電鋼琴的 MIDI 輸出線,有什麼具體的作用?需要配合什麼軟體使用?


電子樂器硬體這玩意……要多坑有多坑。我給答主大概講一下吧。

所謂MIDI的定義:MIDI_百度百科

MIDI(Musical Instrument Digital Interface)樂器數字介面 ,是20 世紀80 年代初為解決電聲樂器之間的通信問題而提出的。MIDI是編曲界最廣泛的音樂標準格式,可稱為「計算機能理解的樂譜」。它用音符的數字控制信號來記錄音樂。一首完整的MIDI音樂只有幾十KB大,而能包含數十條音樂軌道。幾乎所有的現代音樂都是用MIDI加上音色庫來製作合成的。MIDI 傳輸的不是聲音信號, 而是音符、控制參數等指令, 它指示MIDI 設備要做什麼,怎麼做, 如演奏哪個音符、多大音量等。它們被統一表示成MIDI 消息(MIDI Message) 。傳輸時採用非同步串列通信, 標準通信波特率為31.25×( 1±0.01) KBaud。

以上是百度百科的解釋,至於應用廣泛程度,連我國最大的音樂培訓學校及其音樂節品牌也以「迷笛」冠名,可想而知。

以下就個人理解向大家解釋MIDI介面的產生、原理、使用。

在PC電腦還不普及的上古時代,音樂人見到了PC,PC能打字、編輯、保存、排版,好牛逼的感覺。於是他向上天禱告:要是自己彈的曲子也能記錄成電腦文件該多好呀~

這時頭頂光環的程序猿從天而降(誤),說這個可以有,於是遞給了音樂人一根音頻線。音樂人把音頻線一頭操在鍵盤的音頻輸出口、一頭操在電腦音效卡的音頻輸入口上,打開了windows錄音機來了一小段兒,錄好之後再播放……效果簡直鵝妹子嚶!!音樂人流下了雞凍的淚水!!!

但玩兒了兩天後,音樂人發現自己老彈錯,錄一首完美的曲子太他媽難了。於是他雙膝下跪並虔誠地向程序猿禱告(誤),說人家寫文檔的都能一個字兒一個字兒改,我這彈錯只能重錄,太艱辛了,我也想錄完一個音符一個音符的改!程序猿思考了一下說這個也湊合能實現,於是將鍵盤的88個按鍵按照相應數字標示,讓PC只認數字-PC接到相應的數字,就播放那個按鍵的聲音。這樣就和彈琴一樣!而且記錄的數字序列可以編輯,就能隨意修改錯誤啦~音樂人說亦可賽艇!

有了編輯功能後,音樂人就可以隨意修改鍵盤數字的順序(音序)和他們的相對位置(時值)了。但音樂人發現他彈出來的曲子怎麼失去了感情……哦!原來PC記錄的音符沒有輕重!於是他再次向程序猿祈禱,程序猿說噫你個龜孫兒咋那麼事兒呢……(誤)這樣,我把每個記錄音符的數字再加長一點兒,裡邊兒記錄上音符的力度大小,從1-128,這下夠用了吧?音樂人說好呀好呀~(詳見注1)於是PC記錄下來的音符數據里又能表達力度了;

就這樣,音樂人繼續愉快地玩耍了幾天,又事兒逼地向程序猿提出各種需求。一個音符數據也從只記錄音高變成了能記錄顫音、音長、變化等等信息。音樂人終於可以只彈一次,然後在PC上修修改改就能把曲子發出去了!

然後,程序猿出於物種的本能(誤),把給音樂人做的這一系列工作進行整理並放到了開源社區上,管記錄音符及其附屬信息的對象叫做MIDI信號,編輯MIDI信號文件的軟體叫做音序器、能夠根據MIDI信號播放相應鋼琴聲音的軟體叫做音源、能夠輸出MIDI信號的電子樂器叫MIDI觸發設備。為了區分於電吉他等模擬信號樂器,這一整套錄製、編輯、解析MIDI信號的標準就叫做「樂器數字介面「」;

