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midi文件结构分析及生成方法

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> <header数据> //首部块
　　.......
　　mtrk <数据长度> <track数据> //音轨块
　　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 b14 ￣ b0

　　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]; //track chunk标志mtrk
　　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：

　　<mtrk event>=<dela-time> <event>

　　<dela-time>使用可变长度的形式存储数据，它代表处理event之前要计数时间值。 它在音乐中，即表示拍数。通常音乐开始演奏时，总是将计数时间值设置为0。为了能连续处理两个event，我们可以将deta-time设置为0。如：3和5同时演奏2拍（每一拍计数值为24），可以设置如下：

　　deta-time event
　　0 开始演奏３
　　0 开始演奏５
　　48 停止３演奏
　　0 停止5演奏

　　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。

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