MIDI技術(shù)基礎(chǔ)理論

MIDIMIDI技術(shù)或許是人們比較生疏的領(lǐng)域。在中國，更多的人是通過MIDI開頭了解計算機技術(shù)在電子音樂中的運用的，因此，MIDI音樂幾乎成了計算機音樂的代名詞〔至少在很多人心目中，計算機音樂就是MIDI音樂〕。而且，有關(guān)MIDI方面的技術(shù)理論、軟件學(xué)習(xí)書籍也版得很多。在此，筆者為MIDI專設(shè)一章，似乎多余。但作為一部相對完整的計算機音樂技術(shù)理論書籍，筆者不行能略過MIDI技術(shù)。再者，市場上有關(guān)MIDI方面的書籍雖然很多，但多是軟件學(xué)習(xí)等技術(shù)應(yīng)用類型的書籍，其根底理論方面雖涉及，但系統(tǒng)、完整者不多?；蛟S，這正是筆者需要補充的局部。固然，只用一章的篇幅論述MIDI技術(shù)，在很多細節(jié)方面確定是掛一漏萬，不行能具體，但本書的宗旨還是強調(diào)系統(tǒng)的、根底性的理論闡述。期望能給讀者一個系統(tǒng)闡明的理論架構(gòu)。1MIDI根本概念MIDI，本是一個商業(yè)行業(yè)技術(shù)協(xié)議的縮寫。英文全稱為MusicalInstrumentDigitalInterface，可譯為“音樂設(shè)備數(shù)字接口”。這種接口的作用就是使用各種電子樂器之間，以及電子樂器與電腦之間通過一種通用的通訊協(xié)議進展聯(lián)絡(luò)。20世紀80年月，電子科技的進步和計算機數(shù)字化技術(shù)的承受，大大推動了電子音樂設(shè)備的進展，合成器的數(shù)字化，使一般的電子琴也多承受了CPU把握技術(shù)，于是，五花八門的數(shù)字化電子樂器層出不窮，各個生產(chǎn)廠家往往使用各自不同的技術(shù)模式和標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計、制作聲音，這使得音樂家們渴望有一種簡潔的方法連接不同品牌的樂器設(shè)備，以便使任何人都能夠通過一個鍵盤演奏多種樂器。MIDI正是在這樣一個歷史背景下消滅的。1982年，國際樂器制造商協(xié)會的十幾家廠商通過美國SequentialCircuits1983MIDI協(xié)議1.0版正式制訂出來。此后，全部的商業(yè)電子樂器設(shè)備的背后都消滅了幾個五孔MIDI插座，樂器之間最終有了統(tǒng)一的連接標(biāo)準(zhǔn)，而不在存在“語言障礙”了。最初MIDI制訂的目的，只是一個行業(yè)協(xié)議，它確立了以下幾項條款：1、MIDI設(shè)備之間用電纜方式連接。2、明確了電子信號的輸入和輸出電路。3、確立了MIDI信息的類型。4MIDI信息的格式和內(nèi)容。但出乎大家所料的是，MIDI協(xié)議的消滅不僅為電子樂器之間的聯(lián)絡(luò)確立了標(biāo)準(zhǔn)，使世界電子樂器工業(yè)制造從無序進入有序，從而大大拓展和活潑了電子音樂進展的空間，更重要的是，它為計算機與電子樂器之間建立了相互溝通的橋梁，為計算機技術(shù)在電子音樂中的廣泛運用和進展奠定了根底。MIDI〔MIDIMessages〕如前所述，MIDI只是音樂設(shè)備數(shù)字接口，因此MIDI電纜不攜帶音頻信息，兩件樂器通過MIDI接口的連接并不能使A樂器發(fā)出B樂器的聲音，因此，通過計算機向其他合成器等電子設(shè)備發(fā)出的MIDI信息，只是一些表演的數(shù)據(jù)，用這種手段方式向其他樂器發(fā)出指令，從而把握其他系統(tǒng)的操作。當(dāng)你在MIDI鍵盤上按下一個琴鍵，你不是在制造一個聲音而是發(fā)出不條MIDI指令，叫做NoteOn〔音符開〕的信息。至于這個信息能發(fā)出什么聲音，完全取決于電纜另一端的MIDI樂器，而MIDI電纜并不存在音頻數(shù)據(jù)。