這位音樂人是一位鋼琴手,突然有一天一個薩克斯手路過,問你在PC上點來點去的幹啥呢,也不好好錄唱片。鋼琴家就把這個東西向同事介紹了下,薩克斯手頓覺震漢!我也要!!於是也向程序猿禱告。程序猿說這個好弄,你按照彈鋼琴那傢伙的88個琴鍵把所有音高和不同力度下的音符都用薩克斯錄下來,然後再把他們對應到MIDI信號上就成。薩克斯手用上之後潸然淚下,再也tm不用進錄音棚一遍一遍錄了,神器啊!於是公司的吉他手、貝斯手、鼓手、管弦樂手也都想要這種神器,程序猿就分別為這些樂手製作了相應的音源。同一個曲子,對應不同的音源,就能變成另一件樂器演奏,大大地減少了音樂製作的成本,編曲師也能在不會某一件樂器的前提下在錄音中使用它了。於是,音樂人們為程序猿大建廟宇奉為神明,每年香火不斷……(誤)

各種軟體音源:

以上就是MIDI的由來。而現今大多數電子樂器(電子鼓、電子琴、電管等)的原理也是通過將感測器的電壓變化轉化為MIDI信號,並使用音源渲染後得到聲音。

回到這個問題上,電鋼琴上為啥有MIDI介面?因為電鋼琴除了手感、音源音色好於電子琴,它本體就是一個電子琴。所以,他也能夠當做MIDI觸發設備使用。音樂人可以使用電鋼琴錄製MIDI信號,並使用不同的音源渲染來錄製唱片。普通電鋼琴玩家除了錄音外,還能夠使用PC上的軟音源替代電鋼琴的自有音源。比如你今天不想聽YAMAHA的音色了,就可以換KAWAII的,KAWAII也煩了?那來套斯坦威的音色!對,不要488888,也不用48888,只需要4888即可擁有世界頂級三角鋼琴哦!也就是說:

MIDI觸發器 + 音源 = 一件樂器

而MIDI設備上的介面,一開始長這樣兒:

因為PC沒有專門為樂器設計的介面,所以使用了印表機的串口;

後來嫌串口太笨重,就專門設計了MIDI專用介面:

有的人又要問了,為什麼MIDI介面有IN有OUT啊?

因為這是一台硬音源,攜帶有任何樂器音源的硬體設備都叫硬音源設備,相對應PC中各種音源軟體統稱為軟音源。

所以,可以說電子琴本身也是一台硬音源。

比如你有一台國產300元的爛鍵盤,音色難聽到讓你回到了80年代的歌廳,把它扔掉又捨不得,連PC又麻煩,怎麼辦?買一台硬音源吧,用MIDI線將爛鍵盤的(MIDI OUT)介面接到硬音源的(MIDI IN)介面,就得到了一台音色動聽的新鍵盤,鵝不鵝妹子鷹?

一般較為專業的硬音源有各種樂器x各種不同音色若干套。而且運算速度要比PC設備快,相應表現就是不爆音沒有延遲。專業硬音源長這樣:

反過來,如果你的電子琴上有各種屌炸天的音源音色,但你又不想用鍵盤來觸發(比如電子鼓),你就可以用MIDI線將電子鼓觸發器的MIDI OUT介面和鍵盤的MIDI IN介面相連,你就可以觸發鍵盤裡的音色啦。當然,電子鼓也有它自己的專用音源,而且電子鼓的音源和觸發器一開始就是分體設計,比較容易讓人理解硬音源的概念,電鼓的音源長這樣兒:

原理和電鋼琴一樣,只不過裝載了不同的音色,且為相應的樂器進行了優化而已。

像這種通用的MIDI介面,一般PC設備仍然沒有,所以需要一個外接設備來做MIDI信號的識別、錄入,也就是帶有MIDI介面的外接音效卡,它通過USB介面與PC相連。只要PC安裝了廠商的驅動,就可以讓PC識別MIDI設備產生的MIDI信號。它長這樣兒:

後來音樂人和樂手們發現,MIDI介面和MIDI線好雞掰哦,我演個出除了鍵盤和PC還要帶一個音效卡,有時候還忘記帶MIDI線,難道就不能讓觸發器直接操PC嗎?於是就誕生了USB介面,樂手們也過上了觸發器直接操PC的性福生活(誤)。USB介面長這樣:

