Dźwięk MIDI (.mid)
MIDI StandardníMusical Instrument Digital Interface (MIDI) je symbolický standard hudební notace, který zaznamenává události instrumentálního provedení namísto akustických zvukových vln.
Zkontrolovat a metadata
Operační systémy a analyzátory souborů identifikují soubory MID kontrolou počáteční binární sekvence bajtů:
Podpis hlavičky na úrovni bajtů (Magic Bytes)
Operační systémy a analyzátory souborů identifikují soubory MID kontrolou počáteční binární sekvence bajtů:
HEXADECIMÁLNÍ PODPIS (OFFSET 0):
4D 54 68 64ASCII REPREZENTACE: MThd
Standardizace: MIDI Manufacturers Association (MMA) / AMEI
Technické specifikace
| Architektura kontejneru | Standard MIDI File (SMF) chunk hierarchy (MThd header + MTrk track chunks) |
| Komprese | Uncompressed symbolic performance events (Note On, Note Off, Velocity, Pitch Bend) |
| Endiantita bajtů | Big-Endian bit and byte ordering |
| Barevné prostory | N/A (Symbolic Note Instruction Stream) |
| Kanály a struktura | 16 logical MIDI channels per track |
| Max. rozměry | Variable delta-time resolution (ticks per quarter note, up to 65,535) |
| Průhlednost | Pure mathematical event sequence; zero waveform audio stored |
| Streamování a progresivní načítání | Sequential event stream; can be parsed and dispatched note-by-note |
Technická srovnávací matice: MID vs konkurence
| Technický atribut | MID (Aktuální) | WAV | MP3 | MOD |
|---|---|---|---|---|
| Ukládaný obsah | Instrukce událostí (nota, výška tónu, dynamika) | Nekomprimovaná zvuková vlna PCM | Komprimovaná ztrátová zvuková vlna | Instrukce stopy + vložené vzorky zvukových nástrojů |
| Průměrná velikost souboru | 10 kB - 100 kB | 30 MB - 50 MB | 3 MB - 5 MB | 500 kB - 2 MB |
| Konzistence zvuku | Liší se drasticky na základě syntetizéru/zvukového fontu uživatele | 100% identické na všech zařízeních | 100% identické na všech zařízeních | Konzistentní díky vloženým vzorkům |
| Úpravy aranžmá | Triviální; manipulace se zápisem nota po notě | Extrémně obtížné přeladění zvuku | Extrémně obtížné přeladění zvuku | Úpravy vzorků založené na vzorech |
Běžné režimy poškození a příručka pro obnovení v hex
Noty syntetizéru zní donekonečna („zaseknuté noty") nebo se tempo stává astronomicky rychlým.
Hlavní příčina: Chybějící události „Note Off" nebo poškozené hodnoty delta-time s proměnnou délkou v bloku MTrk.
Obnovení: Otevřete soubor v MIDI sekvenceru nebo použijte nástroj File2File MIDI k vyčištění běžícího stavu a vložení chybějících příkazů Note Off.
Bezpečnostní analýza a vektory útoků na parser
Analyzátory MIDI dekódují složité hodnoty delta-time s proměnnou délkou (VLQ) a zprávy System Exclusive (SysEx), které mohou vyvolat přetečení vyrovnávací paměti v hardwarových i softwarových syntezátorech.
Známé vektory útoků
- Nekontrolované rozšíření množství s proměnnou délkou způsobující 32bitové přetečení celého čísla.
- Příliš velká datová část zprávy SysEx způsobuje přetečení haldy ve firmwaru syntetizéru nebo softwarových pluginech.
- Zlonaměrně vytvořené značky smyčky způsobující nekonečné smyčky CPU v renderovacích vláknech zvuku.
Doporučené bezpečnostní postupy:
Historický vývoj a milníky
Klíčové výhody a přednosti
- Mikroskopická velikost souboru: plná symfonická aranžmá spotřebovávají desítky kilobajtů namísto desítek megabajtů.
- Kompletní flexibilita úprav: jednotlivé noty, tempa, tóniny a nástrojové patche lze upravovat bez ztráty kvality.
- Univerzální hardwarová kompatibilita napříč syntetizéry, digitálními piany, sekvencery a DAW.
Technická omezení a nevýhody
- Neobsahuje žádné skutečné zvukové nahrávky; přehrávání závisí zcela na syntetizéru a zvukové bance poslechového zařízení.
- Nedokáže reprodukovat nahrané lidské zpěvní hlasy ani realistické akustické neinstrumentální zvuky.
- Přehrávání zní na různých počítačích zcela odlišně v závislosti na nainstalovaných zvukových fontech General MIDI.
Zajímavé technické drobnosti
- Magická hlavička „MThd" je zkratkou pro „MIDI Track Header", po níž následuje „MTrk" pro každý blok stopy.
- Klasické PC videohry jako Doom, Warcraft a Monkey Island používaly MIDI k zajištění bohaté hudby na 1,44MB disketách.
- Dave Smith obdržel v roce 2013 technickou cenu Grammy za svou zásadní roli při vynálezu MIDI.
Často kladené technické otázky
Proč soubor MIDI zní na mém počítači jako levné nástroje?
Soubor MIDI obsahuje pouze pokyny pro notový záznam (jakou note stisknout a jak silně). Zvuk, který slyšíte, generuje vestavěný syntetizér General MIDI vašeho operačního systému. Nahrání profesionálního SoundFontu (.sf2) výrazně zvyšuje realističnost.
Jak mohu převést soubor MIDI na soubor MP3 nebo WAV?
Protože MIDI neobsahuje žádný zvuk, jeho konverze vyžaduje „vykreslení“ (rendering) prostřednictvím softwarového syntetizéru se zvukovými nástroji. File2File Audio Converter automaticky vykresluje MIDI pomocí vysoce kvalitních akustických zvukových bank přímo ve vašem prohlížeči.
Jaký je rozdíl mezi formátem MIDI Formát 0 a Formát 1?
Formát 0 slučuje všechny hudební kanály do jediného bloku stopy. Formát 1 odděluje jednotlivé nástroje (klavír, baskytaru, bicí) do jejich vlastních nezávislých bloků stop pro vícestopou úpravu.