MIDI обозначения и аббревиатуры
MIDI обозначения и аббревиатуры

MIDI — это на самом деле не файлы и не музыка, а аббревиатура от англ. Musical Instruments Digital Interface — Цифровой Интерфейс Музыкальных Инструментов.
Знающие английский язык уже догадались, что это — обмен цифровыми электронными сигналами между музыкальными инструментами, к которым можно отнести и звуковую карту вашего компьютера.

Вы, наверное, знаете, что в компьютере все данные передаются в цифровом виде, то есть в виде 1 и 0. Почему и зачем цифрами, а не прямо нотами? Потому что с помощью цифр можно описать все действия над чем-либо и правила выполнения этих действий.

Такой вот цифровой интерфейс и был придуман производителями электронных музыкальных инструментов. Весь секрет в том, что MIDI это не формат файлов (и даже не запись звука), а способ обмена сообщениями между различным музыкальным (и не очень) оборудованием, а сами файлы, содержащие MIDI-сообщения, имеют формат SMF (Standard MIDI File) и то не всегда.

Эти сообщения в переводе на человеческий язык означают:
я, инструмент под номером 1, посылаю ноту номер 43, длительностью 99, сыгранную программой 1 на канале 16;
или
я, инструмент под номером 2, устанавливаю громкость в 100 на канале 16; или я, инструмент под номером 1, посылаю сообщение <12345 87654 97976 87654> инструменту номер 16.

Как видите, ни о какой музыке и речи не идет. MIDI-устройства обмениваются между собой сообщениями вида: передатчик сообщения, приемник(и) сообщения, тип сообщения (нота, параметр, текст, цифры и т. п.). При этом сам смысл сообщений расшифровывается теми, кому они были посланы.

Например, команда для светового пульта: сменить красный на синий. И хотя в качестве стандартных сообщений определены ноты, различные музыкальные инструменты и характеристики исполнения, но лишь как номера сообщений и их параметров.

То есть сказано, что инструмент (в MIDI он называется программа) номер 1 — это рояль, и все. А каково должно быть его звучание, решать производителю (на заводе) и вам (в магазине).

Откуда же тогда берется  звучание музыки? Ее исполняют специальные устройства — звуковые (музыкальные) модули. Обычно их называют синтезаторами. Они превращают MIDI-сообщения в звучание нот. Обычно они «живут» внутри клавиатур, звуковых карт, микрофонов караоке.

Так что звучание музыки, записанной в формате MIDI, целиком и полностью определяется имеющимся у вас оборудованием.
При этом следует заметить, что разные синтезаторы будут по-разному воспроизводить одну и ту же запись.

Конвертировать MIDI-сообщения в звук невозможно, поскольку отсутствует однозначное соответствие MIDI-сообщений определенной манере исполнения и характеру звучания инструмента. Аналоговые MIDI-инструменты могут исполнять одну и ту же запись каждый раз по-разному.

Термины, применяемые в Миди:
Synthesizer — синтезатор, устройство для создания чего либо (музыкальных тонов в нашем случае).

WaveTable — таблица волн, наиболее точный вид синтеза. Очень часто применяется как рекламный трюк для SamplePlayback-синтезаторов. В музыкальных инструментах не применяется ввиду сложности самого метода, подразумевающего запись всего спектра волн, возникающих при всех способах звукоизвлечения и описания степени их присутствия во все моменты звучания инструмента при всех положениях рабочих органов. Поэтому в реальных синтезаторах вместо таблицы волн применяется формантный синтез, при котором используются не все, а только характерные волны. Стоит он очень дорого и используется исключительно в профессиональном оборудовании (дорог не формантный синтез, а описание реальных инструментов в этой форме).

Sample — сэмпл, образец звука. Очень часто бывает достаточно записать звуки и потом просто воспроизводить их в нужный момент (например, записать звук всех клавиш рояля).

