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MIDI（/ ˈ m ɪ d i / ; Musical Instrument Digital Interface）は、音楽の演奏、編集、録音のために、さまざまな電子楽器、コンピューター、および関連するオーディオ機器を接続する通信プロトコル、デジタルインターフェイス、および電気コネクタを記述する技術標準です。[1]
1本のMIDIケーブルで最大16チャンネルのMIDIデータを伝送でき、各チャンネルを別のデバイスにルーティングできます。キー、ボタン、ノブ、スライダーを操作すると、MIDIイベントに変換され、音の高さ、タイミング、音量などの音楽の指示が指定されます。一般的なMIDIアプリケーションの1つは、MIDIキーボードまたはその他のコントローラーを演奏し、それを使用してデジタルサウンドモジュール（合成された音楽サウンドを含む）をトリガーして音を生成し、聴衆がキーボードアンプから発せられる音を聞くことです。MIDIデータは、MIDIケーブルまたはUSBケーブル経由で転送するか、シーケンサーまたはデジタルオーディオワークステーションに録音して編集または再生することができます。[2]
MIDIは、データを保存および交換するファイル形式も定義します。MIDIの利点には、ファイルサイズが小さいこと、変更や操作が簡単であること、電子楽器やシンセサイザーまたはデジタルでサンプリングされたサウンドの選択肢が広いことなどがあります。[3] : 4 キーボードでの演奏をMIDIで録音すると、ピアノやその他のキーボード楽器のように聞こえることがあります。ただし、MIDIは特定の音ではなく、音符に関するメッセージと情報を記録するため、この録音は、合成またはサンプリングされたギターやフルートからフルオーケストラまで、さまざまな他の音に変更できます。
MIDI が開発される前は、異なるメーカーの電子楽器は一般的に相互に通信できませんでした。つまり、ミュージシャンは、たとえば、Roland のキーボードを Yamaha のシンセサイザー モジュールに接続することはできませんでした。MIDI を使用すると、MIDI 対応のキーボード (またはその他のコントローラー デバイス) を、異なるメーカーのものであっても、 他の MIDI 対応のシーケンサー、サウンド モジュール、ドラム マシン、シンセサイザー、コンピューターに接続できます。
MIDI技術は1983年に音楽業界の代表者らの委員会によって標準化され、MIDI Manufacturers Association (MMA) によって維持されている。すべての公式MIDI規格は、ロサンゼルスのMMAと東京のAssociation of Musical Electronics Industry (AMEI)のMIDI委員会によって共同で開発され、公開されている。2016年、MMAはMIDIを使って仕事、遊び、創作する人々のグローバルコミュニティをサポートするためにMIDI Association (TMA) を設立した。[4]
歴史
1980年代初頭、異なる会社が製造した電子楽器を同期させる標準化された手段は存在しなかった。 [5]メーカーは、CV/gate、DIN sync、デジタルコントロールバス（DCB）など、楽器を同期させるための独自の標準を持っていた。 [6]ローランドの社長である梯郁太郎は、標準化の欠如が電子音楽業界の成長を制限していると感じていた。[6] 1981年6月、彼はオーバーハイムエレクトロニクスの創設者であるトムオーバーハイムに標準の開発を提案した。[5]オーバーハイムは独自のインターフェースであるオーバーハイムシステムを開発していた。[7]
梯氏はオーバーハイムシステムがあまりにも扱いにくいと感じ、シーケンシャルサーキット社の社長デイブ・スミス氏に、よりシンプルで安価な代替案の作成について相談した。[7]スミス氏がこの構想をアメリカの企業と議論する一方で、梯氏はヤマハ、コルグ、カワイといった日本の企業と議論した。[5] 10月に各社の代表者が集まり、このアイデアについて議論した。[5]当初、興味を示したのはシーケンシャルサーキット社と日本の企業だけだった。[8]
ローランドの DCB を基礎として、[6]スミスとシーケンシャル サーキット社のエンジニアであるチェット ウッドは、異なるメーカーの機器間で通信を可能にするユニバーサル インターフェイスを考案しました。スミスとウッドは、1981 年 10 月に開催されたオーディオ エンジニアリング ソサイエティショーで、 Universal Synthesizer Interface [9]という論文でこの標準規格を提案しました。 [10] [11] : 4 この標準規格は、ローランド、ヤマハ、コルグ、カワイ、シーケンシャル サーキット社の代表者によって議論され、修正されました。 [5] [12] : 20 梯は、ユーミーと発音する Universal Musical Interface (UMI) という名前を支持しましたが、[7]スミスは、これは「少しダサい」と感じました。[13]しかし、彼は、シンセサイザーの代わりに楽器を使用することを好み、Musical Instrument Digital Interface (MIDI) を提案しました。[13] [11] : 4 Moog Music 社の社長であるロバート モーグは、1982 年 10 月のKeyboard 誌で MIDI を発表しました。[14] : 276
1983年冬のNAMMショーで、スミスはProphet 600とRoland JP-6シンセサイザー間のMIDI接続を実演しました。MIDI仕様は1983年8月に公開されました。 [5] MIDI規格は梯とスミスによって発表され、2人はその功績により2013年にテクニカルグラミー賞を受賞しました。[15] [16] [17] 1983年に、MIDIを搭載した最初の楽器であるRoland Jupiter-6とProphet 600がリリースされました。1983年には、最初のMIDIドラムマシンであるRoland TR-909、[18] [19]と最初のMIDIシーケンサーであるRoland MSQ-700がリリースされました。[20]
MIDI製造業者協会（MMA）は、1984年にシカゴで開催されたサマーNAMMショーでの「すべての関心のある企業」の会議の後に設立されました。MIDI 1.0詳細仕様は、1985年サマーNAMMショーでのMMAの2回目の会議で公開されました。この規格は進化を続け、1991年には標準化された曲ファイル（General MIDI ）が追加され、 USBやFireWireなどの新しい接続規格に適応しました。2016年には、規格の監督を継続するためにMIDI協会が設立されました。[8] 2.0規格を作成するための取り組みは、2019年1月に発表されました。[21] MIDI 2.0規格は、2020年ウィンターNAMMショーで発表されました。[22]
BBCはMIDIをオープンソース技術の初期の例として挙げた。スミスはMIDIが成功するにはすべてのメーカーが採用する必要があると考えており、「私たちはそれを無料で提供しなければならなかった」[23] 。
インパクト
MIDIの魅力はもともと、ポピュラー音楽の制作に電子楽器を使用したいプロのミュージシャンやレコードプロデューサーに限られていました。この規格により、さまざまな楽器が互いに、またコンピュータと通信できるようになり、電子楽器や音楽ソフトウェアの販売と制作が急速に拡大しました。[12] : 21 この相互運用性により、あるデバイスを別のデバイスから制御できるようになり、ミュージシャンが必要とするハードウェアの量が減りました。[24] MIDIの導入は、パーソナルコンピュータ時代の幕開けと、サンプラーやデジタルシンセサイザーの導入と一致していました。[25] MIDIテクノロジーによってもたらされた創造的な可能性は、1980年代の音楽業界の復活に貢献したと言われています。[26]
MIDIは、多くのミュージシャンの作業方法を一変させる機能を導入しました。MIDIシーケンシングにより、記譜スキルのないユーザーでも複雑なアレンジメントを構築できるようになりました。[27]わずか1人または2人のメンバーがそれぞれ複数のMIDI対応デバイスを操作する音楽グループでも、大規模なミュージシャングループと同様のパフォーマンスを実現できます。 [28]プロジェクトのために外部のミュージシャンを雇う費用を削減または排除することができ、[2] : 7 複雑な制作を、キーボードとシーケンサーを統合したシンセサイザーのような小さなシステムで実現できます。
MIDIはホームレコーディングの確立にも貢献した。自宅環境でプリプロダクションを行うことで、アーティストはレコーディングスタジオに曲を半分完成させた状態で行くことでレコーディングコストを削減できる。 [2] : 7–8 2022年、ガーディアン紙は、MIDIはUSBがコンピューターにとって重要であるのと同じくらい音楽にとって重要であり、「協力と相互利益という重要な価値体系であり、今日の大手テクノロジー企業が独占市場を優先してほとんど捨て去ったもの」であると書いた。2022年時点で、スミスのオリジナルのMIDI設計はまだ使用されていた。[29]