MIDI信息有很多不同的類型，從大的方面概括起來，可分為通道信息和系統(tǒng)信息。通道信息是應(yīng)用在MIDI具體的通道中，通道的數(shù)〔在第幾通道〕是包含在信息的字節(jié)中的；系統(tǒng)信息是指向整個系統(tǒng)的信息，信息字節(jié)中沒有通道數(shù)的表示。一、通道信息〔ChannelMessages〕通道信息又可以分為通道發(fā)音信息〔ChannelVoiceMessage〕和通道模式信息〔ChannelModeMessages〕通道發(fā)音信息攜帶音樂演奏的數(shù)據(jù)，這些信息包含了大局部的MIDI信息流的數(shù)擾。通道模式信息則影響外圍樂器設(shè)備接收信息的方式，使設(shè)備對通道聲音信息有反響。1、通道發(fā)音信息〔ChannelVoiceMessage〕通道發(fā)音信息是用來輸送演奏信息數(shù)據(jù)的，之所以稱作通道信息，是由于它們都是針對特定的某個MIDI通道上的儀器所傳送的信息。這類信息的種類包括：NoteOn，NoteOff，Polyphonec，Aftertouch，PitchBend，ProgramChangeandtheControlChangemessages，等。下面就一些主要的通道信息作簡潔介紹。NoteOn，NoteOff〔音的開與關(guān)〕，在MIDI系統(tǒng)中，激活一個具體的音再將這個音放棄，往往被視為是兩個單獨的大事，當(dāng)在MIDI鍵盤上按一個音，鍵盤將NoteOn信息輸送到MIDIOut中。NoteOn〔音符開〕信息包含3個字節(jié)，4類信息。第一個字節(jié)包含狀態(tài)〔說明這一信息是什么性質(zhì)的〕和通道號1~16；其次字節(jié)是音符編號0~127；第三個字節(jié)表示力度0~127。當(dāng)松開所按的鍵盤，MIDI鍵盤就輸送了一個NoteOff信息，指令全部這個鍵上的NoteOn信息被關(guān)閉放棄。Aftertouch〔觸后〕信息，目前較的鍵盤都能感應(yīng)鍵盤按下的力氣，而將這個力氣轉(zhuǎn)換成數(shù)值，而觸后是進一步大感應(yīng)鍵盤壓力的數(shù)值記錄。是鍵盤演奏把握的高級形式。PitchBend〔彎音〕信息通常是通過鍵盤左側(cè)的音高滑輪完成的把握，可以在實時狀態(tài)下轉(zhuǎn)變音高，形成滑音效果。ProgramChange〔程序變換〕信息，是用來指定在不同的通道選擇不同類型的MIDI樂器。程序變換信息只需要一個字節(jié)就可以完成的程序數(shù)的指定。ControlChange〔把握變化〕信息，是用來在合成器中把握眾多不同的功能，把握變化信息像其他通道信息一樣，只能影響給定的狀態(tài)字節(jié)的通道數(shù)。通道信息中的連續(xù)把握信息〔常常將ContinuousController簡寫為CC)其實并不連續(xù)。MIDI通道信息設(shè)置了128要用來表示旋鈕、推子、踏板的運動狀況，每一個CC0~127，例如合成器的調(diào)制輪或調(diào)制桿總是1號把握器，轉(zhuǎn)到一端為0，另一端為127。但是數(shù)值并不是平滑地變化，而是臺階式整數(shù)地變化。比方數(shù)值可以是56或57，但不行能是56.1或57.2。假設(shè)用CC把握一些比較敏感的聲音參數(shù)，有可能聽得到臺階式的效果變化。一些連續(xù)把握信息〔CC〕是預(yù)先定義的。一些CC連續(xù)把握器信息規(guī)定了特別的用途，如一些把握器只定義成開關(guān)式〔例如64、65、66等〕，拿CC64安排給延音踏板為例，踩下去發(fā)送127；抬起來發(fā)送0，并不使用中間的數(shù)值。而CC00-CC31可以與CC32-CC63使用，表示最低有效數(shù)字節(jié)〔LeastSignificantByte〕和最高有效字節(jié)〔MostSignificantByte〕MSBLSB。