使用的是印表機的方口USB線(和印表機幹上了):

那麼有人問了,既然是替代品,音效卡哪裡去了?答案是但凡提供了USB介面的觸發器設備,本身的電路板都集成了MIDI信號生成功能。所以看上去音效卡消失了,實際上MIDI相關功能被集成起來了。但不是所有USB介面設備都具備音頻處理能力,也就是說:

帶有MIDI功能的音效卡 = 聲音處理功能 + MIDI信號處理功能

只有專業的音效卡設備,才能夠無(低)延遲地錄製、播放、增益聲音。所以只有具備了音效卡功能的高級MIDI設備才能無延遲地使用軟音源。

現在市面上的高級觸發器或者音源,都能夠當做音頻音效卡使用。比如吉他效果器、鍵盤、鼓音源等等等等……

回到問題上,如果你的電鋼琴有圓口MIDI介面,就需要購買一個MIDI音效卡。如果是方口USB的高級MIDI設備,直接買一條線就可以操PC了呢!

而現在市售的這種簡便電鋼琴連接線:

其本質也是一個MIDI信號生成器,看MIDI線和USB線中間的那個小盒子,裡邊就是一個簡易邏輯電路,不過它並沒有音效卡功能。雖然可以錄製MIDI信號,但PC的集成音效卡並不能低延遲地播放音源,也許對於鋼琴來說無所謂,但對於鼓這種樂器,超過4ms就不能忍受了。所以我不推薦這種連接線。只要你的MIDI設備沒有專業音效卡功能,必須採購一個低延遲音效卡來播放軟音源。

接下來說一說PC上的軟音源設置。我們有了音效卡和連接線後,PC上也要安裝一堆軟體。如果是鼓手看到這篇文章,請直接跳到這個問題下,裡邊有詳細的設置教程:

我想用MIDI設備掛軟音源來錄鼓,請問應該選用哪種MIDI設備? - 音樂 - 知乎

對於電鋼琴來說,步驟如下:

1. 安裝音效卡或者MIDI設備自帶的驅動軟體,一般在你購買的時候都會附送光碟。如果沒有可以去這個廠商的官網上下載;

2. 安裝宿主軟體。你可以把軟音源當做一堆真實樂器的音符錄音,裡邊都是wave文件。那麼可以調用並能錄製、編輯MIDI文件、把音源wave文件對應到MIDI文件上的軟體就叫做編曲軟體。我們也可以把它叫做軟音源的宿主。如果你使用Mac設備,恭喜你直接使用自帶的GarageBand就好,而且不需要另購音效卡哦!因為你賣腎買來的蘋果電腦自帶無延遲音效卡哦!腎沒白賣吧!!如果需要更多音色請購買它的升級版Logic Pro。

如果是windows平台上,水果、Nutendo、Cubase都可以,個人推薦使用Cubase;

3. 安裝軟音源。一般軟音源插件在安裝過程中都需要你選擇VST Plugin的路徑,其實也就是把它的運行插件放到宿主軟體認識的地方。宿主軟體的路徑下一般都有一個叫VSTPlugin的文件夾,指向它就好。安裝完畢,打開宿主軟體,新建立一個VST插件音軌,選擇你想要的軟音源,連接上你的鍵盤或者MIDI觸發器,試著彈奏一下,是不是就可以聽到相應的音色了?

以上不同宿主的安裝方法和操作千差萬別,新手很容易蒙圈,所以個人推薦先按照上邊的教程安裝一遍Cubase+Addictive Drums軟音源,鋼琴軟音源的安裝方法就大同小異了。

關於宿主軟體和軟音源的獲得:這類軟體價格都相當昂貴。軟音源更是動不動就上五位數。如果你只是想學習,去百度雲搜索引擎上就能找到。當然,軟音源的錄製成本更高,為了支持廠商,仍然推薦使用正版。

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注1:評論區有程序猿及編曲師出沒並指出MIDI CC規範力度範圍是1-128,而不是0-1023。首先這是對的,但在答主有限及業餘的MIDI設備開發經驗中,各開發框架對觸發器感應元件的電壓變化值範圍是0-1023,然後再以單步長為8對應至1-128。所以如果我們想製作一款力度感應在0-1023範圍的設備也並無不可,特此說明。


tl;dr:

