第三部分 和絃鈴聲格式

第三部分   和絃鈴聲格式

    與音樂不同的是，和絃鈴聲都是製作出來的。播放的時候，只需要合成（或解碼） 就可以輸出 PCM格式的數據，然後 PCM格式的數據可以通 I2S接口傳輸，然後經過數 -模轉換輸出。

1、  MIDI合成音樂

Ø         什麼是 MIDI？

MIDI（ Musical Instrument Digital Interface）音樂設備數字化接口，也稱爲數字音序。“ MIDI”文件 (*.MID)不是聲音文件 ,不是一段錄製好的聲音，而是記錄聲音的信息，然後再告訴聲卡如何再現音樂的一組指令。 可以做這樣的比喻：如果數字音頻是一個人獨奏吉它時的錄音帶， MIDI文件則相當於該獨奏曲的樂譜。雖然樂譜本身不能產生出任何實際的聲音來，但是樂譜確定了音樂演奏得有多快，撥哪個音符，以及應該用多大的力度彈奏吉它。

我們可以從以下幾點說明“ MIDI”文件 (*.MID)的特性 :

 1. 首先 ,正如上所說 ,它不是聲音文件 ,只是一組指導聲卡如何發聲的指令，因此它生成的文件比較小。

 2. 它只能應用於電子音樂設備 (如電腦聲卡等 )，而不能應用於人聲。原因很簡單，它發出的聲音只能來自聲卡中的內置音源（例如波表 ROM中存儲的音色）。自然界中那麼豐富的音樂的和非音樂的聲音，都是不能包括在內的。要在 MIDI中混合自然界的模擬音效，一般是在在 MIDI上疊加 PCM/ADPCM。

    3. midi格式是記錄每個音的音色、音名、響度、角度、時間等，根據記錄查詢音色庫，得到應發聲音。簡單的說，每個音軌對應一種樂器，上面以特定的格式記錄每時刻該樂器所演奏的樂音。比如，在某時刻被定義爲鋼琴的音軌上記錄着上面所說的 135組成的和絃，那麼芯片就查詢音色庫得到所對應的音效，然後合成、播放。所以音色庫是關係 midi是否動聽的關鍵因素，好的音色庫是很佔地方的。手機中記錄音樂的方法與電腦上的 midi相同或相似，不同的是它所記錄的全是單音，而複雜的和絃音效沒有記錄。手機和絃芯片中的音色庫都預先存儲在內置的波表 ROM中。

Ø         MIDI的分類：

MIDI格式後綴名是 .MID，但其有 MIDI0、 MIDI1、 MIDI2、 SP-MIDI、 XGMIDI等多種規範。

MIDI0和 MIDI1： MIDI0是單音軌， MIDI1是多音軌。手機的和絃數目等於 midi格式中的音軌數，手機的每個音軌都是單音音軌。網上的絕大多數 MIDI音樂都是多音軌的。 另外， MIDI0的讀入和處理速度要快些，有的硬件可以直接讀軟盤上的 MIDI文件回放（即時回放），而 MIDI1的做不到。

SMF（ Standard MIDI Format）：是標準的 MIDI格式， SMF分爲 format0和 format1兩種格式，即 MIDI0和 MIDI1。

SP－ MIDI ： MIDI協會 (MMA)推出一個新的規定 Scalable Polyphony MIDI(簡稱 SP-MIDI)，大概可以譯成“可升級的 MIDI複音”。據介紹，這個規定主要作用是當合成器或音源的同時發音數小於作品的要求時，可以根據作曲家的事先決定省略某些音符或聲部。例如一部爲 GM2音源寫作的作品（要求 32複音）在 GM1或 GM Lite音源上演奏的時候，由於同時發音數不足，必然有一些音符被忽略掉。過去這個決定權在機器方面，帶有隨機的性質，可能把樂曲搞得殘缺不全。現在依據“可升級的 MIDI複音”規定，控制權轉移到作曲家手中，創作音樂的時候就可以設計好不同的“樂隊編制”，使 MIDI樂曲的正確演奏更有保證。 另外， SP-MIDI標準爲使用 MIDI消息實現對振動提示的控制定義了一種可選方法， SP-MIDI內容中可以同時含有音頻和振動兩種表現形式。振動控制被定義爲絃樂器。

Ø         什麼是音樂合成技術？

音樂合成的途徑

1. 採樣合成（波表合成）：這是最常見的音樂合成方式，爲了得到鋼琴聲，就把鋼琴在不同音階下發出的聲音錄製保存下來，當播放音樂需要鋼琴聲時，錄製下來的樣本被調用並通過計算來獲得正確的音符。其缺點是需要許多存儲空間來保存高質量的聲音樣本。例如，大多數 PC使用採樣合成，其波表將佔用 8MB或更多存儲空間，這對移動電話電話來說是一個非常大的開銷。

2. 波譜匹配： Yamaha的調頻合成（ FM合成）同潤威公司的 GAP都屬於這種類型。這種方式包括找到一個數學公式來調製樂器聲音輸出使得其像真正的樂器那樣。這種方式使用很少的系統開銷，同時也比採樣合成使用的存儲空間少很多。

