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大觉者电脑音乐教程『第二课』——MIDI其实是很古老的技术

? 信息发布:网站管理员? 发布时间:2008-12-12 17:20:34 ?点击次数:1251


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这节课,我们要开始讲MIDI技术了。但是看到这个标题可能读者会大吃一惊!学MIDI,不是在学最先进的高端技术么?你怎么说……

哈哈!你错了。我告诉你,MIDI是老掉牙的技术了。可能你要问,有多老?难道比486电脑还老?

晕,486电脑算老么?

“那……难道286电脑的时代就有MIDI了?或者更早?”

我告诉大家, MIDI诞生于1982年。可能比很多读者的年龄都大!大家可能知道,电脑技术的发展是飞速的,电脑设备的规格在翻天覆地的变化着。20多年对于电脑技术来说那可是天文数字!我们刚刚还用着串口、并口,接着就用上了USB1.0,很快就成了2.0,很快又成了“火线”……电脑变化让人目不暇接!但是,惟独MIDI信号的传输格式,这么长时间来一直没有变化,这也足以看出MIDI独特的魅力。

既然我们要讲电脑音乐,那么让我们回到过去,从电脑和电脑音乐的诞生说起吧。

最早插电的乐器是什么?没错,那就是电吉他了。早在1920年,就有人尝试着将吉他的声音用拾音器来放大。后来大约在40年代,加州的Leo Fender发明了第一把电吉他。爱迪生发明了电小提琴。但是,这些乐器实际上仅仅是在传统声学乐器上加了扩音,将琴弦振动的声音通过喇叭放大而已,根本不是靠电子元件来凭空制造出声音。所以,它们只能叫做“电声乐器”,而不是“电子乐器”。

最早的,真正的电子乐器源于什么呢?呵呵,那就是电报!听过电报的“嘀嘀”声吗?那个声音,可没有任何琴弦来发出,完全是靠电子元件发出来的。当然你会说了,那个嘀嘀声怎么算音乐啊?那当然不算音乐,但如果用同样的发音原理来制造出不同音高的“嘀嘀”声,不是就可以构成音乐了么?哈,当时就还真有这么聪明的人。这就是美国的Elisha Gray。1876年,他就根据这个原理,发明了世界上第一台电子乐器:音乐电报机。


?音乐电报机

这可以说就是电子音乐的开山鼻祖了。当然它的发音原理是基于类似电报机的那种震荡器电路。非常简单。真正做为电子乐器里程碑的,还是电子合成器的发明。

1955年,美国新泽西州普林斯顿RCA实验室研制了世界上第一台合成器。这台体积庞大的合成器,叫做MKI,可以说是电子音乐发展的开端。这台合成器可以将不同谐波的正弦波组合起来生成新的声音。(初学的读者大叫:又在讲黑话,什么叫正弦波?什么叫谐波?)呵呵这些以后我们都会学到。现在先不告诉你哈哈哈。其实,电子合成器没有什么神秘的,你可以这么理解,它就是靠一大堆电子元件来发出声响。


?MKI

这台合成器里边全都是玻璃做的真空管,工作起来,估计是不少费电呀!


?还是MKI

自从有了电子乐器,电子音乐和电声音乐都在迅速地发展着。一直到了又一次革命的来临,那就是个人电脑的普及。

其实,就在合成器发明之前,电脑已经发明出来了。

世界上第一台电子计算机,是1946年2月14日问世。这台机器的名字叫ENIAC。它可没有现在的显示器屏幕,而是用穿孔的卡片输入输出数据,每分钟可以输入125张卡片,输出100张卡片。


?ENIAC

在 ENIAC 里头,一共有17468只电子管,7200个二极管,70000多个电阻器,10000多个电容和6000只继电器,电路的焊接点多达50万个;在机器表面,则布满电表、电线和指示灯。整台电脑占地面积为170平方米左右,总重量达到30吨。不过这台牛比的电脑可很不好伺候,它的耗电量是174千瓦;电子管平均每隔7分钟就要被烧坏一只,必须不停更换……呵呵

大约30年后的1975年,世界上第一台个人电脑“Altair8800”问世。它的出现宣告了计算机正式进入了民用市场。


?Altair8800

紧接着,苹果1976年和1981年,Apple和IBM PC电脑相继问世。80年代,将计算机与合成器结合起来的“音乐工作站”问世,这就是我们今天常见的自带音序器录音功能的电子合成器了。

