MIDI系统是如何工作的

hdaudio · 发表于 2009-12-31

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（RandomAccessMemory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音乐文件只有2KB。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。

hdaudio · 发表于 2009-12-31

MIDI的概述
　　20世纪80年代，电子科技的进步和计算机数字化技术的采用，大大推进了电子音乐设备的发展，合成器的数字化，使一般的电子琴也多采用了CPU控制技术，于是，五花八门的数字化电子乐器层出不穷，各个生产厂家往往使用各自不同的技术模式和规范来设计、制作声音，这使得音乐家们渴望有一种简单的方法连接不同品牌的乐器设备，以便使任何人都能够通过一个键盘演奏多种乐器。MIDI正是在这样一个历史背景下出现的。
　　1982年，国际乐器制造商协会的十几家厂商通过美国Sequential Circuits公司大卫.史密斯提出的“通用合成器接口”，1983年，MIDI协议1.0版正式制订出来。此后，所有的商业电子乐器设备的背后都出现了几个五孔MIDI插座插座的供应商，乐器之间终于有了统一的连接规范，而不在存在“语言障碍”了。
　　最初MIDI制订的目的，只是一个行业协议，它确立了以下几项条款：1、MIDI设备之间用电缆方式连接。2、明确了电子信号的输入和输出电路。3、确立了MIDI信息的类型。4、规定了每一种MIDI信息的格式和内容。但出乎大家所料的是，MIDI协议的出现不仅为电子乐器之间的联络确立了规范，使世界电子乐器工业制造从无序进入有序，从而大大拓展和活跃了电子音乐发展的空间，更重要的是，它为计算机与电子乐器之间建立了相互沟通的桥梁，为计算机技术在电子音乐中的广泛运用和发展奠定了基础。

hdaudio · 发表于 2009-12-31

MIDI的工作原理
　　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MIDI代码。
　　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。
MIDI信息
　　一、通道信息
　　通道信息又可以分为通道发音信息和通道模式信息通道发音信息携带音乐演奏的数据，这些信息包含了大部分的MIDI信息流的数扰。通道模式信息则影响外围乐器设备接收信息的方式，使设备对通道声音信息有反应。
　　1、通道发音信息
　　通道发音信息是用来输送演奏信息数据的，之所以称作通道信息，是因为它们都是针对特定的某个MIDI通道上的仪器所传送的信息。这类信息的种类包括： Note On，Note Off，Polyphonec，Aftertouch，Pitch Bend，Program Change and the Control Change messages等。
　　2.通道模式信息
　　通道模式信息并不对声音造成任何影响，面是调整MIDI设备对MIDI数据的反应，是影响合成器接收MIDI数据的方式。通道模式信息一般处在 MIDI控制数121至127之间，如控制器数121用来重新设置所有控制器，124至127用来在全部打开和关闭模式之间选择带通道或多通道的指令。当总通道（Ommi）打开，合成器就会在所有的通道上接收MIDI数据，当总通道关闭，合成器就只在一个通道上接收MIDI数据。
　　二、系统信息
　　系统信息是指向整个系统的信息。系统信息的重要性在MIDI系统的同步作业上尤其明显，系统间必须要能即时交换相互的系统状态，才有办法相互配合。而数台MIDI设备相互连接时之所以能够同步作业，主要是依赖系统信息作有效的传输。系统信息可分为系统一般信息、系统实时信息和系统独占信息三类。

