Khái Niệm Về Audio Và MIDI

26
Khái niệm về Audio và MIDI - Mai Kiên - MIDI là gì? 1. Định nghĩa MIDI: MIDI là cụm từ viết tắt của Musical Instrument Digital Interface, có nghĩa là Giao Diện Số Hoá Nhạc Cụ. Đó là một giao thức truyền thông tin âm nhạc theo chế độ thời gian thực. MIDI được phát triển vào đầu những năm 1980 do một liên hợp các nhà sản xuất synthesizer quốc tế. Vào thời điểm đó có hai nhiệm vụ được đưa ra. Thứ nhất: Làm thế nào để một bàn phím có thể điều khiển cao độ, rung, bend, Pedal vang... của bàn phím khác. Thứ hai: Làm thế nào để đồng bộ các thiết bị có tempo chẳng hạn như Sequencer, Drums machines... làm cho chúng chạy cùng tốc độ với nhau. Từ đó các nhà sản xuất lớn như Roland, Sequential Circuits và Oberheim đã nghiên cứu ra một giao diện chuẩn đa năng (Universal Standard Interface) và sau này trở thành MIDI. MIDI là một dạng giao tiếp. Nó là một giao thức máy tính hay ngôn ngữ truyền thông tin giữa hai hay nhiều thiết bị MIDI. Cũng như máy tính hay tất cả các giao tiếp khác, MIDI bao gồm những thông điệp (messages) giữa các thiết bị đầu cuối mà hiểu được chung giao thức. Cũng có thể hiểu đơn giản, bạn là một thiết bị khi bạn nói chuyện với ai đó khác (thiết bị khác). Nếu một thiết bị điện tử được trang bị MIDI, nó có thể hiểu được giao thức MIDI và do vậy nó có thể giao tiếp với bất kỳ thiết bị nào được trang bị MIDI khác, hay bất kỳ sản phẩm nào từ các hãng khác nhau. Ví dụ đàn Keyboard Yamaha có thể gửi thông điệp đến một

description

mo ta ve khai niem audio va MIDI

Transcript of Khái Niệm Về Audio Và MIDI

Khi nim v Audio v MIDI

Khi nim v Audio v MIDI

- Mai Kin -

MIDI l g?

1. nh ngha MIDI:

MIDI l cm t vit tt ca Musical Instrument Digital Interface, c ngha l Giao Din S Ho Nhc C. l mt giao thc truyn thng tin m nhc theo ch thi gian thc.

MIDI c pht trin vo u nhng nm 1980 do mt lin hp cc nh sn xut synthesizer quc t. Vo thi im c hai nhim v c a ra. Th nht: Lm th no mt bn phm c th iu khin cao , rung, bend, Pedal vang... ca bn phm khc. Th hai: Lm th no ng b cc thit b c tempo chng hn nh Sequencer, Drums machines... lm cho chng chy cng tc vi nhau. T cc nh sn xut ln nh Roland, Sequential Circuits v Oberheim nghin cu ra mt giao din chun a nng (Universal Standard Interface) v sau ny tr thnh MIDI.

MIDI l mt dng giao tip. N l mt giao thc my tnh hay ngn ng truyn thng tin gia hai hay nhiu thit b MIDI. Cng nh my tnh hay tt c cc giao tip khc, MIDI bao gm nhng thng ip (messages) gia cc thit b u cui m hiu c chung giao thc. Cng c th hiu n gin, bn l mt thit b khi bn ni chuyn vi ai khc (thit b khc).

Nu mt thit b in t c trang b MIDI, n c th hiu c giao thc MIDI v do vy n c th giao tip vi bt k thit b no c trang b MIDI khc, hay bt k sn phm no t cc hng khc nhau. V d n Keyboard Yamaha c th gi thng ip n mt Drum machine ca hng Roland, bi v tt c cc thit b c trang b giao thc MIDI u tng thch vi nhau.

C nhiu thun li ca nh dng MIDI:

Lng d liu m nhc rt ln c lu gi mt dng rt nh

Cc phn khc nhau ca bn nhc c th c gn cho bt k nhc c no m bn mun.

Dng lu gi m nhc y v cc thng tin nh nt nhc, tc , ha biu c th c hin th v chnh sa d dng khi dng cc chng trnh chp nhc khc nhau.

2. Kt ni MIDI

Thng ip MIDI c gi i t cng MIDI OUT ca mt thit b ti cng MIDI IN ca mt thit b khc qua mt cp ni MIDI (MIDI cable). gi mt thng ip t n keyboard ti my tnh hay bt k thit b no, bn phi dng cp MIDI ni cng MIDI OUT ca n keyboard ny ti cng MIDI IN ca my vi tnh. gi li thng ip MIDI ngc tr li n keyboard, bn cn ni cp MIDI t cng MIDI OUT ca vi tnh vi cng MIDI IN ca n Keyboard.

- OUT Port - Thng ip MIDI c gi ra khi mt thit b qua cng ny. Nu bn chi nt C4 trn bn phm, thng ip "chi nt C4" ny c truyn ra ngoi bng ng OUT Port.

- IN Port - Thng ip MIDI c nhn vo mt thit b u qua cng ny.

