MIDI-Audio (.mid)
MIDI StandardMusical Instrument Digital Interface (MIDI) ist ein symbolischer Musiknotationsstandard, der instrumentale Performance-Ereignisse anstelle von akustischen Audio-Wellenformen aufzeichnet.
Untersuchen & Metadaten
Betriebssysteme und Dateianalyseprogramme identifizieren MID-Dateien anhand der führenden binären Bytefolge:
Headersignatur auf Byte-Ebene (Magic Bytes)
Betriebssysteme und Dateianalyseprogramme identifizieren MID-Dateien anhand der führenden binären Bytefolge:
HEX-SIGNATUR (OFFSET 0):
4D 54 68 64ASCII-DARSTELLUNG: MThd
Standardisierung: MIDI Manufacturers Association (MMA) / AMEI
Technische Daten
| Container-Architektur | Standard MIDI File (SMF) Chunk-Hierarchie (MThd-Header + MTrk-Track-Chunks) |
| Kompression | Unkomprimierte symbolische Performance-Ereignisse (Note On, Note Off, Velocity, Pitch Bend) |
| Byte-Reihenfolge | Big-Endian Bit- und Byte-Reihenfolge |
| Farbräume | Nicht zutreffend (Symbolischer Noten-Befehlsstrom) |
| Kanäle und Struktur | 16 logische MIDI-Kanäle pro Track |
| Max. Abmessungen | Variable Delta-Time-Auflösung (Ticks pro Viertelnote, bis zu 65.535) |
| Transparenz | Reine mathematische Ereignissequenz; es werden null Wellenform-Audiodaten gespeichert |
| Streaming und progressive Darstellung | Sequenzieller Ereignisstrom; kann Note für Note geparst und ausgegeben werden |
Technische Vergleichsmatrix: MID und Konkurrenzformate
| Technisches Attribut | MID (Aktuelles Format) | WAV | MP3 | MOD |
|---|---|---|---|---|
| Gespeicherter Inhalt | Ereignisbefehle (Note, Tonhöhe, Anschlagstärke) | Unkomprimierte PCM-Wellenform | Komprimierte verlustbehaftete Wellenform | Spurbefehle + eingebettete Audio-Instrumentensamples |
| Durchschnittliche Dateigröße | 10 KB - 100 KB | 30 MB - 50 MB | 3 MB - 5 MB | 500 KB - 2 MB |
| Klangkonsistenz | Variiert drastisch je nach Synthesizer/Soundfont des Benutzers | MIDI-Ereignisdaten sind übertragbar; der Wiedergabeklang hängt vom Synthesizer oder Soundfont ab. | MIDI-Ereignisdaten sind übertragbar; der Wiedergabeklang hängt vom Synthesizer oder Soundfont ab. | |
| Arrangement-Bearbeitung | Einfach: Noten lassen sich einzeln bearbeiten | Extrem schwierige Audio-Neustimmung | Extrem schwierige Audio-Neustimmung | Musterbasierte Sample-Bearbeitung |
Häufige Datenbeschädigungen und Leitfaden zur Wiederherstellung anhand von Hex-Daten
Synthesizer-Noten klingen endlos nach ('hängende Noten') oder das Tempo wird astronomisch schnell.
Ursache: Fehlende 'Note Off'-Ereignisse oder beschädigte Delta-Time-Werte mit variabler Länge in einem MTrk-Chunk.
Wiederherstellung: Öffnen Sie die Datei in einem MIDI-Sequencer oder verwenden Sie das File2File.app-MIDI-Tool, um den Running Status zu bereinigen und fehlende Note-Off-Befehle einzufügen.
Sicherheitsanalyse und Angriffsvektoren für Parser
MIDI-Parser dekodieren komplexe Delta-Time-Werte mit variabler Länge (VLQ) und System-Exclusive-Nachrichten (SysEx), die in Hard- und Softwaresynthesizern Pufferüberläufe auslösen können.
Bekannte Angriffsvektoren
- Ungeprüfte Erweiterung einer variablen Längenangabe, die einen 32-Bit-Ganzzahlüberlauf verursacht.
- Überdimensionierte SysEx-Nutzdaten, die einen Heap-Überlauf in der Synthesizer-Firmware oder Software-Plugins verursachen.
- Bösartig erstellte Loop-Marker, die unendliche CPU-Schleifen in Audio-Rendering-Threads verursachen.
Empfohlene Schutzmaßnahmen: Erzwingen Sie Obergrenzen für Delta-Time-Werte und bereinigen Sie SysEx-Herstellerblöcke, bevor Sie sie an Synthesizer übergeben.
Historische Ursprünge & Meilensteine
Hauptvorteile & Stärken
- Mikroskopisch kleine Dateigröße: Vollständige sinfonische Arrangements beanspruchen Dutzende Kilobyte statt Dutzende Megabyte.
- Vollständige Bearbeitungsflexibilität: Einzelne Noten, Tempi, Tonarten und Instrumenten-Patches können ohne Qualitätsverlust geändert werden.
- Universelle Hardware-Kompatibilität über Synthesizer, Digitalpianos, Sequencer und DAWs hinweg.
Technische Einschränkungen & Nachteile
- Enthält keinerlei tatsächliche Tonaufnahmen; die Wiedergabe hängt vollständig vom Synthesizer und der Soundbank des Wiedergabegeräts ab.
- Kann aufgezeichnete menschliche Gesangsstimmen oder realistische akustische nicht-instrumentale Klänge nicht reproduzieren.
- Die Wiedergabe klingt auf verschiedenen Computern je nach installierten General-MIDI-Soundfonts völlig unterschiedlich.
Interessante technische Fakten
- Der magische Header 'MThd' steht für 'MIDI Track Header', gefolgt von 'MTrk' für jeden Track-Chunk.
- Klassische PC-Videospiele wie Doom, Warcraft und Monkey Island nutzten MIDI, um auf 1,44-MB-Disketten reichhaltige Musik zu bieten.
- Dave Smith erhielt 2013 einen Technical Grammy Award für seine fundamentale Rolle bei der Erfindung von MIDI.
Häufig gestellte technische Fragen
Warum klingt eine MIDI-Datei auf meinem Computer nach billigen Instrumenten?
Eine MIDI-Datei enthält nur Notenblatt-Anweisungen (welche Note gedrückt werden soll und wie stark). Der Ton, den Sie hören, wird vom integrierten General-MIDI-Synthesizer Ihres Betriebssystems erzeugt. Das Laden eines professionellen SoundFonts (.sf2) verbessert den Realismus drastisch.
Wie kann ich eine MIDI-Datei in eine MP3- oder WAV-Datei konvertieren?
Da MIDI kein Audio enthält, erfordert die Konvertierung das 'Rendern' über einen Softwaresynthesizer mit Instrumentenklängen. Der File2File.app Audio Converter rendert MIDI automatisch mit hochwertigen akustischen Soundbanks direkt in Ihrem Browser.
Was ist der Unterschied zwischen MIDI-Format 0 und Format 1?
Format 0 führt alle musikalischen Kanäle in einem einzigen Track-Chunk zusammen. Format 1 trennt jedes Instrument (Klavier, Bass, Schlagzeug) zur Mehrspurbearbeitung in einen eigenen unabhängigen Track-Chunk auf.