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MIDI系统

发布日期:2020-10-23 浏览量:550次
MIDI系统
    MIDI是Musical Instrurment Digital Interface(乐器数字化接口)的缩写,其含义是电子乐器之间进行信息交换的一种协议,由Dave Smith在1981年提出,并在1983年被广泛接受并由国际MIDI标准委员会正式确定为MIDI 1.0协议,它规定了电子乐器之间连接的硬件接口和通信规范,由此将不同厂家生产的电子乐器统一起来,正因为MIDI技术的出现,使得电子乐器的范畴进一步扩大,如今具有MIDI接口的声卡,电子合成器,键盘,音源,鼓机等设备都能够相互连接起来,组成MIDI系统,通过MIDI接口可以完成控制、传输信息,MIDI系统已经成为音响系统信号输入中举足轻重的一部分。
MIDI技术基础知识
    1.MIDI接口和设备连接
    MIDI有三种类型的接口形式,即MIDI In(输入)、MIDI Out(输出)、MIDI Thru(转接),如图5-28所示。

    MIDI In的作用是接收从其他设备传来的MIDI信息,MIDI Out的作用是发送设备自己产生的MIDI信息,MIDI Thru是MIDI信息的中继转接口,其作用是将输入口接收的信息精确复制,并把它传输到其他MIDI设备,这种设计允许用户同时控制所连接的多个MIDI设备,在一些低端的设备上没有MIDI Thru接口,但可以通过独立的MIDI转接器提供多个MIDI Thru接口。
    MIDI端口都支持标准的MIDI线缆连接,最长不可超过15:24m,MIDI线缆有屏蔽的双绞线和两端的5针DIN插头(德国工业标准)组成,如图5-29所示。

    图5-30所示的是一个简单的MIDI系统,他由一个MIDI键盘控制器和一个MIDI声音模块(音源)组成,如果MIDI键盘乐器在其内部既包含键盘控制器,又包含声音模块功能,就称为合成器,在这些单元中,键盘控制器和声音模块之间已经有内部连接,这个连接可以通过该设备中的控制功能(local control)对连接打开(ON)或者关闭(OFF)。

    如果在一个MIDI设备上的MIDI IN连接器接收到的信息通过MIDI THRU连接器输出到另一个MIDI设备,并可以连接多个MIDI设备,这样就组成了一个复杂的MIDI系统,如图5-31所示,MIDI键盘控制器对MIDI音序器来说是一个输入设备,而音序器的MIDI OUT端口连接了几个声音模块。

    2.MIDI通道
    每根MIDI线都支持16个逻辑通道,每个逻辑通道可指定一种乐器,如图5-32所示,这16个通道可以执行独立的工作,MIDI设备可以根据需要将其设定成对指定通道上传达的信息产生响应,而不去响应其他通道上传达的信息。

    3.MIDI信息
    MIDI文件相对于数字音频文件要小得多,这也成为MIDI技术广为流行的一个重要原因,数字音频文件存储的是将声音波形经过A/D转换后的二进制文件,而MIDI文件记录的是控制信息,真正发生的文件存储在音源里,MIDI信号是串行数字信号,传输速率为31.25Kb/s,这些信息由一些8bit(字节)字符串组成,他们把一系列的命令传输给系统内的设备。
    根据MIDI信息的构成,可将MIDI信息分为两种类型,即状态字节和数据字节,状态字节在MIDI信息中用来识别接收设备接收到的独特MIDI功能和可访问的通道命令,数据字节用来将与状态字节相伴而来的触发的实际数值进行编码。
    标准MIDI的信息一般由三个字节构成,但也有些信息是由一个或两个字节组成的,MIDI信息可分为通道信息和系统信息,通道信息中又包含声音信息和模式信息,系统信息中又包含实时信息、公用信息和专用信息,他们之间的关系如图5-33所示。

    声音信息是用来控制乐器声音的信息,他被送往声音通道,模式信息是表示乐器的声音信息响应的信息,他被送往乐器的基本通道,公共信息是对系统的所有设备都起作用的信息,独占信息是乐器制造厂提供给使用者的信息,他可以具有任意数据的数据字节,系统实时信息的作用是控制整个MIDI系统,使系统能按照时序来执行一系列工作,通道消息规定了乐器在特定通道上接收信息的方式,有本机开关(Local On/Off)、全通道模式关闭(Omni Off)、全通道模式打开(Omni On)、单音模式(Mono Mode)、复音模式(Poly mode)等。
    4.MIDI音色标准
    由于早期的MIDI设备在音色排列上没有统一的标准,造成不同型号的设备回放同一音乐时会出现音色的偏差,为了弥补这一不足,便出现三种颜色排列方式的标准——GS、GM和XG。
    GS是最早出台的音色标准,由Roland公司制定并推出的,它完整的定义了128种乐器的统一排列方式,并规定MIDI设备的最大复音数不可少于24个等详尽的规范
    GM制定于1991年,是在GS标准的基础上简化而成的,把GS标准中音色编辑和音色选择部分去掉了,由于它比较符合众多中小厂商的口味,一时间成为了业界广泛接受的标准。
    XG标准是与Roland公司相匹敌的YAMAHA公司于1994年推出的,与GM和GM相比,XG提供了更为强劲的功能和扩展功能,并且兼容以上两大标准,凭借YAMAHA公司在计算机声卡方面的优势,使XG在PC机有着广阔的用户群。
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