Наиболее часто встречающиеся вопросы на MIDI.ru

Андрей Бизов aka NOPIK

MIDI — это на самом деле не файлы и не музыка, а аббревиатура от англ. Musical Instruments Digital Interface — Цифровой Интерфейс Музыкальных Инструментов. Знающие английский язык уже догадались, что это — обмен цифровыми электронными сигналами между музыкальными инструментами, к которым можно отнести и звуковую карту вашего компьютера. Вы, наверное, знаете, что в компьютере все данные передаются в цифровом виде, то есть в виде 1 и 0. Почему и зачем цифрами, а не прямо нотами? Да потому что с помощью цифр можно целиком и полностью описать все действия над чем-либо и правила выполнения этих действий. А вот ноты - это просто обозначение звуков, существующих в природе (точнее, некоторых их характеристик). Например, вы очень легко можете на слух отличить рояль от барабана, когда они играют одну и ту же ноту, но описать услышанное с помощью слов вы не сможете. А вот в математике разницу всегда можно объяснить понятиями «больше», «меньше», «равно». Такой вот цифровой интерфейс и был придуман производителями электронных музыкальных инструментов. Весь секрет в том, что MIDI это не формат файлов (и даже не запись звука), а способ обмена сообщениями между различным музыкальным (и не очень) оборудованием, а сами файлы, содержащие MIDI-сообщения, имеют формат SMF (Standard MIDI File) и то не всегда. Сообщения эти в переводе на человеческий язык выглядят так: я, инструмент под номером 1, посылаю ноту номер 43, длительностью 99, сыгранную программой 1 на канале 16; или я, инструмент под номером 2, устанавливаю громкость в 100 на канале 16; или я, инструмент под номером 1, посылаю сообщение <12345 87654 97976 87654> инструменту номер 16.

Как видите, ни о какой музыке и речи не идет. MIDI-устройства обмениваются между собой сообщениями вида: передатчик сообщения, приемник(и) сообщения, тип сообщения (нота, параметр, текст, цифры и т. п.). При этом сам смысл сообщений расшифровывается теми, кому они были посланы. Например, команда для светового пульта: сменить красный на синий. И хотя в качестве стандартных сообщений определены ноты, различные музыкальные инструменты и характеристики исполнения, но лишь как номера сообщений и их параметров. То есть сказано, что инструмент (в MIDI он называется программа) номер 1 — это рояль, и все. А каково должно быть его звучание, решать производителю (на заводе) и вам (в магазине). Одной из причин отказа от нотного представления была и возможность использования в любом виде оборудования, а не только музыкальных инструментов.

Откуда же тогда берется музыка? Ее исполняют специальные устройства — звуковые (музыкальные) модули. Обычно их называют синтезаторами (хотя большинство из них таковыми не являются, поскольку не создают, а только воспроизводят заранее записанные разными способами звуки). Они превращают MIDI-сообщения в звучание нот. Обычно они «живут» внутри клавиатур, звуковых карт, микрофонов караоке. Так что звучание музыки, записанной в формате MIDI, целиком и полностью определяется имеющимся у вас оборудованием. При этом следует заметить, что разные синтезаторы будут по-разному воспроизводить одну и ту же запись. Конвертировать MIDI-сообщения в звук невозможно, поскольку отсутствует однозначное соответствие MIDI-сообщений определенной манере исполнения и характеру звучания инструмента. Аналоговые MIDI-инструменты могут исполнять одну и ту же запись каждый раз по-разному.

Synthesizer — синтезатор, устройство для создания чего либо (музыкальных тонов в нашем случае).

WaveTable — таблица волн, наиболее точный вид синтеза. Очень часто применяется как рекламный трюк для SamplePlayback-синтезаторов. В музыкальных инструментах не применяется ввиду сложности самого метода, подразумевающего запись всего спектра волн, возникающих при всех способах звукоизвлечения и описания степени их присутствия во все моменты звучания инструмента при всех положениях рабочих органов. Поэтому в реальных синтезаторах вместо таблицы волн применяется формантный синтез, при котором используются не все, а только характерные волны. Стоит он очень дорого и используется исключительно в профессиональном оборудовании (дорог не формантный синтез, а описание реальных инструментов в этой форме).

Sample — сэмпл, образец звука. Очень часто бывает достаточно записать звуки и потом просто воспроизводить их в нужный момент (например, записать звук всех клавиш рояля).

SamplePlayback — способ звукоизвлечения, основанный на вышеуказанной методике проигрывания предварительно записанных звуков. Рекламируя свой товар, производители часто называют его WaveTable, поскольку записанные звуки представляют собой своего рода таблицы. Весь набор инструментов, воспроизводимых с помощью имеющихся звуков, называют банком. Устройства этого типа наиболее распространены. Многие синтезаторы других типов также используют этот метод как основу.