Sample Playback — способ звукоизвлечения, основанный на вышеуказанной методике проигрывания предварительно записанных звуков. Рекламируя свой товар, производители часто называют его WaveTable, поскольку записанные звуки представляют собой своего рода таблицы. Весь набор инструментов, воспроизводимых с помощью имеющихся звуков, называют банком. Устройства этого типа наиболее распространены. Многие синтезаторы других типов также используют этот метод как основу.

Samlper — устройство для записи/воспроизведения фрагментов звучания (сэмплов). Обычно выполняет также все функции SamplePlayback-устройств как синтезаторов (в отличие от них, здесь нет готовых звуков).

Physical Modelling — физическое моделирование, имитация физических процессов, приводящих к определенному звучанию инструмента. Основными способами синтеза звука моделированием являются аддитивное звукоизвлечение путем добавления гармоник к основному сигналу, субтрактивное удаление лишних гармоник из основного сигнала, формантное сложение сигнала из отдельных гармоник. В чистом виде эти виды синтеза для создания музыкальных инструментов не используются из-за отсутствия чистых музыкальных тонов. Основной создания звука из отдельных составляющих в зависимости от способа звукоизвлечения является обычно комбинация разных методов. Именно этот метод используется обычно в аддитивных, субтрактивных и формантных синтезаторах. Также широко применяется при создании синтезаторов моделирование при помощи различных алгоритмов физических устройств в целом: генераторов, усилителей, фильтров.

Analog — аналоговый (подобный). Природный сигнал, характеризующийся непрерывностью и соответствием записи своему оригиналу. При помощи современного оборудования запись, а главное, хранение таких сигналов без искажения невозможны. Тем не менее, это наиболее натуральная форма представления сигнала (все природные процессы и звук в том числе — аналоговые).

Digital — цифровой. Представление сигнала числовыми значениями уровня характеризуется дискретностью (прерывистостью). В этом случае исходный сигнал записывается в виде значений уровня через определенные промежутки. Частота промежутков или выборки (дискретизации) определяет близость записи к форме оригинала, а разрядность используемых чисел — соответствие амплитуды. Основное преимущество такого сигнала — возможность хранения и обработки без потери качества (обратите внимание, обработка без потери качества в звукозаписи используется мало, поскольку обработка звука подразумевает его полную трансформацию в совершенно иной звук, возможно, с лучшим звучанием, но отличный от оригинала).

Virtual Synthesizer — виртуальный (ненастоящий) синтезатор. Реализация функций синтезатора на имеющемся оборудовании (например, в виде программы для компьютера или при помощи функций другого синтезатора).

General MIDI (GM) — описание стандартного набора звуков и команд для MIDI-устройств.

General MIDI Level 2 (GM2) — обновленная версия стандарта GM с увеличенным числом звуков и команд.

eXtended General (XG) — расширение стандарта General MIDI, используемое в инструментах фирмы Yamaha.

General Synthesis (GS)
— расширение стандарта General MIDI, используемое в инструментах фирмы Roland. Это расширение поддерживается подавляющим большинством инструментов других производителей.

Sequencer Секвенсер — устройство или программа для записи/воспроизведения последовательностей (MIDI-сообщений), что-то наподобие магнитофона.

Bank — банк. Набор или объединение звуков/параметров. Банками называют объединения номеров инструментов, наборы звуков, наборы характеристик звучания и т. п.

Polyphony
— полифония. Характеристика, отражающая количество одновременно воспроизводимых звуков (например, сколько нот одновременно способен воспроизводить синтезатор). Для General MIDI-устройств полифония обычно составляет от 32 до 128 нот.

Multitibral — мультитембральность. Определяет количество воспроизводимых разных звуков (например, количество инструментов, единовременно воспроизводимых синтезатором). Для General MIDI-устройств обычны значения от 16 до 32, что позволяет одновременно воспроизводить на 16 каналах разные инструменты. Правда, при полифонии в 32 ноты при одновременном звучании всех инструментов каждому достается по 2 (32 ноты/16 каналов) ноты.

