九乡新闻网证券公司有校园招聘吗:MIDI文件结构分析及生成方法
来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/04/29 02:13:32
MIDI文件结构分析及生成方法
(2006-03-17 23:30:39)
转载 分类： H.264技术 从网上找的，已经将用BC写的改成了VC的，由于对音乐的理解比乐盲还差，对于程序中转换是否有问题我也不得而知，反正用VC生成的MIDI文件听起来惨不忍睹。对于制作MIDI音乐来说，比播放MIDI文件本身更复杂得多。我们得了解一些乐理常识和MIDI文件结构。
一、MIDI文件结构分析 MIDI文件包含首部块（Header Chunk）和音轨块（Track Chunk）两部分。其格式一般如下：
MThd <数据长度>
.......
Mtrk <数据长度>
Header Chunk 结构为:
char MidiId[4];
long length;
int foarmt;
int TrackNum;
int division;
其中：
MidiId称为MIDI文件头标志，一般将其设置为MThd；
length为文件首部数据长度（除它本身和文件头标志占用的字节以外），通常它设置为6，即format,TrackNum和division共占用的字节数据长度；
format表示MIDI文件存放的格式，当前只有３种格式：
0 表示MIDI文件只有一个Track Chunk；
1 表示MIDI文件只有一个或多个Track Chunk；
2 表示MIDI文件只有一个或多个各处独立的Track Chunk。
division指定计数的方法，一种随时间计数（最高位设置为０时），另一种使用制式的时间码（最高位设置为１时）。这里，主要介绍随时间计数的一种格式。其各位意义如下：
┌─┬─────────┐
│0 │ 每一拍的计数值
└─┴─────────┘
b15
其最高位一定要设置为0，其它的15位表示每一拍的计数值。如该数据为９６（以八分音符为一拍），则表示一个四分音符延时数应该为192。
另外，在MIDI文件中，long和int型数据均将高字节值存放入低地址上，如一个long型数据为0x45678，则在文件中，存放的结果为：0x00,0x04,0x56,0x78。而在内存中，int,long的变量值通常将崐高字节值存放高地址上。因此，存放数据时，应该作一下调整。
Track Chunk为用来播放歌曲的数据信息。每一个Track Chunk是一组简单的MIDI码（包括一些非MIDI码）的集合。它又由头部信息和崐若干个Mtrk event组合而成。
头部结构和意义为：
char TrackChunkId[4];
long TrackChunkMsgLength; //该Track Chunk信息长度
而Mtrk event是由时间计数值（dela-time）和event（MIDI码信崐息）组合成的。即：
deta-time
0
0
48
0
event表示MIDI码信息集，如0x9n表示开始发音，0x8n表示关闭发音等等（下有说明）。
上述的dela-time使用可变长度的形式表示数据值。可变长度形崐式是MIDI文件中对于大于８位的数据打用的一种存储方式，它把每一个数据定义为７位，剩下的最高位作为数据长度的识别。当这一位为0时，表示数据是最后一个，若为１，则表示还有下一个。
如：数值0x3fff，可变长度形式便为0xff,0x7f；0x4000则应该为0x81,0x80,0x00。此数据的转换可以参阅WriteLenghtToBuf()函数。
二、常见MIDI码说明
MIDI码是制定音乐交换的信息码，它使用串行非同步传送，因此数据码是用多码形式。第一个MIDI码是状态码，剩余的都是数据码，其长度视状态而定。
以下是一些常见的MIDI码。
１、开始发音（0x9n）
格式为：0x9n note speed
它一共占用３个字节，n表示通道号，取值0-15。MIDI可以同时演奏16个通道，用此指定在哪一个通道上发音（以下n相同）。
note表示音高数值，即音阶码值。如C4（中音１）为60，它的取值在0xc和0x6c之间（具体码值，可参考「参考书籍１」）。
speed表示按键时的速度，用此表示音的力度。若没有力度感，可以将其设置为64，若为0，表示关闭发音。
如：在第２通道上开始演奏３，则MIDI码便为0x91,63,40。
MIDI规范还规定，若连续向同一通道上发送多个音，则可以不指出状态码。如上述同时演奏３，５，MIDI码便为：0x91,63,40,65,40。
２、关闭发音（0x8n）。
格式：0x8n note speed
说明同上。通常它用0x9n,note,0来代替。
３、切换音色（0xcn）。
格式：0xcn,program
program表示音色代码，０￣255之间，如Acou Piano 1（电钢１值为０），Synth Bass 1（电贝司１值为６４）等（详见「参考书籍１」）。
４、设置音量大小
格式：0xbn ,07,size
0xbn,39,size
7,表示设置主音量的高字节值；39表示设置主音量的低字节值。
５、设置时间记号
格式：0xff 0x58 04 nn dd cc bb
nn和dd直接对应到谱号的数字，dd使用2的指数。如3/8,则nn=3,dd=3。cc是代表第次节拍器打后的时间是几个MIDI clock。bb通常设置为8表示多少个MIDI clock等于1/4 拍。
６、设置演奏速度
