Standard MIDI Format

Standardní MIDI formát je velmi "podivné zvíře". Při pohledu naň jako na celek, může to být docela zdrcující. Samozřejmě bez ohledu na to, jak se na to díváte, popisuje hudbu tak podrobně, aby jsme ho mohli reprodukovat přesně. To samozrějme není snadný úkol. Takže zatímco je struktura midi složitá, formát souboru je poměrně intuitivní, když jej pochopíte.

Musím zde napsat, že nejsem v žádném případě odborník na midi ani midi soubory. Nedávno jsem dostal Gravis ultrazvukovou desku pro můj PC, a po vyslechnutí několika midi soubory (. MID) jsem si pomyslel, "Páni, rád bych, aby mohli být moje vlastní." No, po mnoho těžkých hodinách později jsem zjistil, že to není triviální úkol. Ale nemohl jsem dovolit aby mně hloupý formát zastavil. Kromě toho jsem jednou řekl své ženě, že počítače nejsou opravdu tak těžké na používaní, a já bych byl nerad za pokrytce. Takže pokud naleznete nějaké chyby v tomto dokumentu, prosím dejte mi vědět a já to opravím. Také tento dokument se nevztahuje na všechny typy midi a každý možný typ konfigurace. Je to jen základní průvodce, který by měl umožnit čtenáři (v středně krátkem čase) pro generování kvalitního MIDI souboru.

Přehled

Midi (. MID) soubor obsahuje v podstatě 2 věci, hlavičku a track kousky. Oddíl 2 vysvětluje hlavičku, a oddíl 3 vysvětluje track kousky. Midi soubor obsahuje záhlaví bloku popisující formát souboru, atd., a libovolný počet track kousku. Trackem může být myšleno stejne jako skladba na multi-track magnetofónu. Můžete přiřadit jednu stopu pro každý hlas, každý nástroj, nebo cokoliv chcete.

Hlavička

Hlavička se objeví na začátku souboru, a popisuje soubor třemi způsoby. Hlavička bloku vždy vypadá:

4D 54 68 64 00 00 00 06 ff ff nn nn dd dd

Ascii ekvivalent prvních 4 bytů je MThd. Po MThd přichází 4-byte velikosti záhlaví. To bude vždy 00 00 00 06, protože záhlaví informace budou vždy 6 bytů dlouhé.

ff ff je formát souboru.

Existují 3 formáty:

• 0 - single-track
• 1 - multiple tracks, synchrónny
• 2 - multiple tracks, asynchrónny

Single track je poměrne intuitivní. Pouze pro jednu skladbu. Synchronní s více track kouskami znamená to, že stopy budou svisle synchronní, nebo v jiných slovách, všichni začnou ve stejnou dobu, a tak může představovat různé části v jedné písni. Asynchronní násobní skladby nemusí nutně začít v stejném čase a můžou být zcela asynchrónní.

nn nn je počet skladeb v midi souboru.
dd dd je počet delta-time tiku na čtvrťovou notu. (Více o tomto později)

Track částí

Zbytek souboru po hlavičce se skládá z track částí. Každá stopa/track má jedno záhlaví a může obsahovat několik MIDI příkazů, tak jak potrebujete. Hlavička tracku je velmi hlavičce soubor:

4D 54 72 6B xx xx xx xx

Stejně jako v případě záhlaví, první 4 byte mají ascii ekvivalent. To je MTrk. Tyto 4 bajty po MTrk dávají délku tracku (bez vloženého záhlaví) v bytech.

Po hlavičce jsou midi události. Tyto udáosti jsou shodné s aktuálními datami odeslanými a přijatými MIDI porty na synth s jediným dodatkem. Midi události předchází delta-time. Doba delta je počet tiku po kterém midi událost je třeba provést. Počet tiku za čtvrťovou notou byla definována dříve v bloku hlavičky souboru. Tento delta-time je promene dlhý. Tento formát, trochu matoucí, umožňuje použít veliké čísla, aniž by bylo nutné u malých čísel vyplnit zbytek nulami. Toto číslo se převede na 7-bitové bajty, a nejvyšší-bit každého bajtu je 1 s vínimkou posledního bajtu čísla, které má MSB 0. Toto umožňuje, čist jeden bajt naráz, a když vidíte MSB 0 víte že to byl poslední (alespoň významný) byte čísla. Podle MIDI specifikace, celá delta-doba by měla být na maximálně 4 bajty.

Po delta-time následuje midi událost. Každá midi událost (s výjimkou běžíci midi události) má příkazový byte, který bude vždy mít MSB 1 (takže hodnota bude >= 128). Seznam většiny těchto příkazů je v příloze A. Každý příkaz má jiné parametry a délku, ale data, která následujou za příkazem budou mít MSB 0 (méně než 128). Výjimkou z tohoto pravidla je meta-událost, která může obsahovat data s MSB 1. Nicméně meta-události vyžadují dlouhý parametr, který zmírňuje zmatek.

Jedna věc, která může způsobit zmatek a to je běžíci režim. Toto je místo, kde aktuální midi příkaz je vynechán, a poslední vydání midi příkaz se předpokládá. To znamená, že midi událost se skládá z delta času a parametru do kterého by šel příkaz pokud by byl.