[]MIDI為各通道定義到了128個音符，中心C編號為60，5個八度的鍵盤編號可能就是36到96。但是音序器沒有統(tǒng)一的規(guī)定，有的60C3，C4，并不統(tǒng)一。有兩種方法可以關(guān)閉已經(jīng)翻開的音符：一種是發(fā)送音符關(guān)信息；另一種是發(fā)送力度為0的音符開信息。固然這兩種方法都必需包含相應(yīng)的音符編號和通道號，否則就不能到達目的。除了力度0被借用來代表音符關(guān)，音符開的力度范疇變成1~127以外，這兩種方法在音樂上并無區(qū)分。不過，后者在節(jié)約信息量上優(yōu)于前者，由于MIDI有一個“運行狀態(tài)”，規(guī)定前后信息的狀態(tài)完全全都的時候，后面的信息可以省略狀態(tài)字節(jié)。如此算來一開一關(guān)是不同的狀態(tài)。需要6個字節(jié)；兩個開〔其次個開力度為0，實際是關(guān)〕狀態(tài)一樣，5個字節(jié)就夠了。在發(fā)送一大片連續(xù)的快速音符時，運行狀態(tài)可以有效降低MIDI信息的傳送密度。2.通道模式信息〔ChannelModelMessage〕通道模式信息并不對聲音造成任何影響，面是調(diào)整MIDI設(shè)備對MIDI數(shù)據(jù)的反響，是影響合成器接收MIDI數(shù)據(jù)的方式。通道模式信息一般處在MIDI把握數(shù)121至127之間，如把握器數(shù)121用來重設(shè)置全部把握器，124至127用來在全部翻開和關(guān)閉模式之間選擇帶通道或多通道的指令。當(dāng)總通道〔Ommi〕翻開，合成器就會在全部的通道上接收MIDI數(shù)據(jù)，當(dāng)總通道關(guān)閉，合成器就只在一個通道上接MIDI二、系統(tǒng)信息〔SystemMessages〕系統(tǒng)信息是指向整個系統(tǒng)的信息。系統(tǒng)信息的重要性在MIDI系統(tǒng)的同步作業(yè)上尤其明顯，系統(tǒng)間必需要能即時交換相互的系統(tǒng)狀態(tài)，才有方法相互協(xié)作。而數(shù)臺MIDI設(shè)備相互連接時之所以能夠同步作業(yè)，主要是依靠系統(tǒng)信息作有效的傳輸。系統(tǒng)信息可分為系統(tǒng)一般信息〔SystemCommonMessages〕、系統(tǒng)實時信息〔SystemRealTimeMessages〕和系統(tǒng)獨占信息〔SystemExclusiveMessages〕三類。系統(tǒng)獨占信息的作用是用來交換一些同廠家才看得懂的MIDI信息，這些信息自然沒有標(biāo)準(zhǔn)的格式，最常見的應(yīng)用便是同廠家樂器的音色共用；系統(tǒng)實時信息是用來使全部帶有MIDI時鐘設(shè)備的系統(tǒng)同步化；系統(tǒng)一般信息是對MTC時鐘構(gòu)造、歌曲位置指示器、曲調(diào)查詢等信息的說明，它與系統(tǒng)實時信息起相像的作用。同時又對其他如樂曲選擇信息的限定等起作用。三、MIDI信息總的特點與優(yōu)勢MIDI信息的一個主要特點，是它占用的存儲空間微小。一首4分鐘左右長度的MIDI，其容量只有百余K字節(jié)。而同樣長度的音頻文件則高達40MB左右，相比之下之所以MIDI文件會如此小巧玲瓏，是由于MIDI文件并非像音頻文件那樣量化、紀錄樂曲每一時刻的聲音變化，MIDI只是一種描述性的“音樂語言”，只要將所要演奏的樂曲信息表述下來就可以了。壁如“在某一時刻，使用什么樂器音色，以什么音符開頭，以什么音調(diào)完畢”等等，這些信息所占用的幾十K空間對于如今大容量的硬盤來說只是滄海一粟罷了。而且小巧的體積也成MIDIMIDI信息更大的優(yōu)勢，在于它便于修改，便于編輯。MIDI既然只是一種描述語言，而不是聲音本身，它只是一種命令，所以轉(zhuǎn)變命令比轉(zhuǎn)變聲音本身要簡潔得多。