File MIDI là gì? Bản chất, cơ chế hoạt động của MIDI trong phòng thu Update 11/2024

Trong quá trình sử dụng công nghệ, chúng ta bắt gặp rất nhiều các định dạng file khác nhau mà ta không thể nhớ được hết. Nếu không hiểu rõ về chúng, bạn sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình sử dụng. Cùng tìm hiểu file MIDI là gì? Bản chất, cơ chế hoạt động của MIDI trong phòng thu tại bài viết này nhé!

1. File MIDI là gì?

Định nghĩa

MIDI là cụm từ viết tắt của Musical Instrument Digital Interface được tạo ra vào những năm đầu thập niên 1980. Đây được xem là một phương thức giao tiếp của các thiết bị điện tử với nhau và mục đích chính giúp máy tính hoặc các thiết bị điện tử có thể chơi được nhạc cụ ảo (virtual instrument).

File MIDI được xem là một loại ngôn ngữ giao tiếp

Lợi ích khi sử dụng MIDI

MIDI có thể được coi như một ngôn ngữ và đây là ngôn ngữ chung mà các thiết bị âm nhạc điện tử có thể dùng để giao tiếp với nhau.

Thiết bị MIDI điều khiển phần mềm DJ trên máy tính

Cũng như con người có thể đọc dữ liệu của các file Word (.docx) hay Powerpoint (.ppt) thì đối với với các file MIDI (.mid) chứa những dữ liệu mà các thiết bị âm nhạc có thể đọc và hiểu.

Giao thức

Đàn synthesizer chính là “ngôn ngữ” của MIDI và là phương thức để các thiết bị kỹ thuật số “hiểu ý” nhau. Vì thế chúng ta cần cho chúng “nói” cùng một ngôn ngữ.

Các nhạc cụ điện tử như keyboard, synthesizer và máy vi tính PC là đại diện tiêu biểu cho các thiết bị này.

Một loại đàn synthesizer

Phương tiện kết nối

Đối với các thiết bị điện tử âm thanh chúng ta thường thấy chúng được bố trí các ngõ vào/ra để kết nối với nhau.

Theo chuẩn MIDI 1.0 quy định connector (dây cáp có đầu cắm) là 5-pin DIN. Tuy nhiên, ở thời điểm hiện nay, các thế hệ đàn synthesizer mới nhất đã sử dụng chuẩn USB của PC làm phương tiện kết nối và hạn chế sử dụng các dây cắm.

Ba cổng và một dây của MIDI

Dạng tập tin lưu trữ tiêu chuẩn

MIDI ra đời từ lâu và tạo nên sự thay đổi quan trọng cho công nghệ ghi âm với sự xuất hiện của các chuẩn sau:

– Năm 1991, chuẩn General MIDI 1 ra đời.

– Năm 1999, chuẩn General MIDI 2 được công bố, mở rộng bộ tiếng và khả năng chỉnh sửa dữ liệu MIDI.

– Năm 2001, để ứng dụng cho các thiết bị di động như điện thoại, chuẩn General MIDI Lite được khai sinh.

Các thiết bị ghi âm phòng thu

Hoạt động

MIDI không truyền âm thanh mà chỉ truyền các thông tin điện tử về một bản nhạc. Ngoài ra, MIDI vẫn có thế được sử dụng cho các mục đích khác nhưng mục tiêu phát minh MIDI nhằm phục vụ cho âm nhạc.

Chuẩn MIDI bao gồm 3 thành phần:

– Giao thức (protocol).

– Phương tiện kết nối (connector).

– Dạng tập tin lưu trữ tiêu chuẩn (standard MIDI file).

Tín hiệu trao đổi được mã hóa dưới dạng nhị phân bao gồm các con số 0 và 1 và được gọi là message (thông điệp). Một message sẽ chứa các thông tin như là: nốt nhạc nào, âm thanh phát ra sẽ lớn hay nhỏ, sử dụng nhạc cụ gì.

Tín hiệu trao đổi dạng nhị phân

Tóm lại, file MIDI là một bản nhạc, còn các thiết bị như là đàn điện tử hay điện thoại di động chính là các dàn nhạc tấu lại bản nhạc đó.

Do chỉ ghi lại bản nhạc mà file MIDI thường có dung lượng rất nhỏ và để tạo ra âm thanh thì MIDI phải phụ thuộc vào các thiết bị phát lại.

