑之间的统一交流协议。很多流行的游戏、娱乐软件中都有不少以MID、RMI为扩展名的MIDI格式音乐文件。

MIDI文件是一种描述性的“音乐语言”,它将所要演奏的乐曲信息用字节进行描述。譬如在某一时刻,使用什么乐器,以什么音符开始,以什么音调结束,加以什么伴奏等等,也就是说MIDI文件本身并不包含波形数据,所以MIDI文件非常小巧。

MIDI要形成电脑音乐必须通过合成。早期的ISA声卡普遍使用的是FM合成,即“频率调变”。它运用声音振荡的原理对MIDI进行合成处理,由于技术本身的局限,效果很难令人满意。而现在的声卡大都采用的是波表合成了,它首先将各种真实乐器所能发出的所有声音(包括各个音域、声调)进行取样,存储为一个波表文件。

在播放时,根据MIDI文件记录的乐曲信息向波表发出指令,从“表格”中逐一找出对应的声音信息,经过合成、加工后回放出来。由于它采用的是真实乐器的采样,所以效果自然要好于FM。一般波表的乐器声音信息都以44.1KHz、16Bit的精度录制,以达到最真实的回放效果。理论上,波表容量越大合成效果越好。根据取样文件放置位置和由专用微处理器或CPU来处理的不同,波表合成又常被分为软波表和硬波表。

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(word porcessor),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。

序列器既可以是硬件,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(Rndom aCCessmemory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。


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