什么是midi输入设备(什么叫midi输入)

MIDI比以往任何时候都重要——你需要知道它能为你做什么。

从台式电脑到智能手机再到乐器，可以说电脑已经完全融入了我们的生活。个人电脑总是有一种处理数字和字母的语言，所以我们可以用它来制作电子表格和写单词，但是他们没有制作音乐的语言，于是MIDI就出来了。

比如我们要用电脑打印字母，需要先在电脑键盘上打出这些字母，然后一种叫做ASCII(美国信息交换标准码)的计算机语言会把你打出的字母对应的数据发送到你的电脑上。这种标准化代码代表字母、数字和符号。因为计算机使用ASCII语言，文字处理器可以在屏幕上显示这些字母。而且，因为你的打印机也使用ASCII语言，所以计算机可以把文字处理器的数据发送到打印机，这样打印机就可以打印出你想要打印的信件。

MIDI(乐器数字接口)也是一种语言——它是一组代表音乐参数(如音高、力度、节奏等)的标准化代码。).MIDI的工作原理类似于上面提到的ASCII语言:我们在一个兼容MIDI的键盘上弹奏音符后，键盘会将我们弹奏的内容所对应的数据发送给计算机；之后，录音或记谱程序识别这些音符并显示在屏幕上；然后，我们可以将计算机中的MIDI数据发送到一个兼容MIDI的音频发生器(可以看作是一个音乐打印机)来重现我们最初在键盘上弹奏的内容。我们也可以通过将键盘直接连接到MIDI兼容的音频发生器来实时使用MIDI。

再次声明:MIDI不是音频，而是数据。MIDI本身不发出任何声音，它是一种可以触发声音的计算机语言。它类似于自动钢琴中的钢琴快门。钢琴百叶窗本身不能发声，它只接触钢琴上的音符，钢琴就像音频发生器一样能发出真实的声音。

MIDI的起源

每个超级英雄都有一个起源的故事，迷笛也不例外。20世纪80年代，合成器变得更加便宜和流行。但是合成器都是配键盘的。虽然能给舞台带来很好的视觉效果，但也会因为操作太多而导致舞台上手忙脚乱的问题。为了避免这种浪费(和昂贵)的冗余，戴夫·史密斯和切特·伍德在1981年向音频工程学会提交了一篇题为“通用合成器接口”的论文。本文的内容是我们今天MIDI的基础。概念非常简单:我们可以使用单个主键盘来生成与我们演奏的内容相对应的数据；然后，这些数据将被馈送到音频发生器，该音频发生器可以分析它接收到的数据，以便产生与您播放的内容相对应的声音。此外，我们可以同时触发多个音频发生器来对声音进行分层，即使我们购买了新的音频发生器，也不需要更换键盘控制器。这种简化的舞台设置大大降低了合成器的价格，并为音乐家开辟了新的可能性。

除了定义语言，MIDI还需要可以发送和接收MIDI数据的硬件，包括具有特定规格的电缆，可以将MIDI控制器(如键盘)连接到MIDI音频发生器。幸运的是，整个音乐行业都认识到了MIDI的优势，所以电子乐器制造商生产了这种简单的硬件接口，只需2美元就可以添加到键盘和其他设备上。制造商认为，如果这个“新的MIDI产品”成功了，只花2美元是非常值得的——如果不成功，也没有什么损失。为了使系统之间的连接更容易，MIDI被设计成“菊花链”——换句话说，多个兼容MIDI的设备可以相互通信，一个设备的MIDI输出可以成为另一个设备的MIDI输入，这个设备的MIDI输出(或称MIDI thru，只传输数据而不对数据做任何改变)也可以传输到另一个设备的MIDI输出，以此类推。

1983年，确定了最初的MIDI标准。在NAMM(美国国家音乐商业协会)的贸易展上，时序电路和罗兰展示了两个合成器之间的MIDI数据交换，MIDI开始正式进入大家的视野。它立刻受到了极大的关注，人们对它的关注一直没有减弱。在一个厌倦了格式战(比如Beta vs VHS，Mac vs Windows，FireWire vs USB)的世界里，MIDI脱颖而出——它代表的不仅仅是技术上的成就，还有音乐行业有多么新潮，以及当制作者为了客户的利益而共同努力时将会产生的巨大成就。从那以后，它通过适应新技术经受住了时间的考验，例如使用USB传输MIDI数据，这使我们能够控制大量设备(如图1所示)。

图1:一个典型的MIDI设置。键盘控制器通过标准的MIDI电缆将MIDI数据发送到由MIDI控制的效果设备、桌面合成器，甚至是照明/雾化器控制器。它还通过USB将MIDI数据发送到了一台运行着兼容MIDI软件的电脑上。

