MIDI 這個名稱，對於喜愛音樂的朋友來說，可能不時都會碰到。例如當你在網上下載音樂的時候，有一些音樂檔的格式是 MIDI 檔；或者有時在使用電子樂器，要將樂器連接到電腦錄音，都要經 MIDI 來連接。彷彿，MIDI 這個名稱已經成為數碼音樂的代號了。但到底甚麼是 MIDI 呢？而我們又可以如何透過 MIDI 製作出效果豐富的數碼音樂呢？在這篇文章中，我希望以一個實用而簡明的方法去介紹 MIDI 是甚麼，並且解釋 MIDI 如何為音樂製作和演奏帶來了實際上的利便。
可謂 MIDI？
MIDI 是樂器數碼介面 (Musical Instrument Digital Interface) 的簡稱，是由電子樂器製造商於 1981 年聯合訂定的一套用以連接電子樂器的標準。而發展到今天，透過 MIDI，不同廠商製造的電子樂器 (如合成器、電子鼓或數碼鋼琴等)、電腦、平板電腦或手機可以連接起來，互通信息。
將不同的 MIDI 樂器連接在一起，其中一個最大的好處，就是樂手在演奏的時候，可以一部電子樂器控制其他的樂器發聲。這樣，樂手既不需要在不同的樂器之間走動，又可以取用不同電子樂器中獨特的音色，使演出效果更豐富和精采。另外，當電子樂器連接到電腦或行動裝置時，我們可以透過合適的應用程式進行音樂製作。例如當我以 MIDI 將電腦和合成器連接起來時，我可以使用程序器 (Sequencer) 應用程式記錄在合成器琴鍵上演奏的音樂，將它儲存成 MIDI 檔，或者作進一步的編曲和音樂製作之用。當然我亦可以用同一個設置，以電腦向合成器發出指令，使用合成器的音色奏出電腦中的 MIDI 檔。
以 MIDI 連接電子樂器
到底電子樂器、電腦和行動裝置可以如何透過 MIDI 連接在一起呢？基本上，我們可以透過 MIDI 接線來連接。如果你查看 MIDI 樂器背面的連接埠，通常會見到一個或以上圓形的五針 DIN 插座位。例如一部數碼鋼琴，通常會提供三個這樣的五針 DIN 插座位，下面會標示著 MIDI IN、OUT 和 THRU (圖一)。
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| 圖一：電子樂器的 MIDI IN、OUT 和 THRU 插座 |
以 MIDI 線連接數碼樂器
連接配備這類 MIDI 插座的樂器，可以用同樣是配有 5 針 DIN 插頭的 MIDI 接線 (圖二)。例如我想以一部合成器控制另外一部音源器發聲，我可以將 MIDI 接線插在合成器的 MIDI OUT 插座，而另一端則插在音源器的 MIDI IN 插座 (圖三)。這樣我便可以使用合成器的鍵盤控制和奏出音源器中不同的音色了。
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| 圖二：MIDI 接線 |
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| 圖三：以 MIDI 接線連接合成器和音源器的方法 |
至於 MIDI THRU，它會提供抄送的功能，將該樂器從 MIDI IN 接收到的信息，傳遞出去其他樂器。如果我要以一部 MIDI 鍵盤或電腦同時控制多於一部的音源器或電子樂器發聲，我可以透過 MIDI THRU 將 MIDI 信息抄送到另一部 MIDI 樂器。方法是以 Daisy Chain (菊花鏈) 的方式連接 (圖四)。
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| 圖四：多件 MIDI 樂器可透過 Daisy Chain 方式連接 |
利用這個 Daisy Chain 的方法，我們可以將多部電子樂器串連起來。而這個連接方法，亦十分方便現場表演所用：樂手只要用他面前的那部主奏樂器，就可以控制多部 MIDI 樂器或音源器，使用不同樂器中的音色。
以 USB 連接 MIDI 樂器
除了使用 MIDI 接線連接之外，由於現時不少電子樂器都配置了 USB 埠，我們其實亦可以透過 USB 線將 MIDI 樂器連接到電腦、行動裝置或者其他 MIDI 樂器。
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| 圖五：以 USB 接線連接電腦進行音樂製作 |
如果電子樂器本身只配置 MIDI 埠，但又需要連接電腦的話，其實亦可以透過 USB-MIDI 的轉換線 (圖六：Roland UM-ONE mk2) 連接。
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| 圖六：USB-MIDI 的轉換線 (來源：Roland 網站) |