Ø         MIDI的三個標準： GS、 GM、 XG

    音樂的要素之一是音色。在 MIDI中，一種樂器就是一種音色（ Patch,Program和 Timbre)。現實的情況是不同的合成器和音源的製造者爲了使自己的產品有獨特之處，總是開發出若干種特殊音色，因而不同品牌的設備在音色種類和音色排列順序方面會大不相同。這就導致了一個缺陷的出現：使用甲合成器製作的 MIDI文件，換了乙合成器就不能正確播放。其原因在於甲合成器上 01號音色可能是鋼琴，而在乙合成器上， 01號音色可能是打擊樂或其他音色。總而言之。每一種 MIDI設備的音色設置（以及其他方面）都具有排他性。這就使音樂家受到了設備的制約。爲了有利於音樂家廣泛地使用不同的合成器設備和促進 MIDI文件的交流， MIDI協會（ MMA）於 1991年制訂了“通用 MIDI”（ GM）標準。該標準以日本 Roland公司的通用合成器（ GS）標準爲基礎而制訂。

    值得注意的是，雖然現在有了國際通用的 GM標準可供電子樂器生產廠家參照，但仍有另外兩個標準與 GM標準共存，一個是 GS標準，爲 Roland公司的產品所專用，它產生於 GM標準出現之前，也是 GM的前身。另一個是後來出現的 XG標準，爲 YAMAHA公司的產品所專用。

1、 GS標準。 GS爲 General  Synthesizer的縮寫，意爲“通用合成器”，是羅蘭公司創立的一種 MIDI標準。該標準具有有以下五種主要功能： 1） 16個聲部。 2）最大複音數爲 24或更多。 3） GS格式的樂器音色排列，該格式包含有各種不同風格的音樂所使用的樂器音色和打擊樂音色。 4）鼓音色可以通過音色改變信息進行選擇。 5）包含兩種可調節的效果，有混響和合唱。

2、 GM標準。 GM是 General  MIDI Mode(通用 MIDI）的縮寫，即 GMM，通常縮寫爲 GM。該標準是 MIDI協會以羅蘭公司的通用合成器（ GS）標準爲基礎而建立的標準。該標準爲一般合成器所共有的 128種樂器音色 （分成 16組）規定了序號，將 47種標準的非旋律性打擊樂器分配在第 10通道 ，併爲這 47種打擊樂器規定了音符序號（ 35（ B2） -81（ A6））。以下是 GM標準的 128種音色分類表：

音色號	音色類別
1-8	鋼琴
9-16	半音性打擊樂器
17-25	風琴
26-32	吉它
33-40	貝司
41-48	絃樂器
49-56	合（唱）奏
57-64	銅管樂器
65-72	簧片樂器
73-80	管鳴樂器
81-88	合成領奏
89-96	合成背景音色
97-104	合成效果
105-112	民間樂器
113-120	打擊樂
121-128	音響效果

表三    GM音色表

   3、 XG標準。 XG-MIDI是 Extended  General  MIDI(擴展的通用 MIDI）的縮寫。 XG是繼 GM標準建立之後，雅馬哈公司於 1994年推出的新的音源控制規格。 XG在保持與 GM兼容的同時 ，又增加了許多新的功能，其中包括音色庫（音色數量）的增加，和啓用更多的控制器對音色亮度等方面進行控制等等。

2、 SMAF格式（文件擴展名 .MMF)

合成音樂移動應用格式（ Synthetic music Mobile Application Format，縮寫爲 SMAF），是雅馬哈公司首創的一種移動電話內容標準，是目前手機上使用非常多的和絃鈴聲，網絡上有非常多的鈴聲資源可供下載。最常見的爲 MA2， MA3， MA5。 MA2對應 16和絃， MA3對應 40和絃， MA5對應 64和絃。與 MIDI相比，它採用了 MIDI+PCM/ADPCM的技術，故而支持真人鈴聲。

3、 VMD

VMD技術是針對手機平臺的新一代多媒體技術，該技術可以用於製作鈴聲、音樂、卡拉 OK、動畫、移動電視、流媒體播放等，爲手機用戶提供完美的多媒體體驗。這標誌着移動多媒體應用產業鏈的核心技術層面已經取得了關鍵性的突破，業內人士認爲它將成爲未來多媒體手機的新趨勢。 以鈴聲應用爲例，目前普遍採用的 MIDI播放效果受播放器或合成器的限制，由於文件尺寸較小無法嵌入人聲、水聲（ wave或 mp3）等自然界的聲音，表現力不足；而 WAVE和 MP3文件格式可以保存自然界和樂器的聲音。但 MP3需要快速解碼， WAVE也需要格式轉換。 VMD格式中對 MIDI音樂指令作了全面優化——這種格式對 MIDI的指令合併精簡，在保留完全相同音質的情況下，使得 MIDI音樂指令的長度更小； VMD文件的組織結構也經過專門設計，使得文件組織模塊化，從多軌轉換爲單軌，在這方面比其它格式更適合硬件平臺處理。在文件格式上 VMD吸取了 SMIL等規範的優點，使得 VMD-MIDI和 WAV、 MP3、 JPEG等數據可以保留原有存儲方式，也可以獨立解析； MIDI部分不包含專門針對合成器硬件的繁瑣的控制信息，能夠廣泛地被合成器廠商支持； VMD格式中對歌詞、版權等文本信息使用 UNICODE編碼，可支持多國語言。此外，在 VMD文件中還可以控制手機的 LED和馬達，實現