صوت MIDI (.mid)
MIDI قياسيواجهة الأجهزة الموسيقية الرقمية (MIDI) هي معيار تدوين موسيقي رمزي يسجل أحداث الأداء الآلي بدلاً من موجات الصوت التناظرية.
فحص البيانات الوصفية
تتعرف أنظمة التشغيل ومحللات الملفات على ملفات MID من خلال فحص تسلسل البايت الثنائي البادئ:
توقيع رأس الملف على مستوى البايت (Magic Bytes)
تتعرف أنظمة التشغيل ومحللات الملفات على ملفات MID من خلال فحص تسلسل البايت الثنائي البادئ:
التوقيع الست عشري (الإزاحة 0):
4D 54 68 64تمثيل ASCII: MThd
القياسية: MIDI Manufacturers Association (MMA) / AMEI
المواصفات الفنية
| هيكلية الحاوية | Standard MIDI File (SMF) chunk hierarchy (MThd header + MTrk track chunks) |
| الضغط | Uncompressed symbolic performance events (Note On, Note Off, Velocity, Pitch Bend) |
| ترتيب البايتات (Endianness) | Big-Endian bit and byte ordering |
| مساحات الألوان | N/A (Symbolic Note Instruction Stream) |
| القنوات والبنية | 16 logical MIDI channels per track |
| الحد الأقصى للأبعاد | Variable delta-time resolution (ticks per quarter note, up to 65,535) |
| الشفافية | Pure mathematical event sequence; zero waveform audio stored |
| البث والتحميل التدرجي | Sequential event stream; can be parsed and dispatched note-by-note |
مصفوفة المقارنة التقنية: MID مقابل المنافسين
| السمة التقنية | MID (الحالي) | WAV | MP3 | MOD |
|---|---|---|---|---|
| المحتوى المخزن | تعليمات الحدث (نطاق، نغمة، سرعة) | موجة PCM غير مضغوطة | موجة مضغوطة مفقودة البيانات | تعليمات المسار + عينات آلات صوتية مدمجة |
| متوسط حجم الملف | 10 كيلوبايت - 100 كيلوبايت | 30 ميجابايت - 50 ميجابايت | 3 ميجابايت - 5 ميجابايت | 500 كيلوبايت - 2 ميجابايت |
| تناسق الصوت | يختلف بشكل كبير بناءً على جهاز المزج أو خط الصوت الخاص بالاستخدام | مطابق بنسبة 100% على جميع الأجهزة | مطابق بنسبة 100% على جميع الأجهزة | متناسق بسبب العينات المدمجة |
| تحرير الترتيب | سهل للغاية؛ معالجة النوتات نوتة بنوتة | إعادة ضبط الصوت صعبة للغاية | إعادة ضبط الصوت صعبة للغاية | تحرير العينات القائم على الأنماط |
أنماط التلف الشائعة ودليل استرداد النظام السداسي
تستمر نغمات جهاز المزج في الرنين إلى ما لا نهاية ('نغمات عالقة') أو تصبح السرعة سريعة بشكل فلكي.
السبب الجذري: أحداث 'Note Off' مفقودة أو قيم زمن دلتا ذات طول متغير تالفة في جزء MTrk.
الاسترداد: افتح الملف في برنامج تسلسل MIDI أو استخدم أداة File2File MIDI لتنظيف حالة التشغيل وإحقان أوامر Note Off المفقودة.
تحليل الأمان وناقلات هجوم المحلل اللغوي
تقوم محللات MIDI بفك تشفير قيم زمن دلتا لكمية متغيرة المعقدة (VLQ) ورسائل النظام الحصري (SysEx) التي يمكن أن تؤدي إلى تجاوز سعة المخزن المؤقت في أجهزة المزج والبرمجيات.
ناقلات الهجوم المعروفة
- توسيع الكمية ذات الطول المتغير غير المتحقق منه مما يتسبب في تجاوز عدد صحيح 32 بت.
- حمولة رسائل SysEx ذات الحجم الكبير مما يتسبب في تجاوز سعة الذاكرة الديناميكية (heap) في البرامج الثابتة لجهاز المزج أو المكونات الإضافية للبرمجيات.
- علامات حلقة مصممة بشكل ضار تسبب حلقات وحدة معالجة مركزية لا نهائية في خيوط معالجة الصوت.
أفضل الممارسات الدفاعية: فرض الحد الأقصى على قيم زمن دلتا وتطهير كتل الشركة المصنعة لـ SysEx قبل إرسالها إلى أجهزة المزج.
الأصول التاريخية والمحطات الرئيسية
المزايا الرئيسية والإيجابيات
- حجم ملف دقيق للغاية: الترتيبات السفونية الكاملة تستهلك عشرات الكيلوبايتات بدلاً من عشرات الميغابايتات.
- مرونة تحرير كاملة: يمكن تعديل النغمات الفردية، والسرعات، والمفاتيح، وقوالب الآلات دون فقدان الجودة.
- توافق عالمي للأجهزة عبر أجهزة المزج (Synthesizers)، والبيانو الرقمي، ومسجلات التسلسل، والمحطات الصوتية الرقمية (DAWs).
القيود الفنية والسلبيات
- يحتوي على صفر تسجيلات صوتية حقيقية؛ ويعتمد التشغيل كلياً على جهاز المزج وبنك الأصوات الخاص بجهاز الاستماع.
- لا يمكنه إعادة إنتاج أصوات غناء بشرية مسجلة أو أصوات صوتية واقعية غير آلية.
- يبدو التشغيل مختلفاً تماماً عبر أجهزة الكمبيوتر المختلفة اعتماداً على خطوط الصوت General MIDI المثبتة.
معلومات تقنية طريفة
- الترويسة السحرية 'MThd' تعني 'MIDI Track Header'، يليه 'MTrk' لكل جزء من أجزاء المسار.
- استخدمت ألعاب الكمبيوتر الكلاسيكية مثل Doom و Warcraft و Monkey Island تقنية MIDI لتوفير موسيقى غنية على أقراص مرنة بحجم 1.44 ميجابايت.
- حصل ديف سميث على جائزة جرامي التقنية في عام 2013 لدوره الأساسي في اختراع MIDI.
الأسئلة التقنية المتكررة
لماذا يبدو ملف MIDI وكأنه آلات رخيصة على جهازي الكمبيوتر؟
يحتوي ملف MIDI فقط على إرشادات النوتة الموسيقية (أي نوتة تضغط عليها ومدى قوتها). الصوت الذي تسمعه يتم إنشاؤه بواسطة جهاز المزج العام MIDI المدمج في نظام تشغيلك. يؤدي تحميل SoundFont احترافي (.sf2) إلى تحسين الواقعية بشكل كبير.
كيف يمكنني تحويل ملف MIDI إلى ملف MP3 أو WAV؟
لأن MIDI لا يحتوي على صوت، فإن تحويله يتطلب 'عرضه' (rendering) من خلال جهاز مزج برمجي مع آلات صوتية. يقوم محول الصوت File2File تلقائياً بعرض ملفات MIDI باستخدام بنوك صوتية أكوتيكية عالية الجودة مباشرة في متصفحك.
ما الفرق بين تنسيق MIDI 0 وتنسيق 1؟
يقوم التنسيق 0 بدمج جميع القنوات الموسيقية في جزء مسار واحد. يقوم التنسيق 1 بفصل كل آلة (بيانو، باس، طبول) في جزء مسار مستقل خاص بها للتحرير متعدد المسارات.