- Thru Port - Thng ip MIDI c nhn vo thit b MIDI qua cng IN v c chuyn qua cng Thru ca thit b t c th c chuyn qua mt thit b th ba m thngn tin vn khng thay i. Cng ny c dng khi c mt thit b MIDI gi v nhiu thit b MIDI nhn.

ni my tnh vi keyboard bn cn mt cp ni MIDI mt u l 2 chu cm 5 chn ni vo n, u kia l mt chu 15 chn ni vi sound card qua cng MIDI/Gameport. Hai u 5 chn IN v OUT c ni vi hai u OUT v IN ca Keyboard (IN vo OUT v OUT vo IN)

3 Knh MIDI (MIDI Channel)

MIDI cho php bn gi d liu theo tng ng ring r cng mt lc, mi ng ny l mt knh MIDI (Channel). Mi knh ny c gn mt s nh danh. Nu mt nt c chi trn thit b A, n c gi km mt s nh danh knh MIDI. Nu thit b B c t cng knh vi thit b A, n s p li bng cch chi nt . Nu thit b B c t mt knh khc, n khng nhn c thng ip ny mc d v mt l thuyt c ni bng cp MIDI.

MIDI c 16 knh khc nhau, v chng u c chc nng sau. Mi knh u c th cha tt c cc loi thng ip MIDI nhng chng u c tch bit. Thng ip ca knh 1 khi c gi i khng b nh hng bi cc knh 2, knh 3...

4. General MIDI

Nh ta cp, MIDI cho php ta trao i d liu m nhc gia cc thit b ca cc nh sn xut khc nhau. Nhng thng ip ny khng cha bn thn nt nhc, nhng n cha cc thng ip nh s m sc, nhn phm, nh phm, cao , rung, vang...

Nu s m sc 1 ca mt n keyboard c sn xut bi Yamaha l PIANO, trong khi s m sc 1 ca n Roland l BASS, th d liu c gi i ca n Yamaha l PIANO s vang ln l BASS n Roland. Nu mt n keyboard Yamaha c 16 knh v d liu c gi n n Roland ch c 10 knh, th nhng knh khng c chi s khng vang ln.

Tiu chun cho s m sc, s knh v cc thng s chnh m xc nh m thanh ca bn nhc c thit lp t thit b ngun c a ra bi cc nh sn xut khc nhau c gi l General MIDI

Tiu chun General MIDI cho php d liu m nhc c to ra theo chun ny c th c chi cc thit b MIDI khc nhau m vn gi nguyn c cc s m sc, s mt trng, sc thi, m lng...

5. Standard MIDI Files (SMF)

Standard MIDI Files l tp tin d liu Sequencer MIDI. Standard MIDI Files ban u c dng lm phng tin trao i d liu gia cc thit b sequencer t nhiu nh sn xut khc nhau. Sau n c dng lm nh dng file MIDI chun cho h iu hnh Windows v cc ng dng multimedia.

MIDI files s dng nh dng Chunky (theo tng khoang), tng t nh nh dng ca Electronic Arts -IFF hay nh dng ca Microsoft/IBM - RIFF. Cc tp tin dng ny cha cc khoang khc nhau, mi khoang cha mt s dng d liu m chng trnh c th c c. MIDI File c cu to bi hai loi khoang: Khoang tiu , cha cc thng tin v trt t tracks, phn gii ca thi gian (timing resolution), v khoang tracks cha cc d liu MIDI v cc d liu khc.

MIDI Files c th c mt trong ba nh dng. S nh dng c lu khoang tiu ch ra cc khoang tracks c th hin nh th no. Cc nh dng ny l:

- Format 0: Cc tp tin ny ch cha mt track nhng nhiu knh (multi-channel). nh dng ny c dng thch hp cho vic playback cc ng dng multimedia v kiu nh dng ny c th c c t a nhanh hn cc nh dng nhiu rnh (Multi-track)

- Format 1: Nhng tp tin theo nh dng ny cha nhiu tracks. Track u tin lun cha tt c tempo v thng tin v ho biu, ging cng vi cc dng d liu tng th (global); Cc track cn li cha d liu MIDI. Bi v nh dng Format 1 cho php d liu MIDI chia thnh nhiu knh khc nhau hay nhiu tiu ch khc, nn chng d dng hiu chnh li so vi Format 0.

- Format 2: Nhng tp tin dng ny t dng hn. N c dng cho cc thit b sequencer cho php cc track c chi ring r v lp li (Loop). Ngy nay c cc thit b bng ghi m Digital (Digital-tape-desk) nn chng khng cn thch hp na.

Digital Audio l g?

1. nh ngha:

Digital Audio l mt kiu n gin nht thu v pht m thanh bt k dng no. N tng t nh catxet - bn c th thu mt on no ri pht li. Digital audio lu gi m thanh di dng nhng dy s di.

2. m thanh dng sng (Sound Waves)

m thanh dng sng l s rung trong khng kh. m thanh dng sng c to bi bt k th g rung, mt vt rung th gy ra khng kh bn cnh cng rung theo, v s rung ny lan ra trong khng kh theo tt c cc hng.

Khi s rung ca khng kh vo n tai bn, n lm cho mng nh rung ln v bn nghe thy m thanh. Do vy, nu s rung ca khng kh c bt vo micro, n lm cho micro rung ln v gi tn hiu in t ti bt k th g c ni vi micro.

Nhng s rung ny xy ra rt nhanh. Tn s rung chm nht m bn nghe c l khong 20 ln rung trong mt giy, v tn s nhanh nht vo khong 16,000 ti 20,000 ln rung trong mt giy.

3. Thu thanh Digital Audio

thu thanh digital audio, my tnh ca bn o cc tn hiu to ra bi Micro hay Guitar in t, hay bt k ngun no. khong cch cn bng v thi gian (i vi m thanh cht lng CD, iu ny c ngha l 44,100 ln trong mt giy), my tnh s o v lu li mnh ca nhng tn hiu in t t micro, khong t 0 n 65,535. Do vy, d liu Digital audio ch l nhng co s di. My tnh chuyn nhng s ny theo dng tn hiu in t n loa. Nhng chic loa ny rung v to ra m thanh ging nh c thu.