但那是36年前的事了——MIDI肯定过时了！

其实MIDI并没有过时。以下三点可以很好的证明这一点。

MIDI语言表达的是音乐参数，这些参数没有变化。人还在玩音符，音符还在有音高，歌曲还在有节奏，推弦和颤音还在，动态控制还是音乐重要的情感部分。MIDI的这一方面永远不会过时，除非人们停止演奏音乐。

因为MIDI是一种语言，所以用什么技术并不重要。MIDI数据可以通过硬件线缆、USB、Thunderbolt、网络上的数据流，甚至苹果的lightning接口传输(如图2)。而且，只要你运行的是MIDI兼容的程序，你使用的操作系统就不会对MIDI数据有任何影响。

图2：Nektar的Panorama P6键盘控制器的后面板可通过5针DIN接口（右侧用橙色边框圈出的圆形插孔）或USB（左侧）发送MIDI数据。

由于日本MMA (MIDI制造商协会)和AMEI(音乐电子工业协会)的密切合作，促进了整个行业的合作，MIDI标准得到了进一步的发展。此后，MIDI甚至扩展到控制灯光、触发烟花、为录音棚提供自动操作等等。硬件MIDI乐器也发展成了基于软件的虚拟乐器，可以安装在我们的电脑上。用于生成MIDI数据的控制器不再局限于键盘。现在我们还可以使用MIDI鼓控制器、吉他控制器、管乐器控制器和音频MIDI转换器(硬件和软件，见图3)来生成MIDI数据。

图3：即使是Celemony的Melodyne软件系列的入门版本Melodyne Essential，也可以将音频信号转换为MIDI数据。 在PreSonus Studio One中，Melodyne将吉他上演奏的低音线（标记为1的音轨）转换为MIDI数据，并将数据拖入乐器轨道（2）并在MIDI编辑器窗口（3）中打开，这样它就可以被转换成低八度并驱动低音合成器。

随着最近MIDI 2.0的发布，MIDI已经为进一步的开发做好了准备。但是MIDI 2.0并没有抛弃MIDI 1.0——它只是扩展了它。现有的MIDI 1.0设备不仅可以在MIDI 2.0环境下继续工作，还可以获得一些新的功能。

语言本身

很多关于MIDI的文章都会提到比特和字节，但是我们不需要完全理解这些，就像我们在电脑键盘上打字母“A”的时候不需要知道组成字母“A”的代码是什么一样。MIDI语言涉及两大领域:音乐表达和同步。在本文中，我们先来了解一下音乐表演。至于同步，我们以后再讨论。

音乐代表两种主要类型的MIDI数据:音符和控制器。有些人可能会感到困惑，因为“控制器”这个词有两种不同的含义:a)控制声音发生器的设备(如键盘), b)特定类型的MIDI信息。为了让大家更清楚的理解，在讨论MIDI数据的时候，我们会参考控制器消息或者控制器号的概念。现在，我们继续刚才的话题…

音符数据表示您弹奏音符时的音高，以及您击键的力度(称为速度，对应于力度-即音符应弹奏的音量或音量)。速率测量动态方法非常灵活。当你更用力的敲击键盘的按键时，按键从上到下移动到键槽的时间会很短；当您轻敲键时，键从上到下移动到键槽需要更长的时间。通过测量琴键从顶部移动到键槽所需的时间(即按键被按下的速率)，就可以得到对应于这个动态的MIDI值。

一些键盘也有音速显示你释放键的速度。

控制器消息将根据一些面向性能的指令修改正在播放的声音。下面是一些非常常见的可以生成控制器消息的硬件设备。

弯曲车轮。大多数键盘控制器都有调节轮或调节杆，可以用来调节音高(如图4所示)。我们可以通过调整它们来改变音高，就像吉他手在音符之间拨动琴弦或小提琴手拨动琴弦一样。

图4:Arturia的KeyLab mkII键盘控制器，用橙色边框标出的就是调整轮，你可以通过旋转它们来改变音高(左)和进行调制(右)。

调制。这也是某种调节轮(如图4所示)或控制杆。我们通常用它来添加颤音，但我们也可以用它来打开或关闭滤波器，改变信号处理器的效果(如回声音量)或影响其他参数。

压力(也称为接触后感应)。一些键盘发送与施加到键上的压力相对应的数据。例如，您可以通过按下此按钮来调整音高或添加颤音。压力数据可以代表所有键的平均值，而更罕见的复音触键(如图5所示)可以为每个按下的音符生成单独的压力数据。

