صوت MIDI (.mid)
MIDI استانداردرابط دیجیتال سازهای موسیقی (MIDI) یک استاندارد نتنویسی موسیقی نمادین است که رویدادهای اجرای ساز را به جای شکل موجهای صوتی آکوستیک ضبط میکند.
بررسی و فراداده
سیستمعاملها و تحلیلگرهای فایل، فایلهای MID را با بررسی توالی بایتهای دودویی ابتدایی شناسایی میکنند:
امضای هدر در سطح بایت (Magic Bytes)
سیستمعاملها و تحلیلگرهای فایل، فایلهای MID را با بررسی توالی بایتهای دودویی ابتدایی شناسایی میکنند:
امضای HEX (آفست 0):
4D 54 68 64نمایش ASCII: MThd
استانداردسازی: MIDI Manufacturers Association (MMA) / AMEI
مشخصات فنی
| معماری کانتینر | Standard MIDI File (SMF) chunk hierarchy (MThd header + MTrk track chunks) |
| فشردهسازی | Uncompressed symbolic performance events (Note On, Note Off, Velocity, Pitch Bend) |
| ترتیب بایتها (Endianness) | Big-Endian bit and byte ordering |
| فضاهای رنگی | N/A (Symbolic Note Instruction Stream) |
| کانالها و ساختار | 16 logical MIDI channels per track |
| حداکثر ابعاد | Variable delta-time resolution (ticks per quarter note, up to 65,535) |
| شفافیت مشخصات | Pure mathematical event sequence; zero waveform audio stored |
| استریمینگ و پیشرونده | Sequential event stream; can be parsed and dispatched note-by-note |
ماتریس مقایسه فنی: MID در برابر رقبا
| ویژگی فنی | MID (فعلی) | WAV | MP3 | MOD |
|---|---|---|---|---|
| محتوای ذخیره شده | دستورالعملهای رویداد (نت، گام، سرعت) | شکل موج PCM فشردهنشده | شکل موج با اتلاف فشردهشده | دستورالعملهای ترک + نمونههای ساز صوتی جاسازیشده |
| میانگین حجم فایل | ۱۰ کیلوبایت - ۱۰۰ کیلوبایت | ۳۰ مگابایت - ۵۰ مگابایت | ۳ مگابایت - ۵ مگابایت | ۵۰۰ کیلوبایت - ۲ مگابایت |
| ثبات صدا | به شدت بر اساس سینتسایزر/فونت صوتی کاربر متغیر است | ۱۰۰ درصد یکسان روی تمام دستگاهها | ۱۰۰ درصد یکسان روی تمام دستگاهها | سازگار به دلیل نمونههای جاسازیشده |
| ویرایش تنظیم | پیشپاافتاده؛ دستکاری نت به نت پارتیتور | تنظیم مجدد صدای فوقالعاده دشوار | تنظیم مجدد صدای فوقالعاده دشوار | ویرایش نمونه مبتنی بر الگو |
حالتهای رایج خرابی و راهنمای بازیابی هگز
نتهای سینتسایزر به طور بینهایت زنگ میزنند («نتهای گیر کرده») یا تمپو نجومی سریع میشود.
علت ریشهای: رویدادهای گمشده 'Note Off' یا مقادیر دلتا-تایم با طول متغیر خراب در یک بخش MTrk.
بازیابی: فایل را در یک سکوئنسر MIDI باز کنید یا از ابزار MIDI فایل File2File برای پاکسازی وضعیت در حال اجرا و تزریق دستورات گمشده Note Off استفاده کنید.
تحلیل امنیتی و بردارهای حمله تجزیهکننده (Parser)
تجزیهکنندههای MIDI مقادیر دلتا-تایم با کمیت طول متغیر (VLQ) پیچیده و پیامهای انحصاری سیستم (SysEx) را رمزگشایی میکنند که میتوانند باعث سرریز بافر در سینتهای سختافزاری و نرمافزاری شوند.
بردارهای حمله شناختهشده
- گسترش کمیت طول متغیر بررسینشده که باعث سرریز عدد صحیح ۳۲ بیتی میشود.
- بار مفید پیام SysEx بیش از حد بزرگ که باعث سرریز پشته در فریمور سینتسایزر یا افزونههای نرمافزاری میشود.
- نشانگرهای حلقه دستکاریشده مخرب که باعث حلقههای پردازنده بیپایان در تردهای رندرینگ صوتی میشوند.
بهترین روشهای پدافندی:
تاریخچه و نقاط عطف
مزایا و نقاط قوت کلیدی
- حجم فایل بسیار کوچک: تنظیمات کامل سمفونیک به جای دهها مگابایت، دهها کیلوبایت مصرف میکنند.
- انعطافپذیری ویرایش کامل: نتهای فردی، تمپوها، گامها و پچهای ساز را میتوان بدون افت کیفیت تغییر داد.
- سازگاری سختافزاری جهانی در سینتسایزرها، پیانوهای دیجیتال، سکوئنسرها و DAWها.
محدودیتها و معایب فنی
- حاوی صفر ضبط صدای واقعی؛ پخش کاملاً به سینتسایزر و بانک صوتی دستگاه شنونده بستگی دارد.
- نمیتواند صدای خوانندگی انسان ضبطشده یا صداهای آکوستیک واقعی غیرسازی را بازسازی کند.
- پخش در رایانههای مختلف بسته به فونتهای صوتی General MIDI نصبشده کاملاً متفاوت به نظر میرسد.
نکات فنی جالب
- هدر جادویی 'MThd' مخفف 'MIDI Track Header' است و به دنبال آن 'MTrk' برای هر بخش ترک قرار دارد.
- بازیهای ویدیویی کلاسیک رایانه شخصی مانند Doom، Warcraft و Monkey Island از MIDI برای ارائه موسیقی غنی روی دیسکتهای ۱.۴۴ مگابایتی استفاده میکردند.
- دیو اسمیت جایزه گرمی فنی را در سال ۲۰۱۳ به خاطر نقش بنیادیاش در اختراع MIDI دریافت کرد.
سوالات فنی متداول
چرا یک فایل MIDI روی کامپیوتر من شبیه سازهای ارزانقیمت به نظر میرسد؟
یک فایل MIDI فقط حاوی دستورالعملهای نت موسیقی است (چه نتی را فشار دهید و با چه شدتی). صدایی که میشنوید توسط سینتیسایزر داخلی General MIDI سیستمعامل شما تولید میشود. بارگذاری یک SoundFont حرفهای (.sf2) واقعگرایی را به طور چشمگیری بهبود میبخشد.
چگونه میتوانم یک فایل MIDI را به فایل MP3 یا WAV تبدیل از طریق رندرینگ تبدیل کنم؟
از آنجایی که MIDI هیچ صدایی ندارد، تبدیل آن مستلزم «رندر کردن» آن از طریق یک سینتیسایزر نرمافزاری با سازهای صوتی است. مبدل صوتی File2File به طور خودکار MIDI را با استفاده از بانکهای صوتی آکوستیک باکیفیت مستقیماً در مرورگر شما رندر میکند.
تفاوت بین فرمت MIDI 0 و فرمت 1 چیست؟
فرمت 0 تمام کانالهای موسیقی را در یک بخش تراک واحد ادغام میکند. فرمت 1 هر ساز (پیانو، بیس، درام) را برای ویرایش چندتریاک به بخش تراک مستقل خود جدا میکند.