Thun li ln nht ca thu thanh digital audio l cht lng m thanh. Khng nh MIDI, thu thanh digital audio lu gi rt y v tnh cht m thanh v cc phm cht khc ca m thanh chnh xc nh khi biu din. C mt im khng thun li l digital audio l chim rt nhiu ch trn a. thu 1 pht nhc stereo vi cht lng CD, bn cn 10 megabytes a trng.

Trn my tnh, Digital Audio c lu gi di dng wave files (dng sng - c phn m rng l .wav)

C rt nhiu chng trnh c th cho php bn to, pht li, v chnh sa cc file wave ny. Cakewalk Pro Audio cho php bn lm vic vi nhng file ny c hiu qu nht. Ngoi ra c mt s chng trnh khc cng rt tt nh Sound Force, Cool Edit, WavLab

4. Phn bit gia hai dng MIDI v Audio.

Dng file Midi ch lu nhng thng tin v dng lnh ra lnh cho my tnh hay cc phn mm son nhc chi mt s thng ip c th. V d, khi trong file Midi cha mt thng tin l nt C v E, th khi ta m v pht li file ny bng chng trnh Cakewalk, n s ra lnh cho chng trnh chi li hai nt ny bng m thanh ca soundcard hay ca n keyboard. Do vy, khi ta dng my tnh hay keyboard khc nhau th m thanh ca file midi ny cng pht ra khc nhau mc d vn l hai nt C v E. Nu bn i nt C thnh nt G, th khi pht li ta s nghe c nt G v E.

Khc vi Midi, Audio lu gi tt c thng tin c thu. V d, khi bn thu mt on ni ca chnh bn bng micro ri lu li thnh dng .wav th khi mang i u v dng bt c chng trnh no m v pht li th bn u nghe thy ging mnh, m khng c mt s thay i no. Bn c th hnh dung l khi mang 1 a CD i nghe cc my pht khc nhau th bn vn nghe c chnh nhng bi ht .

MIDI l g?

1. nh ngha MIDI:

MIDI l cm t vit tt ca Musical Instrument Digital Interface, c ngha l Giao Din S Ho Nhc C. l mt giao thc truyn thng tin m nhc theo ch thi gian thc.

MIDI c pht trin vo u nhng nm 1980 do mt lin hp cc nh sn xut synthesizer quc t. Vo thi im c hai nhim v c a ra. Th nht: Lm th no mt bn phm c th iu khin cao , rung, bend, Pedal vang... ca bn phm khc. Th hai: Lm th no ng b cc thit b c tempo chng hn nh Sequencer, Drums machines... lm cho chng chy cng tc vi nhau. T cc nh sn xut ln nh Roland, Sequential Circuits v Oberheim nghin cu ra mt giao din chun a nng (Universal Standard Interface) v sau ny tr thnh MIDI.

MIDI l mt dng giao tip. N l mt giao thc my tnh hay ngn ng truyn thng tin gia hai hay nhiu thit b MIDI. Cng nh my tnh hay tt c cc giao tip khc, MIDI bao gm nhng thng ip (messages) gia cc thit b u cui m hiu c chung giao thc. Cng c th hiu n gin, bn l mt thit b khi bn ni chuyn vi ai khc (thit b khc).

Nu mt thit b in t c trang b MIDI, n c th hiu c giao thc MIDI v do vy n c th giao tip vi bt k thit b no c trang b MIDI khc, hay bt k sn phm no t cc hng khc nhau. V d n Keyboard Yamaha c th gi thng ip n mt Drum machine ca hng Roland, bi v tt c cc thit b c trang b giao thc MIDI u tng thch vi nhau.

C nhiu thun li ca nh dng MIDI:

Lng d liu m nhc rt ln c lu gi mt dng rt nh

Cc phn khc nhau ca bn nhc c th c gn cho bt k nhc c no m bn mun.

Dng lu gi m nhc y v cc thng tin nh nt nhc, tc , ha biu c th c hin th v chnh sa d dng khi dng cc chng trnh chp nhc khc nhau.

2. Kt ni MIDI

Thng ip MIDI c gi i t cng MIDI OUT ca mt thit b ti cng MIDI IN ca mt thit b khc qua mt cp ni MIDI (MIDI cable). gi mt thng ip t n keyboard ti my tnh hay bt k thit b no, bn phi dng cp MIDI ni cng MIDI OUT ca n keyboard ny ti cng MIDI IN ca my vi tnh. gi li thng ip MIDI ngc tr li n keyboard, bn cn ni cp MIDI t cng MIDI OUT ca vi tnh vi cng MIDI IN ca n Keyboard.

- OUT Port - Thng ip MIDI c gi ra khi mt thit b qua cng ny. Nu bn chi nt C4 trn bn phm, thng ip "chi nt C4" ny c truyn ra ngoi bng ng OUT Port.

- IN Port - Thng ip MIDI c nhn vo mt thit b u qua cng ny.

- Thru Port - Thng ip MIDI c nhn vo thit b MIDI qua cng IN v c chuyn qua cng Thru ca thit b t c th c chuyn qua mt thit b th ba m thngn tin vn khng thay i. Cng ny c dng khi c mt thit b MIDI gi v nhiu thit b MIDI nhn.

ni my tnh vi keyboard bn cn mt cp ni MIDI mt u l 2 chu cm 5 chn ni vo n, u kia l mt chu 15 chn ni vi sound card qua cng MIDI/Gameport. Hai u 5 chn IN v OUT c ni vi hai u OUT v IN ca Keyboard (IN vo OUT v OUT vo IN)

3 Knh MIDI (MIDI Channel)

MIDI cho php bn gi d liu theo tng ng ring r cng mt lc, mi ng ny l mt knh MIDI (Channel). Mi knh ny c gn mt s nh danh. Nu mt nt c chi trn thit b A, n c gi km mt s nh danh knh MIDI. Nu thit b B c t cng knh vi thit b A, n s p li bng cch chi nt . Nu thit b B c t mt knh khc, n khng nhn c thng ip ny mc d v mt l thuyt c ni bng cp MIDI.

