из электронной библиотеки / 435556696262211.pdf

с использованием GM, будет воспроизводиться корректно и на GS-

и на XG-синтезаторах.

Отличия формата MIDI от формата WAVE

В свете вышесказанного нетрудно догадаться, что MIDI-формат принципиальным образом отличается от формата WAVE,

поскольку предназначен для хранения совершенно иного типа данных и не предназначен для хранения звука, являясь по сути лишь способом представления нотных партитур в цифровом

(двоичном) виде. Таким образом, и прямое преобразование файлов в формате MIDI в файлы формата WAVE и ему подобных

(включая MP3) невозможно.

o Проблемы качества звучания MIDI-файлов

Характер звучания результата синтеза может различаться весьма существенно при использовании различных синтезаторов. В этой связи полезно будет рассмотреть основные из существующих типов синтеза звука, к каковым можно отнести:

собственно синтез по неким математическим зависимостям;

WAVE-синтез (сэмплирование), т. е. синтез звука на основе заранее оцифрованных звуковых фрагментов (сэмплов).

Эпоха звука на персональных компьютерах началась с синтезаторов,

основанных на первом типе синтеза. Его особенностью является необходимость в вычислительном устройстве с весьма высокой

производительностью, поскольку синтез качественных звуков происходит по довольно сложным формулам. Очевидно, поэтому в то время (хотя было это всего несколько лет назад) для синтеза

Несколько позднее был разработан новый, гораздо более эффективный

метод — WAVE-синтез, который и используется в подавляющем

большинстве современных синтезаторов. Принцип, лежащий в его основе, достаточно прост: заранее оцифрованные звуковые

фрагменты просто воспроизводятся на разной скорости, что и позволяет получать звуки разной высоты. Задача отвечающего

за синтез процессора в этом случае несоизмеримо проще, нежели при синтезе звуковых волн по сложным зависимостям. Качество же результирующего звука при этом определяется, главным образом,

качеством исходного звукового фрагмента, которое может быть сколь угодно высоким. Синтезаторы, работающие по описанному принципу, называют сэмплерами (от англ. sampler), а используемые

в качестве основы для синтеза звуковые фрагменты — сэмплами

(samples).

До относительно недавнего времени сэмплеры были доступны

немногим в силу их дороговизны — отчасти из-за необходимости

в большом количестве оперативной памяти для мгновенного

доступа к сэмплам без ощутимых задержек при живом исполнении

в разных моделях звуковых плат от разных производителей, сильно различалось и при этом было довольно низким.

o Улучшение качества звучания MIDI-файлов

Одной из попыток решить проблему низкого качества MIDI-музыки

на MIDI-клавиатуре и появлением соответствующего звука. Кроме того, тембры нельзя было заменять. Поэтому желающие более-

менее серьёзно заниматься музыкой на компьютере устанавливали

довольно дорогостоящие звуковые платы, обладающие синтезатором с очень качественными (но, к сожалению, опять же

«вшитыми») тебрами, либо платы с возможностью использования

произвольных тембров путём их загрузки в собственную

оперативную память звуковой карты, т. е. по сути сэмплеры. Это,

разумеется, способствовало поднятию качества звучания MIDI-

музыки на новый уровень.

В последнее время широкое распространение получили программные

сэмплеры с исключительно небольшим (что достигнуто использованием передовых алгоритмов и интерфейсов вроде ASIO)

временем задержки, предоставляющие практически все

возможности аппаратных сэмплеров и обладающие, кроме того,

гораздо большей гибкостью и удобством в использовании

по сравнению с последними за счёт возможности обновления и тесной интеграции с программными MIDI-секвенсорами,

используемыми для работы с музыкой посредством MIDI (записи,

редактирования MIDI-партий и проч.). Будущее в области создания

музыки на компьютере, несомненно, именно за программными

сэмплерами.

Примечательно, что понятие банка звуков (т. е. набора сэмплов,

и совершенно незачем ограничиваться рамками жёсткого перечня

GM-тембров. Но именно жёсткий перечень лежит в основе MIDI-

стандартов GM, GS, XG.

Вероятно, здесь и находится грань, разделяющая слушателя

и музыканта — у них просто разные цели. И если для слушателя на одном из первых мест универсальность, присущая конкретным

его инструментов.

Intro…

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) - это протокол, содержащий набор стандартных команд для взаимодействия между звуковыми устройствами. В конце 70-х годов индустрия уже имела в арсенале множество инструментов и устройств обработки, но они никак не

были связаны между собой. Со стороны производителей было предложено несколько вариантов взаимодействий, но общей стандартизации не было.

Толку от того, что вы можете подключить две или три модели - этого мало. Причем такие варианты коммутаций обычно делались на заказ. На выставке NAMM 1981 года между Икутаро Какехаши

(Roland), Томом Оберхеймом (Oberheim) и Дэйвом Смитом

(президент Sequential Circuits) состоялся первый разговор на эту тему. В результате, общими усилиями был разработан интерфейс

MIDI. Официальной датой его возникновения считается 1982 год.

Для поддержки этого стандарта в 1983-1984 гг были сфомированы комитет по MIDI стандартам (JMSC), Ассоциация MIDI

Производителей (MMA) и Международная MIDI Ассоциация

(IMA), задачей которых было осуществление скоординированных действий между производителями, а также пользователями.

За прошедшее время в стандартизацию MIDI 1.0 было добавлено несколько новых полезных команд и функций, но сейчас мы пользуемся в основном тем, что было разработано в начале 80-х.

При этом за прошедший период было выпущено столько аппаратуры, поддерживающей Musical Instrument Digital Interface,

что уход этого стандарта видится невозможным. Его постоянно пытаются заменить и придумать что-то новое, но изобретаемые стандарты должны обязательно быть совместимыми с MIDI - иначе их не примет рынок.