アプリケーション
計器制御
MIDIは、電子楽器やデジタル楽器が互いに通信し、ある楽器が別の楽器を制御できるようにするために発明されました。たとえば、MIDI互換のシーケンサーは、ドラムサウンドモジュールによって生成されたビートをトリガーできます。デジタルコンポーネントがなく、MIDIが開発される前に製造されたアナログシンセサイザーは、MIDIメッセージをアナログ制御電圧に変換するキットを後付けすることができます。[14] : 277 MIDI楽器で音符が演奏されると、別の楽器の音符をトリガーするために使用できるデジタルMIDIメッセージが生成されます。[2] : 20 リモートコントロール機能により、フルサイズの楽器をより小さなサウンドモジュールに置き換えることができ、ミュージシャンは楽器を組み合わせてより豊かなサウンドを実現したり、アコースティックピアノと弦楽器などの合成楽器の音の組み合わせを作成したりできます。[30] MIDIでは、他の楽器のパラメーター（音量、エフェクトなど）をリモートで制御することもできます。
シンセサイザーやサンプラーには、電子音やデジタル音を形作るためのさまざまなツールが含まれています。フィルターは音色を調整し、エンベロープは音がトリガーされた後に時間の経過とともに音が進化する方法を自動化します。[31]フィルターの周波数とエンベロープアタック（音が最大レベルに達するまでの時間）はシンセサイザーパラメータの例であり、MIDIを介してリモートで制御できます。エフェクトデバイスには、遅延フィードバックやリバーブタイムなど、さまざまなパラメータがあります。MIDI連続コントローラ番号（CCN）がこれらのパラメータの1つに割り当てられている場合、デバイスはその番号で識別される受信メッセージに応答します。ノブ、スイッチ、ペダルなどのコントロールを使用して、これらのメッセージを送信できます。調整されたパラメータのセットは、デバイスの内部メモリにパッチとして保存でき、これらのパッチはMIDIプログラムチェンジによってリモートで選択できます。[a] [32]
構成
MIDIイベントは、コンピュータソフトウェアまたは専用のハードウェアミュージックワークステーションでシーケンスできます。多くのデジタルオーディオワークステーション（DAW）は、MIDIを不可欠なコンポーネントとして動作するように特別に設計されています。多くのDAWでMIDIピアノロールが開発されており、記録されたMIDIメッセージを簡単に変更できます。[33] [より適切なソースが必要]これらのツールにより、作曲家はマルチトラック録音などの古いソリューションよりもはるかに迅速かつ効率的に作品を試聴および編集できます。[引用が必要]人間の演奏者が演奏することは不可能な曲をMIDI用にプログラムすることもできます。[34]
MIDI演奏は音を作り出す一連のコマンドであるため、MIDI録音はオーディオ録音ではできない方法で操作できます。MIDIアレンジのキー、楽器編成、テンポを変更したり、[35] : 227 個々のセクションを並べ替えたり、[36]個々の音符を編集したりすることも可能です。アイデアを作曲し、すぐに再生して聞くことができるため、作曲家は実験することができます。[37] : 175
アルゴリズム作曲プログラムは、歌のアイデアや伴奏として使用できるコンピュータ生成の演奏を提供します。[2] : 122
作曲家の中には、MIDI 1.0 およびGeneral MIDI (GM)の標準的でポータブルなコマンドとパラメータのセットを利用して、さまざまな電子楽器間で音楽データ ファイルを共有する人もいます。シーケンスされた MIDI 録音によって作曲されたデータは、標準 MIDI ファイル(SMF) として保存し、デジタルで配布して、同じ MIDI、GM、および SMF 標準に準拠している任意のコンピューターまたは電子楽器で再生できます。MIDI データ ファイルは、対応する録音されたオーディオ ファイルよりもはるかに小さくなります。[引用が必要]
コンピュータで使用する
MIDIが登場したのと同時期にパソコン市場が安定し、コンピュータは音楽制作の現実的な選択肢となった。[14] : 324 1983年、コンピュータは主流の音楽制作で役割を果たし始めた。[38] 1983年のMIDI仕様の承認直後の数年間で、MIDI機能はいくつかの初期のコンピュータプラットフォームに採用された。ヤマハCX5Mは1984年にMSXシステムにMIDIサポートとシーケンスを導入した。 [39]
家庭用コンピュータにおけるMIDIの普及は、1984年に発売されたローランド社のMPU-401によって大きく促進された。これは、MIDIサウンド処理[40]とシーケンシング[41]が可能な最初のMIDI搭載サウンドカードであった。 [ 42]ローランドはMPUサウンドチップを他のサウンドカードメーカーに販売した後、[40] MIDI-to-PCインターフェースのユニバーサル標準を確立した。[43] MIDIの広範な採用により、コンピュータベースのMIDIソフトウェアが開発されるようになった。[38]その後まもなく、 Apple II、Macintosh、Commodore 64、Amiga、Acorn Archimedes、IBM PC互換機など、多くのプラットフォームがMIDIのサポートを開始した。[14] : 325–7 1985年のAtari STは、基本システムの一部としてMIDIポートを搭載して出荷された。
2015年、Retro InnovationsはVIC-20用の最初のMIDIインターフェースをリリースし、電子音楽家やレトロコンピューティング愛好家が初めてコンピューターの4つの音色を利用できるようになりました。[44] Retro Innovationsは、 Tandy Color ComputerとDragonコンピューター用のMIDIインターフェースカートリッジも製造しています。 [45]
チップチューンミュージシャンは、MIDIインターフェースを使用してレトロゲーム機で作曲、制作、演奏を行うこともあります。カスタムインターフェースは、任天堂エンターテイメントシステム（NES）/ファミコン、[46]ゲームボーイ、[47]ゲームボーイアドバンス[48]セガジェネシス（メガドライブ）で利用できます。[49]
コンピュータファイル
MIDIファイルはオーディオ録音ではありません。むしろ、ピッチやテンポなどの一連の指示であり、同等の録音済みオーディオの1000分の1のディスク容量しか使用しません。[50] [51]ファイルサイズが小さいため、ファンが作成したMIDIアレンジメントは、ブロードバンドインターネットアクセスと数ギガバイトのハードドライブが登場する前は、音楽をオンラインで共有する魅力的な方法でした。 [52]これの主な欠点は、ユーザーのオーディオカードの品質と、MIDIデータが象徴的に参照するカード内のサンプルまたは合成音として含まれている実際のオーディオの品質に大きなばらつきがあることです。高品質のサンプル音を含むサウンドカードであっても、サンプルされた楽器ごとに品質が一貫していない可能性があります。[50] AdLibやSound Blasterおよびその互換機などの初期の低価格カードは、低品質のデジタル-アナログコンバーターで再生されるヤマハの周波数変調合成（FM合成）技術の簡素化されたバージョンを使用していました[53]。これらのユビキタス[53]カードの低忠実度再生[ 50]は、しばしばMIDI自体の特性であると想定されていました。これにより、MIDIは低品質のオーディオであるという認識が生まれましたが、実際にはMIDI自体には音が含まれておらず[54]、その再生品質は完全に音を生成するデバイスの品質に依存しています。[35] ：227
標準ファイル
| ファイル名拡張子 | .mid |
|---|---|
| インターネットメディアの種類 |
オーディオ/MIDI |
| 統一型識別子 (UTI) | パブリックMIDIオーディオ[55] |
標準MIDIファイル（SMF）は、音楽シーケンスを保存、転送、および他のシステムで開くための標準化された方法を提供するファイル形式.midです。この標準はMMAによって開発および保守されており、通常は拡張子を使用します。[56]これらのファイルはサイズがコンパクトなため、コンピューター、携帯電話の着信音、Webページの作成、音楽グリーティングカードで広く使用されています。これらのファイルは汎用性が高く、音価、タイミング、トラック名などの情報が含まれています。歌詞はメタデータとして含めることができ、カラオケ機器で表示できます。[57]