MIDI c 16 knh khc nhau, v chng u c chc nng sau. Mi knh u c th cha tt c cc loi thng ip MIDI nhng chng u c tch bit. Thng ip ca knh 1 khi c gi i khng b nh hng bi cc knh 2, knh 3...

4. General MIDI

Nh ta cp, MIDI cho php ta trao i d liu m nhc gia cc thit b ca cc nh sn xut khc nhau. Nhng thng ip ny khng cha bn thn nt nhc, nhng n cha cc thng ip nh s m sc, nhn phm, nh phm, cao , rung, vang...

Nu s m sc 1 ca mt n keyboard c sn xut bi Yamaha l PIANO, trong khi s m sc 1 ca n Roland l BASS, th d liu c gi i ca n Yamaha l PIANO s vang ln l BASS n Roland. Nu mt n keyboard Yamaha c 16 knh v d liu c gi n n Roland ch c 10 knh, th nhng knh khng c chi s khng vang ln.

Tiu chun cho s m sc, s knh v cc thng s chnh m xc nh m thanh ca bn nhc c thit lp t thit b ngun c a ra bi cc nh sn xut khc nhau c gi l General MIDI

Tiu chun General MIDI cho php d liu m nhc c to ra theo chun ny c th c chi cc thit b MIDI khc nhau m vn gi nguyn c cc s m sc, s mt trng, sc thi, m lng...

5. Standard MIDI Files (SMF)

Standard MIDI Files l tp tin d liu Sequencer MIDI. Standard MIDI Files ban u c dng lm phng tin trao i d liu gia cc thit b sequencer t nhiu nh sn xut khc nhau. Sau n c dng lm nh dng file MIDI chun cho h iu hnh Windows v cc ng dng multimedia.

MIDI files s dng nh dng Chunky (theo tng khoang), tng t nh nh dng ca Electronic Arts -IFF hay nh dng ca Microsoft/IBM - RIFF. Cc tp tin dng ny cha cc khoang khc nhau, mi khoang cha mt s dng d liu m chng trnh c th c c. MIDI File c cu to bi hai loi khoang: Khoang tiu , cha cc thng tin v trt t tracks, phn gii ca thi gian (timing resolution), v khoang tracks cha cc d liu MIDI v cc d liu khc.

MIDI Files c th c mt trong ba nh dng. S nh dng c lu khoang tiu ch ra cc khoang tracks c th hin nh th no. Cc nh dng ny l:

- Format 0: Cc tp tin ny ch cha mt track nhng nhiu knh (multi-channel). nh dng ny c dng thch hp cho vic playback cc ng dng multimedia v kiu nh dng ny c th c c t a nhanh hn cc nh dng nhiu rnh (Multi-track)

- Format 1: Nhng tp tin theo nh dng ny cha nhiu tracks. Track u tin lun cha tt c tempo v thng tin v ho biu, ging cng vi cc dng d liu tng th (global); Cc track cn li cha d liu MIDI. Bi v nh dng Format 1 cho php d liu MIDI chia thnh nhiu knh khc nhau hay nhiu tiu ch khc, nn chng d dng hiu chnh li so vi Format 0.

- Format 2: Nhng tp tin dng ny t dng hn. N c dng cho cc thit b sequencer cho php cc track c chi ring r v lp li (Loop). Ngy nay c cc thit b bng ghi m Digital (Digital-tape-desk) nn chng khng cn thch hp na.

Tm hiu tp tin MIDIXem bai viet bang font ABC1. Thun ng MIDI Cc nhc c in t (eletronic instrument) c th "ni chuyn" c vi nhau t nhng nm 1980. iu c xem nh l cuc cch mng trong m nhc in t. Mt nhc c c th "ni" vi nhc c khc : "Anh hy chi nt trung, ln c 60% ri chi tip nt mi 4 nh mt t, dng ting violon nh !". Nhc c th hai dng nh "hiu" c, v pht ra cc nt nhc theo yu cu.

Gia cc nhc c in t gi y c mt "ngn ng" chung gi l "MIDI", ni chuyn vi nhau. MIDI tuy l mt khi nim mi nhng tr nn rt quen thuc trong lnh vc m nhc in t, n ni ngi ta xem n l mt thut ng m qun rng MIDI l t vit tt ca "Miscical Instrument Digital Interfac" (giao din s vi cc nhc c). Mt cch n gin, MIDI l mt ngn ng gia cc thit b m nhc.

Mc d c nhiu ngn ng khc nhau trn th gii (Vit Nam, Anh, Php...) nhng MIDI ch c mt ngn ng duy nht. Do , MIDI khng ph thuc nh ch to nhc c v ni sn xut. Hn na n dng cho nhiu chng loi nhc c khc nhau; v d mt piano in c th ni vi mt b trng in t, khi nu ta bm mt phm trn piano th b trng s pht ra mt ting trng tng ng.

2. ng i ca tn hiu MIDI Ni chung cc nhc c in t c th "ni chuyn" vi nhau, th phi c ch to c kh nng MIDI. Ta s thy trn nhc c c 2 cng MIDI IN, MIDI OUT (loi nh ngh thng c thm cng MIDI THRU). Mt cuc ni chuyn lun i theo mt chiu t cng MIDI OUT ca nhc c pht n cng MIDI IN ca nhc c nhn thng qua cp MIDI (hnh 2).

