MIDI.СПК
|
Musical Instrument Digital Interface (MIDI)
MIDI-форма звуку була розроблена для електронних музичних інструментів ще в 1982 році і призначалася для передачі цифрових сигналів - так званих MIDI-послідовностей або MIDI-посилок від одних інструментів до інших, наприклад, від клавіатури до синтезатора. Слово MIDI-Musical Instruments Digital Interface, тобто цифровий інтерфейс музичних інструментів.
По суті, MIDI-послідовність складається з цифрових команд, які надсилаються музичним інструментом. Вони повідомляють про події, що відбулися - натисканні чи відпусканні клавіші або педалі, перемиканні регістру або інструменту і т.п. У цьому сенсі MIDI-послідовність те саме нотного запису. Пристрій, який за цими командами може відтворити звук, називається MIDI-синтезатором. На звуковий платі комп'ютера є такий синтезатор, але можна підключити ще і зовнішній синтезатор.
Апаратні синтезатори розрізняються за методом синтезу. В даний час використовуються методи FM-і WT-синтези. FM-синтез (від англ. Frequency Modulation - частотна модуляція) заснований на використанні декількох генераторів сигналу (операторів), зазвичай синусоїдального, із взаємною модуляцією. Тембр звуку виходить штучний. WT-синтез (від англ. Wave Table - таблиця хвиль) заснований на відтворенні семплів - заздалегідь записаних в WAVE-формі зразків звучання реальних інструментів (зазвичай однієї ноти), які перед відтворенням належним чином перетворюються. Цим досягається велика реалістичність звучання класичних інструментів, але потрібна пам'ять для зберігання семплів. Крім того, комп'ютер може по MIDI-послідовності синтезувати аналоговий аудіосигнал програмою-синтезатором (але для його відтворення все одно потрібна звукова плата).
Звукова плата дозволяє також вводити MIDI-послідовність від будь-якого підключеного до неї музичного інструменту і записувати її у вигляді MIDI-файлу (розширення. Mid,. Rmi), який потім можна програвати вже без всяких зовнішніх інструментів і включати в будь-які мультимедіа-програми. MIDI-файли в сотні разів компактніше, ніж аналогічні WAVE-файли, тому їх часто використовують для створення музичного фону в мультимедіа-програмах і Web-сторінках. Будь-який MIDI-синтезатор може відтворювати звучання більш 150 різних музичних інструментів, що мають свої номери (по англ. Patch) і назви.
Програвання йде одночасно на 16 каналах (треках) - 16 інструментах (або, точніше, в 16 оркестрових групах, що складаються з однакових інструментів). На кожному каналі одночасно може звучати дещо голосів - нот, одержуваних на цьому інструменті (їх може бути до 32). Виходить цілий оркестр, в якому одночасно може звучати 512 голосів. Число голосів на одному каналі характеризує поліфонію синтезатора. На рис. 5 показано «пульт управління» однієї з простих MIDI-програм, на якому видно всі 16 каналів, призначені на них інструменти і їх номери, а також кнопки і регулятори, за допомогою яких можна змінити звучання записаного MIDI-файлу, записати новий файл.
Створення MIDI-музики на комп'ютері дуже популярно серед музикантів-професіоналів і аматорів. Вони використовують спеціальні програми - музичні редактори (або програми-секвенсори), які досягли високої досконалості. У цих програмах зазвичай нотний запис перетвориться в MIDI-послідовність (по англ. - Sequence) і навпаки, чим і пояснюється назва програм.В даний час плати, що випускаються - є стереофонічними, що підтримують стандарт MIDI. Стереофонічні звукові плати одночасно відтворюють (і записують) декілька сигналів від двох різних джерел. Сигнал - це один звук, вироблений аудіо адаптером. У струнному квартеті використовується чотири сигнали - по одному на кожен інструмент. З іншого боку, такий поліфонічний музичний інструмент, як піаніно, вимагає для кожної ноти акорду окремого сигналу. Отже, для точного відтворення гри піаніста знадобиться 10 сигналів. Чим більше сигналів передбачено в адаптері, тим натуральніше виявляється його звучання. Найкращі на сьогоднішній день аудіо адаптери здатні одночасно відтворювати до 1024 сигналів. Популярні раніше мікросхеми синтезатора, розташовані на системній платі до 20 сигналів і стереофонічний звук. Тим не менш для підтримки MIDI в більшості сучасних звукових систем використовуються записані заздалегідь звукові схеми: подібні системи називаються таблично-хвильовими синтезаторами. У таблично-хвильових звукових платах замість синтезованих звуків, що генеруються мікросхемою частотної модуляції, використовуються цифрові записи реальних інструментів і звукових ефектів. Наприклад, при відтворенні таким аудіо адаптером звуку труби ви дійсно чуєте безпосередньо звук труби, а не його імітацію.
Перші звукові плати, що підтримували цю функцію, містили до 1 Мбайт звукових фрагментів, що зберігались у мікросхемах пам'яті адаптера. Але в результаті появи високошвидкісних шин PCI, PCIе і збільшення обсягу оперативної пам'яті комп'ютерів у більшості звукових плат в даний час використовується так званий програмований таблично-хвильовий метод, що дозволяє завантажувати в оперативну пам'ять комп'ютера 2-8 Мбайт коротких звукових фрагментів різних музичних інструментів. У даний час звукові системи в повній мірі підтримують таблично-хвильовий синтез, а поліпшені звукові функції DirectX 8.x і вище зробили можливим використання MIDI для запису ігрових фонограм. Найважливішим фактором популярності MIDI є кількість апаратно реалізованих сигналів. Навіть у сучасних звукових адаптерах (Sound Blaster Audigy) апаратно підтримується тільки 64 сигнали: всі інші звуки, необхідні для відтворення MIDI-фонограм, реалізуються програмно.