hdaudio · 发表于 2009-12-31

MIDI系统与通道
　　MIDI作为一种规范的电子数据传输，需要系统与通道提供规范有效的传递音乐信息的途径。MIDI的系统与通道是MIDI技术中另一个最基本的环节。下面就MIDI系统和通道的基本概念和常识作简要说明。
　　1、控制器、音序器和音源
　　MIDI设备的系统组合和配置可谓多种多样、千变万化，但其基本的系统功能却是不变的，即它们都需要有控制器、音序器和音源。
　　控制器是一种演奏乐器，最常见的就是有MIDI口的键盘乐器，人通过控制器实时演奏（或同步录音），并通过音序器将这种演奏变成MIDI信息流。
　　2、MIDI通道的特性
　　MIDI信息通道是单向的，这与许多现代的数字通讯例如USB等不同，MIDI电缆中的信息只向一个方向流动。如果你希望两台设备之间能够对话（传送系统专用信息时经常用到），就需要把各自的Out接到对方的In上。
　　因此，MIDI通道最重要的特点是In对Out，Out对In的连接方式。许多MIDI设备的后面板带有3个MIDI插座：In、Out、Thru。连接设备的时候，主键盘的Out将连接到希望接收信息设备的In。MIDI设备可以做链形连接，使主键盘（或电脑等）发送的信息传送到连接的各个设备。链形连接的时候主键盘的Out连接到下一个设备的In，然后从它的Thru连接第三个设备的In，再从下一个设备Thru连接第四个设备的In...... 依此类推。不过，通过Thru口连接4到5台以上设备不是好的配置，因为数字信号多次Thru之后累加的延持容易使挂在链路后端的设备发生错码或其他意外情况。这是应用者需要注意的问题。
　　在MIDI电缆中同一时间只能传送一个比特数据，技术上称为串行通讯。MIDI字节包含10个比特而不是常用的8比特。MIDI每秒传送31250比特，或者说3125字节。一个MIDI音符开信息包含3个字节，不到1毫秒就发送完毕。即使一个20音的和弦也将在20毫秒之内先后发声，人类的听觉几乎不能感觉到这样微小的时间差异。
　　MIDI定义一条电缆同时可以传送16条通道，如果需要更多通道，就要使用更复杂的电缆设置。例如你的电脑配备了8个端口的接口，同时传送的通道数就可以达到16*8=128。假如一些合成器可以同时接收32通道，这时就需要2个MIDI输入口（或者其他形式的接口，如USB等）。
　　3、、音色库的选择
　　音色库选择（Bank Select）借用了连续控制器CCO和CC32构成的14个比特的数值，使音色选择的范围达到16384个音色库，每库包含128个音色。其数量值非常巨大。

hdaudio · 发表于 2009-12-31

MIDI的意义
　　宏观上看电子音乐技术的发展，无论是合成技术还是采样技术，其技术实践的目标，基本上沿着两个大的走向发展，一个走向是准确地再现自然的声学音响，如众多管弦乐器；另一个走向是创造“新”的声音。前者注重于在声音上继承传统的基础上尽可能发挥电子数字化技术的优势；后者则更强调声音的开拓性、试验性；前者依然在有音高的音乐秩序中，并与MIDI技术紧密相连，借助于数字技术的强大功能，拓展自已的疆域；而后者的类型已经跨出了音高作为音乐最主要特征的疆界，而将Acoustic（音响声学）作为自已追求的方向。
　　不过，由于早期合成器音乐一直致力于对传统音色、风格的模仿，因此长期以来，MIDI技术一直被正统的专业音乐领域所轻视，似乎MIDI音乐就是去模仿、制造传统音乐已有的东西，顾名思义，当然是二流的东西。就像真皮与人造皮。
　　在西方精英文化追求中，崇尚音色探索、声音开发，追求创造性、独特性一直是艺术创作的不二法则。在他们眼里，MIDI技术或许太缺乏个性和创造诣性，也太过传统。但以MIDI技术为代表的建立在传统音乐基础上的计算机音乐发展趋向，其可贵之处正在于它很好地解决了与传统音乐文化很好的联系的问题，并在此基础上稳步向前发展，越来越丰富。它实际上走的是一条渐进式创造之路。
　　事实上，MIDI技术有着比其他任何传统乐器多得多的丰富手段和令人难以想像的编辑能力，这是传统音乐手段不可比的。MIDI技术完全能够做出反映我们时代而不是其他时代美学价值的极复杂和有质量的音乐。
　　幸运的是，从目前的MIDI技术发展趋势来看，MIDI技术已经逐渐与代表新音乐开拓的数字音频合成技术相融合，从而大大丰富了音乐的音色和音响效果，从而为人们展现了更有吸引的音乐发展前景。笔者认为，两种音乐技术与风格的融合，或许是计复机技术在音乐上极有前景的发展之路。

gstorm · 发表于 2009-12-31

谢谢楼主的发布，文章资源丰富，收藏了！~ :victory:

mixing · 发表于 2010-1-1

闪耀哲理。
欣赏、支持！

s334824490 · 发表于 2010-1-3

分享，学习了啊

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