Mt si cp MIDI c 5 dy dn (u cm 5 chu). Tn hiu truyn trn cp theo kiu tun t n hng vi tc truyn l 31.250 bit mi giy. Mi byte d liu truyn bt u bng mt bt khi u v mt bit kt thc. Nh vy, truyn mt byte d liu thc cn 10 bit, do tc truyn thc t trn cp MIDI l 3.125 byte d liu mi giy.

D liu truyn trn cp MIDI khng phi l tn hiu m thanh dng analog hay digital, m chnh l "ngn ng MIDI", hay ni chhnh xc hn, l cc thng ip MIDI (MIDI message). Mi thng ip MIDI di t 1 n 3 byte dng iu khin mt chip trong thit b nhn tn hiu MIDI. Cc thit b MIDI c phn loi nh sau (cha c thut ng ting Vit chnh xc, nn chng ti ch tm dch) :

Controller (b iu khin) : l ngun gi i thng ip MIDI. Cc thit b c cng MIDI OUT u l controller. V d : piano in, organ in t (gi chung l MIDI Keyboard Instrument), guitar in, trng in t.... My vi tnh c gn MIDI interfac (MIDI card, MIDI built-in sound card....) cng l mt controller. Synthesizer (b tng hp) : l thit b c cng MIDI IN, c kh nng nhn thng ip MIDI ri tng hp li thnh m thanh analog. Vic tng hp do mt con chip trong thit b m nhn. C 2 cng ngh tng hp ph bin hin nay do 2 hng nhc c lng danh Roland v Yamaha pht trin. Cng ngh ca hng Roland da trn cc m thanh dng sng ly mu (Sampled Waveform). Hng Yamaha dng k thut iu tn (Frequency Modulation - FM). Phn ln cc MIDI-built-in sound card hiu Sound Blaster, Sound Power, Audiowave.... u s dng chip FM ca Yamaha, Synthesizer cn c gi l Sound Module, Sound Generator, Tone Generator. Bn c th tham kho thm cc bi "Multimedia phi chng gp thi", "L trnh tn hiu ca h MPC", "Sound Board vn hnh ra sao ?" trong tp ch New s 1/1994 (s chuyn v Multimedia & MPC).

Sequencer (b phi m) : l thit b c th nhn tn hiu MIDI, lu tr vo b nh trong hoc ngoi, cho php ngi dng thay i ri gi i. y l thit b gip ch rt ln cho cc nhc s phi m, l p dng chnh ca MIDI.

Ni chung, mt thit b MIDI u c c 2 cng MIDI IN v MIDI OUT, nn theo cch phn loi trn, n va l controller, va l synthesizer. Ta dng tn gi controller khi quan tm n chc nng "pht" tn hiu MIDI, dng tn synthesizer khi quan tm chc nng "nhn". Hnh 3 gii thiu s ca mt cy n organ in t c MIDI (MIDI keyboard).

3. Mt h thng m nhc vi tnh. My tnh c v chng lin quan g n m nhc trc khi c MIDI. MIDI l mt giao din gia my tnh vi nhc c in t ch ? Vi tng , nhiu hng nhc c in t ch to cc MIDI card hay MIDI box gn vo my vi tnh ng vai tr giao din gia my tnh v nhc c. Hng Roland l hng tin phong trong lnh vc ny. Apple Macinstosh, Atari Amiga l cc h my tnh u tin giao tip vi nhc c in t. Vi h my IBM, phi ch n s thnh cng ca Microsoft Windows, mi chen chn vo lnh vc m nhc in t. Khi "anh chng" vi tnh bc chn vo m nhc, tim nng ca MIDI tng gp bi : my tnh va l controller, synthesizer, va l sequencer; b nh ngoi ca my tnh (a cng) rt d d cho vic lu tr thng ip MIDI di dng tp tin MIDI, ngi dng d dng "ch bin" thm hoc chen thm cc d liu MIDI khc vo. Ban nhc mt ngi (One man-Band) tr thnh hin thc, ch cn l thuc vo kh nng con ngi : c th va l ngi son nhc, phi m, chi nhc... khng ? Hnh 4 gii thiu mt h thng m nhc vi tnh.

4. Phn tch cc thng ip MIDI. * Khi nim v knh (channel) : Thng ip MIDI truyn trn cp bao gm rt nhiu nhm thng tin khc nhau. C th ch mt phn hay ton b cc thng tin c nhn bn thit b MIDI nhn. thc hin iu , MIDI bao gm 16 knh. Tt c cc loi thng ip MIDI khc nhau c th truyn ring bit trn 16 knh, bn nhn c th chn lc li, ch nhn d liu trn mt s knh no v cc d liu c x l ng thi.

Khi nim v knh MIDI cng ging nh knh trong tivi. i truyn hnh c th pht nhiu chng trnh khc nhau cng mt lc trn nhiu knh khc nhau. ?ng ten ti vi ca bn s nhn c tt c cc knh cng mt lc nhng bn ch chn knh no c chng trnh mun xem thi. iu khc nhau duy nht l synthesizer c th x l ng thi tn hiu trn 16 knh nhn c, trong khi tivi ch mi xem c cng lc chng trnh trn vi knh m thi !

* Thng ip MIDI c chia lm 2 loi : loi thng ip knh (Channel Message) v loi thng ip h thng (System Message). Loi thng ip knh bao gm cc thng ip ch nh hng trn knh ny m khng nh hng trn knh khc. Ngc li, thng ip h thng tc dng trn ton b h thng MIDI ch khng trn tng knh. Trong thng ip h thng cn c mt thng ip dnh ring ca tng nh sn xut (gi l System Exclusive Message) ch c x l trong cc thit b ca nh sn xut . Cc tn hiu ny bt u bng mt s hiu ring (ID Number) khc nhau i vi cc nh sn xut khc nhau. Cc thng ip m thit b nhn khng nhn bit s c b qua.