因此，在MIDI文件環(huán)境地下，我們可以隨心所欲地編輯、修改這種語言，如調(diào)整音樂的高度、速度、力度等音樂參數(shù)的變化。而一旦音樂成為音頻聲音本身，轉(zhuǎn)變的余地就有限了。MIDIMIDI作為一種標(biāo)準(zhǔn)的電子數(shù)據(jù)傳輸，需要系統(tǒng)與通道供給標(biāo)準(zhǔn)有效的傳遞音樂信息的途徑。MIDI的系統(tǒng)與通道是MIDI技術(shù)中另一個最根本的環(huán)節(jié)。下面就MIDI系統(tǒng)和通道的根本概念和常識作簡要說明。一、把握器、音序器和音源MIDI設(shè)備的系統(tǒng)組合和配置可謂多種多樣、千變?nèi)f化，但其根本的系統(tǒng)功能卻是不變的，即它們都需要有把握器、音序器和音源。把握器是一種演奏樂器，最常見的就是有MIDI口的鍵盤樂器，人通過把握器實時演奏〔或同步錄音〕，并通過音序器將這種演奏變成MIDI音序器是使MIDI數(shù)據(jù)成為一種可抓以、儲存、編輯、組合、重放的設(shè)備。音序器和多軌錄音機的功能類似，只不過錄音機記錄的是真實的聲音，而音序器記錄下的卻是電子信號，在 MIDI世界里，音序器記錄下的就是MIDI信號。它記錄了聲音的音高、音長、音量、音色等參數(shù)，而不是真正的模擬聲音信號。在今日的計算機時代，音序器的運用根本以計算機為平臺，利用計算機為平臺的MIDI系統(tǒng)，只需要在PC計算機上配置一個MIDI接口，以便能與其他設(shè)備傳遞MIDI信息，然后，利用強大的計算機編輯軟件，如Cakewalk，MIDISequencer，MusicScoring，Games，MultimediaPackages，EducationalPackages等完成音樂的創(chuàng)作和設(shè)計制作任務(wù)。音源的英文名稱為MIDIsoundgenerator或SoundModule，在它的MIDIInMIDI信息數(shù)據(jù)，音源很像一個擁有豐富顏色的油畫箱，它擁有豐富的音色，而具體怎樣利用這些音色，得通過作曲家利用把握器和音序器使音源接收MIDI信息和命令，完成音色的選擇，最終，將這些MIDI信息通過音源轉(zhuǎn)換成實際的音頻聲音文件。固然，很多MIDI鍵盤都帶有音源，但由于計算機的融入，也由于作曲家需要自已喜好的共性化的設(shè)備，因而，對計算機為平臺的三種類型設(shè)備的配置有多種可能性。這也打算了MIDI工作室設(shè)備配置的多樣性。二、MIDI通道的特性MIDI信息通道是單向的，這與很多現(xiàn)代的數(shù)字通訊例如USB等不同，MIDI電纜中的信息只向一個方向流淌。假設(shè)你期望兩臺設(shè)備之間能夠?qū)υ挕矀魉拖到y(tǒng)專用信息時常常用到〕，就需要把各自O(shè)utIn因此，MIDI通道最重要的特點是In對Out，Out對In的連接方式。很多MIDI設(shè)備的后面板帶有3個MIDI插座：In、Out、Thru。連接設(shè)備的時候，主鍵盤的Out將連接到期望接收信息設(shè)備的In。MIDI設(shè)備可以做鏈形連接，使主鍵盤〔或電腦等〕發(fā)送的信息傳送到連接的各個設(shè)備。鏈形連接的時候主鍵盤的Out連接到下一個設(shè)備的In，然后從它的Thru連接第三個設(shè)備的In，再從下一個設(shè)備Thru連In.....Thru4到5臺以上設(shè)備不是好的配置，由于數(shù)字信號屢次Thru之后累加的延持簡潔使掛在鏈路后端的設(shè)備發(fā)生錯碼或其他意外狀況。這是應(yīng)用者需要留意的問題。在MIDI電纜中同一時間只能傳送一個比特數(shù)據(jù)，技術(shù)上稱為串行通訊。MIDI108MIDI31250比特，或者說3125字節(jié)。一個MIDI音符開信息包含3個字節(jié)，不到1毫秒就發(fā)送完畢。即使一個20音的和弦也將在20毫秒之內(nèi)先后發(fā)聲，人類的聽覺幾乎不能感覺到這樣微小的時間差異。