在这个时候,科学技术已经在飞速地发展了。世界上出现了各种各样的电子乐器。电子乐器的音色也越来越丰富,已经可以合成各种各样的声音,包括模仿传统乐器的声音和产生自然界中没有的声音。已经有很多人在演奏这些电子乐器了。由于有了电脑芯片的数控技术,每种电子乐器都具备很多的音色,可以很方便地进行演奏或者录音。


?各种电子乐器

但是,就在这个时候,人们发现了一个问题……

当时,电子乐器的厂商所生产的产品,在规格上并不统一。各不相同。我们知道每件电子乐器里都有很多音色,而不同厂商设计的电子乐器发声部件,它们的音色排列顺序是完全不一样的,这个琴和那个琴里边的音色是完全不同的。这样问题就来了——不同品牌、型号的乐器就不能兼容。

比如这个厂商把小提琴音色编为第41号音色,而另一个厂商却将小提琴排在第60号,那么用这个设备做好的音乐文件拿到另设备上播放,原来的小提琴声就可能变成了其他音色,其他各声部可能也全都变了音色。如鼓变成了钹、吊镲成了木鱼,铜管变成了弦乐……整个乐曲就一塌糊涂。

当时人们就在想,如果所有的电子乐器都遵循同一个音色排列顺序的标准,并且使用同样标准的输入输出接口来连接,那么不就所有的电子乐器都能通用了么?

正是因为这样,于是,1982年,国际乐器制造协会的几十家厂商协商并达成协议,这就是美国Sequential Cirtuits公司提出的“通用合成器接口方案”。1983年正式制定了关于数字乐器的统一标准,这就是“MIDI协议”。MIDI便由此诞生了。

从此,所有的标准MIDI乐器面板上都在醒目的位置印制了“General MIDI”的标志,并安装了三个(或两个)标准的圆形五针插座,这就是“MIDI”接口。从此,所有的数字乐器都可以通过MIDI接口相连并互相兼容了。


?GM标志


?MIDI接口


?MIDI接头

“MIDI”这四个字母就是“Musical Instrument Digital Interface”的首字母缩写,中文译文为“乐器数字化接口”

MIDI协议规定了一份标准MIDI乐器音色排序表,收录了常用的16类乐器,每类各8种音色,一共有128种音色。另外还收录了一组打击乐音色,并规定了每件打击乐器在键盘上的键位。这就是标准MIDI(General MIDI)音色排序表。简称GM音色表。这些都是每一种电子乐器都必须具备的一个标准。

点击此处,看看这128种音色都是什么?呵呵

GM音色表统一了数字乐器的标准,但128种音色毕竟太少,难以满足人们制作音乐的要求,所以又有了GS和XG标准的音色表,它们的音色增加了很多。现在高档的合成器或音源中都有成百上千种音色,而且音质越来越好。但无论音色如何增加,它都要包含GM音色表里那128种音色,与其兼容,这样才是标准的MIDI乐器。

可以说这个协议真的是太经典了。因为在电脑的发展上,还没有什么能一直保持这么久而不变的。要知道,从1983年到现在,电脑的变化可太大了!但惟独不变就是它——MIDI。

直到现在,所有的电脑里都要有这128种音色。其实,这是一种古老的技术。甚至说,它是电脑性能低下时期的产物!因为它当时意义是显而易见的:比如当时电脑的性能很差,一个游戏里如果放置声音文件来发音的话,那软件的体积就会非常庞大。但是,如果每台电脑里都装着完全一样的128种音色,那么游戏中只需要有一个“乐谱”就可以了。这个“乐谱”无论在哪台电脑上都能被读取,发出同样的声音来。这个“乐谱”就是MIDI文件。扩展名为mid。MIDI文件可根本不是声音,而是一份乐谱,你电脑中的128种音色就会忠实地按照这个乐谱演奏出音乐来。所以MIDI文件的体积非常小。

现在你明白了吗?“MIDI”并不是特指哪一种设备或机器,而是电脑音乐设备之间的一种规范和协议,是数字乐器之间的语言,是电脑和电子乐器能“看懂”的乐谱。

当你在MIDI键盘上按下一个琴键的时候,键盘的MIDI输出端口发出去的根本不是声音信号。那么是什么呢?呵呵,是你按下了哪个键,什么时间按下去的,什么时候抬起来的,弹奏的力度等……这些就是构成MIDI信号的内容。同样的,当电脑接收到这些信号后,电脑里的音源立刻按照相应音色按相同的弹奏时间和力度播放声音来。MIDI信号就是这样工作的。这也是初学者需要记住的最重要的一点:MIDI线里走的不是声音,而是指令