MIDI輸出介面是傳遞輸出MIDI信號用的介面。它可以將MIDI信號輸出到任意具備MIDI輸入介面的設備,或者通過轉介面連接到可以處理MIDI信號的設備(包括個人計算機)。

詳細:

MIDI線,自然是傳輸MIDI信號用的線,不過線顯然不是重點,我們需要了解一下MIDI本身。

MIDI就是「樂器數字介面(Musical Instrument Digital Interface)」的意思,上世紀八十年代制定的一種「電子通信協議」。確切的說,MIDI標準協議創建於1980年早期,而在1983年標準化。這個通信協議允許電子樂器之間互相連接,傳送各種MIDI信號,以便設備調整,同步,交換演奏數據。這些MIDI信號包括最常見的音符,音高,速度,以及一些如音量,顫音,相位等參數控制信號。

實際上,MIDI誕生之前,就有能夠做到設備間傳輸音頻事件的技術了,比如Roland的DCB數字控制匯流排和Yamaha的Keycode系統。然而它們都是同廠開發的,別人沒法隨便用,傳輸設計上很難有技術突破。後來,有個叫史密斯的合成器設計師在設計一款新的鍵盤合成器的時候,打算自己開發一套規範。在此前,合成器鍵盤只能控制單一一個音符(讀者可以開個現在的軟體合成器,關掉所有自動調製然後打開Mono或者把Voice設置為1體驗一下),而他自己設計的合成器則能夠實現複音,而且不僅如此,還可以傳送更多類型的數據控制音色,音量等信息。使得僅僅一個合成器演奏聽起來覺得簡直是在演奏多個樂器一樣。

然而能控制的東西多了,一個人肯定也不見得能控制的過來,於是多個人操作多個設備,然後把信號傳到合成器里不就達到效果了嘛?於是,多個設備間傳輸信號的需求有了,而制定通信協議的需求也就有了。能制定一套統一的協議讓不同的樂器與電子器材能夠藉助這套協議彼此通信,豈不美哉?於是通過美國和日本製造商幾個月的討論,81年1月,史密斯展出了他的標準,一段時間後,MIDI協議規範正式在83年8月公布。

於是這就是MIDI介面的最初作用了,聯通不同設備,傳輸信號達到演奏的目的。至於在計算機上編輯MIDI製作樂曲,那是後來的事情了。要知道,Windows計算機問世的時候,已經是1985年了,而初版的Windows,內置的應用只有「計算器,萬年曆,時鐘,記事本,畫圖,寫字板和終端」,可不支持什麼midi...對於綜合的音樂製作用途,MIDI的代表性使用例子,那就是電腦軟體音源。從90年代開始就作為一般的興趣愛好普及了,而再之後,同時進行Audio編輯和MIDI編輯的綜合環境DAW也在音樂製作的相關專業領域普及了。

隨著科技的發展,計算機軟體越來越強大,越來越多的事情可以用計算機軟體進行方便的模擬,有軟波表,軟體合成器,以及各種各樣的虛擬樂器,那麼,我們只需要把MIDI信號發給計算機處理,就可以方便的錄入信息並讓電腦編輯音樂了。於是,我們有了把這類設備連接到電腦的需求,以及有了更純粹的MIDI控制器供計算機使用。對於非音樂專業的人,可能很少會去購買一個硬體合成器,那MIDI線的用途(對於「大眾吃瓜玩家」)幾乎就只有和計算機連接作為輸入設備使用了。

於是回到問題,MIDI線現在可能更多的被用在控制器與計算機間連接達到使電腦記錄演奏信號並存儲和二次編輯,而實際,通過MIDI介面間連接,我們可以做到不同設備間傳遞MIDI信息後能做的任何事情。至於MIDI介面,因為MIDI單純的只是一種協議,或者說,用於不同設備之間交流的一種共同的語言,所以,介面形狀和MIDI本身並沒有關係,而MIDI線本身就是作為一個傳遞信息的載體出現了,而MIDI介面,則就是最初專用於MIDI連接的介面了,後續為了方便傳遞信息,也有了各種其它形狀的介面和轉接線存在,而實際傳遞的,還是MIDI規範存在的那些信息。