以藍牙連接 MIDI 樂器
除了以 MIDI 或 USB 接線連接之外，其實現時大多數的手機和平板電腦都有無線連接的功能，只要配合適當的應用程或，我們亦可以透過無線的方式將 MIDI 樂器和行動裝置連接起來。例如 iOS 版的 GarageBand 便支援藍牙 MIDI 連接，如果 MIDI 樂器本身有藍牙連接功能的話，便可以透過無線的方式與 iPhone 或 iPad 連接。如果 MIDI 樂器本身沒有配備藍牙功能，我們亦可以透過藍牙 MIDI (圖七：Yamaha MD-BT01) 或藍牙 USB MIDI (圖八：Yamaha UD-BT01) 轉換器以無線的方式與電腦或行動裝置連接。
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| 圖七：藍牙 MIDI 轉換器 (來源：Yamaha 網站) |
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| 圖八：藍牙 USB-MIDI 轉換器 (來源：Yamaha 網站) |
MIDI 信息
MIDI 樂器之間之所以可互通信息，除了透過 MIDI 接線、USB 線或者藍牙 MIDI 等方式連接之外，還需要一套共通的通信協議 (Communication Protocol)。在 MIDI 標準中，訂定了一系列的 MIDI 信息 (MIDI Messages)，讓 MIDI 樂器之間，可以透過這套共通語言，去作出精確的指示，奏出千變萬化的美妙樂音。
MIDI 信道 (MIDI Channel)
根據 MIDI 標準，一共提供 16 條 MIDI 信道。樂手可以透過將不同的 MIDI 樂器設定於不同的 MIDI 信道上，令控制個別樂器的信息可以清楚地分類，能正確地指示相關的 MIDI 樂器發出樂音。
MIDI 信息主要分為兩大類：信道信息 (Channel Messages) 和系統信息 (System Messages)。
信道信息
信道信息只對個別信道上的 MIDI 樂器生效，例如在上面圖四的 Daisy Chain 例子中，主奏 (master) 樂器連接了兩部輔奏 (slave) 樂器，而兩件輔奏樂器分別設定於信道 1 及信道 2。在使用主奏樂器控制個別輔奏樂器發出不同的音色，主奏樂器需要訂明相關的指令到底是經過信道 1 還是信道 2 發出，便可以按實際需要控制個別的 MIDI 樂器發聲了。
常見的信道信息包括：
- 開始發音 (Note On)
當你在 MIDI 樂器的琴鍵按下一個鍵時，樂器便會在 MIDI OUT 發送 「開始發音」信息。此信息本身包含信道號碼 (Channel Number)、樂音編碼 (Note Number) 以及按鍵速度 (Velocity) 的資訊。 - 停止發音 (Note Off)
當之前按下的琴鍵被釋放時，MIDI 樂器便會發送「停止發音」的信息。此信息與「開始發音」信息類似，都會包含信道、樂音和速度等資訊。 - 音色轉換 (Program Change)
當要改變所用的樂器音色時 (例如由鋼琴轉成小提琴)，MIDI 樂器會發送「音色轉換」，當中包含新的音色編碼，指示應該轉到哪一個樂器音色。 - 控制轉變 (Control Change)
MIDI 樂器除了琴鍵之外，樂手還可以透過其他類型的控制器去控制樂器所發出的聲音。例如延音踏板 (Sustain Pedal)、呼吸控制器 (Breath Controller) 和調音輪 (Mod Wheel) 等。這些控制轉變信息在控制器值更改時發送。 - 多音鍵後觸感 (Polyphonic Key Pressure (又稱為 Aftertouch))
有部份 MIDI 樂器支援感應在按鍵後持續改變的按鍵壓力，而個別琴鍵的按鍵後壓力轉變，會以「多音鍵後觸感」信息的方式發送。
系統信息
系統信息所發送的，不是關於個別信道，而是關乎整個系統。例如關於播放 MIDI 歌曲 (程序) 時，一些校時 (Timing) 的信息和指令：如開始、繼續及停止播放，與及校時時鐘 (Timing Clock) 等實時信息 (Real-time Messages)。另外還有系統共同信息 (System Common Messages) 和系統專用信息 (System Exclusive Messages)。
MIDI 信息執行表 (Implementation Chart)
由於不同的 MIDI 器材在設計時，都各自有獨特的功能，所以它們能夠發出和辨認 / 執行的 MIDI 信息都可能有所不同。要知道一件 MIDI 樂器所能夠發出和執行哪些 MIDI 信息，可以參考該樂器說明書中的 MIDI 信息執行表。關於 MIDI 信息執行表的詳細介紹，可參考本網誌的相關文章：數碼樂器 MIDI 信息執行表。