?MIDI信号发音的过程

上面这张图很生动地描述了MIDI信号从键盘里出来一直到音箱发音的过程。当然,具体情况要比这复杂多了,不仅仅是哪个键,多大力度,往往还有很多其他信息在里边。

MIDI信号进入音源,音源就忠实地按照曲谱发音。但不同品牌、不同价格的音源发出的声音相差很大,回放出来的效果也会不同。例如同样一首管弦乐队伴奏风格的MIDI文件,接到上边图中那个专业音源来播放,发出的声音气势磅礴、音质纯正。如果把这台音源拿掉,改用电脑中那块四五十元的声卡来播放(声卡中都存储有标准GM音源),结果就变了:声音又干又涩,打击乐象拍桌子、敲锅底。所以MIDI音色最终的音色质量,与音源质量有很大关系。

我们把一首在GM音源上做的乐曲拿到一台拥有上千种音色的音源上播放,出来的音乐是完全相同的。因为再高级的音源,都要遵循那128种音色的协议,都具备那最基本的128种音色。但是,如果把用高级音源做的乐曲拿到只有128种音色的GM音源上播放,如果你用了GM音色表中没有的音色,那么这些声部可能就“哑巴”了,因为GM音源在音色库中找不到它们的音色编号。

当MIDI传入中国的时候,当时人们常把MIDI音译为“迷笛”,并习惯于在口头上泛指制作电脑音乐的各种设备。使很多人都误认为,制作电脑音乐的一堆设备就叫“迷笛”。呵呵,其实这是个错误啦。

记得我第一次听说MIDI的时候是在小学时代。当时就在听大人议论,说现在有一种很厉害的乐器叫“迷笛”。我就问“迷笛是什么啊”,大人们告诉我,迷笛就是一种很牛比的电子琴。里头什么音色都有。哈哈……现在想想还真好笑呢。

但是,将错就错,大家现在都很习惯地将“电脑音乐”的概念称作“迷笛”了。一提“迷笛”,大家就都知道,是在说电脑音乐。这个名字也很好听么!

其实,大家要知道,MIDI信号现在做为电子音乐设备之间的信息纽带,一直在使用着。但是,那128种音色却实在是太少了。它们的表现力也太有限了。现在无论是软音源还是硬音源,都是有着成百上千的音色。还有很多专门的音源,比如有的是专门做鼓的,有的是专门的钢琴音源……等等。现在我们在CD中,在电视里听到的几乎所有音乐,也都不是使用那老掉牙的128种音色来制作的了。几乎所有的电脑游戏也都不再使用MIDI来发音,而是使用MP3文件甚至是WAV文件来发音了。老掉牙的MIDI,作用已经越来越少,甚至仅仅成为了琴和电脑之间的连接手段,而不再是必须的制作标准。

但是,标准的MIDI文件还是有着很重要的作用。它统一,兼容性好而体积小。所以现在被广泛地运用在手机铃声和卡拉OK等方面。而在专业的音乐制作中,已经很少用到标准GM的128种音色了。现在究竟都是用什么来制作音乐了?制作音乐的最高境界是什么?哈,记得张亚东说过这么一句,他说,我用Audio来做音乐。确实如此,在现在的音乐制作中,音频的作用越来越大,占的比例也越来越大!这些,我们会在以后的文章中聊到。但我认为,学做音乐,MIDI基本功是必须要练的。正因为128种音色限制住了表现,才能练就更高的本领,这有点像腿上绑着沙袋跑步……

好,这节课我们就说道这里了。讲的比较多。从电脑、合成器的发明一直到MIDI的原理。或许这些和制作音乐并没有什么太大关系,但我觉得初学者还是应该多了解一些这方面的知识。总结一下,这节课讲了啥?

  • 电脑的历史
  • 电子合成器的历史
  • MIDI的诞生
  • MIDI的原理

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如果你还有什么疑问,那么到论坛发贴问我呵呵

(待续)


?本文摘自:http://www.midifan.com/
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