Аудіо MIDI (.mid)
Асоціація СтандартMusical Instrument Digital Interface (MIDI) - це стандарт символічного музичного нотного запису, який фіксує події виконання на інструментах, а не акустичні звукові хвилі.
Аналіз та метадані
Операційні системи та аналізатори файлів ідентифікують файли MID, перевіряючи початкову послідовність бінарних байтів:
Сигнатура заголовка на байтовому рівні (Magic Bytes)
Операційні системи та аналізатори файлів ідентифікують файли MID, перевіряючи початкову послідовність бінарних байтів:
ШІСТНАДЦЯТКОВА СИГНАТУРА (ЗСУВ 0):
4D 54 68 64ASCII-УЯВЛЕННЯ: MThd
Стандартизація: Асоціація виробників MIDI (MMA) / AMEI
Технічні характеристики
| Архітектура контейнера | Ієрархія чанків Standard MIDI File (SMF) (заголовок MThd + чанки треків MTrk) |
| Стиснення | Нестиснені символічні події виконання (Note On, Note Off, Velocity, Pitch Bend) |
| Порядок байтів (Endianness) | Порядок бітів та байтів Big-Endian |
| Колірні простори | Н/Д (Потік символічних інструкцій нот) |
| Канали та структура | 16 логічних каналів MIDI на один трек |
| Максимальні розміри | Змінна роздільна здатність дельта-часу (тіки на чверть ноти, до 65 535) |
| Прозорість | Чиста математична послідовність подій; аудіосигнал у вигляді хвилі не зберігається |
| Потокове та прогресивне завантаження | Послідовний потік подій; може аналізуватися та відтворюватися нота за нотою |
Технічна матриця порівняння: MID проти конкурентів
| Технічний атрибут | MID (Поточний) | WAV | MP3 | MOD |
|---|---|---|---|---|
| Зберігаваний вміст | Інструкції подій (нота, висота, швидкість) | Нестиснена PCM-хвиля | Стиснена хвиля з втратами | Інструкції треків + вбудовані семпли аудіоінструментів |
| Середній розмір файлу | 10 КБ - 100 КБ | 30 МБ - 50 МБ | 3 МБ - 5 МБ | 500 КБ - 2 МБ |
| Послідовність звучання | Кардинально відрізняється залежно від синтезатора/звукового банку користувача | 100% ідентично на всіх пристроях | 100% ідентично на всіх пристроях | Послідовне завдяки вбудованим семплам |
| Редагування аранжування | Елементарне; маніпуляція нота за нотою | Вкрай складне переналаштування аудіо | Вкрай складне переналаштування аудіо | Редагування семплів на основі паттернів |
Типові режими пошкодження та посібник з відновлення в шістнадцятковому форматі
Ноти синтезатора звучать нескінченно ('завислі ноти') або темп стає астрономічно швидким.
Першопричина: Відсутні події 'Note Off' або пошкоджені значення дельта-часу змінної довжини в чанку MTrk.
Відновлення: Відкрийте файл у MIDI-секвенсорі або скористайтеся інструментом File2File MIDI для виправлення статусу виконання та додавання пропущених команд Note Off.
Аналіз безпеки та векторів атак на парсери
Аналізатори MIDI розшифровують складні значення дельта-часу кількості змінної довжини (VLQ) та системні ексклюзивні повідомлення (SysEx), які можуть викликати переповнення буфера в апаратних і програмних синтезаторах.
Відомі вектори атак
- Невідстежуване розширення кількості змінної довжини, що призводить до переповнення 32-бітного цілого числа.
- Надмірно великий корисний навантаження повідомлення SysEx, що викликає переповнення купи у прошивці синтезатора або програмних плагінах.
- Зловмисно створені маркери циклу, що спричиняють нескінченні цикли ЦП у потоках рендерингу аудіо.
Захисні найкращі практики: Застосовуйте максимальні обмеження на значення дельта-часу та очищуйте блоки виробників SysEx перед надсиланням на синтезатори.
Історичне походження та віхи
Головні переваги та плюси
- Мікроскопічний розмір файлу: повні симфонічні аранжування займають десятки кілобайт замість десятків мегабайт.
- Повна гнучкість редагування: окремі ноти, темпи, тональності та налаштування інструментів можна змінювати без втрати якості.
- Універсальна апаратна сумісність між синтезаторами, цифровими піаніно, секвенсорами та DAW.
Технічні обмеження та мінуси
- Не містить жодних реальних звукових записів; відтворення повністю залежить від синтезатора та звукового банку пристрою, що відтворює.
- Не може відтворювати записаний людський спів чи реалістичні акустичні неінструментальні звуки.
- Звучання під час відтворення суттєво відрізняється на різних комп'ютерах залежно від встановлених звукових банків General MIDI.
Цікаві технічні факти
- Магічний заголовок 'MThd' розшифровується як 'MIDI Track Header' (Заголовок треку MIDI), за яким слідує 'MTrk' для кожного чанку треку.
- Класичні комп'ютерні відеоігри, такі як Doom, Warcraft та Monkey Island, використовували MIDI для забезпечення насиченого музичного супроводу на дискетах об'ємом 1,44 МБ.
- Дейв Сміт отримав Технічну премію 'Греммі' у 2013 році за свою фундаментальну роль у винахід MIDI.
Поширені технічні запитання
Чому MIDI-файл звучить як дешеві інструменти на моєму комп'ютері?
MIDI-файл містить лише інструкції нотного запису (яку ноту натиснути і з якою силою). Звук, який ви чуєте, генерується вбудованим у вашу операційну систему синтезатором General MIDI. Завантаження професійного SoundFont (.sf2) кардинально підвищує реалістичність.
Як я можу конвертувати MIDI-файл у формат MP3 або WAV?
Оскільки MIDI не містить аудіо, його конвертація вимагає 'рендерингу' через програмний синтезатор зі звуковими інструментами. Аудіоконвертер File2File автоматично виконує рендеринг MIDI за допомогою високоякісних акустичних звукових банків прямо у вашому браузері.
У чому різниця між MIDI Формату 0 та Формату 1?
Формат 0 об'єднує всі музичні канали в один чанк треку. Формат 1 відокремлює кожен інструмент (піаніно, бас, ударні) у власний незалежний чанк треку для багатотрекового редагування.