图5:CME的Xkey 37键移动键盘控制器结构紧凑，价格低廉，是为数不多的能够提供复音触后功能的键盘之一。

踏板。大多数控制器都有踏板装置，你可以用踏板来控制参数(通常是音量，但也可能是其他值)。

延音踏板与踏板类似，延音踏板使用踏板开关来控制延音，就像钢琴的延音踏板一样。

呼吸控制器。就像演奏管乐器一样，您可以对它吹气来创建控制器信息的MIDI数据流。

控制栏。这是一个条形设备，手指可以沿着它发送控制器信息(如图6所示)。

图6:Native Instruments的Komplete Kontrol s系列键盘的弯音轮和调制轮下方的控制条。

然而，由于MIDI标准的复杂性，并不是所有的MIDI设备都能实现MIDI标准的所有方面。比如有的键盘可能没有复音触背功能，有的家用钢琴可能没有调制轮。大多数设备都会附有一张该设备的MIDI控制功能表，我们可以在表中查询该设备的所有MIDI控制功能。

如果我们想了解更多关于MIDI的知识，我们应该从数据处理开始。接下来，我们来看看MIDI是如何组织这些数据的。

频道数量

当您弹奏音符时，您可以选取通过16个MIDI通道中的任何一个来发送它。这种选择性有许多优点。假设您有一个可以发出美妙钢琴声的音频发生器和一个可以发出美妙管弦乐声的音频发生器，那么您可以将控制器设置为通过通道1传输，并将钢琴和弦乐模块设置为通过通道1接收，这样您就可以同时触发两个音频发生器。如果你想在一些歌曲中加入一些钢琴，在另一些歌曲中加入弦乐，将钢琴设置为通道1，将弦乐设置为通道2，然后根据你想听到的声音在键盘上选择是通过通道1还是通道2传输。

通道也是MIDI序列的重要组成部分。这是将MIDI数据录制到电脑中的过程，类似于多声道录制。假设你要记录数据触发MIDI控制的鼓，然后记录一些其他数据触发MIDI控制的低音，最后记录一些数据触发MIDI控制的钢琴音色模块。如果没有通道区分，那么所有乐器将同时演奏所有相同的音符。但是，如果您在通道1上录制鼓，在通道2上录制贝斯，在通道3上录制钢琴，那么每个乐器将只演奏您为其指定的音符。请注意，不同的数字没有特定的意义-这些笔记也可以记录在通道4，11和16。鼓声音的默认通道值是通道10是唯一的公共通道分配，但这不是硬性规定。

一些控制器也可以通过多个通道传输。例如，MIDI吉他控制器可以在允许它通过自己的通道发送每个琴弦的数据的模式下工作。所以底部的两根弦可以发出低音，而顶部的四根弦可以发出管风琴的声音。

通道对于可以同时播放许多不同声音的多音调硬件和虚拟乐器也很重要——例如，它们可以为歌手/词曲作者提供完整的背景音轨和多种乐器声音(如图7所示)。这些都是流行的乐器，可以和MIDI音序器一起使用，因为你可以将不同的数据通道录制到MIDI音序器中，将多音乐器的声音分配到相应的通道中，播放完整的作品。

图7：IK Multimedia的SampleTank 4可以同时播放16种不同的声音。 此处显示的是这八个声音对通过各自通道传入的MIDI数据做出的响应。

在建立MIDI标准的时候，16声道似乎就足够了——毕竟没有多少人买得起16声道的硬件合成器。然而，随着时间的推移，人们希望用更多的声音和通道来触发灯光、音乐等等。具有多个MIDI端口的硬件接口应运而生，这个设备的每个接口可以处理16个通道(如图8)。

图8：iConnectivity的iConnectMIDI4 +是适用于Mac，Windows和iOS的4端口MIDI接口（另一个接口位于前面板上）。 它能提供64个MIDI通道，可扩展以容纳更多接口，甚至可以成为计算机网络的一部分。

例如，具有四个接口的MIDI硬件接口可以通过16 x 4 = 64个通道发送数据。MIDI还衍生了一些配件，比如MIDI Merger(拥有不同控制器的音乐家可以在一个声音发生器上同时使用这些控制器——见图9)，MIDI Distributor(用于将单个MIDI输入发送到多个MIDI输出)等等。

图9：MIDI解决方案中的Quadra Merge可以合并四个单独的MIDI流，并通过两个MIDI输出分配合并后的流。

使用MIDI时，匹配通道通常是第一步-您必须确保控制器在与您想要听到的设备相同的通道上传输。如果频道不匹配，那么你什么也听不到。

控制器消息编号

控制器信息也与MIDI通道相关联，但因为您可以选择控制多个参数，所以这些信息也与128个不同控制器信息中的一个相关联——毕竟，当您想要控制颤音时，您肯定不想混淆您的音频发生器和控制音量。虽然控制器的数字分配不是一成不变的，但有些数字已经成为标准的默认值，比如调制用1，比如颤音，音量用7，踏板用4，延音踏板用64。弯轮很重要，所以有自己特殊的弯信号。