Samlper — устройство для записи/воспроизведения фрагментов звучания (сэмплов). Обычно выполняет также все функции SamplePlayback-устройств как синтезаторов (в отличие от них, здесь нет готовых звуков).

Physical Modelling — физическое моделирование, имитация физических процессов, приводящих к определенному звучанию инструмента. Основными способами синтеза звука моделированием являются аддитивное звукоизвлечение путем добавления гармоник к основному сигналу, субтрактивное удаление лишних гармоник из основного сигнала, формантное сложение сигнала из отдельных гармоник. В чистом виде эти виды синтеза для создания музыкальных инструментов не используются из-за отсутствия чистых музыкальных тонов. Основной создания звука из отдельных составляющих в зависимости от способа звукоизвлечения является обычно комбинация разных методов. Именно этот метод используется обычно в аддитивных, субтрактивных и формантных синтезаторах. Также широко применяется при создании синтезаторов моделирование при помощи различных алгоритмов физических устройств в целом: генераторов, усилителей, фильтров.

Analog — аналоговый (подобный). Природный сигнал, характеризующийся непрерывностью и соответствием записи своему оригиналу. При помощи современного оборудования запись, а главное, хранение таких сигналов без искажения невозможны. Тем не менее, это наиболее натуральная форма представления сигнала (все природные процессы и звук в том числе — аналоговые).

Digital — цифровой. Представление сигнала числовыми значениями уровня характеризуется дискретностью (прерывистостью). В этом случае исходный сигнал записывается в виде значений уровня через определенные промежутки. Частота промежутков или выборки (дискретизации) определяет близость записи к форме оригинала, а разрядность используемых чисел — соответствие амплитуды. Основное преимущество такого сигнала — возможность хранения и обработки без потери качества (обратите внимание, обработка без потери качества в звукозаписи используется мало, поскольку обработка звука подразумевает его полную трансформацию в совершенно иной звук, возможно, с лучшим звучанием, но отличный от оригинала).

Virtual Synthesizer — виртуальный (ненастоящий) синтезатор. Реализация функций синтезатора на имеющемся оборудовании (например, в виде программы для компьютера или при помощи функций другого синтезатора).

General MIDI (GM) — описание стандартного набора звуков и команд для MIDI-устройств.

GM2 (General MIDI Level 2) — обновленная версия стандарта GM с увеличенным числом звуков и команд.

eXtended General (XG) — расширение стандарта General MIDI, используемое в инструментах фирмы Yamaha.

General Synthesis (GS) — расширение стандарта General MIDI, используемое в инструментах фирмы Roland. Это расширение поддерживается подавляющим большинством инструментов других производителей.

Sequencer Секвенсер — устройство или программа для записи/воспроизведения последовательностей (MIDI-сообщений), что-то наподобие магнитофона.

Bank — банк. Набор или объединение звуков/параметров. Банками называют объединения номеров инструментов, наборы звуков, наборы характеристик звучания и т. п.

Polyphony — полифония. Характеристика, отражающая количество одновременно воспроизводимых звуков (например, сколько нот одновременно способен воспроизводить синтезатор). Для General MIDI-устройств полифония обычно составляет от 32 до 128 нот.

Multitibral — мультитембральность. Определяет количество воспроизводимых разных звуков (например, количество инструментов, единовременно воспроизводимых синтезатором). Для General MIDI-устройств обычны значения от 16 до 32, что позволяет одновременно воспроизводить на 16 каналах разные инструменты. Правда, при полифонии в 32 ноты при одновременном звучании всех инструментов каждому достается по 2 (32 ноты/16 каналов) ноты.

Channel — канал. В MIDI передаваемым сообщениям присваивается номер канала (от 1 до 16). Получается как бы 16 дорожек воспроизведения (или 16 музыкантов), на каждой — свой инструмент и свои ноты. Многие инструменты позволяют управлять распределением каналов и их характеристиками.

Port — порт. Так обозначаются интерфейсы приема/передачи MIDI-сообщений. Обычно используются традиционные обозначения In (вход) Out (выход) и Thru (сквозной, или транзитный). Выход одного устройства соединяется со входом другого устройства.

RPN Registered Parameter Number — (значение известного параметра) сообщения, изменяющие значения каких-либо параметров.

NRPN Non-Registered Parameter Number — (значение неизвестного параметра) сообщения, определяющие значения параметров. С точки зрения исполнителя сообщения RPN и NRPN несут одинаковую нагрузку — изменение/задание параметров работы модуля.