格式：0xff 0x51 03 tt tt tt
tt tt tt 表示第一拍定义多少个Miscro Seconds。它即是用来崐变演奏的速度。
７、写歌词
格式：0xff 0x05 len text
len表示歌词的长度，text表示歌词文本码。
８、磁道结束
格式：0xff,0x2f,00
它表示结束点。每外track chunk后都应该有此MIDI码。
三、MIDI信息文本文件制作
为了能制成符合规范的MIDI文件，我们在此规定MIDI信息文本制作格式如下：
[MIDI]
<调号>,<节拍>,<每分钟节拍数>,<音轨个数>
[1]
.....
[n]
....
说明：
１、调号，占用一个字符，必须为A、B、C、D、E、F、G，否则视为C调；
２、节拍，取值如下：2/4，3/4，4/4，3/8，6/8....等。
３、每分钟节拍数：表示每分钟演奏的节拍总数，取值在40-200崐之间，否则视为120。
４、音轨个数表示此歌曲声部数。如三声部，可将其设置为3。
５、[n]后表示此音轨的音乐信息。有如下说明字符组合而成。
音高：
高音 C D
中音 1 2
低音 c d
若某音升半音，则在其后加#号；降半音，在其后加b字符。
音长： -（延长四分音符的一拍）、_（８分音符，后可带符点）、=（１６分音符，后可带符点）、.（附点音符，后不可带符点）、:（３２分音符，后可带符点）、;（６４分音符，后不可带符点）。
说明：在书写时，请先写完整的音高，再写音长，如简谱中的"３－"，则应该为"3#-"。
Pn：表示设置音色，取值１－２５６之间。
{}：歌词或注释。
|： 表示小节分隔符。
\： 后继音均降八度
/： 后继音均升八度
Sn：音量大小，n数值越大，音量越大。
其它的字符，视为非法字符。
以下为歌曲《解放军的天》片断MIDI文本文件。
[MIDI]
F,2/4,150,2
[1]
P53
/3=3=3=2= 3_.2= | 1_1=e= g | 3=3=3=2= 3_3=2= | 1_1=e= g |
\6_. 5= 6_.5= | 6_C_ 3_5_| 6=6=6=6= 6_6_
2_.3=
1_0_ 2_2_
[2]
P53 \
1_C_ 5_G_ | 1_c_ 5_G_ | 1_C_ 5_G_ | 1_c_ 5_G_ |
a_6_ 4_6_ | 1_5_ 3_ 5_ | a_6_ 4_6_ | 1_5_ 3_ 5_ |
1_3_ 5_1_ | 1_6_ 4_6_ | 2_5_ 1_5_ | g_5_ 1_5_ |
1_5_ 3_5_ | 1_6_ 4_6_| 3_2_ 1
以下为MIDI文件生成的全部源程序，经Borland c++3.1编译、连接通过。
#include
#include
#include
#include
#define C1 60 //C调1的键名值
#define FOURPAINUM 64 //1/4音符计数
#define MIDICLOCK 24 //每1/64音符的MIDICLOCK数
#define JumpNullChar(x) \ //跳过空字符
{ \
while(*x==' ' \
||*x=='\t' \
||*x=='\n' \
||*x=='|') \
x++; \
};
enum ERRORCODE{ //处理错误信息
ChangeOK, //转换成功
TextFileNotOpen, //文本文件不能打开
MidiFileCanNotCreate, //指定的MIDI文件不能建立
TextFileToBig, //文本文件太大
MallocError, //内存分配错误
InvalideChar, //在文本文件中出现了非法字符
NotFoundTrack, //没有找到指定的磁道信息
NotMIDITextFile, //文本文件不是MIDI文本文件
};
void SWAP(char *x,char *y) //两数据交换
{ char i;
i=*x;
*x=*y;
*y=i;
}
union LENGHT
{ long length;
char b[4];
} ;
struct MH { //MIDI文件头
char MidiId[4]; //MIDI文件标志MThd
long length; //头部信息长度
int format; //存放的格式
int ntracks; //磁道数目
int PerPaiNum; //每节计算器值
};
struct TH //音轨头
{ char TrackId[4]; //磁道标志MTrk
long length; //信息长度
} ;
class MIDI
{
public:
char ErrorMsg[100]; //错误信息
private:
unsigned char *TextFileBuf,
*TextFileOldBuf;
unsigned char *MidiFileBuf,
*MidiFileOldBuf;
char OneVal; //某调时,1的健值
char PaiNum; //第一小节节拍总数
char OnePaiToneNum; //用几分音符作为一基本拍
public:
//将符全MIDI书定格式的文本文件生成MIDI文件
int ChangeTextToMidi(char *TextFileName,
char *MidiFileName);
char *GetErrorMsg() //获取错误信息
{ return(ErrorMsg);}