---------以上是乾貨,下面沒有乾貨了,還有一些負能量-----------

回答這個問題並沒有人邀請,而我回答這個問題的原因僅僅是我指出了電鋼琴的 MIDI 輸出線,有什麼具體的作用?需要配合什麼軟體使用? 這個答案中的錯誤然後被這個答案的答主辱罵了。

我非常意外,指出錯誤也有錯了嗎?而且我指出錯誤的方式僅僅是描述了事實而已,甚至沒有多一個字表述那個答案本身錯誤的不滿。那麼我現在就來表述一下對那個答案本身的不滿吧。

首先,那個答案對於MIDI的歷史描述完全是捏造,上世紀80年代,計算機尚且不普及,根本不是因為樂手想要方便的偷懶而誕生的MIDI協議標準,而且,早些年代,計算機上,對於普通用戶應用更廣的是Mod Music,即模塊音樂。人們在終端的Tracker上編寫音符事件並最終成曲,而且即便是早期應用更廣的Mod Music,也是1987年才誕生(於Amiga計算機)的。所以為了方便計算機製作樂曲才制定的MIDI標準是說不過去的,另一方面,MIDI標準是一個標準,那位答主所描述的顯然是MIDI信號序列化之後的事情(MIDI文件的編輯,以及後續的DAW),兩碼事啊,況且,MIDI協議標準最初就已經包含包括力度,時延等信號信息了,根本不是因為後續需求才加的這些信號。相反,早期的一些MIDI信號的內容根據不同設備有所差異,MIDI標準也統一了這些差異。

其次,那位答主的答案說到,MIDI信號的範圍是0-1023(那位答主在我之前的一位知友評論後並未更正而是加了一行說不過去的說明,而我指正後才改了答案),而MIDI事件中,音量(實際是力度)的範圍應該是1-128。GM GS XG GM2這些標準中都沒有0-1023的說法。對於早期設備而言,設備旋鈕擰多少,VCO你壓下去多少,你用多大的數值描述都行,想用1024可以,2048也可以,只要你實現就是了,而MIDI信號傳送的時候必然要按照標準來啊,這個設備你用1024,另一個設備用512,設備間還能好好玩耍嗎?如過是這樣,傳遞的信號各個設備間都不一樣了,MIDI協議還算是個標準嗎?

還有,那位答主說,較為專業的硬音源運算速度要比PC設備快。事實也不是如此。硬體音源是把事件傳遞個硬體音源處理了,而軟體音源則是當前PC處理,不同的方式而已,一些廠商還同時推出自家硬體音源的軟體版(還有炒冷飯出好幾個的),硬體音源和軟體音源只是需求不盡相同,處理速度差異並不總是更高(音頻在各種線之間走就已經會浪費比較長的時間了,做演出的應該也知道,你唱出來到觀眾聽見的時間間隔有多長)。個人不是搞這方面的,具體相關就不是非常清除了,不過大體情況如此。

那位答主自己還說無法容忍0.4ms的延遲,我這麼說吧,對於個人PC,假設你不具備一個獨立音效卡,用ASIO驅動模擬,buffer size調到cubase破音(512smp剛好不破音),都有10ms+-的延遲,調到fl破音(256smp)也有高達5ms+=的延遲。況且,MIDI信號錄入而言,非常多的宿主都提供輸入偏差矯正(Offset)和音符對齊(Quantize)功能的。以及0.4ms就不能容忍,您太厲害了..

於是我對那位答主的答案錯誤之多表示感到怪異,而且還拿了高票(雖然現在就倆答案但贊數那麼多),還推送到了話題時間線上。錯誤的答案讓人看到併當作是正確答案記住會影響很多人的,於是我評論了那個答案,表述了MIDI信號範圍錯誤的原因,而歷史描述錯誤由於錯太離譜沒法描述,只說了歷史描述是錯誤的。然後就被那位答主刪掉了。其實刪掉也沒什麼,但是那個答主回復的最後一句讓我很上火,自己看圖吧。

我很奇怪我僅僅只是指出了錯誤內容甚至沒有帶任何負面情緒的評論為何會不僅被刪了,我反過來還要挨罵。答主你不知道嗎,報道上要有偏差,你是要負責的。錯得離譜的歷史內容,有答主指正後依然不更正的答案,這些錯誤難道連指正都不允許了?答主說我的評論表述方式讓答主不滿,請答主放出我評論的內容,讓大家看看我的表述到底有沒有問題?