SysEx System Exclusive message — эксклюзивное системное сообщение. Как понятно из названия, это сообщение специально для определенного устройства. Такие сообщения часто используются для задания режимов работы вместо NRPN и RPN, поскольку позволяют точно адресовать устройство, которому предназначены (все модели MIDI-устройств имеют специальные идентификаторы, притом, что существуют идентификаторы групп, например GM-сообщения, будут приняты всеми устройствами, совместимыми с General MIDI. Сообщения, адресованные Roland XP будут приняты всеми модулями этой серии, а сообщения для XP-50 будут приняты только модулями этой модели). То есть если сообщения NRPN и RPN будут обрабатываться всеми устройствами, способными их принимать и обрабатывать, то SysEx только теми, которым они предназначались. При этом у NRPN и RPN есть большое преимущество — они быстрей обрабатываются модулем, поскольку однозначно указывают, какие параметры меняются. Для SysEx нужно дополнительное время чтобы выяснить, что за параметры там указаны (так как эти сообщения могут передавать в модуль еще много разной информации). Вообще в выборе способа управления параметрами лучше опираться на инструкцию к модулю — обычно там указаны оптимальные методы (а еще лучше использовать дополнительные панели управления или компьютерные программы для управления соответствующим синтезатором). От чтения инструкции они не спасут, но значительно облегчат задание нужных параметров.

SMF (Type 0, Type 1, Type 2) Standard MIDI File — стандартный MIDI-файл. Стандартный файл, содержащий MIDI-сообщения. Обычно SMF-файлы имеют расширение .mid (но могут .rmi). Эти файлы позволяют хранить записи и использовать их на разном оборудовании (при этом устройства могут применять и собственные форматы хранения записей). Пример: музыка на MIDI.Ru. Хотя некоторые мелодии, предназначенные для определенных синтезаторов, на вашем синтезаторе могут звучать кошмарно, они будут слышны, и их можно при желании адаптировать к любому другому синтезатору, поскольку формат записи определяется стандартом (собственные форматы записи модулей могут при этом вообще не поддаются описанию). Единственное неудобство, созданное разработчиками стандарта, — наличие трех типов стандартного MIDI-файла:
- Тип 0 (Type 0) — это запись всех сообщений в том виде, в каком они передаются устройствами (файлы этого типа легко читаются всеми устройствами);
- Тип 1 (Type 1) — запись, разделенная на отдельные дорожки (Tracks). Обычно используется при создании и хранении композиций, поскольку удобен для восприятия человеком;
- Тип 2 (Type 2) — разделение записи на отдельные асинхронные дорожки (каждая может начинаться, когда угодно) и паттерны (последовательности), на которые могут ссылаться дорожки. Аналогичен формату ритм-машин и программ-трекеров, применяется очень редко и практически не поддерживается.

DAC (Digital to Analog Converter) — цифро-аналоговый преобразователь. Устройство, для перевода цифровых сигналов в аналоговую форму. Является главным при воспроизведении цифрового звука.

ADC (Analog to Digital Converter) — аналого-цифровой преобразователь. Устройство для перевода аналоговых сигналов в цифровую форму. От него во многом зависит качество записи звука в цифровой формат.

С помощью какой программы можно убрать голос из записи ?

Ответ прост — никакая программа этого не делает. Обычно цель подобных действий — получить чистую мелодию без вокала. Для автоматических средств это сверхзадача, поскольку программа (или прибор) способна лишь убрать голос, точнее удалить все его частотно-амплитудные составляющие из записи (если, конечно, есть аналогичный «образцовый» голос). При этом та музыка, что была «под» голосом, лишится этих составляющих в той же степени (потому что отличить звук, получившийся от наложения голоса и музыки друг на друга, от звука, получившегося иначе, но имеющего те же характеристики, не получится) — возникнут «провалы», восстановить которые уже невозможно. Более того, в силу разных причин (широта спектра голоса, ограниченные возможности фильтров, деление диапазона на ограниченные фрагменты и пр.) удаляемых составляющих будет немного больше, чем нужно, что придаст конечному результату совсем несуразный вид. Конечно, с голосом можно «бороться», как с обычным шумом: противофазой, «наклейкой» неиспорченного материала, эквалайзером, фильтрами и т. д.

Еще раз о переводе MIDI в WAV или MP3 и обратно

Перевод MIDI в WAV или MP3

Вы ознакомились с этим непонятным пока понятием MIDI. Большинство производителей музыкального оборудования «дышат друг другу в затылок» и стараются отобрать у кровного брата кусок хлеба, и как результат, MIDI-файлы, содержащие только стандартные сообщения, порождают похожие мелодии на разных инструментах (но вот звучание самих инструментов будет в большинстве случаев различным). Тут, как и в выборе самой музыки, все зависит от вашего вкуса и платежеспособности. В большинстве звуковых карт можно использовать различные наборы инструментов. Но выбор подходящего набора ложится целиком на ваш слух.

