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发表于
2019-5-6 12:59:56
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电子乐器硬件这玩意……要多坑有多坑。我给答主大概讲一下吧。
所谓MIDI的定义：MIDI_百度百科
MIDI(Musical Instrument Digital Interface)乐器数字接口 ，是20 世纪80 年代初为解决电声乐器之间的通信问题而提出的。MIDI是编曲界最广泛的音乐标准格式，可称为“计算机能理解的乐谱”。它用音符的数字控制信号来记录音乐。一首完整的MIDI音乐只有几十KB大，而能包含数十条音乐轨道。几乎所有的现代音乐都是用MIDI加上音色库来制作合成的。MIDI 传输的不是声音信号， 而是音符、控制参数等指令, 它指示MIDI 设备要做什么，怎么做， 如演奏哪个音符、多大音量等。它们被统一表示成MIDI 消息(MIDI Message) 。传输时采用异步串行通信, 标准通信波特率为31.25×( 1±0.01) KBaud。
以上是百度百科的解释，至于应用广泛程度，连我国最大的音乐培训学校及其音乐节品牌也以“迷笛”冠名，可想而知。
以下就个人理解向大家解释MIDI接口的产生、原理、使用。
在PC电脑还不普及的上古时代，音乐人见到了PC，PC能打字、编辑、保存、排版，好牛逼的感觉。于是他向上天祷告：要是自己弹的曲子也能记录成电脑文件该多好呀~
这时头顶光环的程序猿从天而降（误），说这个可以有，于是递给了音乐人一根音频线。音乐人把音频线一头操在键盘的音频输出口、一头操在电脑声卡的音频输入口上，打开了windows录音机来了一小段儿，录好之后再播放……效果简直鹅妹子嘤！！音乐人流下了鸡冻的泪水！！！
但玩儿了两天后，音乐人发现自己老弹错，录一首完美的曲子太他妈难了。于是他双膝下跪并虔诚地向程序猿祷告（误），说人家写文档的都能一个字儿一个字儿改，我这弹错只能重录，太艰辛了，我也想录完一个音符一个音符的改！程序猿思考了一下说这个也凑合能实现，于是将键盘的88个按键按照相应数字标示，让PC只认数字-PC接到相应的数字，就播放那个按键的声音。这样就和弹琴一样！而且记录的数字序列可以编辑，就能随意修改错误啦~音乐人说亦可赛艇！
有了编辑功能后，音乐人就可以随意修改键盘数字的顺序（音序）和他们的相对位置（时值）了。但音乐人发现他弹出来的曲子怎么失去了感情……哦！原来PC记录的音符没有轻重！于是他再次向程序猿祈祷，程序猿说噫你个龟孙儿咋那么事儿呢……（误）这样，我把每个记录音符的数字再加长一点儿，里边儿记录上音符的力度大小，从1-128，这下够用了吧？音乐人说好呀好呀~（详见注1）于是PC记录下来的音符数据里又能表达力度了；
就这样，音乐人继续愉快地玩耍了几天，又事儿逼地向程序猿提出各种需求。一个音符数据也从只记录音高变成了能记录颤音、音长、变化等等信息。音乐人终于可以只弹一次，然后在PC上修修改改就能把曲子发出去了！
然后，程序猿出于物种的本能（误），把给音乐人做的这一系列工作进行整理并放到了开源社区上，管记录音符及其附属信息的对象叫做MIDI信号，编辑MIDI信号文件的软件叫做音序器、能够根据MIDI信号播放相应钢琴声音的软件叫做音源、能够输出MIDI信号的电子乐器叫MIDI触发设备。为了区分于电吉他等模拟信号乐器，这一整套录制、编辑、解析MIDI信号的标准就叫做“乐器数字接口“”；