Channel — канал. В MIDI передаваемым сообщениям присваивается номер канала (от 1 до 16). Получается как бы 16 дорожек воспроизведения (или 16 музыкантов), на каждой — свой инструмент и свои ноты. Многие инструменты позволяют управлять распределением каналов и их характеристиками.

Port — порт. Так обозначаются интерфейсы приема/передачи MIDI-сообщений. Обычно используются традиционные обозначения In (вход) Out (выход) и Thru (сквозной, или транзитный). Выход одного устройства соединяется со входом другого устройства.

RPN Registered Parameter Number
— (значение известного параметра) сообщения, изменяющие значения каких-либо параметров.

NRPN Non-Registered Parameter Number — (значение неизвестного параметра) сообщения, определяющие значения параметров. С точки зрения исполнителя сообщения RPN и NRPN несут одинаковую нагрузку — изменение/задание параметров работы модуля.

SysEx System Exclusive message — эксклюзивное системное сообщение. Как понятно из названия, это сообщение специально для определенного устройства. Такие сообщения часто используются для задания режимов работы вместо NRPN и RPN, поскольку позволяют точно адресовать устройство, которому предназначены (все модели MIDI-устройств имеют специальные идентификаторы, притом, что существуют идентификаторы групп, например GM-сообщения, будут приняты всеми устройствами, совместимыми с General MIDI. Сообщения, адресованные Roland XP будут приняты всеми модулями этой серии, а сообщения для XP-50 будут приняты только модулями этой модели). То есть если сообщения NRPN и RPN будут обрабатываться всеми устройствами, способными их принимать и обрабатывать, то SysEx только теми, которым они предназначались. При этом у NRPN и RPN есть большое преимущество — они быстрей обрабатываются модулем, поскольку однозначно указывают, какие параметры меняются. Для SysEx нужно дополнительное время чтобы выяснить, что за параметры там указаны (так как эти сообщения могут передавать в модуль еще много разной информации). Вообще в выборе способа управления параметрами лучше опираться на инструкцию к модулю — обычно там указаны оптимальные методы (а еще лучше использовать дополнительные панели управления или компьютерные программы для управления соответствующим синтезатором). От чтения инструкции они не спасут, но значительно облегчат задание нужных параметров.

SMF (Type 0, Type 1, Type 2) Standard MIDI File — стандартный MIDI-файл. Стандартный файл, содержащий MIDI-сообщения. Обычно SMF-файлы имеют расширение .mid (но могут .rmi). Эти файлы позволяют хранить записи и использовать их на разном оборудовании (при этом устройства могут применять и собственные форматы хранения записей). Пример: музыка на MIDI.Ru. Хотя некоторые мелодии, предназначенные для определенных синтезаторов, на вашем синтезаторе могут звучать кошмарно, они будут слышны, и их можно при желании адаптировать к любому другому синтезатору, поскольку формат записи определяется стандартом (собственные форматы записи модулей могут при этом вообще не поддаются описанию). Единственное неудобство, созданное разработчиками стандарта, — наличие трех типов стандартного MIDI-файла:
Тип 0 (Type 0) — это запись всех сообщений в том виде, в каком они передаются устройствами (файлы этого типа легко читаются всеми устройствами);
Тип 1 (Type 1) — запись, разделенная на отдельные дорожки (Tracks). Обычно используется при создании и хранении композиций, поскольку удобен для восприятия человеком;
Тип 2 (Type 2) — разделение записи на отдельные асинхронные дорожки (каждая может начинаться, когда угодно) и паттерны (последовательности), на которые могут ссылаться дорожки. Аналогичен формату ритм-машин и программ-трекеров, применяется очень редко и практически не поддерживается.

DAC (Digital to Analog Converter) — цифро-аналоговый преобразователь. Устройство, для перевода цифровых сигналов в аналоговую форму. Является главным при воспроизведении цифрового звука.

ADC (Analog to Digital Converter) — аналого-цифровой преобразователь. Устройство для перевода аналоговых сигналов в цифровую форму. От него во многом зависит качество записи звука в цифровой формат.