Все, что говорится, относится к файлам стандартов General MIDI (General MIDI 2). Эти стандарты описывают общие для всех MIDI-устройств сообщения; различное оборудование и инструменты могут использовать дополнительные и специфичные параметры, необходимые для выполнения их функций.

А когда же мы расскажем про запись в WAV и MP3? Наверное, никогда... Как все время повторялось, звук в MIDI отсутствует полностью! Так что все способности вашего оборудования в игре и записи зависят только от вас: Что вы купите, то и получите. Но вот про то, как происходит запись с различных устройств, здесь будет рассказано. Если вы просто решили увековечить песенки с karaoke.ru в своем исполнении, вам не к чему знать откуда корова берет молоко (и уж тем более, покупать ЭТО), но вот узнать – с какой стороны подходить к этой корове и где искать молоко, придется.

Итак, сначала вы должны убедиться, что при воспроизведении MIDI-файла слышите звуки, издаваемые вашим синтезатором. Потом вам следует узнать, попадает ли музыка, которую вы слышите, в звуковую карту (или другое записывающее устройство). Если никаких MIDI-устройств у вас нет (или они не подключены к компьютеру), это значит, что то, что слышно, производится самой картой, и остается только выбрать что писать. Из чего выбирать? Давайте посмотрим: в установках параметров записи системного микшера могут быть регуляторы MIDI, GM Synth, Synthesizer и т. п. для записи с собственного синтезатора карты (иногда этот выход может быть выведен на цифровой вход Digital In). Если вы хотите просто записать музыку, этого должно быть достаточно. Если же вы хотите записать еще и свое пение или такой регулятор отсутствует, то придется воспользоваться регуляторами What U Hear, OUT, Wave и т. п., для записи звука «как слышится». Подробно и правильно о производстве записи см. в руководстве к звуковой карте. Внешние синтезаторы подключаются к цифровому, линейному или дополнительным входам звуковой карты — в этом случае не забудьте проверить в микшере, что запись с соответствующего входа разрешена. Если внешнее устройство имеет собственную интерфейсную плату или преобразователь, убедитесь, что запись идет с нее, или что она подключена к звуковой карте и разрешена запись с входа, к которому она подключена. Для всех случаев соединения в руководстве звуковой карты есть картинки (если вы используете внешнее или дополнительное музыкальное оборудование, не имеющее инструкции на русском языке, можете попросить надписать русский перевод на картинках с коммутационнными схемами). Наконец, убедитесь, что разрешена запись со всех избранных вами источников звука (запись со всех неиспользуемых источников лучше запретить) — синтезатор, микрофон и т. п. Теперь, когда вы разобрались, откуда, куда и что «играет», осталось только усладить свой слух установкой уровней записи, проще говоря, ее громкости (следует обратить внимание – что в первую очередь следует регулировать громкость источников звука, и в последнюю – уровни на входах звуковой карты). Это необходимо, скорее, для микрофона (соотношение уровней внутренних устройств обычно оптимально устанавливается производителем).

А записывать как же?! С этим вопросом лучше обратиться к программам, поставляемым вместе с вашей звуковой картой, там обязательно есть программа для воспроизведения/записи WAV-файлов (возможно и MP3). Для записи в MP3 можно порекомендовать программы типа mixmp3 (хотя запись «сразу» в MP3 никаких преимуществ перед записью «потом» не имеет, тем более, что даже в WAV запись производится далеко не сразу). А в общем случае для записи (сохранения) данных может быть избран любой формат из поддерживаемых системой (для этого операционная система использует специальные программы — кодеки).

Другой вариант «записи» — использование программных синтезаторов (Roland Virtual Sound Canvas — VSC-88, Yamaha SoftSynth — S-YXG100 и др.). Они обычно имеют функцию сохранения в файл (исключение составляют S-YXG, для которых необходимо применение дополнительной программы типа Virtial Audio Cable).

Перевод WAV или MP3 в MIDI

Конвертировать звук в музыку невозможно, поскольку один и тот же звук можно трактовать как одну ноту, так и как целый аккорд. Между тем, существуют программы для «распознавания» мелодий и нот (см. проекты на MIDI.Ru вроде akoff, midi-2-wav, widi). Они пытаются подобрать подходящие к звуку ноты (аккорды), и результат может получиться похожим на оригинал. Главная особенность таких программ — в итоговой мелодии инструменты и их звучание не будут соответствовать оригиналу, к тому же не исключено появление «лишних» нот и инструментов, более того, могут и 90 % всех нот после конвертации такими программами быть лишними.