private:
char GetCurPaiSpeed(int n); //取当前拍的按下强度
void WriteSoundSize(char ntrack,unsigned int );
void SetOnePaiToneNum(int n)
{ OnePaiToneNum=n; };
void SetOneval_r(char *m) ; //取m大调或小调时,1的实际键值
char GetToneNum(char c, //取记名对应的键值
char flag) ;
void WriteMHToFile(long length, //建立MIDI文件头
int format,
int ntracks,
int PerPaiNum,
FILE *fp);
void WriteTHToFile(long lenght,
FILE *fp); //建立MIDI磁道头
void WriteTrackMsgToFile(FILE *fp);
//将磁道音乐信息定入文件中
void WriteSpeed(int speed);
void SetPaiNum(int n)
{ PaiNum=n;}
long NewLong(long n); //新的long值
int NewInt(int n) //新的int值
{ return(n<<8|n>>8);}
//将n改为可变长度,内入buf处
void WriteLenghtToBuf(unsigned long n,
char *buf);
void ChangePrommgram(char channel, //设置音色
char promgram);
void NoteOn (char n, //演奏乐音
char speed,
unsigned long delaytime);
void WriteNoteOn(char,char,char ,unsigned long) ;
void WriteTextMsg(char *msg); //定一串文本信息
void WriteTimeSignature(char n, //设置时间信息
char d);
void WriteTrackEndMsg(); //设置磁道结束信息
/* 作用:将符合MIDI文本文件的text文件转换成MIDI */
/* 文件. */
/* 入口参数:TextFileName 文本文件名 */
/* MidiFileName MIDI文件名 */
/* 出口参数:见 ERRORCODE 说明 */
/*************************************************/
int MIDI::ChangeTextToMidi(char *TextFileName,
char *MidiFileName)
{ int tracks,ntrack,delaytime;
int speed,IsFirst,nn,dd;
unsigned char buf[80],*msgbuf,c;
FILE *TextFp,*MidiFp;
long FileSize;
char SpeedVal;
TextFp=fopen(TextFileName,"r");
if (TextFp==NULL)
{sprintf(ErrorMsg,
"文本文件[%s]不能打开。\n",TextFileName);
return(TextFileNotOpen);
}
fseek(TextFp,0,SEEK_END); /*测试文件大小*/
FileSize=ftell(TextFp);
TextFileBuf=(char *)malloc(FileSize);/*为文件分配内存*/
if (TextFileBuf==NULL)
{ sprintf(ErrorMsg,
"文本文件[%s]太大，没有足够的内存处理。\n",
TextFileName);
fclose(TextFp);
return(TextFileToBig);
}
memset(TextFileBuf,0,FileSize);
MidiFileBuf=(char *) malloc(FileSize*4);
if ( MidiFileBuf==NULL)
{ sprintf(ErrorMsg,"不能为MIDI文件分配内存。\n");
fclose(TextFp);
free(TextFileBuf);
return(MallocError);
}
MidiFp=fopen(MidiFileName,"wb");
if (MidiFp==NULL)
{ sprintf(ErrorMsg,
"Midi文件[%s]不能建立。\n",MidiFileName);
fclose(TextFp);
free(MidiFileBuf);
free(TextFileBuf);
return(MidiFileCanNotCreate);
}
MidiFileOldBuf=MidiFileBuf;
TextFileOldBuf=TextFileBuf;
fseek(TextFp,0,SEEK_SET);
fread(TextFileBuf,FileSize,1,TextFp);
fclose(TextFp);
JumpNullChar(TextFileBuf);
c=strnicmp(TextFileBuf,"[MIDI]",6);
if (c)
{sprintf(ErrorMsg,