这位音乐人是一位钢琴手，突然有一天一个萨克斯手路过，问你在PC上点来点去的干啥呢，也不好好录唱片。钢琴家就把这个东西向同事介绍了下，萨克斯手顿觉震汉！我也要！！于是也向程序猿祷告。程序猿说这个好弄，你按照弹钢琴那家伙的88个琴键把所有音高和不同力度下的音符都用萨克斯录下来，然后再把他们对应到MIDI信号上就成。萨克斯手用上之后潸然泪下，再也tm不用进录音棚一遍一遍录了，神器啊！于是公司的吉他手、贝斯手、鼓手、管弦乐手也都想要这种神器，程序猿就分别为这些乐手制作了相应的音源。同一个曲子，对应不同的音源，就能变成另一件乐器演奏，大大地减少了音乐制作的成本，编曲师也能在不会某一件乐器的前提下在录音中使用它了。于是，音乐人们为程序猿大建庙宇奉为神明，每年香火不断……（误）
各种软件音源：
以上就是MIDI的由来。而现今大多数电子乐器（电子鼓、电子琴、电管等）的原理也是通过将传感器的电压变化转化为MIDI信号，并使用音源渲染后得到声音。
回到这个问题上，电钢琴上为啥有MIDI接口？因为电钢琴除了手感、音源音色好于电子琴，它本体就是一个电子琴。所以，他也能够当做MIDI触发设备使用。音乐人可以使用电钢琴录制MIDI信号，并使用不同的音源渲染来录制唱片。普通电钢琴玩家除了录音外，还能够使用PC上的软音源替代电钢琴的自有音源。比如你今天不想听YAMAHA的音色了，就可以换KAWAII的，KAWAII也烦了？那来套斯坦威的音色！对，不要488888，也不用48888，只需要4888即可拥有世界顶级三角钢琴哦！也就是说：
MIDI触发器 + 音源 = 一件乐器
而MIDI设备上的接口，一开始长这样儿：
因为PC没有专门为乐器设计的接口，所以使用了打印机的串口；
后来嫌串口太笨重，就专门设计了MIDI专用接口：
有的人又要问了，为什么MIDI接口有IN有OUT啊？
因为这是一台硬音源，携带有任何乐器音源的硬件设备都叫硬音源设备，相对应PC中各种音源软件统称为软音源。
所以，可以说电子琴本身也是一台硬音源。
比如你有一台国产300元的烂键盘，音色难听到让你回到了80年代的歌厅，把它扔掉又舍不得，连PC又麻烦，怎么办？买一台硬音源吧，用MIDI线将烂键盘的（MIDI OUT）接口接到硬音源的（MIDI IN）接口，就得到了一台音色动听的新键盘，鹅不鹅妹子鹰？
一般较为专业的硬音源有各种乐器x各种不同音色若干套。而且运算速度要比PC设备快，相应表现就是不爆音没有延迟。专业硬音源长这样：
反过来，如果你的电子琴上有各种屌炸天的音源音色，但你又不想用键盘来触发（比如电子鼓），你就可以用MIDI线将电子鼓触发器的MIDI OUT接口和键盘的MIDI IN接口相连，你就可以触发键盘里的音色啦。当然，电子鼓也有它自己的专用音源，而且电子鼓的音源和触发器一开始就是分体设计，比较容易让人理解硬音源的概念，电鼓的音源长这样儿：
原理和电钢琴一样，只不过装载了不同的音色，且为相应的乐器进行了优化而已。
像这种通用的MIDI接口，一般PC设备仍然没有，所以需要一个外接设备来做MIDI信号的识别、录入，也就是带有MIDI接口的外接声卡，它通过USB接口与PC相连。只要PC安装了厂商的驱动，就可以让PC识别MIDI设备产生的MIDI信号。它长这样儿：
后来音乐人和乐手们发现，MIDI接口和MIDI线好鸡掰哦，我演个出除了键盘和PC还要带一个声卡，有时候还忘记带MIDI线，难道就不能让触发器直接操PC吗？于是就诞生了USB接口，乐手们也过上了触发器直接操PC的性福生活（误）。USB接口长这样：
使用的是打印机的方口USB线（和打印机干上了）：
那么有人问了，既然是替代品，声卡哪里去了？答案是但凡提供了USB接口的触发器设备，本身的电路板都集成了MIDI信号生成功能。所以看上去声卡消失了，实际上MIDI相关功能被集成起来了。但不是所有USB接口设备都具备音频处理能力，也就是说：