Cc nh sn xut nhc c in t hng u xy dng c mt tiu chun thng nht gi l General MIDI trong qui c cc loi thng ip chun m thit b c ch to theo chun General MIDI phi tun theo. hiu thng ip knh dng nh th no, ta hy xem xt mt v d. Gi s ta ni mt MIDI-Keyboard vi mt synthesizer. Trn MIDI-Keyboard, ta bm mt phm (nt trung chng hn), cc "s vic" sau xy ra :

[1] Khai bm phm, MIDI-Keyboard gi i thng ip di 3 byte n cng MIDI OUT, vit dng c s 16 (hexadecimal) l 903C40. Thng ip ny gi l "Note On" (chi nt nhc). Byte th nht (90) cho bit thng ip l "Note On", knh tc dng l knh s 0, dng tng qut l 9n trong n thay i t 0 n 15 cho bit s th t ca knh. Byte th hai (3C) cho bit s th t ca nt s chi (key number), thay i t 0 n 127. Byte th ba (40) cho bit tc bm phm (velocity) thay i t 0 n 127, s cng ln th nt pht ra ku cng to. Thng ip di 3 byte ny s gi n synthesizer qua cng MIDI IN ca n, v syntehsizer s "tr li" bng cch pht ra nt theo ng yu cu ! Nt ny s "ku" hoi cho n khi ta nhc ngn tay khi phm.

[2] Khi nhc ngn tay khi phm, MIDI-Keyboard gi i thng ip di 3 byte l 90 3C00. Thng ip ny ging nh thng ip trn, ch khc gi tr ca byte th ba l 00, gi tr velocity bng 0 ny s lm tt vic pht ra nt . Synthesizer khi nhn c thng ip ny, s ngng vic pht ra nt trc knh 0. Do thng ip ny c gi l "Note Off".

Nu synthesizer c kh nng polophony (pht c nhiu nt cng mt lc) th khi ta bm nhiu phm cng lc trn MIDI-Keyboard, nhiu thng ip "Note On" s c gi cng lc n synthesizer. Hnh 5 gii thiu bng qui nh v thng ip knh theo nh chun MIDI 1.0 m bn c th tham kho thm.

Thng ip "Program Change" (Xem hnh 5) rt quan trng, n s yu cu synthesizer pht ra m tit khc nhau, v d : ting piano acoustic, violon, string... Cc thut ng voice, instrument, patch u c ngha l m tit. C nh sn xut "thch" dng t voice trn cc sn phm ca mnh, nhng nh sn xut khc th li dng t patch. Thng ip program change di 2 byte, c dng Cn pp vi n l s th t ca knh (0-15) v pp l s th t ca m tit (0-127). Nh vy c 128 m tit khc nhau. Hip hi cc nh sn xut MIDI (MMA - MIDI Manufactors Association) a ra nh chun General MIDI trong qui c mt synthesizer theo chun General MIDI th phi c b ting theo qui c : ting s 1 l Grand Piano, s 2 l Bright Grand Piano... ting s 128 l Gun Shot. Bn c th tham kho danh sch cc m tit theo chun General MIDI trong bi "MIDI v Multimedia Windows", tp ch New* s 10 & 12/1993.

Mt thng ip MIDI lun bt u bng mt byte trng thi (status byte) tip theo sau l 0,1 hay 2 byte d liu (ngoi tr thng ip System Exclusive). D dng phn bit c byte trng thi v byte d liu. Bit cao lun thit lp l 1 vi byte trng thi v l 0 vi byte d liu. Nh vy t 00 n 7F l byte d liu, 80 n FF l byte trng thi. i vi cc thng ip knh, byte trng thi lun c cha thng tin cho bit knh.

Trn hnh 5, ta thy n trong cc byte trng thi cho bit s th t ca knh (c tng cng 16 knh, 0-15). Ta thy rng mi knh c th pht ra mt m tit khc nhau, do , mt synthesizer c th pht ra ti a 16 ting nhc c khc nhau cng mt lc. Nh th c th lm vic ging nh mt ban nhc tht vy ! Trn hnh 5 ta thy khng c cc thng ip vi Byte trng thi t F0 n FF. Cc thng ip ny thuc loi thng ip h thng (system message) nh trnh by phn trn. Controller thng xuyn gi i thng ip vi byte trng thi FE gi l Active Sensing Message cho bit controller vn cn ang ni vi h thng. Mt thng ip h thng quan trng ni l System Exclusive message c byte trng thi l FO. Thng ip ny c th c hn 2 byte d liu (tt c cc thng ip khc c ti a l 2 byte d liu), v vn tun theo qui c bit cao c thit lp l 0. Thng ip ny thng c nh sn xut dng gi i thng tin nh ngha mt m tit no cho synthesizer, hay xut mt dy d liu c bit no .

5. Tp tin MIDI. Khi my vi tnh i vo lnh vc m nhc in t, vic lu tr cc thng ip MIDI tr nn d dng do dung lng ca b nh ngoi kh d d. Tp tin lu tr thng ip MIDI lc u c dng thc khng thng nht. May mn l Hip hi MIDI (IMA-MIDIA Association) M ra c mt tiu chun thng nht. Macinstosh v Amiga l 2 h my u tin i vo lnh vc m nhc, do tiu chun trn p dng cho h my . Vi h my vi tnh IBM v tng thch, "k n mun", nh phi tun theo chun trn. Macinstosh v Amiga s dng b x l ca Motorola khc vi b x l Intel dng trong h my IBM, do cc phn mm MIDI vit trn h my IBM phi "phin dch" li. B x l Motorola khng ghi byte theo kiu t phi sang tri (right most) nh b x l Intel. Chng hn vi tr s 186A0h, trong khi Intel lu tr l : A0 86 01 00. V vy tin MIDI nh dng theo b x l Motorola nn nu dng debug xem th s thy l : 00 01 86 A0. Nh vy phn mm MIDI trn h my IBM phi x l li d liu c t tp tin MIDI. Vi s ch v trnh t lu tr d liu trn, ta hy xem xt mt on nhc n gin c lu tr nh th no. on nhc bao gm 4 nt, vi 2 khun nhc (hnh 6) pht ting Church Organ. Hnh 7 cho thy ni dung tp tin MIDI xem bng trnh Debug ca DOS.