"文本文件[%s]不是MIDI文本文件。\n",MidiFileName);
fcloseall();
free(TextFileOldBuf);
free(MidiFileOldBuf);
return(NotMIDITextFile);
}
TextFileBuf+=6;
JumpNullChar(TextFileBuf);
sscanf(TextFileBuf,"%c,%d/%d,%d,%d", //取调号等信息
&c,&nn,&dd,&speed,&tracks);
buf[0]=c;buf[1]=0; SetOneval_r(buf); //设置该调1的键值
if (nn<1 || nn> 7) nn=4;
if (dd<2 || dd>16) dd=4;
while(*TextFileBuf!='\n') TextFileBuf++;
JumpNullChar(TextFileBuf);
if (speed<60 || speed >200) speed=120;
JumpNullChar(TextFileBuf);
if (tracks<1 || tracks>16) tracks=1;
JumpNullChar(TextFileBuf);
ntrack=1;
WriteMHToFile(6,1,tracks,speed,MidiFp);
WriteTimeSignature(nn,dd); //设置时间记录格式
SetPaiNum(nn);
WriteSpeed(speed); //设置演奏速度
while(ntrack<=tracks && *TextFileBuf!=0)
{sprintf(buf,"[%d]",ntrack);
TextFileBuf=strstr(TextFileBuf,buf);//查找该磁道起始位置
if (TextFileBuf==NULL) //没有找到
{ sprintf(ErrorMsg,
"在文件[%s]中，第%d磁道音乐信息没找到。\n.",
TextFileName,ntrack);
free(MidiFileOldBuf);
free(TextFileOldBuf);
fcloseall();
return(NotFoundTrack);
}
if (ntrack!=1) MidiFileBuf=MidiFileOldBuf;
SpeedVal=0;
TextFileBuf+=strlen(buf);
IsFirst=1;
while(*TextFileBuf!=0 && *TextFileBuf!='[')
{ JumpNullChar(TextFileBuf);
c=*(TextFileBuf++);
if ( (c>=?' && c<=?')
|| (c>='a' && c<='g')
|| (c>='A' && c<='G')
)
{JumpNullChar(TextFileBuf);
if (*TextFileBuf=='b' || *TextFileBuf=='#')
{ c=GetToneNum(c,*TextFileBuf);/*取出实际的音符*/
TextFileBuf++;
JumpNullChar(TextFileBuf);
}
else c=GetToneNum(c,' ');
switch(*(TextFileBuf++))
{ case '-': //延长一拍
delaytime=2*FOURPAINUM;
JumpNullChar(TextFileBuf);
while(*TextFileBuf=='-')
{ TextFileBuf++;
delaytime+=FOURPAINUM;
JumpNullChar(TextFileBuf);
}
break;
case '_': //8分音符
delaytime=FOURPAINUM/2;
JumpNullChar(TextFileBuf);
if(*TextFileBuf=='.')
{TextFileBuf++;
delaytime=delaytime*3/2;
}
break;
case '=': //16分音符
delaytime=FOURPAINUM/4;
JumpNullChar(TextFileBuf);
if(*TextFileBuf=='.')
{delaytime=delaytime*3/2;
TextFileBuf++;}
break;
case '.': //附点音符
delaytime=FOURPAINUM*3/2;
break;
case ':': //32分音符
delaytime=FOURPAINUM/16;
JumpNullChar(TextFileBuf);
if(*TextFileBuf=='.')
{delaytime=delaytime*3/2;
TextFileBuf++;}
break;
case '': //64分音符
delaytime=FOURPAINUM/32;
if(*TextFileBuf=='.')
{ delaytime=delaytime*3/2;
TextFileBuf++;}
break;
default:
delaytime=FOURPAINUM;
TextFileBuf--;
break;
} 原文： http://blog.sina.com.cn/s/blog_465bdf0b010002sy.html
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