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2.2 音乐合成和MIDI规范 2.2.1 音乐合成 一个乐音必备的三要素是：音高、音色和音强。运动的旋律中的乐音还应具备时值，即持续时间。 音高：音高指声音的基频。声音的基频越高，给人的感觉就越激越；相反，声音的基频越低，给人的感觉就越低沉。。 音色：音色是由声音的频谱决定的：各阶谐波的比例不同，随时间衰减的程度不同，音色就不同。各种乐器的音色是由其自身结构特点决定的。要用计算机模拟具有强烈真实感的旋律，音色的变化非常重要的。 音强和时值：音强也叫响度，是指声音信号的强弱程度，是由声波振动的振幅决定的。声波振动的持续时间称为时值，它具有明显的相对性，一个音只有在包含了比它更短的音的旋律才会显得长。 2.2 音乐合成和MIDI规范 2.2.1 音乐合成 任何一种波形信号都可以被分解成若干个频率不同的正弦波，一个乐器的声音也可以由若干个正弦波合成得到。调频（FM）是使高频振荡波的频率按调制信号规律变化的一种调制方式。采用不同调制波频率和调制指数，就可以方便地合成具有不同频谱分布的波形，再现某些乐器的音色。我们可以采用这种方法得到具有独特效果的“电子模拟声”，创造出丰富多彩的、真实乐器所不具备的音色。 为使音乐更加真实，人们开发出波形表（wavetable）音乐合成技术。波表合成是把真实音乐声音数字信号录制后，保存在存储器中，当选择某个乐器时，将所录制的样本信号回放。 目前这两种音乐合成技术都应用于多媒体计算机的音频卡中 。 2.2 音乐合成和MIDI规范 2.2.2 MIDI规范 1．什么是MIDI MIDI（Musical Instrument Digital Interface，乐器数字接口）是一种技术规范，定义了为把电子乐器连接到计算机所需要的电缆和端口的硬件标准，计算机和具有MIDI接口的设备之间进行信息交换的规则，电子乐器之间传送数据的通信协议。 MIDI声音是记录电子乐器键盘的弹奏过程，是将乐曲进行一种数字化的描述，这种描述称为MIDI消息（MIDI Message）。当需要播放这段音乐时，从相应的MIDI文件中读出MIDI消息，由合成器来解释这些消息中的符号，并生成所需要的乐器的声音波形，经放大后由扬声器输出。 在计算机中播放MIDI信息须使用带有合成器的声卡。 2.2 音乐合成和MIDI规范 2.2.2 MIDI规范 MIDI声音的优点： （1）存储容量小 因为MIDI文件中记录的是一系列指令的集合，所以， MIDI文件所占的存储量非常小。在需要播放长时间的高质量音乐时，往往采用MIDI文件。 （2）可以提供背景音乐或音响效果的配音功能 当多媒体计算机播放图像、文字、图表时，或者播放波形音频、语音时，可以同时播放MIDI音乐作为背景音响效果。 （3）便于编辑和修改 MIDI声音记录的是符号，是乐谱的数字化表示。因此，它可以在计算机中很方便地任意修改乐曲的速度、音调，甚至可以更换的乐器，从而得到不同的效果。 （4）可以在MIDI合成器中完全重现原来的演奏 MIDI是把MIDI设备上产生的每个活动记录下来，形成MIDI文件，把它再传送到MIDI合成器时，就可以完全重现原来的演奏效果。 2.2 音乐合成和MIDI规范 2.2.2 MIDI规范 2．MIDI的有关术语 （1）MIDI文件 MIDI文件是存放MIDI信息的标准文件，文件名后缀为 .MID。 （2）通道（Channels ） MIDI可为16个通道提供数据，每个通道可以访问一个独立的逻辑合成器。 （3）音序器（Sequencer） 音序器是为了MIDI作曲而设计的计算机程序或电子装置，用于记录、编辑、播放MIDI文件。 2.2 音乐合成和MIDI规范 2.2.2 MIDI规范 3．M1Dl规范 MIDI规范是一个国际的标准，主要包括以下3个方面的内容。 （1）MIDI的硬件规范 指的是各种MIDI设备之间连接的硬件接口标准和信号传输机制，包括输入/输出通道的类型，连接电缆样式及插座形式等。 （2）MIDI声音信息的规范 指的是使音乐信息互相交换的一种编码标准。它包括有关音乐成分的信息，如音符、音量、音调、音符时间长短等，是一种表达各种声音的作曲系统。