带有MIDI功能的声卡 = 声音处理功能 + MIDI信号处理功能
只有专业的声卡设备，才能够无（低）延迟地录制、播放、增益声音。所以只有具备了声卡功能的高级MIDI设备才能无延迟地使用软音源。
现在市面上的高级触发器或者音源，都能够当做音频声卡使用。比如吉他效果器、键盘、鼓音源等等等等……
回到问题上，如果你的电钢琴有圆口MIDI接口，就需要购买一个MIDI声卡。如果是方口USB的高级MIDI设备，直接买一条线就可以操PC了呢！
而现在市售的这种简便电钢琴连接线:
其本质也是一个MIDI信号生成器，看MIDI线和USB线中间的那个小盒子，里边就是一个简易逻辑电路，不过它并没有声卡功能。虽然可以录制MIDI信号，但PC的集成声卡并不能低延迟地播放音源，也许对于钢琴来说无所谓，但对于鼓这种乐器，超过4ms就不能忍受了。所以我不推荐这种连接线。只要你的MIDI设备没有专业声卡功能，必须采购一个低延迟声卡来播放软音源。
接下来说一说PC上的软音源设置。我们有了声卡和连接线后，PC上也要安装一堆软件。如果是鼓手看到这篇文章，请直接跳到这个问题下，里边有详细的设置教程：
我想用MIDI设备挂软音源来录鼓，请问应该选用哪种MIDI设备？ - 音乐 - 知乎
对于电钢琴来说，步骤如下：
1. 安装声卡或者MIDI设备自带的驱动软件，一般在你购买的时候都会附送光盘。如果没有可以去这个厂商的官网上下载；
2. 安装宿主软件。你可以把软音源当做一堆真实乐器的音符录音，里边都是wave文件。那么可以调用并能录制、编辑MIDI文件、把音源wave文件对应到MIDI文件上的软件就叫做编曲软件。我们也可以把它叫做软音源的宿主。如果你使用Mac设备，恭喜你直接使用自带的GarageBand就好，而且不需要另购声卡哦！因为你卖肾买来的苹果电脑自带无延迟声卡哦！肾没白卖吧！！如果需要更多音色请购买它的升级版Logic Pro。
如果是windows平台上，水果、Nutendo、Cubase都可以，个人推荐使用Cubase；
3. 安装软音源。一般软音源插件在安装过程中都需要你选择VST Plugin的路径，其实也就是把它的运行插件放到宿主软件认识的地方。宿主软件的路径下一般都有一个叫VSTPlugin的文件夹，指向它就好。安装完毕，打开宿主软件，新建立一个VST插件音轨，选择你想要的软音源，连接上你的键盘或者MIDI触发器，试着弹奏一下，是不是就可以听到相应的音色了？
以上不同宿主的安装方法和操作千差万别，新手很容易蒙圈，所以个人推荐先按照上边的教程安装一遍Cubase+Addictive Drums软音源，钢琴软音源的安装方法就大同小异了。
关于宿主软件和软音源的获得：这类软件价格都相当昂贵。软音源更是动不动就上五位数。如果你只是想学习，去百度云搜索引擎上就能找到。当然，软音源的录制成本更高，为了支持厂商，仍然推荐使用正版。
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注1：评论区有程序猿及编曲师出没并指出MIDI CC规范力度范围是1-128，而不是0-1023。首先这是对的，但在答主有限及业余的MIDI设备开发经验中，各开发框架对触发器感应元件的电压变化值范围是0-1023，然后再以单步长为8对应至1-128。所以如果我们想制作一款力度感应在0-1023范围的设备也并无不可，特此说明。 |
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