File MIDI thường có dung lượng nhỏ

Trên các thiết bị này (soundcard, điện thoại di động,…) có một thành phần được gọi là synthesizer (có thể là phần cứng – chip nhớ ROM hoặc phần mềm – SoftSynth).

Hiện nay, file MIDI được sử dụng rất rộng rãi và phổ biến trong cuộc sống. Không những điện thoại di động, MIDI còn được ứng dụng trong các nhạc cụ điện tử khác như: Keyboard, guitar điện, kèn saxophone…

Một dạng keyboard MIDI

Ngoài ra MIDI còn có một số ứng dụng khác như điều khiển ánh đèn sân khấu dành cho MIDI Show Control. Trong các phòng thu âm, MIDI Machine Control mang nhiệm vụ đồng bộ hoá các thiết bị ghi âm.

2. Bản chất của file MIDI

Thiết bị MIDI có thể là bất cứ thiết bị nào. Hỗ trợ, làm việc với MIDI như: Keyboard, MIDI Controller, Synthesizer, Synth Sound Module, phần mềm nhạc cụ ảo, Software Synth, MIDI Interface, Audio Interface có cổng MIDI, Soundcard có cổng MIDI…

Một loại sound module điển hình

Như đã nói trên đây, MIDI là một loại dữ liệu không phải là âm thanh, MIDI không chứa bất kỳ thông tin nào về âm thanh cả.

Nó chỉ là những con số giúp các thiết bị âm nhạc hiểu được một số thông tin dữ liệu.

3. Cơ chế hoạt động của MIDI

MIDI hoạt động dựa trên các sự kiện nốt On/Off

Khi nhấn phím đàn Keyboard thì đó là Note On và khi nhấc tay lên, đó là Note Off.

Các phần mềm xử lý của MIDI như: MIDI Sequencer: Cubase, Logic, Ableton Live… Cũng hoạt động theo nguyên tắc này.

Nó ghi dữ liệu Note On/Off từ thiết bị MIDI bên ngoài theo Time Grid (một trục thời gian). Khung thời gian này luôn tỷ lệ với Tempo (tốc độ bản nhạc).

Nếu bạn thay đổi tempo trên MIDI Sequencer thì tự động độ dài của 1 nốt thu vào cũng thay đổi tương ứng.

Ví dụ:

Khi thu MIDI, bạn đặt tempo là 60 bpm. Sau đó, bạn chơi lại (playback) với tempo là 120 bpm thì độ dài đoạn nhạc bạn vừa thu giảm xuống còn một nửa.

MIDI keyboard hoạt động theo nốt On/Off

Nối máy tính và Keyboard qua cổng MIDI

Bạn chơi keyboard và sử dụng phần mềm xử lý MIDI (MIDI Sequencer) trên máy tính để thu lại dữ liệu MIDI, MIDI Sequencer sẽ ghi lại toàn bộ các sự kiện Note On/Off kèm theo các dữ liệu về thời gian, tham số điều khiển (controller) như Pitch Bend, Modulation…

Khi bạn bấm Play trên phần mềm MIDI Sequencer, khối dữ liệu MIDI này sẽ truyền ngược về Keyboard nguyên vẹn qua dây cáp MIDI.

Nếu Keyboard có bộ tiếng tích hợp sẵn.nó sẽ đọc các sự kiện Note On/Off kèm theo các tham số điều khiển, dữ liệu thời gian để phát ra âm thanh đúng như bạn vừa chơi.

Bạn có thể nối keyboard với máy tính với thông qua cổng MIDI

Sau khi nghe lại bạn thấy mình đánh nốt thì lệch nhịp, nốt phô. Thay vì phải chơi lại hay phải thu lại từ đầu, bạn có thể sửa lại từng nốt nhạc trên máy tính mà không làm ảnh hưởng tới chất lượng âm thanh.

Khi bạn bấm Playback (chơi lại) trên MIDI Sequencer 1 lần nữa, phần mềm/thiết bị giả lập nhạc cụ sẽ đọc đoạn tín hiệu MIDI bạn vừa sửa lại trên máy tính và chuyển đổi lại thành âm thanh nhạc cụ như bạn vừa chơi.

Nếu bạn muốn ghi lại đoạn nhạc đó dưới dạng tín hiệu âm thanh, hãy thu lại đầu ra analog của Keyboard bằng cách nối Line Out trên Keyboard vào Line In (đầu vào) của Soundcard hoặc Audio Interface sau đó nhấn Record trên máy tính và bạn có thể chuyển đổi dữ liệu MIDI thành tín hiệu âm thanh.

