Аудио MIDI (.mid)
MIDI СтандартMusical Instrument Digital Interface (MIDI) е стандарт за символна музикална нотация, който записва събития от инструментални изпълнения, вместо акустични аудио вълни.
Инспектиране и метаданни
Операционните системи и файловите анализатори идентифицират MID файлове чрез проверка на началната двоична байтова последователност:
Байтов подпис на хедъра (Magic Bytes)
Операционните системи и файловите анализатори идентифицират MID файлове чрез проверка на началната двоична байтова последователност:
HEX ПОДПИС (ОФСЕТ 0):
4D 54 68 64ASCII ПРЕДСТАВЯНЕ: MThd
Стандартизация: MIDI Manufacturers Association (MMA) / AMEI
Технически спецификации
| Контейнерна архитектура | Standard MIDI File (SMF) chunk hierarchy (MThd header + MTrk track chunks) |
| Компресия | Uncompressed symbolic performance events (Note On, Note Off, Velocity, Pitch Bend) |
| Поредност на байтовете (Endianness) | Big-Endian bit and byte ordering |
| Цветови пространства | N/A (Symbolic Note Instruction Stream) |
| Канали и структура | 16 logical MIDI channels per track |
| Максимални размери | Variable delta-time resolution (ticks per quarter note, up to 65,535) |
| Прозрачност | Pure mathematical event sequence; zero waveform audio stored |
| Стрийминг и прогресивно зареждане | Sequential event stream; can be parsed and dispatched note-by-note |
Техническа сравнителна матрица: MID спрямо конкуренти
| Технически атрибут | MID (Текущ) | WAV | MP3 | MOD |
|---|---|---|---|---|
| Съхранено съдържание | Инструкции за събития (Нота, Височина на тона, Сила на натиск) | Некомпресирана PCM вълна | Компресирана вълна със загуби | Инструкции за писти + вградени семпли на аудио инструменти |
| Среден размер на файла | 10 KB - 100 KB | 30 MB - 50 MB | 3 MB - 5 MB | 500 KB - 2 MB |
| Консистентност на звука | Варира драстично в зависимост от синтезатора/звуковия шрифт на потребителя | 100% еднакъв на всички устройства | 100% еднакъв на всички устройства | Консистентен благодарение на вградените семпли |
| Редактиране на аранжимента | Елементарно; манипулация на ноти в партитурата нота по нота | Изключително трудно пренастройване на аудиото | Изключително трудно пренастройване на аудиото | Редактиране на семпли на базата на патерни |
Често срещани режими на повреда и ръководство за хекс възстановяване
Нотите на синтезатора звучат безкрайно ('заседнали ноти') или темпото става астрономически бързо.
Първопричина: Липсващи събития 'Note Off' или повредени стойности с променлива дължина на делта-времето (delta-time) в MTrk блока.
Възстановяване: Отворете файла в MIDI секвенсер или използвайте инструмента File2File MIDI tool, за да коригирате текущия статус и да вмъкнете липсващите команди Note Off.
Анализ на сигурността и вектори на атака към парсера
MIDI парсерите декодират сложни стойности с променлива дължина (VLQ) за делта-времето и системни ексклузивни съобщения (SysEx), които могат да предизвикат препълване на буфера в хардуерни и софтуерни синтезатори.
Известни вектори на атака
- Непроверено разширение на количествата с променлива дължина, водещо до 32-битово цялостно препълване.
- Прекалено големи данни в SysEx съобщения, причиняващи препълване на динамичната памет във фърмуера на синтезатора или софтуерните плъгини.
- Злонамерено манипулирани маркери за повтаряне (loop markers), причиняващи безкрайни процесорни цикли в нишките за аудио рендериране.
Защитни добри практики:
Исторически произход и етапи
Основни предимства и плюсове
- Микроскопичен размер на файла: пълни симфонични аранжименти заемат десетки килобайти вместо десетки мегабайти.
- Пълна гъвкавост при редактиране: отделни ноти, темпа, тоналности и пачове на инструменти могат да бъдат променяни без загуба на качество.
- Универсална хардуерна съвместимост между синтезатори, дигитални пиана, секвенсери и DAW софтуер.
Технически ограничения и минуси
- Не съдържа никакви реални звукови записи; възпроизвеждането зависи изцяло от синтезатора и звуковата банка на слушащото устройство.
- Не може да възпроизвежда записани човешки пеещи гласове или реалистични акустични неинструментални звуци.
- Възпроизвеждането звучи напълно различно на различни компютри в зависимост от инсталираните звукови фонтове (General MIDI soundfonts).
Интересни технически факти
- Магическият хедър 'MThd' означава 'MIDI Track Header' (Заглавна част на MIDI писта), последван от 'MTrk' за всеки блок от писти.
- Класически компютърни видеоигри като Doom, Warcraft и Monkey Island използват MIDI за осигуряване на богата музика върху 1.44 MB дискети.
- Дейв Смит получава техническа награда Грами през 2013 г. за основополагащата си роля в изобретяването на MIDI.
Често задавани технически въпроси
Защо MIDI файлът звучи като евтини инструменти на моя компютър?
MIDI файлът съдържа само инструкции за нотно писмо (кой тон да се натисне и колко силно). Звукът, който чувате, се генерира от вградения General MIDI синтезатор на вашата операционна система. Зареждането на професионален SoundFont (.sf2) драстично подобрява реализма.
Как мога да конвертирам MIDI файл в MP3 или WAV файл?
Тъй като MIDI няма звук, конвертирането му изисква „рендване“ (рендиране) чрез софтуерен синтезатор със звукови инструменти. File2File Audio Converter автоматично рендира MIDI, като използва висококачествени акустични звукови банки директно във вашия браузър.
Каква е разликата между MIDI формат 0 и формат 1?
Формат 0 обединява всички музикални канали в един-единствен блок (chunk). Формат 1 разделя всеки инструмент (пиано, бас, барабани) в негов собствен независим блок за многопистов монтаж.