SMF は、ソフトウェア シーケンサーまたはハードウェア ワークステーションのエクスポート フォーマットとして作成されます。MIDI メッセージを 1 つ以上の並列トラックに編成し、イベントにタイムスタンプを付けて、順番に再生できるようにします。ヘッダーには、アレンジメントのトラック数、テンポ、およびファイルが使用する 3 つの SMF フォーマットのインジケータが含まれます。タイプ 0 ファイルには、1 つのトラックにマージされたパフォーマンス全体が含まれ、タイプ 1 ファイルには、同期して演奏される任意の数のトラックが含まれます。タイプ 2 ファイルはほとんど使用されず[58]、複数のアレンジメントが格納されます。各アレンジメントには独自のトラックがあり、順番に再生されるように設計されています。
RMID ファイル
Microsoft Windowsは、 SMFをダウンロード可能なサウンド（DLS）と一緒にリソース交換ファイル形式（RIFF）ラッパーに拡張子付きのRMIDファイルとしてバンドルしています。RIFF-RMIDは、拡張音楽ファイル（XMF ）に取って代わられ、非推奨と.rmiなりました。[59]
ソフトウェア
MIDIシステムにおけるパーソナルコンピュータの主な利点は、ロードされたソフトウェアに応じて、さまざまな目的に使用できることです。[2] : 55 マルチタスクにより、互いにデータを共有できるプログラムを同時に操作できます。[2] : 65
シーケンサー
シーケンス ソフトウェアを使用すると、カット、コピー、ペースト、ドラッグ アンド ドロップなどの標準的なコンピュータ編集機能を使用して、記録された MIDI データを操作できます。キーボード ショートカットを使用してワークフローを効率化できます。また、一部のシステムでは、編集機能を MIDI イベントによって呼び出すことができます。シーケンサーを使用すると、各チャンネルを異なるサウンドで再生するように設定でき、アレンジの概要をグラフィカルに表示できます。ミュージシャン用の印刷パートを作成するために使用できる楽譜表示やスコア ライターなど、さまざまな編集ツールが利用できます。ループ、クオンタイズ、ランダム化、移調などのツールを使用すると、アレンジ プロセスが簡素化されます。
ビートの作成が簡素化され、グルーヴテンプレートを使用して別のトラックのリズム感を再現できます。リアルタイムコントローラーの操作により、リアルな表現を加えることができます。ミキシングを実行でき、録音されたオーディオトラックやビデオトラックとMIDIを同期できます。作業を保存し、異なるコンピューターやスタジオ間で転送できます。[60] [61] : 164–6
シーケンサーには、パターングリッドをクリックしてビートを作成できるドラムパターンエディターや、テンポとキーが一致する録音済みのオーディオループとMIDIを組み合わせることができるACID Proなどのループシーケンサーなど、さまざまな形式があります 。キューリストシーケンシングは、舞台や放送の制作において、セリフ、効果音、音楽のキューをトリガーするために使用されます。[2] : 121
楽譜作成ソフトウェア
MIDIを使用すると、キーボードで演奏された音符を自動的に楽譜に書き起こすことができます。[12] : 213 楽譜作成ソフトウェアには通常、高度なシーケンスツールがなく、ライブ楽器演奏者向けに設計されたきれいでプロフェッショナルなプリントアウトの作成に最適化されています。[61] : 157 これらのプログラムは、強弱記号や表情のマーク、コードや歌詞の表示、複雑な楽譜スタイルをサポートしています。[61] : 167 点字で楽譜を印刷できるソフトウェアも利用できます。[62]
楽譜作成プログラムには、Finale、Encore、Sibelius、MuseScore、Doricoなどがある。SmartScoreソフトウェアは、スキャンした楽譜からMIDIファイルを作成することができる。 [63]
編集者と図書館員
パッチエディタを使用すると、ユーザーはコンピュータインターフェースを介して機器をプログラムできます。これらは、ヤマハFS1R [64]などの複雑なシンセサイザーの登場とともに不可欠になりました。FS1R には数千のプログラム可能なパラメータが含まれていましたが、インターフェースは15個の小さなボタン、4つのノブ、小さなLCDで構成されていました。[65]デジタル楽器は通常、スイッチやノブが提供するフィードバックと直接的な制御がないため、ユーザーは実験を控えますが、[66] : 393 パッチエディタを使用すると、ハードウェア楽器やエフェクトデバイスの所有者に、ソフトウェアシンセサイザーのユーザーが利用できるのと同じ編集機能を提供します。[67]一部のエディタは特定の楽器やエフェクトデバイス用に設計されていますが、他のユニバーサルエディタはさまざまな機器をサポートし、理想的にはシステムエクスクルーシブメッセージを使用してセットアップ内のすべてのデバイスのパラメータを制御できます。[2] : 129 システムエクスクルーシブメッセージは、MIDIプロトコルを使用してシンセサイザーのパラメータに関する情報を送信します。
パッチライブラリアンは、機器のコレクション内のサウンドを整理し、楽器とコンピュータ間でサウンドバンク全体を交換するという特殊な機能を持っています。このようにして、デバイスの限られたパッチストレージは、コンピュータのはるかに大きなディスク容量によって増強されます。[2] : 133 コンピュータに転送されると、カスタムパッチを同じ楽器の他の所有者と共有できます。[68] 2つの機能を組み合わせたユニバーサルエディタ/ライブラリアンはかつて一般的で、Opcode SystemsのGalaxy、eMagicのSoundDiver、MOTUのUnisynが含まれていました。これらの古いプログラムは、仮想楽器を使用したコンピュータベースの合成のトレンドとともにほとんど放棄されましたが、Coffeeshopped Patch Base、[69] Sound QuestのMidi Quest、Sound Towerのいくつかのエディタなど、いくつかのエディタ/ライブラリアンが引き続き利用可能です。Native InstrumentsのKoreは、エディタ/ライブラリアンの概念をソフトウェア楽器の時代に持ち込もうとした試みでしたが、[70] 2011年に放棄されました。[71]
自動伴奏プログラム
伴奏トラックを動的に生成できるプログラムは自動伴奏プログラムと呼ばれます。これは、ユーザーが選択したスタイルでフルバンドのアレンジを作成し、その結果をMIDIサウンド生成デバイスに送信して再生します。生成されたトラックは、教育や練習ツール、ライブパフォーマンスの伴奏、または作曲の補助として使用できます。[72] : 42
合成とサンプリング
コンピュータはソフトウェアを使用して音を生成することができ、その音はデジタル-アナログ変換器(DAC) を経由してパワーアンプとスピーカーシステムに送られます。[12] : 213 同時に再生できる音の数 (ポリフォニー) はコンピュータのCPUの能力に依存し、再生のサンプルレートとビット深度も音質に直接影響します。[73]ソフトウェアで実装されたシンセサイザーはタイミングの問題の影響を受けますが、これはハードウェア楽器では必ずしも発生しない問題です。ハードウェア楽器の専用オペレーティングシステムは、デスクトップオペレーティングシステムのようにバックグラウンドタスクによる中断の影響を受けません。これらのタイミングの問題により、同期の問題や、サンプル再生が中断されたときのクリック音やポップ音が発生する可能性があります。ソフトウェアシンセサイザーでは、音の生成に追加の遅延が発生することもあります。 [74]
ソフトウェア合成のルーツは、ベル研究所のマックス・マシューズが非リアルタイムのサウンド生成が可能なプログラミング言語MUSIC-Nを書いた1950 年代にまで遡ります。 [75]デイブ・スミスのSeer Systemsによる Reality は、ホスト コンピュータの CPU で直接動作する初期のシンセサイザーでした。Reality は、緊密なドライバ統合によって低レイテンシを実現したため、Creative Labs のサウンドカードでしか動作しませんでした。[76] [77] Syntauri Corporation の Alpha Syntauri も、初期のソフトウェア ベース シンセサイザーです。Apple IIe コンピュータで動作し、ソフトウェアとコンピュータのハードウェアを組み合わせて加法合成を行いました。[78]一部のシステムでは、 Symbolic Sound Corporationの Kyma System [75]やCreamware / Sonic Core Pulsar/SCOPE システム[79]のように、ホスト CPU の負荷を軽減するために専用のハードウェアを使用しています。これらは、レコーディング スタジオ全体の楽器、エフェクト ユニット、ミキサーに電力を供給しています。[80]完全なMIDIアレンジメントをコンピュータソフトウェアで完全に構築できるため、作曲者は最終的な結果をオーディオファイルとして直接レンダリングできます。[30]
ゲーム音楽