MIDI定義一條電纜同時可以傳送16條通道，假設(shè)需要更多通道，就要使用更簡潔的電纜設(shè)置。例如你的電腦配備了8個端口的接口，同時傳送的通道數(shù)就可以到達 16*8=128。假設(shè)一些合成器可以同時接收32通道，這時就需要2個MIDI輸入口〔或者其他形式的接口，如USB等〕。三、音色庫的選擇MIDI剛創(chuàng)立的時候合成器通常只有30多個，最多不過64個音色可以記憶，沒有誰能夠預(yù)見不久后合成器竟能擁有成千上萬的音色。結(jié)果只定義了128個選擇音色的程序變換〔ProgramChange〕，在這日后浩大的音色菜單項選擇擇面前，顯得太微缺乏道了。為這解決這個問題，制造了音色庫選擇信息。音色庫選擇〔BankSelect〕借用了連續(xù)把握器CCO和CC32構(gòu)成的14個比特的數(shù)值，使音色選擇的范圍到達16384個音色庫，每庫包含128個音色。其數(shù)量值格外巨大。一些合成器可能馬上轉(zhuǎn)換到選擇的音色庫，而另外一些則要等到接收一條程序變換命令后才轉(zhuǎn)換。一些合成器沒有把音色庫裝滿，因此一條音色庫選擇命令可以同時選中2個庫，具體選擇音色時還需要加上偏移值。還有的合成器無視音色庫選擇命令。一些音序器試圖幫助用戶完成音色選擇，但是并不能對全部的合成器生效。四、MIDI信息最早的MIDI規(guī)定定義了時鐘信息以及停頓、開頭、連續(xù)、樂曲位置等信息，使兩臺音序器能夠同步運行。每個四分音符發(fā)送24個時鐘信息，因此它是隨速度而變化的。時鐘信息是很簡潔的單字節(jié)標(biāo)記，并不包含時間、位置等信息。MIDITimeCode〔MIDI時間碼，簡稱MTC〕，這是SMPTE同步碼在MIDI上的表現(xiàn)方法，它能夠供給樂曲演奏的時間信息，但是不包含速度信息。假設(shè)兩個用MTC同步的音序器工作在不同的速度，盡管有很好的同步，它們的音樂還是會漸漸錯位。GM早期的MIDI設(shè)備，除了都能承受MIDI信號之外沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在音色排列的方式上更是任憑的，沒有任何標(biāo)準(zhǔn)。也就是說你在這臺琴一制作完成的音樂拿到另一臺不同型號的琴上播放時會變得面目全非。小提琴可能會變成吉它，鋼琴可能會變成大鼓。這就是電子音樂使用者之間的溝通帶來的麻煩。于是，ROLAND公司于1990GS的標(biāo)準(zhǔn)。GS標(biāo)準(zhǔn)是在ROLAND的早期產(chǎn)品MT-32CM-32/64的根底之上，規(guī)定了MIDI設(shè)備的最大同時發(fā)音數(shù)、鼓镲等打擊樂器作為一組單獨排列、128種樂器音色有統(tǒng)一的排列方式。在這幾項規(guī)定中，最重要的就是這 128種音色的統(tǒng)一排列方式。有了這種排列方式，只要是在支持GS標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備上制作的音樂，拿到任何一臺支持同樣標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備上都能正常播放。除上規(guī)定以外，GS標(biāo)準(zhǔn)還有“音色編輯”功能的規(guī)定，也就是說，你可以在制作的MIDI樂曲中包含對所用音色進展變化的信息。而且，GS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在通用的128種音色之上，每種音色者可以再疊加假設(shè)干種音色，如在第一號大鋼琴音色之上，可以再疊加“觸鍵較重的大鋼琴”、“觸鍵較重的大鋼琴”、“觸鍵較輕的大鋼琴”、“音色光明的大鋼琴”、“音色暗淡的大鋼琴”等各種鋼琴音色，使128種GS音MIDIGS標(biāo)準(zhǔn)的制定是一件好事，它使得全世界的電子樂器有了一個“全主位接觸”的時機?？墒?