MIDI 音频 (.mid)
MIDI มาตรฐานMusical Instrument Digital Interface (MIDI) คือมาตรฐานโน้ตเพลงเชิงสัญลักษณ์ที่บันทึกเหตุการณ์การบรรเลงเครื่องดนตรี แทนที่จะเป็นรูปคลื่นเสียงอะคูสติก
ตรวจสอบและดู Metadata
ระบบปฏิบัติการและเครื่องมือวิเคราะห์ไฟล์จะระบุไฟล์ MID โดยการตรวจสอบลำดับไบต์ไบนารีส่วนต้น:
ลายเซ็นส่วนหัวในระดับไบต์ (Magic Bytes)
ระบบปฏิบัติการและเครื่องมือวิเคราะห์ไฟล์จะระบุไฟล์ MID โดยการตรวจสอบลำดับไบต์ไบนารีส่วนต้น:
ลายเซ็น HEX (OFFSET 0):
4D 54 68 64การแสดงผลรูปแบบ ASCII: MThd
มาตรฐาน: MIDI Manufacturers Association (MMA) / AMEI
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค
| สถาปัตยกรรมคอนเทนเนอร์ | Standard MIDI File (SMF) chunk hierarchy (MThd header + MTrk track chunks) |
| การบีบอัด | Uncompressed symbolic performance events (Note On, Note Off, Velocity, Pitch Bend) |
| การจัดลำดับไบต์ (Byte Endianness) | Big-Endian bit and byte ordering |
| พื้นที่สี | N/A (Symbolic Note Instruction Stream) |
| ช่องสัญญาณและโครงสร้าง | 16 logical MIDI channels per track |
| ขนาดสูงสุด | Variable delta-time resolution (ticks per quarter note, up to 65,535) |
| ความโปร่งใส | Pure mathematical event sequence; zero waveform audio stored |
| การสตรีมและแบบโปรเกรสซีฟ | Sequential event stream; can be parsed and dispatched note-by-note |
ตารางเปรียบเทียบทางเทคนิค: MID กับคู่แข่ง
| คุณลักษณะทางเทคนิค | MID (ปัจจุบัน) | WAV | MP3 | MOD |
|---|---|---|---|---|
| เนื้อหาที่จัดเก็บ | คำสั่งเหตุการณ์ (โน้ต, ระดับเสียง, ความเร็ว) | รูปคลื่น PCM แบบไม่บีบอัด | รูปคลื่นแบบสูญเสียการบีบอัด | คำสั่งแทร็ก + ตัวอย่างเสียงเครื่องดนตรีที่ฝังอยู่ |
| ขนาดไฟล์เฉลี่ย | 10 KB - 100 KB | 30 MB - 50 MB | 3 MB - 5 MB | 500 KB - 2 MB |
| ความสม่ำเสมอของเสียง | แตกต่างกันอย่างมากตามเครื่องสังเคราะห์เสียง/ซาวด์ฟอนต์ของผู้ใช้ | เหมือนกัน 100% บนทุกอุปกรณ์ | เหมือนกัน 100% บนทุกอุปกรณ์ | สม่ำเสมอเนื่องจากมีตัวอย่างเสียงฝังอยู่ |
| การแก้ไขการเรียบเรียง | ง่ายดายมาก; การจัดการคะแนนทีละโน้ต | การปรับแต่งเสียงทำได้ยากมาก | การปรับแต่งเสียงทำได้ยากมาก | การแก้ไขตัวอย่างตามรูปแบบ |
รูปแบบความเสียหายทั่วไปและคู่มือการกู้คืน Hex
โน้ตของเครื่องสังเคราะห์เสียงดังค้างไม่มีที่สิ้นสุด ('โน้ตค้าง') หรือจังหวะเร็วขึ้นอย่างมหาศาล
สาเหตุหลัก: ขาดเหตุการณ์ 'Note Off' หรือค่า delta-time แบบความยาวตัวแปรที่เสียหายในส่วน MTrk
การกู้คืน: เปิดไฟล์ใน MIDI ซีเควนเซอร์หรือใช้เครื่องมือ File2File MIDI เพื่อทำความสะอาดสถานะการทำงานและใส่คำสั่ง Note Off ที่ขาดหายไป
การวิเคราะห์ความปลอดภัยและเวกเตอร์การโจมตีตัวแยกวิเคราะห์
โปรแกรมวิเคราะห์ MIDI จะถอดรหัสค่า delta-time ของปริมาณความยาวตัวแปร (VLQ) ที่ซับซ้อนและข้อความ System Exclusive (SysEx) ซึ่งอาจทริกเกอร์การบัฟเฟอร์ล้นในเครื่องสังเคราะห์เสียงทั้งแบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์