初期の PC ゲームはフロッピー ディスクで配布され、MIDI ファイルはサイズが小さいため、サウンドトラックを提供するのに有効な手段でした。DOS および初期の Windows 時代のゲームでは、通常、Ad LibまたはSound Blasterオーディオ カードとの互換性が必要でした。これらのカードは、正弦波の変調によって音を生成するFM 合成を使用していました。この技術の先駆者であるJohn Chowning は、十分な数の正弦波を使用すれば、この技術であらゆる音を正確に再現できると理論づけましたが、安価なコンピューター オーディオ カードは、2 つの正弦波のみで FM 合成を実行していました。カードの 8 ビット オーディオと組み合わせると、「人工的」[81]で「原始的」 [82]と表現される音になりました。
後に登場したウェーブテーブル・ドーターボードは、 FM音源の代わりに使用できるオーディオ・サンプルを提供した。これらは高価であったが、E-mu Proteusなどの定評あるMIDI機器の音源を使用することが多かった。[82]コンピュータ業界は1990年代半ばに16ビット再生が可能なウェーブテーブル・ベースのサウンドカードへと移行したが、2MBのウェーブテーブル・ストレージが標準化された。これは、128のGeneral MIDI機器とドラムキットの良質なサンプルを収めるには小さすぎた。限られたスペースを最大限に活用するため、一部のメーカーは12ビットのサンプルを保存し、再生時に16ビットに拡張した。[83]
その他のアプリケーション
MIDI は音楽機器との関連が強いものの、MIDI コマンドを読み取って処理できるあらゆる電子デバイスやデジタル デバイスを制御できます。MIDI は、音楽以外のさまざまなアプリケーションで制御プロトコルとして採用されています。MIDI Show Controlは、舞台照明システムを制御したり、劇場でキューされたイベントをトリガーしたりするために MIDI コマンドを使用します。VJやターンテーブリストはクリップのキューや機器の同期に MIDI を使用し、レコーディング システムは同期と自動化に MIDI を使用します。Apple Motion では、 MIDI を介してアニメーション パラメータを制御できます。1987 年の一人称シューティングゲームMIDI Mazeと 1990 年のAtari ST コンピュータ パズル ゲーム Oxyd では、コンピュータをネットワーク化するために MIDI が使用されました。
デバイス
コネクタとインターフェース
DINコネクタ
オリジナルのMIDI 1.0規格では、ケーブルは180°5ピンDINコネクタ（DIN 41524）で終端します。一般的なアプリケーションでは、5本の導体のうち3本のみを使用します。接地線（ピン2）と、MIDI信号を電流として伝送する平衡導体ペア（ピン4と5）です。[84] [72] : 41 このコネクタ構成ではメッセージを一方向にしか伝送できないため、双方向通信には2本目のケーブルが必要です。[2] : 13 ファンタム電源のフットスイッチコントローラなどの一部の独自アプリケーションでは、予備のピンを直流（DC）電力伝送に使用します。[85]
オプトアイソレータはMIDI機器をMIDI接続から電気的に分離し、グランドループを防ぎ[86] : 63 、機器を電圧スパイクから保護します。[14] : 277 MIDIにはエラー検出機能がないため、干渉を制限するために最大ケーブル長は15メートル（49フィート）に設定されています。[87]
TRSミニジャックコネクタ
スペースを節約するため、一部のMIDIデバイス（特に小型のもの）では3.5mm TRSフォンコネクタ（オーディオミニジャックコネクタとも呼ばれる）が使用され始めました。 [88]これは広く普及したため、MIDI製造業者協会は配線を標準化しました。[89] MIDIオーバーミニジャック標準文書では、オーディオコネクタとの混同を避けるために、3.5mmコネクタよりも2.5mmコネクタの使用を推奨しています。[90]
スルーポート
ほとんどの機器は、入力から出力ポートにメッセージをコピーしません。3番目のタイプのポートであるスルーポートは、入力ポートで受信したすべてのコピーを出力し、データをデイジーチェーン構成で別の機器に転送できるようにします。 [14] : 278 [91]すべての機器にスルーポートがあるわけではなく、エフェクトユニットやサウンドモジュールなど、MIDIデータを生成する機能がない機器には出力ポートがない場合があります。[66] : 384
管理デバイス
デイジーチェーンの各デバイスは、システムに遅延を追加します。これは、ボックスの入力信号を正確にコピーする複数の出力を備えたMIDIスルーボックスを使用することで回避できます。MIDIマージャーは、複数のデバイスからの入力を1つのストリームに結合し、複数のコントローラーを1つのデバイスに接続できるようにします。MIDIスイッチャーを使用すると、複数のデバイスを切り替えることができ、物理的にケーブルを再パッチする必要がなくなります。MIDIルーターは、これらすべての機能を兼ね備えています。複数の入力と出力があり、入力チャンネルの任意の組み合わせを出力チャンネルの任意の組み合わせにルーティングできます。ルーティング設定は、コンピューターソフトウェアを使用して作成し、メモリに保存し、MIDIプログラム変更コマンドで選択できます。[2] : 47–50 これにより、コンピューターが存在しない状況で、デバイスをスタンドアロンのMIDIルーターとして機能させることができます。[2] : 62–3 [92] MIDIデータプロセッサは、ユーティリティタスクと特殊効果に使用されます。これらには、ストリームから不要なMIDIデータを除去するMIDIフィルターや、設定された時間に入力データの繰り返しコピーを送信するMIDIディレイエフェクトが含まれます。[2] : 51
インターフェース
コンピュータのMIDIインターフェースの主な機能は、MIDIデバイスとコンピュータ間の通信を同期させることである。[91]一部のコンピュータのサウンドカードには標準のMIDIコネクタが含まれていますが、他のものはDサブミニチュアDA-15ゲームポート、USB、FireWire、イーサネット、または独自の接続を含むさまざまな手段のいずれかで接続します。2000年代にUSBコネクタの使用が増えたことにより、MIDIチャンネルをUSB搭載のコンピュータに転送できるMIDI-USBデータインターフェースが利用可能になりました。一部のMIDIキーボードコントローラーにはUSBジャックが装備されており、音楽ソフトウェアを実行するコンピュータに直接接続できます。
MIDI のシリアル伝送はタイミングの問題を引き起こす。3 バイトの MIDI メッセージは伝送に約 1 ミリ秒かかる。[93] MIDI はシリアルであるため、一度に 1 つのイベントしか送信できない。イベントが 2 つのチャンネルで同時に送信されると、2 番目のチャンネルのイベントは最初のチャンネルが終了するまで送信できないため、1 ミリ秒遅延する。イベントがすべてのチャンネルで同時に送信されると、最後のチャンネルの伝送は最大 16 ミリ秒遅延する。このため、複数の入力ポートと出力ポートを備えた MIDI インターフェイスが普及した。イベントが同じポートに複数のチャンネルで送信されるよりも、複数のポートに分散される方がタイミングが改善されるからである。[74] MIDI スロップという用語は、MIDI 伝送が遅れたときに生じる可聴タイミング エラーを指す。[94]
コントローラー
MIDIコントローラーには2つのタイプがあります。1つは音符を生成し、音楽を演奏するために使用されるパフォーマンスコントローラーです。 [95]もう1つは音符を送信しないが、他の種類のリアルタイムイベントを送信するコントローラーです。多くのデバイスは、この2つのタイプの組み合わせです。
これまでのところ、キーボードはMIDIコントローラーの中で最も一般的なタイプである。[68] MIDIはキーボードを念頭に置いて設計されており、キーボード以外のコントローラーは「代替」コントローラーとみなされている。[96]これは、キーボードベースの音楽に興味のない作曲家からは制限とみなされたが、この規格は柔軟性が証明され、ギターやその他の弦楽器、ドラムキットや管楽器の演奏をそれぞれエミュレートするドラムコントローラーや管楽器コントローラー、特殊で実験的なコントローラーなど、他のタイプのコントローラーにもMIDI互換性が導入された。[12] : 23 ただし、MIDIが設計されたキーボード演奏の一部の機能は、他の楽器の機能を完全には捉えていない。Jaron Lanierは、この規格を、表現可能なものを予期せず制限する技術的な「ロックイン」の例として挙げている。[97]これらの欠点のいくつかは、プロトコルの拡張で対処されている。
