Dźwięk MIDI (.mid)
MIDI ŠtandardMusical Instrument Digital Interface (MIDI) je štandard symbolickej hudobnej notácie, ktorý zaznamenáva udalosti inštrumentálneho výkonu namiesto akustických zvukových kriviek.
Preskúmať a metadáta
Operačné systémy a analyzátory súborov identifikujú súbory MID kontrolou počiatočnej binárnej bajtovej sekvencie:
Podpis hlavičky na úrovni bajtov (Magic Bytes)
Operačné systémy a analyzátory súborov identifikujú súbory MID kontrolou počiatočnej binárnej bajtovej sekvencie:
HEXADECIMÁLNY PODPIS (OFFSET 0):
4D 54 68 64ASCII REPREZENTÁCIA: MThd
Štandardizácia: MIDI Manufacturers Association (MMA) / AMEI
Technické špecifikácie
| Architektúra kontajnera | Standard MIDI File (SMF) chunk hierarchy (MThd header + MTrk track chunks) |
| Kompresia | Uncompressed symbolic performance events (Note On, Note Off, Velocity, Pitch Bend) |
| Poradie bajtov (Endianness) | Big-Endian bit and byte ordering |
| Farebné priestory | N/A (Symbolic Note Instruction Stream) |
| Kanály a štruktúra | 16 logical MIDI channels per track |
| Max. rozmery | Variable delta-time resolution (ticks per quarter note, up to 65,535) |
| Priehľadnosť | Pure mathematical event sequence; zero waveform audio stored |
| Streamovanie a postupné načítavanie | Sequential event stream; can be parsed and dispatched note-by-note |
Technická porovnávacia matica: MID vs konkurenti
| Technický atribút | MID (Aktuálne) | WAV | MP3 | MOD |
|---|---|---|---|---|
| Ukladaný obsah | Inštrukcie udalostí (Tón, Výška tónu, Rýchlosť úderu) | Nekomprimovaná krivka PCM | Komprimovaná strátová krivka | Inštrukcie stôp + vložené vzorky zvukových nástrojov |
| Priemerná veľkosť súboru | 10 KB - 100 KB | 30 MB - 50 MB | 3 MB - 5 MB | 500 KB - 2 MB |
| Konzistencia zvuku | Drasticky sa mení na základe syntetizátora/zvukového písma používateľa | 100% identické na všetkých zariadeniach | 100% identické na všetkých zariadeniach | Konzistentné vďaka vloženým vzorkám |
| Úprava aranžmánu | Triviálna; manipulácia so skladbou tón po tóne | Mimoriadne obtiažne prelaďovanie zvuku | Mimoriadne obtiažne prelaďovanie zvuku | Úprava vzoriek založená na vzoroch |
Bežné režimy poškodenia a príručka na obnovu v hexadecimálnom kóde
Tóny syntetizátora znejú nekonečne ('zaseknuté tóny') alebo sa tempo stáva astronomicky rýchlym.
Hlavná príčina: Chýbajúce udalosti 'Note Off' alebo poškodené hodnoty delta-času s premenlivou dĺžkou v bloku MTrk.
Obnova: Otvoríte súbor v MIDI sekvenceri alebo použijete nástroj File2File MIDI na vyčistenie bežiaceho stavu a vloženie chýbajúcich príkazov Note Off.
Bezpečnostná analýza a vektory útokov na parser
Parsery MIDI dekódujú zložité hodnoty delta-času s premenlivou dĺžkou množstva (VLQ) a správy System Exclusive (SysEx), ktoré môžu vyvolať pretečenie vyrovnávacej pamäte v hardvérových a softvérových syntezátoroch.
Známe vektory útokov
- Nekontrolovaná expanzia množstva s premenlivou dĺžkou spôsobujúca pretečenie 32-bitového celého čísla.
- Príliš veľký obsah správy SysEx spôsobujúci pretečenie haldy vo firmvéri syntetizátora alebo softvérových pluginoch.
- Škodlivo vytvorené značky slučiek spôsobujúce nekonečné cykly CPU v reťazcoch vykresľovania zvuku.
Najlepšie obranné postupy:
Historický pôvod a míľniky
Kľúčové výhody a prednosti
- Mikroskopická veľkosť súboru: kompletné symfonické aranžmány spotrebujú desiatky kilobajtov namiesto desiatok megabajtov.
- Úplná flexibilita úprav: jednotlivé tóny, tempá, tóniny a inštrumentálne patche je možné upravovať bez straty kvality.
- Univerzálna hardvérová kompatibilita naprieč syntetizátormi, digitálnymi klavírmi, sekvencermi a DAW.
Technické obmedzenia a nevýhody
- Neobsahuje žiadne skutočné zvukové nahrávky; prehrávanie závisí úplne od syntetizátora a zvukovej banky počúvajúceho zariadenia.
- Nedokáže reprodukovať nahrané ľudské spevácke hlasy ani realistické akustické nehudobné zvuky.
- Prehrávanie znie na rôznych počítačoch úplne odlišne v závislosti od nainštalovaných zvukových písiem General MIDI.
Zaujímavé technické drobnosti
- Magická hlavička 'MThd' znamená 'MIDI Track Header' (hlavička MIDI stopy), za ktorou nasleduje 'MTrk' pre každý blok stopy.
- Klasické PC videohry ako Doom, Warcraft a Monkey Island používali MIDI na poskytovanie bohatej hudby na 1,44 MB disketách.
- Dave Smith získal v roku 2013 cenu Technical Grammy Award za svoju kľúčovú úlohu pri vynáleze MIDI.
Často kladené technické otázky
Prečo súbor MIDI znie na mojom počítači ako lacné nástroje?
Súbor MIDI obsahuje iba pokyny pre notový záznam (ktorú note stlačiť a akou silou). Zvuk, ktorý počujete, generuje vstavaný syntetizátor General MIDI vášho operačného systému. Načítanie profesionálneho SoundFontu (.sf2) výrazne zlepšuje realizmus.
Ako môžem konvertovať súbor MIDI na súbor MP3 alebo WAV?
Keďže MIDI nemá žiadny zvuk, jeho konverzia si vyžaduje jeho „vykreslenie“ (rendering) cez softvérový syntetizátor so zvukovými nástrojmi. File2File Audio Converter automaticky vykresľuje MIDI pomocou vysoko kvalitných akustických zvukových bánk priamo vo vašom prehliadači.
Aký je rozdiel medzi MIDI formátom 0 a formátom 1?
Formát 0 zlúči všetky hudobné kanály do jedného bloku stopy. Formát 1 oddeľuje každý nástroj (klavír, basgitara, bicie) do vlastného nezávislého bloku stopy pre viacstopové úpravy.