เวกเตอร์การโจมตีที่ทราบ
- การขยายปริมาณความยาวตัวแปรที่ไม่ได้ตรวจสอบทำให้เกิดการล้นของจำนวนเต็ม 32 บิต
- เพย์โหลดข้อความ SysEx ที่มีขนาดใหญ่เกินไปทำให้เกิดฮีปโอเวอร์フローในเฟิร์มแวร์ของเครื่องสังเคราะห์เสียงหรือปลั๊กอินซอฟต์แวร์
- มาร์กเกอร์ลูปที่สร้างขึ้นอย่างมุ่งร้ายทำให้เกิดลูป CPU อนันต์ในเธรดการเรนเดอร์เสียง
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการป้องกัน:
ประวัติความเป็นมาและเหตุการณ์สำคัญ
ข้อได้เปรียบและจุดเด่นสำคัญ
- ขนาดไฟล์เล็กจิ๋ว: การเรียบเรียงเสียงประสานสำหรับวงซิมโฟนีเต็มรูปแบบใช้พื้นที่เพียงไม่กี่กิโลไบต์แทนที่จะเป็นหลายสิบเมกะไบต์
- ความยืดหยุ่นในการแก้ไขที่สมบูรณ์แบบ: สามารถปรับแต่งโน้ต จังหวะ คีย์ และแพทช์เครื่องดนตรีแต่ละตัวได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพ
- ความเข้ากันได้ของฮาร์ดแวร์สากลข้ามเครื่องสังเคราะห์เสียง เปียโนดิจิทัล ซีเควนเซอร์ และ DAW ต่างๆ
ข้อจำกัดทางเทคนิคและข้อควรพิจารณา
- ไม่มีการบันทึกเสียงจริงเลยแม้แต่น้อย การเล่นซ้ำขึ้นอยู่กับเครื่องสังเคราะห์เสียงและซาวด์แบงก์ของอุปกรณ์ที่รับฟังอย่างสิ้นเชิง
- ไม่สามารถสร้างเสียงร้องของมนุษย์ที่บันทึกไว้หรือเสียงอะคูสติกที่ไม่ใช่เครื่องดนตรีที่สมจริงได้
- เสียงที่เล่นออกมาจะแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงในคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง ขึ้นอยู่กับซาวด์ฟอนต์ General MIDI ที่ติดตั้งไว้
เกร็ดความรู้ทางเทคนิคที่น่าสนใจ
- เฮดเดอร์เวทมนตร์ 'MThd' ย่อมาจาก 'MIDI Track Header' ตามด้วย 'MTrk' สำหรับแต่ละส่วนของแทร็ก
- วิดีโอเกมพีซีคลาสสิกอย่าง Doom, Warcraft และ Monkey Island ใช้ MIDI เพื่อให้เพลงที่มีความสมบูรณ์บนฟลอปปีดิสก์ขนาด 1.44 MB
- Dave Smith ได้รับรางวัล Technical Grammy Award ในปี 2013 สำหรับบทบาทพื้นฐานของเขาในการคิดค้น MIDI
คำถามทางเทคนิคที่พบบ่อย
ทำไมไฟล์ MIDI ถึงมีเสียงเหมือนเครื่องดนตรีราคาถูกบนคอมพิวเตอร์ของฉัน?
ไฟล์ MIDI มีเพียงคำสั่งโน้ตเพลงเท่านั้น (ว่าจะกดโน้ตตัวไหนและแรงแค่ไหน) เสียงที่คุณได้ยินถูกสร้างขึ้นโดยตัวสังเคราะห์เสียง General MIDI ในตัวระบบปฏิบัติการของคุณ การโหลด SoundFont ระดับมืออาชีพ (.sf2) จะช่วยเพิ่มความสมจริงได้อย่างมาก
ฉันจะแปลงไฟล์ MIDI เป็นไฟล์ MP3 หรือ WAV ได้อย่างไร?
เนื่องจาก MIDI ไม่มีเสียง การแปลงจึงต้องอาศัยการ 'เรนเดอร์' ผ่านซอฟต์แวร์ซินธิไซเซอร์ที่มีเครื่องดนตรีจำลอง File2File Audio Converter จะทำการเรนเดอร์ MIDI โดยอัตโนมัติโดยใช้ซาวด์แบงก์เสียงอะคูสติกคุณภาพสูงภายในเบราว์เซอร์ของคุณโดยตรง
MIDI Format 0 และ Format 1 แตกต่างกันอย่างไร?
Format 0 จะรวมช่องสัญญาณดนตรีทั้งหมดไว้ในชังค์แทร็กเดียว ส่วน Format 1 จะแยกเครื่องดนตรีแต่ละชิ้น (เปียโน, เบส, กลอง) ออกเป็นชังค์แทร็กอิสระของตัวเองสำหรับการแก้ไขแบบหลายแทร็ก