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MIDI文件除了有常用的以.mid为扩展名的格式以外,还有一种以.rmi为扩展名的。这种格式与.mid不同的是它在.mid格式的前面增加了一个文件头,后面的部分几乎和.mid的一样。即.rmi=RMI格式文件头+.mid文件。' J$ U' v8 {; D# Z4 K8 a, E
4 g. H+ `- H9 i( o \
这个文件头可以描述成以下这种形式:* O% }8 r' X1 t; f' S' y' B, {" A
2 S+ d+ j( Q. F/ B
52 49 46 46 LL LL LL LL 52 4D 49 44 64 61 47 61 SS SS SS SS$ j& w4 a$ ^! z! t
7 F. }& L4 D# u- ^1 D0 H& G
和.mid文件格式类似,这个文件头的前四个字节是“RIFF”,接下来的是一个四个字节的整数,它表示从最后一个LL起到文件结束的字节数。假设这个数是100,则这四个字节就是“64 00 00 00”。然后紧接着的八个字节又是文字标识,不过这次是“RMIDdata”,最后的四个字节SS,表示MIDI文件的字节数,如果MIDI文件长度为139,则这四个字节就是“8B 00 00 00”。文件头后就是和MIDI文件一样的内容了,这些内容的长度就是SS的值。6 q$ h* y' s2 f
+ L8 Z! h3 N8 S2 J6 N3 L
该文档是前两编的补充,主要讲述以下内容:- V% X# j# q) Y2 I. n% z" E. z
0 O# u6 |( o! Q z音符十六进制的计算
0 \9 @) {, }, J6 \0 o$ u! S. i关于乐器选择, }+ S, B9 E/ ^
RPN和NRPN0 z$ _$ ?' q1 a+ @) y% @
在MIDI中,中央C是C5,最低音是C0,最高音是G5,要计算任何一个音符对应的十六进制,可以使用这个公式:: S3 N7 `6 r" Q" j# s0 H
# Y& ~( m8 s; @假设音符是NO,表示第O八度的音名N,比如G2中,N为G,O为2,则它的十进制为O*12+N,N的值为了简便起见,用下表给出:3 b# d, i# Z" o5 t/ `
" x/ R( O. _! N; H6 o0 u. B) U' s1 n1 j
3 y' i: p+ R! t: L+ c9 A. N$ e这样G2的十进制值为2*12+7=31,十六进制为1F。
( p, D* r; ?6 g* t9 e; Q' f+ b% c* N" g' Q' O, O
若知道音符的十六进制,也可以很容易求出音符,比如64(16)=100(10),
. G! `- J' i$ A1 A+ H6 ]
/ \, ^/ l" V* \( B而100 div 12=8,100 mod 12=4,对应音符为E8。写成公式就是:; R7 J8 X. E3 j, i! p3 D
9 H% l2 C+ }$ J4 W- b( o3 j! ^. rN=B mod 12;O=B div 12;(设B为表示音符的字节的十进制数)$ M0 x( `, B# {. }2 d# S
, a* z; {; w: Y' E3 i
乐器是MIDI中比较重要的因素,要选择所有的乐器不仅仅只是使用Cx号标志就能完成的,还必须结合BankSelect(乐队选择),而BankSelect其实是由0号控制器和32号控制器完成的,它们的十六进制代码分别是00和20.比如要选择出XG标准中的Slow Violin,它在第08H个乐队中的第28H号乐器中,所以它的完整代码应为“00 B0 00 00 00 20 08 00 C0 28”。我们来分析它的构成:这里我们假设时间差为00,所有信息都发给通道00,所以第一个00是时间差,B0是打开控制器的标志,并指定发送到通道00,接下来的00 00,是由控制器号00和控制器参数00构成的,它事实上是表示0号控制器的参数为0,即BankSelect-MSB的参数为0,然后是下一个事件,它是“00 20 08”,即时间差是00,使用20H号控制器,参数为08H,即BankSelect-LSB的参数是08H,这样就指定了Bank(乐队)。再下来就是“00 C0 28”,就是所谓的Patch Change事件了,它的时间差为00,参数是28H。这样就完成了标准的乐器选择。
0 c! J$ C+ I3 R% K3 s k" `6 |" V. w4 i# T+ x0 d
事实上,它是由三个事件共同完成的,如果某次选择乐器和上次的乐器有共同的参数,可以不必重复使用相关的操作。$ `+ _! K4 {" U" v6 V
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在本例中,您可能发现了一点,当连续使用同类操作时可以不必每次指定操作种类,比如这里的连续再次使用控制器,所以第二个控制器并没有使用B0作为标志,而是直接使用控制器号码和它的参数。这一点和音符是一样的。其实,如果连续使用Patch Change事件(我是说如果),则也可不必每次都写Cx,打开了一次就可以了;不过就Patch Change事件而言,连续地更换乐器的结果是仅最后一个有效而已。
