MIDI – 解码音乐创作的数字密钥

MIDI 是什么

MIDI 是乐器数字接口（Musical Instrument Digital Interface）的缩写，它是一种用于电子乐器、计算机及其他音频设备间通信的国际标准协议和硬件接口。MIDI 传输的并非音频信号，而是有关音符、控制参数等指令的数字信息，这些信息被统一表示成 MIDI 消息，指示 MIDI 设备要做什么，怎么做，如演奏哪个音符、多大音量等。

核心功能

• 音乐创作与制作 ：音乐人可通过 MIDI 键盘等控制器将演奏的音符、节奏等信息转化为 MIDI 数据，输入到音乐制作软件中，进而利用软件中的虚拟乐器和音色库生成丰富的音乐。在制作过程中，可灵活编辑 MIDI 数据，如修改音符的音高、时值、力度，调整节奏、动态，甚至更换乐器音色等，以达到理想的创作效果。
• 音乐编辑与调整 ：MIDI 文件体积小，便于存储和传输，且在编辑时不会像音频文件那样出现音质损失。创作者可对 MIDI 文件进行切割、移动、复制、粘贴等操作，轻松修改旋律、和声、节奏等元素。例如，将一段主旋律的音符走向进行调整，或改变和弦的音程，还可以对整首曲子的节奏进行加速或减速处理。
• 音乐控制与触发 ：可发送多种控制信息，如调制轮、弯音轮、踏板等控制器的信息，以实现对音乐表现的细腻控制，如添加颤音、改变音高、控制音量和声像等，使音乐更具表现力。此外，还能通过 MIDI 接口连接各种音频设备和效果器，触发音效和控制信号，如在舞台上通过 MIDI 控制器实时操控灯光、视频等设备，实现多媒体表演。

技术原理

• MIDI 协议 ：定义了数据传输的规则和格式，包括消息类型、数据结构等。常见的 MIDI 消息有音符消息、控制变化消息、程序变化消息、弯音消息等。
• 数据传输 ：采用异步串行通信，标准通信波特率为 31.25×(1±0.01) KBaud。MIDI 设备通过 MIDI IN、MIDI OUT、MIDI THRU 等端口进行数据的接收、发送和桥接，以实现设备间的协同工作。
• 音源合成 ：计算机或电子乐器中的音源模块接收到 MIDI 信息后，根据预设的波表合成法或 FM 合成法等合成算法，将 MIDI 指令转化为实际的音频信号。波表合成法通过采样实际乐器波形并存储在合成器的 ROM 存储器中，根据 MIDI 指令回放对应声音信息；FM 合成法则利用频率调制原理，由多个正弦波叠加产生复杂的波形，以模拟不同乐器的声音。

支持平台

MIDI 技术广泛应用于多种平台，包括但不限于：

• 操作系统 ：支持 Windows、Mac OS、Linux 等主流操作系统，可在这些平台上运行各类音乐制作、播放和编辑软件。
• 硬件设备 ：除了常见的电子键盘、合成器、音序器、鼓机等专业音频设备外，许多现代的吉他、贝斯等乐器也配备了 MIDI 接口，可将其演奏信号转换为 MIDI 数据。此外，还有专门的 MIDI 控制器，如 MIDI 键盘、MIDI 鼓垫、MIDI 风控制器等，为音乐创作提供了丰富的输入方式。
• 软件应用 ：与众多音乐制作软件、数字音频工作站（DAW）、音乐播放器软件等兼容，如 Ableton Live、FL Studio、Logic Pro、Cubase 等，这些软件为音乐人提供了强大的 MIDI 编辑和创作环境。

团队介绍

MIDI 技术的开发和完善是由众多个人、公司和组织共同推动的。20 世纪 80 年代，合成器制造商Dave Smith和Ikutaro Kakehashi等先驱者们共同开发了 MIDI 规范，解决了当时电声乐器之间通信困难的问题。如今，MIDI Manufacturers Association（MIDI 制造商协会，简称 MMA）负责管理 MIDI 标准的发展和推广，其成员包括世界各地的乐器制造商、软件开发商、艺术家等，他们共同致力于推动 MIDI 技术的不断创新和应用扩展。

项目资源

• MIDI 协会官网：提供 MIDI 技术的最新标准、规范、新闻以及相关资源和活动信息等，是了解 MIDI 技术发展动态的重要平台。
• GitHub 上的 MIDI 项目：有许多开源的 MIDI 相关项目，如 midi.js、python-midi 等，开发者可在此基础上进行二次开发和创新，推动 MIDI 技术在不同领域的应用。

业务场景

• 音乐创作与制作 ：作曲家、编曲人、音乐制作人等利用 MIDI 技术进行歌曲创作、编曲、配乐等工作。通过 MIDI 键盘和音乐制作软件，快速记录和编辑音乐创意，选择不同的乐器音色和音效，打造丰富的音乐作品，广泛应用于流行音乐、古典音乐、电子音乐等多种音乐风格的创作中。
• 音乐教育 ：作为音乐教育的重要工具，MIDI 技术有助于学生学习音乐理论、作曲技巧、乐器演奏等知识。教师可使用 MIDI 软件进行教学演示，展示乐曲的结构、和声、旋律等要素，学生也能通过 MIDI 设备进行练习和创作，提高音乐素养和技能水平。
• 现场演出 ：在舞台表演中，音乐人可使用 MIDI 控制器实时操控电子乐器、音效设备和舞台灯光等，实现音乐与视觉效果的同步，增强演出的感染力和视觉冲击力。例如，通过 MIDI 控制器触发鼓点、音效和灯光变化，营造出震撼的现场氛围。
• 游戏音频制作 ：游戏开发中，MIDI 技术用于为游戏创建背景音乐、音效等音频资源。音频设计师可根据游戏场景和情节的变化，灵活调整 MIDI 音乐的节奏、音调和风格，使音乐与游戏体验紧密结合，提升游戏的沉浸感。
• 多媒体项目 ：在广告、影视、动画等多媒体项目中，MIDI 技术用于制作配乐和音效，满足项目对音频的个性化和多样化需求。创作者可快速调整和编辑 MIDI 音乐，以适应不同项目的时间长度、情感氛围和叙事节奏。