Đối với Software Synth, quá trình này diễn ra tương tự. Tuy nhiên,không cần phải kết nối dây cáp và chỉ cần xuất âm thanh bằng chức năng của phần mềm.

4. Kết nối MIDI

Cổng USB

Hầu hết các MIDI Keyboard ngày nay đều được thiết kế với cổng USB.

Power: Nối với ổ điện, cung cấp điện cho MIDI Keyboard.

USB: Nối với máy tính, để 2 bên có thể gửi và nhận dữ liệu.

Sustain: Nối với pedal (tùy chọn).

Các keyboard MIDI được trang bị cổng USB

Cổng MIDI

Đối với các MIDI Keyboard đời cũ sẽ không có cổng USB. Vì thế chúng ta có thể kết nối bằng 2 cổng MIDI IN và OUT. Để sử dụng các cổng này cần có trung gian là một Audio Interface.

MIDI IN: Nơi nhận dữ liệu MIDI.

MIDI OUT: Nơi gửi dữ liệu MIDI.

MIDI THRU: Cổng trung gian để các bạn có thể kết nối các thiết bị MIDI Keyboard với nhau.

Kết nối nhiều thiết bị MIDI sử dụng cổng Thru

Kênh MIDI

MIDI cho phép bạn gửi dữ liệu theo từng đường riêng lẻ cùng một lúc, mỗi đường này là một kênh MIDI (Channel), mỗi kênh được gắn một số định danh.

Nếu một nốt được chơi trên thiết bị A, nó được gửi kèm một số định danh kênh MIDI.

Nếu thiết bị B được đặt cùng kênh với thiết bị A, nó sẽ đáp lại bằng cách chơi nốt đó.

Nếu thiết bị B được đặt ở một kênh khác thì nó sẽ không nhận được thông điệp này dù đã được nối bằng cáp MIDI.

Chọn và gán kênh MIDI cho nhạc cụ ảo

MIDI có 16 kênh khác nhau và mỗi kênh đều có thể chứa các loại thông điệp MIDI nhưng chúng đều được tách biệt.

Thông điệp của kênh 1 khi được gửi đi không bị ảnh hưởng bởi các kênh khác.

General MIDI

MIDI cho phép trao đổi dữ liệu âm nhạc giữa các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau.

Những thông điệp này chứa các thông tin như số âm sắc, nhấn phím, nhấn phím, cao độ, độ rung, độ vang…

Nếu số âm sắc 1 của một đàn keyboard được sản xuất bởi Yamaha, trong khi số âm sắc 1 của đàn Roland là bass, thì dữ liệu được gửi đi của đàn Yamaha là piano sẽ vang lên là bass ở đàn Roland.

Nếu một đàn keyboard Yamaha có 16 kênh và dữ liệu được gửi đến đàn Roland chỉ có 10 kênh như vậy những kênh không được chơi sẽ không vang lên.

MIDI có thể trao đổi dữ liệu âm nhạc với nhiều thiết bị khác nhau

Standard MIDI Files (SMF)

Standard MIDI Files là một dạng tập tin dữ liệu Sequencer MIDI, ban đầu được dùng rộng rãi cho việc trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị sequencer.

Về sau được dùng làm định dạng file MIDI chuẩn cho hệ điều hành Windows và các ứng dụng multimedia khác.

Khá giống định dạng của Electronic Arts -IFF hay định dạng của Microsoft/IBM – RIFF, MIDI files sử dụng định dạng Chunky (theo từng khoang).

Các tập tin ở định dạng này, chứa các khoang khác nhau, mỗi khoang lại chứa một số dạng dữ liệu mà chương trình có thể đọc được.

Standard MIDI Files hiện tại là một định dạng file cho hệ điều hành Windows

MIDI File được cấu tạo bởi hai loại khoang:

– Khoang tiêu đề, chứa các thông tin về trật tự tracks, độ phân giải của thời gian (timing resolution).

– Khoang tracks chứa các dữ liệu MIDI và các dữ liệu khác.

5. Cách phân biệt Audio và MIDI

Bài viết trên đã cung cấp cho bạn những thông tin về file MIDI và các kết nối của MIDI. Hy vọng sẽ hữu ích đối với bạn. Chúc bạn luôn thành công trong cuộc sống.