0 B" M! y! _! L! } d. w+ M+ D7 K& u9 t! n
在前面的文档中并没有提及RPN和NRPN,其实它们是由四个连续的控制器来实现的。我们假设要使用RPN事件的Coarse Turning,它的参数假设是4096,则它的字节是“00 B0 65 00 00 64 02 00 06 20 00 26 00”,我们来分析这段字节:首先我们先看看RPN是由哪四个控制器组成的——首先设置RPN-MSB和RPN-LSB,分别对应的控制器是65H和64H,Coarse Turning的RPN码是2,所以MSB为0,LSB为2;然后是设置Data Entry MSB和Data Entry LSB,对应的控制器是06H和26H,而4096 div 128=32,4096 mod 128=0,对应的十六进制数分别是20H和00H。因此就构成了上面的字节。而NRPN和RPN原理是一样的,只不过不用RPN-MSB和RPN-LSB,而改用NRPN-MSB和NRPN-LSB而已,它们对应的十六进制数分别为63H和62H。
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8 ]; _3 S1 T1 ?' K+ R要书写二进制(十六进制)文件,应该准备好一些工具,比如我自己用的是VC++,因为学习MIDI格式无非是想写它的软件,既然VC++可以编辑二进制文件,就将就着用吧。其次,应该找个可以编辑和播放MIDI文件的软件,比如Cakewalk,这样就可以开始了。
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首先书写文件头“4d 54 68 64 00 00 00 06”,我们直接写同步多音轨的格式,先写1个音轨,并以120为一个音符的基本时间。这样,随后的字节是:“00 01 00 01 00 78”。
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7 {0 v- A3 _7 c" J3 [现在,如果用Cakewalk打开会失败,因为我们指定的音轨数为1,但是并没有书写任何音轨,如果改成“00 01 00 00 00 78”再打开,就不会出问题了。所以,今后如果更改了音轨数,千万不要忘记向“上头”汇报。
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把轨道数改回01,继续我们的实验。先写音轨的头信息:“4D 54 72 6B”(MTrk),因为我们还不能确定后面有多少字节,所以先把它假设成“00 00 00 00”,以后再回来改。
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1 M; C# A/ z3 t# L/ ?我们先尝试设置歌曲的速度和节拍等基本信息。假设一个四分音符的时间是半秒,即0.5*106微秒。它的十六进制数是07A120,再看事件表,设置速度是51,但是在其前面必须是FF,然后它须要3个字节作为参数,因此字节数为03,参数为“07 A1 20”,也就是“FF 51 03 07 A1 20”。这是事件部分,不要忘记在其之前有个参数——时间差。这是一开始就应该设置的参数,因此时间差为00。所以,完整的事件应该是“00 FF 51 03 07 A1 20”,我们把这一段追加在Midi文件末尾。
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; D+ g+ l, e2 v' Y2 n这时先不要急着用Cakewalk验证,因为我们还没有向“上级”报告,没错,把前面表示字节数的“00 00 00 00”改成“00 00 00 07”,如果用VC++作为二进制文件的编辑器,选择了事件后,可以在状态栏看到选择的字节长。保存后,再用Cakewalk打开,就可以看见速度是120。
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我们再来设置节拍和调号,因为一般用Cakewalk新建一个Midi会默认地设置成4/4,C大调,我们就改设成6/8,A大调。查阅事件表知道,58和59是分别用来设置节拍和调号的。虽然设置节拍的参数很多,但在现在的系统中,后两个参数是被忽略的,而且Cakewalk还会对其进行修正。因此,我们只要设置好实际有用的就可以了。分子是6,分母是8,所以第一个参数是06,第二个参数是03(23=8)。最后,补上前面的时间差和后面的两个被忽略的参数,它应该是“00 FF 58 04 06 03 00 00”;再看调号,A调有3个升号,因此可以这样的事件可以表示为“00 FF 59 02 03 00”。事实上,大小调是个被忽略的参数。我们统计一下至今为止事件的字节数,然后更改前面的参数,即把“00 00 00 07”改成“00 00 00 15”。保存后用Cakewalk打开,再进入五线谱窗口,就可以马上验证了。细心的你可能已经发现,进入五线谱窗口前和平常有些延迟,这是因为我们并没有设置好那些可以忽略的字节,而Cakewalk就是在对其进行重新验证,这一点,我们以后再讨论。
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