，或許是由于這個標(biāo)準(zhǔn)真的是過于簡潔，更可能的是由于眾多的MIDI設(shè)備制造商不原意形成ROLAND獨霸世界標(biāo)準(zhǔn)的局面，總之最終世界各國的MIDI設(shè)備制造商并沒有全盤承受這GMGM標(biāo)準(zhǔn)的全稱應(yīng)當(dāng)是“通用MIDI〔GeneralMIDISystemLevel1〕，1991年，在GS標(biāo)準(zhǔn)根底上，主要規(guī)定了音色排列、同時發(fā)音數(shù)和鼓組的鍵位，而把GS標(biāo)準(zhǔn)中重要的音色編輯選擇局部去掉了。GM標(biāo)準(zhǔn)的音色排列方式根本上沿襲了GS標(biāo)準(zhǔn)。雖然GM標(biāo)準(zhǔn)不如GS標(biāo)準(zhǔn)那樣功能強大，但是它到底是世界一第一種通用的MIDI樂器排列的標(biāo)準(zhǔn)，而且正是由于它將ROLANDGS標(biāo)準(zhǔn)作了簡化，也使得更多的MIDI設(shè)備廠商可以制造符合此標(biāo)準(zhǔn)的MIDI設(shè)備。所以GM標(biāo)準(zhǔn)得到了MIDI設(shè)備各廠商，尤其是多媒體設(shè)備廠商的吵鬧響應(yīng)。此后，GM在全球普及，各大MIDI廠商的設(shè)備紛紛采樣GM的標(biāo)制，MIDI設(shè)備之間實現(xiàn)了比以往更深層次的溝通，為多媒體時代的真正到來作好了預(yù)備。后來，在電子樂器方面唯一可與ROLAND相匹敵的YAMAHA也不甘示弱，于1994年推出了自已的標(biāo)準(zhǔn)--XG。與GM、GS相比，XG供給了更為強勁的功能和一流的擴展能力，并且完全兼容以上兩大標(biāo)準(zhǔn)。而且憑借YAMAHA公司在電腦XGPCMIDI音樂合成器技術(shù)，在前面各章中已經(jīng)有特地的論述，這里我們需要說明的是，MIDI中最主要的合成應(yīng)用技術(shù)是頻率調(diào)制〔FM〕合成與波表合成。有關(guān)FM合成〔FrequencyModulationSysnthesize〕的技術(shù)原理，本書的特地章節(jié)已經(jīng)有詳盡的表達，此不做贅述。需要進一步說明的是，在MIDI合成技術(shù)中，每一個FM聲音需要至少兩個信號發(fā)發(fā)器，這些發(fā)生器通常又被稱作把握器〔Operators〕，簡潔的FM系統(tǒng)每個聲音可以承受4或6個把握器，不同的FM合成是由不同的把握器參數(shù)的把握水平程度變化所致。把握器可以帶有包絡(luò)調(diào)制功能。一、波表合成技術(shù)根本概念波表合成在前面數(shù)字振蕩器理論中已經(jīng)有所涉及，這里，我們再作進一步被充說明。波表合成所帶來的效果要比FM合成進步得多。目前，主要的專業(yè)合成器都承受聲音采樣和波表合成技術(shù)。在MIDI技術(shù)中的所謂波表合成，其實是將各種真實樂器所能發(fā)出的全部聲音〔包括各個音域、聲調(diào)〕記錄下來，存儲為一個波表問件。當(dāng)應(yīng)用時〔播放時〕，依據(jù)MIDI“波表”中逐一找出對應(yīng)的聲音信息，經(jīng)過處理、加工后回放出來。由于在MIDI技術(shù)中，波表合成是以真實樂器的采樣為前提和參照，所以又稱作取樣合成。一般波表的樂器聲音信息都以44.1kHz、16Bit的精度錄制，以到達最真實回放效果。二、波表合成的步驟1Loop循環(huán)2Loop3、用ADSR包絡(luò)調(diào)制器來調(diào)整整個波形的振幅包絡(luò)，以模擬目標(biāo)聲音的包絡(luò)4、參與其他合成手段，如濾波器等進一步修飾5ROM存儲器中波表合成技術(shù)中最主要的技術(shù)步驟是聲音片段的取樣Looping技術(shù)和包絡(luò)技術(shù)。一個典型的波表合成系統(tǒng)正是儲存一個樂器聲音段和LoopedLoop的長度是通過取樣數(shù)來打算的，Loop的長度與一個樂器聲音在演奏時根本音色的周期數(shù)相全都。