多媒体知识基础——MIDI技术

如果你喜欢音乐，又爱玩电脑，那你肯定不会对MIDI这个词陌生。一直以来MIDI就是电脑音乐的代名词，MIDI技术的多方优势和技术应用已经为广大音乐工作者和音乐爱好者所接受。在现代音乐制作上，MIDI技术已达到不可取代的地位。无论是在影视制作、游戏开发、广告配乐和计算机多媒体应用中都可以找到MIDI技术的影子。作为电脑音乐，MIDI的优势在于其易修改性，可以表达传统乐器无法表现的特殊声效，优良的音质和宽广的音域。精明的录音师可以方便的利用MIDI玄乐技术得到一支"永不出错的玄乐队"；好莱坞许多电影的配音已抛弃了传统乐器而完全围绕着MIDI进行了。随着电脑和因特网的迅速发展，MIDI以其种种优势也开始在普通计算机爱好者中流行开来。很多人正是在听到真正优秀的MIDI音乐之后，才彻底改变了对电子音乐的看法。

    什么是MIDI
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& j! M5 J  x% S# o8 {) |    MIDI是音乐设备数字接口（Musical Instrument Digital Interface）的英文简写。MIDI并不是一个实实在在的东西，而是一个国际通用的标准接口，是一种电子乐器之间以及电子乐器与电脑之间的进行交流的标准协议。通过它，各种MIDI设备都可以准确传送MIDI信息。它从80年代初问世至今，它经历了长时间的发展，我们可以从广义上将其为理解为电子音乐合成器,是电脑音乐的统称，包括协议、设备等等相关的所有技术。而我们平常所说的"MIDI"通常只是指一种电脑音乐的文件格式。
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3 Z; i  `) s! b% d9 {    只要稍微留心一下，我们经常可以看到很多以MID、RMI为扩展名的音乐文件，这些就是在电脑上最为常用的MIDI格式。一首可以播放5分钟左右时间的MIDI歌曲，其容量只有百余K字节。而同样这首歌的波形音乐文件如WAV,则高达50MB左右，即使是经过MP3技术进行高比例压缩处理，也有5MB大小，相比之下MIDI可算是小巧玲珑。这样的文件，最适合在互联网上传播，MIDI文件的这个特点决定了MIDI音乐肯定是与Internet联系最密切的音乐。

0 U- l4 q& [5 Z! P    MIDI和普通的音频文件有什么不同
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$ C8 o0 o! ]9 E    MIDI文件并非像WAV或MP3那样量化的纪录乐曲每一时刻的声音变化，它记录的是如"音乐在什么时刻，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"等等这样的信息，所以MIDI文件本身并不是音乐，而是发音命令，MIDI文件本身只是一些数字信号而已，不包含任何声音信息。而WAV是把声音的波形记录下来，将这些模拟波形转换成数字信息，这些信息所占用的体积显然要比只是简单描述性的MIDI文件大的多。

    MIDI音乐是如何被播放的
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    既然MIDI文件只是对乐曲播放的描述，本身并不包含任何可供回放的声音信息，那么一首首动听的电脑音乐又是如何被我们的声卡播放出来的呢？这就要通过形式多样的合成手段了，即当播放MIDI时，计算机将指令发给声卡，声卡按照指令将MIDI信息重新合成起来。所以，MIDI的播放效果取决于用户MIDI设备的质量和音色。就电脑声卡而言，最为常见的手段是FM合成与波表合成。前者多用于以前的ISA声卡，FM是"频率调变"的英文缩写，它运用声音振荡的原理对MIDI进行合成处理。但由于技术本身的局限，加上这类声卡采用的大多数为廉价的芯片，效果自然差劲；而波表合成所带来的效果要远远超过FM，而且在电脑上已被广泛运用，各类波表声卡、波表软件层出不穷。
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什么是波表
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    波表的英文名字是"WAVE TABLE"，即"波形表格"的意思。其实它是将各种真实乐器所能发出的所有声音（包括各个音域、声调）录制下来，存贮为一个波表文件。譬如钢琴就有钢琴的音色样本，吉它就有吉它的音色样本。播放时，根据MIDI文件纪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，这样可以达到最真实回放效果。对于一款波表声卡或波表软件而言，衡量其波表性能的指标主要有以下几个方面。

5 f$ C3 X: Q( S* m1 ?' P    首先是波表库容量，由于波表合成技术是将真实乐器的音色采样录制下来再进行合成处理的，所以波表越大音色采样就越真实，效果就越好。专业MIDI设备的波表库可高达32MB以上。而现在的PCI声卡一般可提供2MB的波表库，较好的为4MB。就听感而言4MB音色库所能达到的效果已经相当不错了。虽然与专业设备有差距，但对于普通用户而言已经足够。近年，随着计算机技术的飞速发展，各种软件波表应运而生，而且大有取代硬波表之势。YAMAHA SYXG-100是YAMAHA公司推出最新的普及型软波表。

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" ]) q% r$ [! L0 A# P8 K; P    软波表的最大妙处就在于它是"免费"的，下载一个波表软件，安装到机器里，您就可以享受波表合成的惊人效果了。

0 @1 R3 Y" i! n+ Q    然后是复音数。在各类声卡的外包装上，我们经常会看到诸如64、128之类的数字，有些用户乃至商家将它们误认为数据处理通道单位。其实64、128代表的只是此卡在MIDI合成时可以达到的最大复音数。所谓"复音"是指MIDI乐曲在一秒钟内发出的最大声音数目。太小的复音数，会使一些比较复杂的MIDI乐曲在合成时就会出现某些声部被丢失的情况，直接影响到播放效果。另外还有"硬件支持复音"和"软件支持复音"的概念。所谓"硬件支持复音"是指其所有的复音数都由声卡芯片所生成，而"软件支持复音"则是在"硬件复音"的基础上以软件合成的方法加大复音数，但这是需要消耗CPU资源。

8 Q& M5 [$ u2 i  r3 z, L7 A    最后是特殊效果。大容量的波表和高复音数的支持给MIDI提供了良好的表现空间。但要想达到近乎真实乐器的演奏临场效果，还需要一些必要的修饰，大部分波表也提供了一些特殊效果的支持。其中主要包括：回馈、和声、变化三种。这些效果的应用，可以使MIDI作品更具有"人"味。