Извлечение звуков

MIDI является выраженным клавишно-ориентированным протоколом, поэтому процесс извлечения звуков кодируется двумя простыми сообщениями — взять ноту (Note On) и снять ноту (Note Off). Исполнитель при нажатии клавиши задает сразу три параметра: момент начала звучания, динамику и высоту тона. Длительность звука определяется по моменту отпускания клавиши.

Такая модель хорошо подходит и для ударных инструментов. Здесь, правда, основным выразительным средством является динамика, так как высотой тона ударных в процессе исполнения чаще всего управлять нельзя, как и длительностью звука.

К инструментам с другим принципом звукоизвлечения (струнным, духовым) такая модель не подходит. Например, на скрипке музыкант может управлять тремя указанными параметрами по отдельности: левой рукой он задает высоту звука (путем прижатия струны в нужной позиции), правой — момент начала и окончания звучания, а также динамику (ведением смычка по струне). Эти параметры музыкант может изменять независимо друг от друга, причем в процессе звучания. Например, момент появления звука никак не укладывается в схему "нажать клавишу с нужной громкостью". Здесь это очень тонкий процесс: звук может постепенно возникать из тишины, набирая громкость, и так же уходить в тишину, то есть музыкант способен изменять динамику в процессе звукоизвлечения.

MIDI все упрощает и требует однозначного решения — в какой момент и с какой динамикой должна звучать нота. После получения сообщения Note On динамика передается в генератор огибающей синтезатора, и ее изменение в процессе звучания происходит не по воле музыканта, а автоматически на основе параметров огибающей. Конечно, в MIDI есть способы имитации "неклавишной" техники звукоизвлечения, но это требует дополнительных усилий и хорошего знания возможностей конкретного тон-генератора.

В MIDI используется равномерно-темперированный строй и 128 нот различной высоты (с номерами от 0 до 127). Частота нот задается с помощью номера. Нота с номером 60 — всегда До первой октавы (частота 261 Гц), рис. 25.

Полный частотный диапазон, покрываемый таким образом, превышает 10 октав (от 8 Гц до 12543 Гц), что более чем достаточно. Для перевода номера ноты в частоту можно использовать формулу на рис. 26.

С номерами нот работать неудобно, но и музыкальный способ наименования (вроде d3 — Ре третьей октавы или Cis1 — До диез контроктавы) не подходит; еще и потому, что в разных странах применяются разные обозначения. Спецификация MIDI по этому поводу молчит, а большинство производителей используют такую систему: октава указывается после буквенного обозначения ноты, но первая октава (с музыкальной точки зрения) считается третьей. Например, До первой октавы называется C3. Производные ступени всегда обозначаются диезами. Так, Ре бемоль второй октавы будет называться С#4 (До диез в темперированном строе равно Ре бемоль), Соль контроктавы — G1. Нота Си обозначается по англо-американской нотации, то есть как B, а не как H. Соответственно, Си бемоль будет называться A#. Замечу, что в некоторых инструментах и секвенсорах (в основном, старых) До первой октавы обозначается как C4, что может привести к путанице. Некоторые устройства в этой связи предлагают выбрать, что считать нотой До первой октавы: C3 или C4.

Правильная нотация в MIDI не учитывается. Так, если в нотном тексте есть нота Ми диез первой октавы, то на языке MIDI она будет называться F3, Ля дубль бемоль третьей октавы — G5. Правда, секвенсоры могут показывать MIDI-события в виде привычного нотного текста, с правильной нотацией (которая зависит от тональности и от других факторов). Многие секвенсоры позволяют пользователю самому выбрать знак альтерации для конкретной ноты. Но все это сделано лишь для удобства восприятия. В тон-генератор посылается только номер ноты, на основании которого он и воспроизводит звук с нужной частотой, а как правильно записывается этот звук, с диезом или бемолем, тон-генератору все равно.

Приведенная на рис. 27 таблица показывает соотношение музыкальных и MIDI-обозначений звуков, их номеров и частот в герцах.

Темперированный строй может быть изменен на любой другой, если тон-генератор отвечает спецификации MIDI Tuning, о чем подробно поговорим в одной из следующих статей.

Для наборов ударных частота ноты и строй не имеют смысла: в зависимости от номера ноты тон-генератор просто запускает сопоставленный с этим номером звук. Как правило, звук ударного инструмента обозначается в секвенсоре осмысленным именем, а не просто MIDI-номером ноты. Имя берется из так называемой карты ударных (Drum Map).