三、音高變移〔PitchShifting〕為了最大限度地節(jié)約取樣占用空間，波表合成系統(tǒng)承受了音高變移或稱音高轉(zhuǎn)換技術(shù)〔PitchTranspositionTechniques〕，從而實現(xiàn)由單一的聲音取樣完成不同音高的聲音。概括地說，音高變移技術(shù)是通過將儲存的取樣聲音在不同的速度頻率上回放來實現(xiàn)的。比方，我們只作了鋼琴中心C的取樣，通過音高變移技術(shù)，我們用這個取樣，就可以實現(xiàn)其他音如D、E四、One-shotSounds前面的段落，我們描述了一個聲音取樣先被分為起音段和延持段，然后通過Looping技術(shù)為這個延持段作是小化的儲存需求。但一些聲音，尤其是一些極短的聲音如很短的鼓聲，其特性在整個過程中都在變化，這樣的聲音就只需要一個單取樣作為儲存，而無需Looping，這樣的聲音稱作One-shorSounds。五、波表合成的幾個參數(shù)指標(biāo)1、波表庫容量由于波表合成技術(shù)是將真實樂器的音色采樣錄制下來再進展合成處理的，所以波表越大音色采樣就越真實，效果就越好。一般1MB的波表每種音色只能被安排到10KB左右的空間，而2MB波表則可以獲得比它大一倍的空間，效果自然也會更好。專業(yè)MIDI設(shè)備的波表庫一32MB2、復(fù)音數(shù)在各類聲卡的命名中，我們常常會覺察諸如64、128之類的數(shù)字。64位、128位聲卡。其實就現(xiàn)在的技術(shù)進展?fàn)顩r而言，聲卡根本沒有進展到，也沒有必要進展到如此高的數(shù)據(jù)處理通道，64、128代表的只是此卡在MIDI合成時可以到達的最大復(fù)音數(shù)。所謂“復(fù)音”是指MIDI樂曲在一秒鐘內(nèi)發(fā)出的最大聲音數(shù)目。波表支持的復(fù)音數(shù)值假設(shè)太小，一些比較簡潔的MIDI樂曲在合成時就會消滅某些聲部被喪失的狀況。直接影響到播放效果。好在如今的波表聲卡大多供給64個以上的復(fù)音數(shù)值，而多數(shù)MIDI樂曲的復(fù)音數(shù)都沒有超過這個數(shù)，所以音色喪失現(xiàn)象不會發(fā)生。另外需要留意的是“硬件支持復(fù)音”和“軟件支持復(fù)音”之間的區(qū)分。所謂“硬件支持復(fù)音”是指其全部的復(fù)音數(shù)都由聲卡芯片所生成，而“軟件支持復(fù)音”則是在“硬件復(fù)音”的根底上以軟件合成的方法，加大復(fù)音數(shù)，但這是需要CPU來帶動的。眼下主流聲卡所支持641024。3、特別效果大容量的波表和高復(fù)音數(shù)的支持給MIDI供給了良好的表現(xiàn)空間。但要想到達近乎真實樂器的演奏監(jiān)場效果，還需要一些錦上添花的修飾，所以大局部波表供給了一些特別效果的支持。其中主要包括：回饋、和聲、變化三種。一般這些效果都能獲得支持。六、硬件波表合成與軟件波表合成硬件波表合成是將波表合成引擎以硬件的形式做在聲卡上，有些聲卡還將音色數(shù)據(jù)保存在卡上的專用RAM芯片中或是在系統(tǒng)內(nèi)存中劃分區(qū)段存放。硬件波表的優(yōu)點是系統(tǒng)資源占用小、音色信噪比〔SNR〕MIDI1996年末，軟件波表合成器問世。軟件波表的最大妙處就在于它是“免費”的。下載一個波表軟件，安裝到機器里，你就可以享受波表合成的驚人效果了。軟件方式波表合成是用特別軟件利用系統(tǒng)CPU的運算功能完成合成運算過程。其實軟件波表的實質(zhì)是將音色庫存儲在硬盤中，播放MIDI時將其調(diào)入系統(tǒng)內(nèi)存，通過CPU的運算合成，借助聲卡的WAV通道實現(xiàn)聲音輸出。所以使用軟件波表，對CPU速度有確定的要求。從實際播放效果來看，最版本的幾款軟件波表并不遜色于一些硬件波表，但它們共同的弱點在于CPU占用率