ソフトウェアシンセサイザーは優れたパワーと汎用性を備えているが、MIDIキーボードとコンピュータのキーボードとマウスの間で注意を分散させることで、演奏体験の即時性が損なわれると感じるプレイヤーもいる。[98]リアルタイムMIDIコントロール専用のデバイスは人間工学上の利点があり、コンピュータを介してアクセスするインターフェイスよりも楽器とのつながりをより強く感じることができる。コントローラーは、さまざまな機器で動作するように設計された汎用デバイスである場合もあれば、特定のソフトウェアで動作するように設計されたものである場合もある。後者の例としては、Ableton Live用のAkaiのAPC40コントローラーや、MS-20アナログシンセサイザーのコントロールパネルを再現したKorgのMS-20icコントローラーがある。MS-20icコントローラーには、MS-20シンセサイザーの仮想再現で信号ルーティングを制御するために使用できるパッチケーブルが含まれており、サードパーティのデバイスを制御することもできる。[99]
楽器
MIDI機器には、MIDI信号を送受信するためのポート、それらの信号を処理するCPU、ユーザープログラミングを可能にするインターフェース、サウンドを生成するオーディオ回路、およびコントローラーが含まれています。オペレーティングシステムと工場出荷時のサウンドは、読み取り専用メモリ（ROM）ユニットに保存されることがよくあります。[2] ：67〜70
MIDI 楽器は、General MIDI サウンドボード (GM、GS、XG)、オンボード編集 (移調、MIDI 楽器の選択、音量、パン、リバーブ レベルの調整、その他の MIDI コントローラーを含む) で構成されるスタンドアロン モジュール (ピアノ スタイルのキーボードなし) になることもできます。通常、MIDI モジュールには画面が含まれ、ユーザーは現在選択されている機能の情報を表示できます。
シンセサイザー
シンセサイザーは、さまざまなサウンド生成技術を採用しています。統合キーボードが含まれている場合もあれば、MIDIキーボードなどの外部コントローラーによってトリガーされてサウンドを生成するサウンドモジュールとして存在する場合もあります。サウンドモジュールは通常、19インチラックにマウントするように設計されています。[2] : 70–72 メーカーは、スタンドアロンバージョンとラックマウントバージョンの両方のシンセサイザーを一般的に製造しており、キーボードバージョンをさまざまなサイズで提供していることがよくあります。
サンプラー
サンプラーは、オーディオを録音してデジタル化し、ランダムアクセスメモリ（RAM）に保存して再生することができます。サンプラーを使用すると、通常、サンプルを編集してハードディスクに保存したり、エフェクトを適用したり、減算型シンセサイザーと同じツールを使用して整形したりできます。また、キーボードまたはラックマウント形式で利用できる場合もあります。[2] ：74–8 サンプルの再生によって音を生成するが、録音機能を持たない楽器は、「ROMplers」と呼ばれます。
サンプラーは、当時のメモリと処理能力の費用が高かったため、シンセサイザーほどすぐには実用的なMIDI楽器として定着しませんでした。[14] : 295 最初の低価格のMIDIサンプラーは、1984年に発売されたEnsoniq Mirageでした。 [14] : 304 MIDIサンプラーは通常、サンプリングした波形を編集するには小さすぎるディスプレイによって制限されますが、コンピューターモニターに接続できるものもあります。[14] : 305
ドラムマシン
ドラムマシンは、通常、ドラムやパーカッションの音に特化したサンプル再生デバイスです。ドラムパターンを作成し、それを曲にアレンジできるシーケンサーが組み込まれているのが一般的です。複数のオーディオ出力を備えていることが多く、各サウンドまたはサウンドのグループを個別の出力にルーティングできます。個々のドラムの音声は、別のMIDI機器またはシーケンサーから再生できます。[2] : 84
ワークステーションとハードウェアシーケンサー
シーケンサー技術はMIDIより前から存在していた。アナログシーケンサーはCV/Gate信号を使用してMIDI以前のアナログシンセサイザーを制御する。MIDIシーケンサーは、通常、テープデッキをモデルにしたトランスポート機能によって操作される。MIDI演奏を録音し、マルチトラック録音パラダイムを使用して個々のトラックにアレンジすることができる。ミュージックワークステーションは、コントローラーキーボードと内部サウンド生成およびシーケンサーを組み合わせたものである。これらを使用して完全なアレンジを構築し、独自の内部サウンドを使用して再生することができ、自己完結型の音楽制作スタジオとして機能する。通常、ファイルの保存および転送機能も備えている。[2] : 103–4
エフェクトユニット
一部のエフェクトユニットは、MIDI経由でリモートコントロールできます。たとえば、Eventide H3000 Ultra-harmonizerは、シンセサイザーとして演奏できるほどの広範なMIDIコントロールが可能です。[14] : 322 ペダル形式のドラムマシンであるDrum BuddyにはMIDI接続があり、ルーパーペダルやディレイなどの時間ベースのエフェクト とテンポを同期させることができます。
技術仕様
MIDIメッセージは、図に示すように、8-N-1非同期シリアル通信を使用して31,250 [b] (±1%) ボーで送信される8ビットバイトで構成されています。各バイトの最初のビットは、バイトがステータスバイトかデータバイトかを識別し、その後に7ビットの情報が続きます。[2] : 13–14
MIDI リンクは、1 ～ 16 の番号が付けられた 16 個の独立したチャンネルを伝送できます。デバイスは、特定のチャンネルをリッスンし、他のチャンネルのメッセージを無視することも (オムニ オフモード)、すべてのチャンネルをリッスンして、チャンネル アドレスを実質的に無視することもできます (オムニ オン)。
ポリフォニックのデバイスは、デバイスのポリフォニー制限に達するか、ノートの減衰エンベロープの終わりに達するか、明示的なノートオフMIDI コマンドが受信されるまで、複数のノートを同時に鳴らすことができます。モノフォニックのデバイスは、新しいノートオンコマンドが到着すると、以前のノートを終了します。
受信機器によっては、オムニオフ/オンとモノ/ポリモードの4つの組み合わせすべてに設定できるものもあります。[2] : 14–18
メッセージ
MIDIメッセージは、受信側デバイスの一部を制御する命令です。MIDIメッセージは、メッセージの種類を示すステータスバイトと、それに続くパラメータを含む最大2つのデータバイトで構成されます。[35] MIDIメッセージは、16チャンネルのうちの1つでのみ送信され、そのチャンネルのデバイスによってのみ監視されるチャンネルメッセージ、またはすべてのデバイスが受信するシステムメッセージです。各受信デバイスは、その機能に関係のないデータを無視します。[66] : 384 メッセージには、チャンネルボイス、チャンネルモード、システムコモン、システムリアルタイム、システムエクスクルーシブの5種類があります。[101]
チャンネルボイスメッセージは、リアルタイムの演奏データを単一のチャンネルで送信します。例としては、音のピッチを指定する MIDI ノート番号、音の強さを示すベロシティ値、チャンネル番号を含むノートオンメッセージ、音を終了するノートオフメッセージ、デバイスのパッチを変更するプログラムチェンジメッセージ、楽器のパラメータを調整できるコントロールチェンジなどがあります。MIDI ノートには 0 から 127 までの番号が付けられ、C −1から G 9に割り当てられます。これは、A 0からC 8までの 88 音のピアノの範囲を超えており、8.175799 から 12543.85 Hz の周波数範囲に相当します。[c]
システムエクスクルーシブメッセージ
システムエクスクルーシブ（SysEx）メッセージは、演奏されている音符や音量などのパフォーマンスデータではなく、シンセサイザーの機能に関する情報を送信します。MIDI標準が提供する機能を超える機能を含めることができるため、MIDI標準の柔軟性と長寿命の主な理由となっています。メーカーは、標準MIDIメッセージの制限を超えて、より徹底的に機器を制御する独自のメッセージを作成するためにこれを使用しています。[14] : 287
MIDI製造業者協会はMIDI会社に固有の識別番号を発行します。[102]これらはSysExメッセージに含まれており、特定のアドレスに指定されたデバイスのみがメッセージに応答し、他のデバイスはそれを無視することを保証します。多くの機器にはSysEx ID設定も含まれているため、コントローラーは同じモデルの2つのデバイスを個別にアドレス指定できます。[103]
ユニバーサルシステムエクスクルーシブメッセージは、特定のメーカーに限定されることを意図していないMIDIの拡張に使用されるSysExメッセージの特別なクラスです。[104]
実装チャート
デバイスは通常、MIDI仕様で定義されているすべてのタイプのメッセージに応答するわけではありません。MIDI実装チャートは、ユーザーが楽器の特定の機能とメッセージへの応答方法を確認できるように、MMAによって標準化されました。[2] ：231 MIDI実装チャートは通常、MIDIデバイスのドキュメントの一部として公開されています。