Поэтому, сейчас в рамках использования инструментов и компьютерных устройств MIDI воспринимается как простейшая командная система и все надстройки над этим стандартом,

разработанные ранее просто теряются. Командная система MIDI

уникальна и сейчас используется не только в музыке, но и в реализации программного управления любыми техническими

процессами. Например, в робототехнике довольно известна фирма

MediaMation (http://mediamat.com/), которая производит оборудование для обеспечения дистанционного программного управления с помощью MIDI-интерфейсов. Помимо этого протокол

MIDI использовался для обеспечения интерактивности в системах виртуальной реальности. Всему виной простота,

распространенность и низкая стоимость этих устройств.

Что же такое MIDI? Стандартный интерфейс MIDI позволяет передавать сообщения по 16 каналам для одного порта (в

современных аппаратных решениях портов может использоваться несколько, а интерфейсы называются мультипортовыми). В числе таковых сообщений можно перечислить информацию о ноте,

инструменте и его смене, повороте колеса питча (изменения тона),

скорости нажатия клавиши, длительности нажатия и т.п. Передача данных по MIDI протоколу осуществляется в одном направлении со скоростью 31250 б/с в шестнадцатеричном коде. Каждый байт данных начинается стартовым и заканчивается стоповым битом, так что фактически скорость передачи получается равной 3125 байт/с. MIDI-данные содержат только набор команд и не подразумевают наличие непосредственно аудиоданных. В стандартной клавиатуре встроен специальный контроллер, который обрабатывает информацию о нажатой ноте и т.п. и преобразует ее в стандартный шестнадцатеричный код. Этот код поступает на принимающее устройство (в частности, синтезатор), расшифровывается им и воспроизводится (сообщения преобразовываются в события). MIDI-

файлы (файлы с расширением .MID) и модули секвенсоров, также содержат в себе набор этих команд, распределенный относительно времени.

Свнедрением MIDI музыканты получили как плюсы, так и минусы.

Бесспорно, положительная сторона этого протокола - небольшой

объем данных по сравнению с тем же аудио. Это активно использовалось на заре развития компьютерных игр, когда аппаратные мощности и физические объемы памяти просто не позволяли вращать большим объемом аудиоинформации. Гейм композиторы того времени активно пользовались MIDI-

синтезаторами для создания музыки. Теперь это же MIDI-

информация активно используется в портативных устройствах и мобильных телефонах.

Второй плюс MIDI состоит в том, что в этом стандарте изначально закладывалась полифония. То есть можно было без труда использовать несколько инструментов.

Наверняка многие из вас видели гнезда MIDI In, MIDI Thru и MIDI Out (стандартные пятиштырьковые разъемы DIN-5) на коммутационных панелях синтезаторов, сэмплеров, эффект-

процессоров и т.п. В идее использовать три потока была заранее заложена возможность сложной коммутации, ведь MIDI Thru - это тоже самое, что и MIDI Out. Таким образом, можно было подключать сразу несколько устройств как это показано на рисунке.

Варианты коммутации могут быть различными.

MIDI-сообщения

Что же было изобретено на самом деле? На рисунке показана схема коммутации, взятая в качестве примера. Под цифрой 1 показано устройство, которое является независимым инструментом (таким как аналоговые синтезаторы 60-х - 70-х), и пусть это будет аналоговый синтезатор. При нажатии клавиши клавиатуры, датчики фиксируют это событие и блок преобразования превращает его в сообщение для блока синтеза, который в свою очередь, получает необходимую информацию и воспроизводит необходимый результат.

При этом между блоком преобразования сигнала с датчиков и блоком синтеза существует свой поток данных (если мы говорим об аналоговых синтезаторах, то это будет аналоговый сигнал,

созданный определенным образом). Теперь обратим внимание на устройство 2. Допустим, что это современная MIDI-клавиатура. В

этом устройстве информация с датчиков преобразуется и поступает в MIDI-интерфейс, который конвертирует аналоговый сигнал в

цифровой поток, включающий набор команд и передает его на любое MIDI-совместимое устройство (сэмплер, РС, цифровой синтезатор). В результате получается универсальная модель коммутации. Обратите внимание на то, что наш аналоговый синтезатор тоже можно подключить к MIDI, для этого достаточно перевести MIDI-сообщения в аналоговые сигналы управления,

понятные для аналогового блока синтеза.

Свнедрением MIDI ситуация на рынке синтезаторов изменилась.

Получили распространения устройства, именуемые звуковыми

модулями, а, по сути, они представляли собой синтезатор или сэмплер, но без клавиатуры. Такие модули управляются по MIDI.

Со временем развился еще один специальный класс устройств - MIDI-

датчики, который мог транслировать в MIDI-сообщения сигналы от обычной гитары либо ударной установки. Это также виток развития

MIDI-технологии, который не прижился.

Обычной коммутации оказалось мало - необходимо было обеспечить инструментальную совместимость различных устройств. То есть,

если вы играете на тембре пианино, то желательно, чтобы все устройства воспринимали и воспроизводили этот же тембр.

Поэтому следующим шагом в развитии MIDI было создание стандартного протокола General MIDI, который являлся ничем

иным как стандартизированным набором из 128 инструментов

(программ) плюс один банк из 44 звуков (пэтчей) ударных. При этом за мелодическими инструментами осталось 15 каналов, а за ударными был закреплен один, идущий под номером 10.

Стандартный банк General MIDI предусматривал практически все инструменты, использующиеся в реальной индустрии, начиная от

скрипок и заканчивая некоей эмуляцией современных органов.