Tp tin MIDI trong Windowns c vit cho 3 loi synthesizer : Base-level synthesizer : ch pht c 4 knh t 13 n 16 Extended synthesizer : pht c 10 knh t 1 n 10 General MIDI synthesizer : pht 16 knh.

Mt cch tng qut, tp tin MIDI lu tr thng ip MIDI v thng tin v nhp iu khin synthesizer pht li bi nhc. Tp tin MIDI c t chc theo tng nhm d liu; mi nhm bt u bng 4 k t (4 byte) nhn dng v tip theo l 4 byte cho bit s byte ca d liu trong nhm. Ch c 2 loi nhm d liu : header v track. Mi tp tin MIDI lun bt u bng nhm d liu header v tip theo l mt hay nhiu nhm d liu track.

[1] - Nhm d liu header : Bt u bng 4 k t nhn dng: MThd. S byte d liu lun lun l 6. Do , tng s byte ca nhm header l 14.

Hnh 7 cho thy 6 byte d liu ca nhm header l 00 01 00 03 00 F0. Hai byte u cho bit kiu ca tp tin MIDI (c th mang cc tr 0, 1, 2), trong v d ang xt hai byte ny c gi tr 1. Tp tin kiu 0 ch c mt track, kiu 1 c nhiu track, kiu 2 cha c x l trong Windows. Mt bi nhc lu tr vo tp tin MIDI kiu 1 s gip cho vic sa i ni dung d dng, v tin hnh trn tng track. Hai byte tip theo cho bit tng s track, tr s ny y l 3 : tp tin MIDI c 3 track, track th nht cha thng tin v nhp iu, track th nh cha cc thng ip MIDI pht 4 nt trn knh 0 (dnh cho b extended synthesizer), track th ba dng pht ra 4 nt trn knh 12 (dnh cho b base-level synthesizer). Hai byte cui, sau khi x l theo cch ring s cho bit n v x l thi gian.

[2]- Nhm d liu track : Bt u bng 4 k t MTrk tip sau l con s 32 bit (4 byte) cho bit chiu di ca d liu cha trong track. Trong hnh 7, ta thy c 3 track bt u cc offset 0Eh, 29h. 59h. D liu trong nhm gm nhiu track event. Mi track event bt u bng mt tr s delta time (lu tr vi kch c thay i t 1 n 4 byte) theo sau l mt event. Tr s delta time cho bit khong thi gian ngh gia 2 ln x l event (c th bng 0). Event c th l cc thng ip MIDI (dng iu khin trc tip synthesizer) hoc meta-event (l cc ch th hay thng tin gi n phn mm x l tp tin MIDI).

[3] - Delta time : gim kch c tp tin MIDI, delta time c lu tr vi kch c thay i, c chiu di t 1 n 4 byte. Mt s "ph php" c dng y, rt rc ri. Mi byte ca delta time ch s dng 7 bit thp cha s liu. Bit cao cn li c thit lp l 1, tr byte cui. Nu delta time ch di mt byte, bit cao c thit lp l 0. Khi tr s ca delta time nm t 0 n 127, delta time ch di mt byte vi tr thay i t 00 n 7Fh. Nhng nu delta time l 128, cn dng n 2 byte : 81h v 00h. Bit cao ca byte th nht c thip lp l 1, ta kt hp 7 bit cn li ca byte th nht l 7 bit cn li ca byte th nh cho ra tr 80h ng vi tr s thp phn 128.

Ta thm mt v d : delta time = 240 (F0h) c lu tr thnh gi tr g trong tp tin MIDI ? Trc ht, hy vit di dng c s 2 vi 8 bit :

11110000

Sau tch ra thnh 2 nhm, mi nhm 7 bit (thm cc bit 0 vo) :

000001 1110000

a thm vo bit 1 u nhm th nht, bit 0 u nhm th hai :

10000001 01110000

Chuyn sang c s 16, ta c tr 8170h. Nh vy gi tr 240 ca delta time khi lu tr vo tp tin MIDI s chim 2 byte c tr nh trn.

By gi ta th xem gi tr ca delta time l bao nhiu ng vi tr lu trong tp tin MIDI l 86 8D 20h. Trc ht vit li di dng c s 2 :

10000110 10001101 0010000

B cc bit cao trn 3 nhm :

0000110 0001101 010000

Nhm li thnh cc nhm 8 bit :

00000001 10000110 1010000

Chuyn sang c s 16, ta c tr 0186A0h hay 100000.

[4]- Meta-Event : Nh trnh by trn, mi event trong track event c th l thng ip MIDI hay meta-event. Meta-event lun bt u bng 1 byte FFh. Byte th nh cho bit loi meta-event, byte th ba cho bit chiu di ca d liu lin quan. Trong v d ang xt, track th nht di 19 (13h) byte c cha 3 track event. Delta time trong mi track event u mang tr l 0 (cc event trong track ny s xy ra lin tip nhau, khng c thi gian ngh). rng, 3 event trong 3 track event y u thuc loi meta-event.