電気仕様
MIDI 1.0の電気的インターフェースは、次の回路図の赤線と青線に沿った完全に分離された電流ループ[100]に基づいています。
この回路図の「DIN / TRS」は、DINコネクタ[d]またはTRS電話コネクタ[e]のいずれかが使用されることを示しています。[105] [106]
ロジック 0 とスタート ビットを送信するために、送信側のUART [f]は低電圧を生成します。これにより、 送信側の高電圧電源[g]から供給される公称 5ミリアンペア[100] の電流が流れ、赤い線に沿って右方向に進み、シールドされた[h]ツイストペアケーブルを通り、受信側の光アイソレータに入ります。電流は光アイソレータから出て、青い線に沿って左方向に戻り、送信側の UART に入り、そこで電流が吸収されます。 [i]抵抗器R1 と R2 は電流を制限し、平衡インピーダンスを提供するために等しくなります。ダイオードは保護用です。[108]この電流により光アイソレータの[j] LEDとフォトトランジスタがオンになるため、受信側の UART はプルアップ抵抗器R3の助けを借りて、受信側の電源に信号を読み取ることができます。元の仕様では電源は 5 ボルトですが、受信機と送信機では異なる電圧レベルが使用される場合があります。
ロジック 1、ストップ ビットを送信し、アイドル状態の場合、送信側のUART は電源と同じ高電圧を生成し、電流が流れなくなります。これにより、アイドル状態のときに電力が無駄に消費されることがなくなります。
拡張機能
MIDI の柔軟性と広範な採用により、標準規格は多くの点で改良され、当初意図されていた目的を超えた用途にも適用できるようになりました。
ジェネラルMIDI
MIDIではプログラム変更メッセージを通じて楽器の音を選択できますが、特定のプログラム位置で2つの楽器が同じ音を出すという保証はありません。[109]プログラム#0は、ある楽器ではピアノ、別の楽器ではフルートである可能性があります。General MIDI（GM）標準は1991年に制定され、あるデバイスで作成された標準MIDIファイルを別のデバイスで再生したときに同じように聞こえるようにする標準化されたサウンドバンクを提供します。GMは、8つの関連する楽器の16ファミリーに配置された128のサウンドのバンクを指定し、各楽器に特定のプログラム番号を割り当てます。[110]特定のプログラム変更は、GM互換の楽器で同じ楽器の音を選択します。[111]打楽器はチャンネル10に配置され、特定のMIDIノート値が各打楽器の音にマッピングされます。
GM 規格では、音符マッピングのばらつきが排除されています。一部のメーカーは、どの音符番号が中央 C を表すべきかについて意見が一致しませんでしたが、GM は音符番号 69 がA440 を再生することを指定しており、これにより中央 C は音符番号 60 として固定されます。
GM準拠のデバイスは24音ポリフォニーを提供する必要がある。[112] GM互換デバイスは、ベロシティ、アフタータッチ、ピッチベンドに応答し、起動時に指定されたデフォルト値に設定され、サスティンペダルなどの特定のコントローラー番号や登録パラメータ番号（RPN）をサポートする必要がある。[113]
GMの簡易版であるGM Liteは、処理能力が制限されたデバイスに使用されます。[109] [114]
GS、XG、GM2
GMの128の楽器音セットは十分な大きさではないという一般的な意見がすぐに形成された。ローランドのGeneral Standard（Roland GS）には、追加のサウンド、ドラムキット、エフェクトが含まれており、それらにアクセスするために使用できるバンクセレクトコマンドが提供され、新しい機能にアクセスするためにMIDI非登録パラメータ番号（NRPN）が使用されました。ヤマハのExtended General MIDI（Yamaha XG）は1994年に続きました。XGも同様に追加のサウンド、ドラムキット、エフェクトを提供しましたが、編集にはNRPNの代わりに標準コントローラーを使用し、ポリフォニーを32ボイスに増やしました。両方の標準はGM仕様との下位互換性を備えていますが、互いに互換性はありません。[115]どちらの標準も作成者以外には採用されていませんが、どちらも音楽ソフトウェアタイトルで一般的にサポートされています。
日本のAMEIの会員企業は1999年にGeneral MIDI Level 2仕様を策定した。GM2はGMとの下位互換性を維持しながら、ポリフォニーを32音に増やし、ソステヌートやソフトペダル（ウナコルダ）などのコントローラー番号、RPN、ユニバーサルシステムエクスクルーシブメッセージなどを標準化し、MIDIチューニング標準を取り入れている。[116] GM2は、低電力デバイス向けのMIDIバリアントであるスケーラブルポリフォニーMIDI（SP-MIDI）の楽器選択メカニズムの基礎であり、デバイスのポリフォニーをその処理能力に応じて調整できる。[109]
チューニング基準
ほとんどのMIDIシンセサイザーは平均律を使用しています。 1992年に承認されたMIDIチューニング規格（MTS）では、代替チューニングが許可されています。[117] MTSでは、最大128のパッチバンクからロードできるマイクロチューニングが許可されており、音高のリアルタイム調整が可能です。 [118]メーカーは標準規格をサポートする必要はありません。サポートするメーカーは、そのすべての機能を実装する必要はありません。[117]
タイムコード
シーケンサーは内部クロックでMIDIシステムを駆動できるが、システムに複数のシーケンサーが含まれている場合、共通のクロックに同期させる必要がある。Digidesignが開発した MIDI タイムコード (MTC) [119]は、タイミング専用に開発されたSysEx メッセージ[120]を実装しており、 SMPTE タイムコード規格[14]との間で変換できる。 : 288 Mark of the Unicorn の MIDI Timepiece などの MIDI インターフェイスは、SMPTE コードを MTC に変換できる。[121] MIDI クロックはテンポに基づいているが、タイムコードはフレームに基づいており、テンポとは無関係である。 SMPTE コードと同様に、MTC には位置情報が含まれており、ドロップアウトが発生した場合でも回復できる。[122]
機械制御
MIDIマシンコントロール（MMC）は、ハードウェア録音デバイスのトランスポートコントロールを操作するSysExコマンドのセット[123]で構成されています。MMCを使用すると、シーケンサーは接続されたテープデッキまたはハードディスク録音システムに開始、停止、および録音コマンドを送信し、デバイスを早送りまたは巻き戻ししてシーケンサーと同じポイントで再生を開始できます。デバイスはMTCを介して同期する場合がありますが、同期データは含まれません。[124]
コントロールを表示
MIDIショーコントロール（MSC）は、照明、音楽やサウンドの再生、モーションコントロールシステムなどのショーコントロールデバイスのシーケンスとリモートキューイングを行うためのSysExコマンドのセットです。[126]用途には、舞台制作、博物館の展示、レコーディングスタジオの制御システム、遊園地のアトラクションなどがあります。[125]
タイムスタンプ
MIDIタイミングの問題に対する解決策の1つは、MIDIイベントに再生時刻をマークし、事前に送信して、受信デバイスのバッファに格納することです。事前にデータを送信することで、ビジーなパッセージが伝送リンクを圧倒する可能性を減らします。受信機に保存された情報は、MIDIまたはUSBインターフェイスに関連するタイミングの問題の影響を受けなくなり、高い精度で再生できます。[127] MIDIタイムスタンプは、ハードウェアとソフトウェアの両方がサポートしている場合にのみ機能します。MOTUのMTS、eMagicのAMT、およびSteinbergのMidex 8は、互いに互換性のない実装であり、動作するにはユーザーが同じ会社が製造したソフトウェアとハードウェアを所有する必要がありました。[74]タイムスタンプは、FireWire MIDIインターフェイス、[128] Mac OS X Core Audio、およびLinux ALSA Sequencerに組み込まれています。
サンプルダンプ標準
SysExメッセージの予期せぬ機能は、楽器間でオーディオサンプルを転送できることでした。これにより、サンプルダンプ標準（SDS）が開発され、サンプル転送用の新しいSysEx形式が確立されました。[14] : 287 SDSは後に、サンプル全体の転送を必要とせずにサンプルループポイントに関する情報を転送できる2つのコマンドで拡張されました。[129]
ダウンロード可能なサウンド