MIDI 檔案
標準 MIDI 檔 (*.MID) 包含一切 MIDI 指令，用於產生樂音、控制個別樂音的音量、和選擇樂器音色等方面。 這些檔案通常由 MIDI 程序器 (軟件或硬件) 建立，然後於 MIDI 合成器、音源器、電腦或行動裝置上播放。
MIDI 檔與音訊檔的分別
與數碼音訊檔 (Digital Audio Files，一般簡稱為聲音檔：包括 *.WAV 或 *.AIFF 等格式) 不同，MIDI 檔本身不包含或儲存聲音實際的取樣資料。MIDI 檔內儲存的是一個事件列表 (Event List)，描述 MIDI 樂器產生某些聲音的相關細節 (例如在何時以甚麼樂器音色和彈奏力度發出哪一個樂音)。 因此，比起數碼音訊檔，MIDI 檔的大小會相對小得多，而且在檔案中事件的排列次序是可以重新編排的，亦可按實際需要編輯當中的細節 (如改變音高、音色或彈奏力度等)。
一般數碼音訊工作站應用程式，都具備開啟、錄製和編輯 MIDI 和音訊檔的功能。
錄製和編輯 MIDI 檔案
如果我要錄製和編輯 MIDI 檔案，一般可以透過 MIDI 樂器內建的程序器，或者電腦或行動裝置中的應用程式，例如數碼音訊工作站應用程式 (如 Pro Tools、Logic Pro、Cubase、GarageBand 或 Ableton Live 等)，或者樂譜製作應用程式 (如 Sibelius、Finale、Dorico 或 Musescore 等)。
透過 MIDI 樂器內建的程序器來錄製和編輯 MIDI 檔，最大的好處，是不用接駁其他器材，直接在同一部 MIDI 樂器上彈奏，與及控制開始和結束錄音 (當然該件樂器必須配備錄製 MIDI 檔的功能)。不過，由於一般 MIDI 樂器的顯示屏和編輯介面方面的限制相對上大，所以在編輯上可能沒有電腦或行動裝置那樣方便。另外一點值得留意的是，在 MIDI 樂器上錄製 MIDI 程序後，是否可以儲存成 MIDI 檔；而儲存了的檔案，又可以如何傳送或抄送到電腦或其他裝置當中，作進一步的處理和播放。
使用數碼音訊工作站 (Digital Audio Workstation) 或樂譜製作 (Notation) 應用程式錄製 MIDI 程序之後，一般都可較仔細地編輯內容。而兩者之分別主要在於編輯介面上的不同：數碼音訊工作站通常會以不同軌道的形式顯示，當中包括 MIDI 音軌 (MIDI Track) 和音訊聲軌 (Audio Track)。而 MIDI 音軌一般會以「鋼琴紙卷」(Piano-roll) 的方式顯示和編輯樂音及其他 MIDI 參數。而一些較全面的數碼音訊工作站程式亦會提供樂譜介面的編輯選項。不過，如果你的目的是在錄製 MIDI 程序之後，將它轉換成樂譜的話，最好都是使用樂譜製作應用程式來編輯 MIDI 檔，並加入其他樂譜上的細節 (例如圓滑線、強弱符號、歌詞及其他文字元素等)，再儲存成 PDF 檔，或者將編輯好的樂譜列印出來。
收看我製作的 Sibelius 教學影片：
錄製 MIDI 的基本設置
最後，我希望藉兩個簡單的例子讓讀者了解使用錄製 MIDI 檔的基本設備。如果你傾向透過電腦錄製的話，當然首先要有一台電腦，Mac 或 PC 均可。而在電腦當中，必需安裝一個可以錄製、編輯、播放和儲存 MIDI 或相關檔案的應用程式。這些應用程式可以是數碼音訊工作站或者是樂譜製作等程式。輸入方面，則需要先將一部 MIDI 鍵盤以 MIDI 或 USB 接線連接到電腦之上，並做好相關設定 (如在應用程式中指定使用相關的 MIDI 樂器進行輸入等)。例如在上文的圖五中，我將 AKAI Professional LPK25 透過 USB 線連接到 Macbook，並使用 Sibelius 錄取鍵盤彈奏的樂音，再儲存為 MIDI 檔。
如果你想透過行動裝置來錄製 MIDI 檔，你的手機或平板電腦亦需要安裝好相關的應用程式，然後再以有線或者藍牙的方式，將 MIDI 樂器連接到行動裝置之上。如果你是用藍牙的方法，留意不同的應用程式可能會有不同的方法連接藍牙 MIDI 樂器，詳細應參考各應用程式的說明書。在下圖的例子中，我將 Korg nanoKEY2 控制器鍵盤經 Apple 的 Lightning 至 USB 相機轉換器連接到 iPad，並使用 Steinberg 的 Cubasis 錄製 MIDI 音軌，再匯出成 MIDI 檔。 |
| 圖九：使用行動裝置錄製 MIDI 檔 |
作者：黃逸偉
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