像通道一样，控制器号分配哪些用于传输数据，哪些用于接收数据，以匹配获得预期的结果。MIDI乐器和信号处理器将控制器编号与特定参数相关联。其中一些任务是固定的。例如，虚拟合成器可以将滤波器截止频率固定在控制器号74。因此，如果您想使用踏板来控制滤波器的截止频率，您需要将74号传输控制器的信息分配给踏板。如果分配是固定的，就会有相应的文档解释哪些控制器消息影响哪些参数(如图10所示)。

图10：这是从Propellerhead Software’s Reason的控制器分配图中摘录的。例如，在控制Subtractor虚拟合成器时，MIDI控制器#14控制的滤波器包络的起音。

此外，合成器允许您将参数分配给任何控制器编号。因此，如果您想要默认使用控制器4的踏板来控制滤波器截止频率，您可以将“滤波器截止频率”参数分配给4-，以便踏板可以控制滤波器截止频率。

坚持住，让我们的生活更轻松！

制造商意识到识别和分配控制器的整个过程可能令人望而生畏，因此他们采用三种方法来简化这一过程。

MIDI学习。这包括选择您想要控制的参数(例如，滤波器谐振)并引导它们进行“MIDI学习”。通常，您可以通过右键单击虚拟工具来调用硬件控件(虽然这不是标准的-您可能需要按住Shift键来调出菜单或其他内容)。一旦您选取了“MIDI学习”,参数将会一直等待，直到您移动想要使用的硬件控制器(如调制轮或踏板)为止。仅此而已——分发完成了(图11)。您也可以选取“MIDI忘记”来取消分配参数。

图11：在MOTU的MX4虚拟乐器（也包含在Digital Performer中）中，LFO 1 Delay参数被设置为MIDI Learn。 显示（用橙色框标出部分）显示参数正在学习。 一旦触摸到所需的硬件控制，分配就学习完成。

MIDI映射。许多键盘控制器都有推子、旋钮控制、开关和其他物理控制器，您可以在DAW、合成器或效果处理器中将它们分配给参数。虽然您可以自己分配这些参数，但是为了简化问题，一些键盘控制器还配备了模板，可以将硬件控制器映射(分配)到所选程序中的特定软件参数。

到目前为止，MIDI映射最先进的版本是原生乐器的NKS 2.0(Native Kontrol System)协议，可以在其Komplete Kontrol键盘中找到。起初它提供了手动控制，主要是使用触摸感应旋钮和预设的八个按钮来控制原生乐器合成器中的参数(尤其是Komplete包中的参数)。这些是预先分配的，键盘显示会显示哪些旋钮控制哪些参数，因此您可以在不了解MIDI或分配的情况下使用旋钮和按钮来调整控制。后来，该标准向其他乐器和效果开发者开放，如Waves、Arturia和Applied Acoustic Systems，它们都使用了该标准(如图12所示)。

图12：来自Applied Acoustics Systems的兼容NKS的Chromaphone被加载到Komplete Kontrol主机软件中（以及Waves的Abbey Road Plates效果和IK Multimedia的TR5 Tape Echo插件）。 之后，你可以通过Komplete Kontrol键盘的旋钮和按钮编辑这些插件的参数。

使用Komplete Kontrol系统，我们可以将Komplete Kontrol插件主机加载到计算机的录制软件中，该软件可以显示所有可用的NKS兼容插件。我们可以使用屏幕上的用户界面或硬件Komplete Kontrol键盘将插件加载到Komplete Kontrol中。加载完成后，我们可以用键盘控制参数。

请注意，Komplete Kontrol键盘也是通用的MIDI控制器，但只有配合NKS兼容插件使用，才能真正发挥自己的作用。

让MIDI简单易懂。

PreSonus Studio One将使用其控制链接系统通过拖放进行分配。但在此之前，你必须在绘图中定义你想要使用的硬件控制器(也就是它的旋钮和开关)。然后，当将软件参数分配给硬件控制时，单击该参数，其名称将显示在窗口中，然后将其名称拖动到您想要控制该参数的硬件旋钮。

摘要

在本文中，我们介绍一些关于MIDI语言的基础知识，以及如何使用MIDI语言在MIDI设备(无论是硬件还是软件)之间交换信息。然而，MIDI的故事远不止这些——我们将在以后的文章中与您进一步讨论。