1997年に承認されたダウンロード可能なサウンド（DLS）仕様により、モバイルデバイスやコンピュータのサウンドカードは、ダウンロード可能なサウンドセットを使用してウェーブテーブルを拡張できるようになりました。[130] DLSレベル2仕様は2006年に続き、標準化されたシンセサイザーアーキテクチャを定義しました。モバイルDLS標準では、DLSバンクをSP-MIDIと組み合わせて、自己完結型のモバイルXMFファイルとして作成することが求められています。[131]
MIDIポリフォニック表現
MIDIポリフォニックエクスプレッション（MPE）は、MIDIを使用してピッチベンドやその他の表現制御の次元を個々の音符に対して連続的に調整できるようにする方法です。[132] MPEは、各音符に独自のMIDIチャンネルを割り当てて、コントローラーメッセージを各音符に個別に適用できるようにすることで機能します。[133] [132]仕様は、2017年11月にAMEIによって、2018年1月にMMAによってリリースされました。[134] Continuum Fingerboard、LinnStrument、ROLI Seaboard、Sensel Morph、Eigenharpなどの楽器を使用すると、ユーザーはコード内の個々の音符のピッチ、音色、その他のニュアンスを制御できます。[135]
代替ハードウェアトランスポート
DIN コネクタ経由で 31.25 kbit/s の電流ループを使用するだけでなく、同じデータをUSB、FireWire、Ethernetなどの異なるハードウェア トランスポート経由で送信することもできます。
USB と FireWire
USB-IFのメンバーは1999年にMIDI over USBの標準である「MIDIデバイス用ユニバーサルシリアルバスデバイスクラス定義」を開発しました。[136] MIDI接続に使用されていた他のインターフェイス（ ISAカード、ゲームポートなど）がパーソナルコンピュータから姿を消すにつれて、MIDI over USBはますます一般的になっています。Linux、Microsoft Windows、Macintosh OS X、およびApple iOSオペレーティングシステムには、「MIDIデバイス用ユニバーサルシリアルバスデバイスクラス定義」を使用するデバイスをサポートするための 標準クラスドライバーが含まれています。
Apple Computer は1990 年代に FireWire インターフェースを開発しました。FireWire は10 年代の終わり頃にデジタルビデオ(DV) カメラに搭載され始め、1999 年には G3 Macintosh モデルに搭載されました。 [137] FireWireはマルチメディア アプリケーションで使用するために開発されました。[128] USB とは異なり、FireWire はメイン CPU の介入なしに独自の伝送を管理できるインテリジェント コントローラを使用します。[138]標準 MIDI デバイスと同様に、FireWire デバイスはコンピュータがなくても相互に通信できます。[139]
XLRコネクタ
Octave-Plateau Voyetra-8シンセサイザーは、5ピンDINの代わりにXLR3コネクタを使用した初期のMIDI実装でした。MIDI以前の時代にリリースされ、後にMIDIインターフェースが後付けされましたが、XLRコネクタはそのまま残されました。[140]
シリアル、パラレル、ジョイスティックポート
コンピュータベースのスタジオ設定が一般的になるにつれ、コンピュータに直接接続できるMIDIデバイスが利用可能になった。これらは通常、Blue & White G3モデルの導入前にAppleがシリアルポートに使用していた8ピンのミニDINコネクタを使用していた。Mark of the Unicorn MIDI Time Pieceなど、スタジオの中心となることを目的としたMIDIインターフェースは、これらのシリアルポートの標準MIDI速度の20倍で動作できる能力を活用できる「高速」伝送モードによって可能になった。[2] : 62–3 [139]ミニDINポートは1990年代後半のMIDI機器に組み込まれ、そのようなデバイスをコンピュータに直接接続できるようにした。[141]一部のデバイスは、PCのDB-25パラレルポートを介して、または多くのPCサウンドカードに見られるDA-15ジョイスティックポートを介して接続された。[139]
ｍＬＡＮ
ヤマハは1999年にmLANプロトコルを導入した。これはFireWireをトランスポートとして使用する楽器用のローカルエリアネットワークとして考案され、マルチチャンネルデジタルオーディオ、データファイル転送、タイムコードとともに複数のMIDIチャンネルを伝送するように設計された。 [137] [138] mLanは、デジタルミキシングコンソールやMotifシンセサイザーなどのヤマハ製品や、 PreSonus FIREstationやKorg Triton Studioなどのサードパーティ製品で使用されていた。[142] 2007年以降、新しいmLAN製品はリリースされていない。
SCSI MIDI デバイス インターフェイス (SMDI)
SCSI MIDIデバイスインターフェース（SMDI）は、1990年代に一部のサンプラーやハードディスクレコーダー（例えば、 Kurzweil K2000やPeavey SPサンプル再生シンセサイザー[143] ）でハードディスクドライブや磁気光ドライブへの高速双方向サンプル転送に使用されました。[144] [145]
イーサネットとインターネット
MIDIのコンピュータネットワーク実装は、ネットワークルーティング機能と、ZIPIなどの以前のMIDIの代替が意図していた高帯域幅チャネルを提供します。独自の実装は1980年代から存在しており、そのうちのいくつかは伝送に光ファイバーケーブルを使用しています。 [2] : 53–4 インターネットエンジニアリングタスクフォースのRTP-MIDIオープン仕様は業界の支持を得ています。AppleはMac OS X 10.4以降からこのプロトコルをサポートしており、 Appleの実装に基づくWindowsドライバーはWindows XP以降のバージョンに存在します。[146]
無線
ワイヤレスMIDI伝送システムは1980年代から利用可能でした。[2] : 44 市販されている送信機のいくつかは、Wi-FiとBluetoothを介してMIDIおよびOSC信号をワイヤレス伝送できます。[147] iOSデバイスは、Wi-FiとOSCを使用してMIDIコントロールサーフェスとして機能することができます。[148] XBee無線を使用して、ワイヤレスMIDIトランシーバーをDIYプロジェクトとして構築できます。 [149] Androidデバイスは、Wi-FiとBluetoothを介していくつかの異なるプロトコルを使用して完全なMIDIコントロールサーフェスとして機能できます。 [ 150 ]
MIDI 2.0
MIDI 2.0規格は、2020年1月17日にカリフォルニア州アナハイムで開催されたWinter NAMMショーで発表されました。ヤマハ、Roli、マイクロソフト、グーグル、MIDI協会の代表者がアップデートを発表しました。 [151]これにより、下位互換性を維持しながら双方向通信が可能になります。[152]
新しいプロトコルの研究は2005年に始まりました。[54] [153] [154]有線および無線接続を示すプロトタイプデバイスがNAMMで非公開で公開されました。[153]ライセンスおよび製品認証ポリシーが開発されましたが、[155]リリース予定日は発表されていません。[156]提案された物理層とトランスポート層には、 RTP MIDIやAudio Video Bridging / Time-Sensitive Networkingなどのイーサネットベースのプロトコル、[139]およびUser Datagram Protocol (UDP)ベースのトランスポートが含まれていました。[154]
AMEIとMMAは、 Google、ヤマハ、スタインバーグ、ローランド、エイブルトン、ネイティブインストゥルメンツ、ROLIなどの大手メーカーのプロトタイプ実装の相互運用性テストを経て、完全な仕様を公開すると発表した。[21] [134] [157] 2020年1月、ローランドはMIDI 2.0をサポートするA-88mkIIコントローラーキーボードを発表した。[158]
MIDI 2.0 には、プロパティ交換とプロファイル用の MIDI Capability Inquiry 仕様と、MIDI 1.0 と MIDI 2.0 の両方の音声メッセージをサポートする高速トランスポート用の新しい Universal MIDI Packet 形式が含まれています。