Záver

Pokud toto vysvětlení jen posloužilo nato aby vznikli další otázky pak dodatky obsahují příklady, které mohou pomoci objasnit problém. Také 2 nástroje a grafický soubor by měl být součástí tohoto dokumentu:

DEC.EXE - Tento nástroj převádí binární soubor (jako. MID) na textový soubor odeleny tabulatory obsahující desetinná ekvivalenty každého bytu.

REC.EXE - Tento nástroj převádí text oddělený tabulátory v souboru do binárního souboru, ve kterém každý bajt odpovídá jedné z desetinné hodnoty.

MIDINOTE.PS - To je postscript format souboru zobrazující poznámeky čísla klávesnice a standardní hudební nástroje.

MIDI Event prikaz

Každý příkazový byte má 2 části. Levý Nybble (4 bity) obsahuje skutečný příkaz, a pravý 4 Nybble obsahuje midi číslo kanálu na kterém bude příkaz proveden. Je tam 16 MIDI kanálů a 8 MIDI příkazů (příkaz Nybble musí mít MSB 1). V následující tabulce x udává číslo MIDI kanálu. Všimněte si že všechny datové byty budou mít <128 (MSB nastavena na 0).

Hex	Binárne	Data	Popis
8x	1000xxxx	nn vv	Nota vyplá (kláves je uvolnen) nn=číslo nuty vv=rychlost
9x	1001xxxx	nn vv	Nota zaplá (kláves je stlačen) nn=číslo nuty vv=rychlost
Ax	1010xxxx	nn vv	Kláves po stisknití nn=číslo nuty vv=rychlost
Bx	1011xxxx	cc vv	Zmena kontrol cc=číslo kontroleru vv=nová hodnota
Cx	1100xxxx	pp	Program (patch) zmena pp=číslo nového programu
Dx	1101xxxx	cc	Kanál po zmene cc=číslo kanálu
Ex	1110xxxx	bb tt	Zmena rozteče kola (2000H je normálny bez zmeny) bb=spodní (nižší) 7 bitů hodnoty tt=nahoru (vyšší) 7 bitů hodnoty

V následující tabulce jsou meta-události, které nemají MIDI kanály. Jsou ve formátu:

FF xx nn dd

Všechny meta-události začínají FF, následuje povel (xx), délka nebo počet bajtů které budou obsahovat údaje (nn) a aktuální data(dd).

Hex	Binárne	Data	Popis
00	00000000	nn ssss	Nastavuje track's poradové číslo. nn=02 (délka je 2-byte poradové číslo) ssss=poradové číslo
01	00000001	nn tt ..	Text události - text jeký chcete. nn=délka textu v bytech tt=text
02	00000010	nn tt ..	Stejné jako v textovém případě, ale pro copyright info. nn tt=rovnako jako v text události
03	00000011	nn tt ..	Pořadí nebo jmého Track nn tt=rovnako jako v text události
04	00000100	nn tt ..	Jmého nástroje v Track nn tt=rovnako jako v text události
05	00000101	nn tt ..	Lyric nn tt=rovnako jako v text události
06	00000110	nn tt ..	Záložka (Marker) nn tt=rovnako jako v text události
07	00000111	nn tt ..	Cue bod nn tt=rovnako jako v text události
2F	00101111	00	Tato událost musí přijít na konci každého tracku
51	01010001	03 tttttt	Nastav tempo tttttt=microsekundy/čtvrťová nota
58	01011000	04 nn dd ccbb	Časová značka nn=číslo časové značky dd=jmenovatel časové značky 2=čtvrtina 3=osmina, atd. cc=počet tikú v metronome bb=počet z 32tín noty na čtvrťovou notu
59	01011001	02 sf mi	Popis klíče sf=sharps/flats (-7=7 flats, 0=klíč z C, 7=7 sharps) mi=hlavní/vedlejší (0=hlavní, 1=vedlejší)
7F	01111111	xx dd ..	Počítadlo specifických informací xx=počet zaslaných bytú dd=data

V následující tabulce jsou systémové zprávy které ovládají celý systém. Tyto nemají žádne číslo kanálu MIDI. Ty se budou zpravidla vztahovat pouze na ovládání MIDI klávesnici, atd.

Hex	Binárne	Popis
F8	11111000	Časování hodin používá se když je nutná synchronizace
FA	11111010	Start aktuální sekvence
FB	11111011	Pokračovat a zastavení sekvence, tam kde přestala
FC	11111100	Stop a sekvence

V následující tabulce jsou čísla odpovídající notám pro použití v příkazech Nota On a Nota Off.

Octáva	C	C#	D	D#	E	F	F#	G	G#	A	A#	B
0	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
2	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35
3	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47
4	48	49	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59
5	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71
6	72	73	74	75	76	77	78	79	80	81	82	83
7	84	85	86	87	88	89	90	91	92	93	94	95
8	96	97	98	99	100	101	102	103	104	105	106	107
9	108	109	110	111	112	113	114	115	116	117	118	119
10	120	121	122	123	124	125	126	127

LITERATURA

• "MIDI Systems and Control" Francis Rumsey 1990 Focal Press

• "MIDI and Sound Book for the Atari ST" Bernd Enders and Wolfgang Klemme 1989 M&T Publishing, Inc.

• Specifikace MIDI souborů obecné MIDI specifikace byly také získány zasláním e-mailu na LISTSERV@AUVM.AMERICAN.EDU s výrazem GET MIDISPEC BALÍČEK ve zprávě.

Author:Dustin Caldwell