MIDI プログラムのための tips

実は時々、会社でインターンシップというのの世話をしています。 詳しいことは話せませんが、大体初日にこんなもん作っているんだよと プラットフォームを説明し、これに何を加えたいか考えてもらい、 身の丈に合った課題に修正させ、後は 10 日前後でそれを実現させてます。

今年の学生は演奏したいといいました。 キーボードの絵を描き、それをマウスでクリックすると音が出る... 本当は、我々が作っているプラットフォーム上でそれを実現させ、 それによって何かが出来るという所がミソなんですけど (そうで無いと単なるプログラミング教室です) ここでは関係ないのでパスします。

音は MIDI で鳴らせばよかんべと思ったのですが、 今までやったことが無く、教える側もいろいろ調べなくてはなりません。 せっかくなので調べた結果をまとめます。ちなみに開発言語は VC++ です。

1. 音を出す方法

   このページに情報あり。 リンク切れが起きた場合に備えキーワードを並べると 要は midiOutOpen でオープンし、midiOutShortMsg で音データを送り midiOutClose で閉じる。

2. 楽器番号

   midiOutShortMsg で例えば 0x01c0 を送ると、チャンネル 0 の楽器がピアノに なります。01 がピアノの楽器番号、c が楽器選択、最後の 0 がチャンネル。 この楽器番号ですが、正確には音色番号と言うらしく、 この辺 に対応表がありました。

3. ファイル保存

   せっかくなんで、演奏したデータをファイルに保存したいと考えます。 まぁいつどんな音を出したか(止めたか)を保存し再生すれば済む話ですが、 せっかくなんで汎用的な書式にできないかと思いました。 調べた所 Windows では拡張子 MDI というファイルがあるようで Media Player で再生することができます。

   この MDI ファイルの書式ですが SMF (Standard MIDI Files) 形式というもので書かれているそうです。 この辺 に詳しい説明が書かれていました。

   要は

   • トラックとヘッダに分かれている
   • ヘッダは Mthd で始まる。続く 4byte は長さ
   • トラックは MTrk で始まる。続く 4byte は長さ。
   • トラックのデータは、「前のコマンドの何秒後に起こるか」「そのコマンドが」「このデータで」という書式
   • 「何秒後に起こるか」と書いたが、数字が秒を表しているわけではない。単位はその前に定義されている 四分音符の分解能とテンポで決まる。
   • 時間は 7bit で表され、もし 8bit 目が 1 ならば続く 1byte も時間データとなる(最大 4byte)。

4. 外部入力

   キーボード (鍵盤) 等の MIDI 楽器から入力する際の情報は こちらに 書いてある。 上手く初期設定すると、キー操作に従い MM_MIM_DATA メッセージが流れてくる。