MIDI 1.0 で動作するデバイスの中には、2.0 の機能の一部を「レトロフィット」できるものもあります。2020 年 1 月初旬に MIDI Manufacturers Association によってリリースされて以来、新しいアップデートについてはまだ詳細が発表されていません。現在、MIDI には 5 つのコンポーネントがあります。M2-100-U v1.0 MIDI 2.0 仕様概要、M2-101-UM v1.1 MIDI-CI 仕様、M2-102-U v1.0 MIDI-CI プロファイルの共通ルール、M2-103-UM v1.0 MIDI-CI PE の共通ルール、M2-104-UM v1.0 UMP および MIDI 2.0 プロトコル仕様です。MIDI 2.0 に関するその他の仕様には、32,000 個のコントローラーの使用と広範囲のノート拡張の許可が含まれます。これらの拡張は、プロパティ交換によって改善されます。[159]
不動産交換
MIDI 2.0 のプロパティ交換では、JSON または JavaScript Object Notation を使用します。これにより、人間が読める形式でデータ セットを交換できます。これにより、MIDI 2.0 の幅広い機能が実現します。JSON を使用すると、キーボード、ピアノ、その他の電気機器など、接続されたあらゆるデバイスで、操作者が新しいデバイスを操作するたびに設定を変更するのではなく、そのデバイスが何をしているか、何ができるかを記述できます。たとえば、特定の MIDI 設定で iOS デバイスに接続された MIDI キーボードを Windows デバイスに接続しても、手動で設定を変更する必要はありません。1 つのデバイスで使用されている音楽コンポーネントはすべて保持され、別のデバイスで自動的に変更できます。[159]
MIDI 機能に関するお問い合わせ
MIDI Capability Inquiry（MIDI-CI）は、デバイスプロファイル、パラメータ交換、およびMIDIプロトコルネゴシエーションを実装するためのUniversal SysExメッセージを指定します。[134]この仕様は、2017年11月にAMEIによって、2018年1月にMMAによってリリースされました。
パラメータ交換は、サポートされているコントローラ、パッチ名、楽器プロファイル、デバイス構成、その他のメタデータなどのデバイス機能を照会し、デバイス構成設定を取得または設定するための方法を定義します。プロパティ交換は、JSON形式のデータを運ぶシステムエクスクルーシブメッセージを使用します。プロファイルは、ドローバーオルガンやアナログシンセサイザーなどのさまざまな楽器タイプ、または特定のタスク用のMIDIコントローラの共通セットを定義し、異なるメーカーの楽器間の相互運用性を向上させます。プロトコルネゴシエーションにより、デバイスは次世代プロトコルまたはメーカー固有のプロトコルを採用できます。[157]
ユニバーサルMIDIパケット
MIDI 2.0 は、ペイロード タイプに応じてさまざまな長さ (32、64、96、または 128 ビット) のメッセージを含む新しいユニバーサル MIDI パケット形式を定義します。この新しいパケット形式は、合計 256 の MIDI チャンネルをサポートし、16 チャンネルの 16 グループに編成されています。各グループは、MIDI 1.0 プロトコル ストリームまたは新しい MIDI 2.0 プロトコル ストリームのいずれかを伝送でき、複数の同時音符を正確にレンダリングするためのシステム メッセージ、システム エクスクルーシブ データ、およびタイムスタンプを含めることもできます。初期の導入を簡素化するために、既存の製品では MIDI 1.0 メッセージのみを実装することが明示的に許可されています。ユニバーサル MIDI パケットは、USB やイーサネットなどの高速トランスポートを目的としており、既存の 5 ピン DIN 接続ではサポートされていません。[157]システム リアルタイム メッセージとシステム コモン メッセージは、MIDI 1.0 で定義されているものと同じです。[157]
新しいプロトコル
2019年1月現在、新しいプロトコルのドラフト仕様は、MIDI 1.0にも存在するすべてのコアメッセージをサポートしていますが、精度と解像度が拡張されています。また、多くの新しい高精度コントローラーメッセージも定義されています。[157]この仕様では、異なるデータ解像度を使用するMIDI 2.0チャンネルボイスとMIDI 1.0チャンネルボイスメッセージ間の変換のデフォルトの変換ルールを定義し、256のMIDI 2.0ストリームを16のMIDI 1.0ストリームにマッピングします。[160] [161]
データ転送形式
システムエクスクルーシブ8メッセージは、ユニバーサルシステムエクスクルーシブメッセージに基づいた新しい8ビットデータフォーマットを使用します。混合データセットメッセージは、大量のデータセットを転送することを目的としています。システムエクスクルーシブ7メッセージは、以前の7ビットデータフォーマットを使用します。[157]
参照
- ABC表記
- デジタルピアノ
- 電子ドラムモジュール
- ギターシンセサイザー
- 音楽ソフトウェア一覧
- MIDI モックアップ
- ミュージックXML
- 音楽マクロ言語
- サウンドコントロールを開く
- サウンドフォント
- スコアライター
- シンセシア
- 合成音楽モバイルアプリケーションフォーマット
注記
- ^ MIDI 規格では 128 種類のプログラムを選択できますが、デバイスはパッチを 128 個のプログラムごとにバンクに整理し、プログラム変更メッセージとバンク選択メッセージを組み合わせることで、さらに多くのプログラムを提供できます。
- ^ 31,250 ボーレートが使われているのは、それが1MHzを正確に割り切れるからであり、[14] : 286は 初期のマイクロプロセッサの最大クロックレートの公約数である。
- ^ 平均律と440Hz A 4を想定
- ^ オリジナルの MIDI 1.0 仕様では、DIN-5 が必須でした。電流ソース ピンまたはホット ピン (この回路図では "H") は、5 ピン DIN のピン 4 に対応します。電流シンク ピンまたはコールド ピン (この回路図では "C") は、その DIN のピン 5 に対応します。シールド ピン (この回路図では "S") は、その DIN のピン 2 に対応します。
- ^ TRS 電話コネクタの使用方法には、タイプ A、タイプ B、およびTS (別名タイプ Cまたは非 TRS ) と呼ばれる 3 つのバリエーションがあります。タイプ A は2018 年に MIDI 標準の一部になりました。タイプ A のピン割り当ては、電流ソースまたはホット ピン (回路図の "H") が TRS のリング、電流シンクまたはコールド ピン (回路図の "C") が TRS の先端、シールド (回路図の "S") が TRS のスリーブです。
- ^ ユニバーサル非同期送受信機（UART）は、デジタルデバイス間でバイトを転送するハードウェアです。MIDIが新しい頃は、ほとんどのシンセサイザーは8250や16550 UARTなどの個別の外部UARTチップを使用していましたが、その後UARTはマイクロコントローラに移行しました。[107]
- ^ MIDI は通常 +5 ボルト電源を使用します。この場合、抵抗の割り当ては R1=R2=R4=220 Ω、R3=280 Ω です。ただし、他の電圧供給 (特に 3.3 ボルト システム) で同様の電流を実現するために抵抗値を変更することは可能です。
- ^ MIDI 仕様では、シールド ピンに接続されたアース「ワイヤ」と編組またはホイル シールドが規定されており、ホット ピンとコールド ピンの 2 つの信号伝送導体を保護します。MIDI ケーブルは、このシールド ピンと編組またはホイル シールドをシャーシ アースに接続することになっていますが、MIDI 出力ポートでのみ接続する必要があります。MIDI 入力ポートでは、シールド ピンを未接続のままにして絶縁する必要があります。MIDI デバイスの大手メーカーの中には、最大の電圧絶縁が得られるように、ピン位置 1、2、3 の金属導体を意図的に省略した、MIDI 入力専用の DIN 5 ピン ソケットを改造したものを使用しているところもあります。
- ^ 電子の移動度は正孔の移動度よりも優れているため、 PNPまたはpMOSトランジスタを使用して電流をソースするよりも、NPNまたはnMOSトランジスタを使用して電流をシンクする方が簡単な場合がよくあります。
- ^ MIDIのオリジナルのリファレンスデザインでは、廃盤となったシャープPC900が使用されていますが、最近のデザインでは6N138がよく使用されています。[107]オプトアイソレータはガルバニック絶縁を提供するため、2つのMIDIデバイス間に導電パスはありません。そのため、適切に設計されたMIDIデバイスは、グラウンドループや同様の干渉の影響を比較的受けにくいです。
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外部リンク
- MIDI 協会 2018 年 2 月 19 日にWayback Machineにアーカイブされました
- 英語版のMIDI仕様書は、MIDI Manufacturers AssociationのWayback Machineからダウンロードできます。