另外關於我上面的表述,是非常氣憤被那位答主刪評論還罵了還被屏蔽才寫的,好,你不允許我評論指正錯誤,我就發個正確的給大家看。當然因為太生氣了,寫這些內容的時候可能考據會漏掉一些內容或者打錯,我發現錯誤後一定會來更正,也歡迎發現錯誤的各位評論指正,我會署名感謝您的幫助。

希望各位知乎答主,不要為了一些贊,就編故事再配些插圖寫一篇看似不錯但問題多多的文章出來。也希望各位知乎用戶能夠閱讀後保留自己的一些觀點,勇於自行驗明正確性和指正錯誤。以及,知乎為什麼沒有舉報低質量錯誤答案的功能....

以上。

上述內容參考的資料有:

The History Of MIDI (推薦閱讀)

https://zh.wikipedia.org/wiki/MIDI (推薦閱讀)

https://zh.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Windows

MOD (file format)

midi音樂歷史 - Lai18.com IT技術文章收藏夾


就是輸出MIDI信號用的,比如你演奏的音符、音高、力度之類的。電腦要接收的話除了要用專門的MIDI軟體,還要購買MIDI介面,因為你的電腦上沒有MIDI輸入介面。一般買個USB的MIDI介面即可,便宜的100左右就夠了,Mac/PC通用Classic驅動,即插即用不需要額外裝驅動程序,很方便


支持MIDI編輯的音序器軟體都可以,CABASE、SONAR神馬的。

電鋼的MIDI輸出插入音頻介面的MIDI輸入即可

具體的作用是錄製MIDI音符進去,包括音高、時值、力度、彎音輪,如果是MIDI鍵盤還會有各類控制器參數。錄入MIDI音符之後,在音序器里可以替換各種音色。


@鼓趙

反對你關於延遲的論述。

USB到HT的Latency都1ms+(USB polling interval),更何況PC本身處理也需要時間。

就算流水化處理。一台PC實際上的延遲在2-10ms是較為正常的。按照緩衝區是32samples.48kHz採樣率計算,計算上兩次USB的latency,那就是2ms+0.7ms,一共接近3ms。敢問0.4ms這個數據你是從哪裡得到的,有使用儀器測試過么?

另外的,所謂非專業音效卡無法無延遲處理聲音這句話本身就是錯誤的。就算專業音效卡,也無法無延遲處理聲音。且集成音效卡是走PCH的AC97/HDA介面,此子系統直接掛於PCI-E匯流排上,latency較USB匯流排低很多。只不過並沒有較好的驅動,無法繞過操作系統本身的音頻伺服器(或子系統,如Windows的kmix和kasrc),導致無用過程較多,難於在低latency上運行。

信口開河不可取。

最後再說一句,MIDI的參數解析度按7bit往上走。沒有MIDI支持10bit的說法。現在很多MCU還提供了12bit的SAR ADC以及32bit高精度定時器呢。但是MIDI只能支持以7bit為倍數往上的參數精度。所以請不要誤導人和混淆概念。

比如力度是7bit,複音觸後7bit。Data entry/Pitch Bend是14bit,CC擴展/RPN/NRPN也是14bit解析度。包括前兩年出的新規範「高精度力度擴展」也是14bit。其他SysEx按下不表。

我已在開發開源硬音源(XG compatible),有關於MIDI協議/命令/SMF/XF的問題,希望和各位多多交流。


小心這個線,不小心就一入迷途世界深似海~!

這線從淘寶來,接上電腦,然後你就開始下各種音源,各種宿主

然後,你發現電鋼無所不能

然後,你的時間就不夠用了

這個迷途世界叫做MIDI音樂

你會往單身狗的世界更進一步


電鋼琴的 MIDI 輸出線,使電鋼琴具備一般 MIDI 鍵盤的功能,連接電腦即可。配合 Cubase、Logic Pro、Sonar 等數字音樂工作站使用。


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