* Meta-event th nht l : FF 58 04 03 02 18 08. Byte 58h cho bit meta-event ny cha thng tin v vic khai bo nhp ca bi nhc (time signature). Meta-event ny c 4 byte d liu. Hai byte th nht (03h v 02h) cho bit nhp ca bi nhc l (3)/(2)*2 hay 3/4, theo k hiu m nhc th con s cho bit trong mt khun nhc c 3 nt 1/4 (3 nt en). Trn hnh 6, bn thy con s 3/4 ch ? Byte tip theo (18h) cho bit s nhp MIDI c pht ra trong mt nhp ca metronome (metronome l my g nhp gip ngi nh n chi nhc ng nhp, synthesizer c mt b phn to ra nhp nh metronome). Nh vy y, mt nhp metronome c 24 (18h) nhp MIDI. Byte cui cng (08h) cho bit s nt 1/32 (nt mc ba) c trong 24 nhp g MIDI, tr s 08 y qui nh c 24 nhp g MIDI th c 8 nt 1/32 hay 1 nt 1/4 c chi. Kt hp vi thng tin trn, cho bit trong mt nhp g ca metronome c mt nt 1/4 c chi.

* Meta-event th hai l : FF 51 03 07 A1 20. Byte 51h cho bit y l tempo meta-event, cha thng tin cho bit bi nhc c chi nhanh chm nh th no. D liu di 3 byte : 07A120h = 500.000, cho bit mi miligiy c 500.000 nt 14 (gi l nt en) c chi, tng ng vi 120 nt en c chi trong mt pht. Bn hy xem hnh 5 v pha trn khun nhc c ghi k hiu mt nt en = 120. T y, ta thy rng d dng thay i nhp (nhanh hn, chm hn) ca mt bi nhc khi pht ra.

* Meta-event cui cng l :FF 2F 00. Event ny khng c d liu. Mi track event u kt thc bng meta-event ny.

[5] - Thng ip MIDI v vic ghi nh byte trng thi : Track th hai trong hnh 7 cha 40 (28h) byte d liu dng pht ra 4 nt trn synthesizer loi extended. * Track event u tin ( offset 31h) l 00 C0 13. Delta time y bng 0. Event y l thng ip MIDI loi Program Change, gi n knh 0 v yu cu synthesizer s dng ting s 13 pht ra cc nt sau (theo nh chun General MIDI, y l ting church Organ). * Track event th nh l 00 B0 07 7 (delta time cng bng 0) cha thng ip MIDI kiu Control Change (B0h) thit lp controller s 7 (07h) gi tr ln nht l 127 (7F). Controller ny chnh synthesizer pht ra nt trn knh 0 vi to ln nht. * By gi c th ra lnh cho synthesizer pht nt nhc c ri ? Track event th ba : 00 90 C 40 thc hin iu , v n cha thng ip "Note On" (90h) trn knh 0, nt pht ra l trung (key number = 3Ch) vi velocity l 40h. Vic pht nt nhc ny c thc hin ngay sau khi controller s 7 c thit lp v delta time bng 0. *Track event k tip l : 81 70 40 40. Hai byte u c trng cho delta time. Hai byte sau ra lnh pht nt mi trn nt trung (key number = 40h) vi velocity l 40h. Ta thy hnh nh thng ip "Note On" ny thiu byte trng thi 90h (theo dng chung ca thng ip "Note On" : 0 kk vv) ? Ngi ta s dng k thut "tham kho byte trng thi ca thng ip MIDI trc " gi l "running status": trong qu trnh lu tr vo tp tin MIDI, khi 2 byte trng thi ca 2 thng ip MIDI lin tip ging nhau, th thng ip MIDI sau khng cn c byte trng thi.

* Hai track event tip theo l : 81 70 43 40 81 70 48 40. Phn tch tng t, ta xc nh rng 2 track event ny s ra lnh cho synthesizer pht ra tip nt sol v nt (cch nt trung mt qung tm). Nh vy 4 nt ca bi nhc n y c pht ra . Tuy nhin 4 nt ny s "ku" mi nu khng 4 c thng ip "Note Off" tip theo c gi ti tt vic pht ra 4 nt . * Bn track event tip theo l : 85 50 3C 00, 00 40 00, 00 43 00, 00 48 00 s lm cho synthesizer tt ht bn nt pht ra. * Track cui cng l 00 FF 2F 00, ta thy cha meta-event FF 2F 00 bo hiu cho bit ht track th hai.

Track th ba tng t track th hai, ch khc cc ch nh knh trong cc byte trng thi ca thng ip MIDI l 12 (Ch) thay v l 0.

By gi, bn c th to th tp tin MIDI bng dng trnh Debug ca DOS. Sau dng chng trnh Media Player trong nhm Accessories ca Windows chi th. D nhin my ca bn phi c Sound card.

Kt lun n y chng ti xin kt thc loi bi "Chi nhc trn Windows". Mong rng cc bn s hng th khi tm hiu v MIDI. y mi ch l mt kin thc ban u. Vi h thng m nhc vi tnh, vic son nhc trn my vi tnh tr thnh hin thc. Ta c th in n (bng cc phn mm Edior nh : Finale, Music Time, Encore for Windows...), phi m (bng cc phn mm Sequencer nh : Cakewalk, MIDIsoft for Windows...)t hc nhc, nghe nhc, lm karaoke vi tnh... MIDI l cc thng ip iu khin synthesizer pht nhc, do ta c th d dng bin i tn hiu ny trc khi n c gi n synthesizer. V vy, cc phn mm MIDI lun cho php ta c th can thip vo bn nhc mt cch d dng, chng hn : ln/xung ging (transposer), cho chm li hay nhanh ln, nghe i nghe li, xem nt nhc ngay trn mn hnh, tt bt mt knh no ...