Apéndice: Formato MIDI

El formato MIDI no se considera de audio digital, ya que no almacena muestras de un determinado sonido sino una descripción musical del mismo. Sólo puede representar sonidos musicales, además no los describe completamente, ya que indica el instrumento en el que se tocan, la forma de tocarlo, pero el sonido final que se reproduzca depende fuertemente del dispositivo reproductor MIDI.

Si bien este formato no es estrictamente audio digital, está ampliamente extendido para la representación de sonidos musicales en sistemas informáticos, por lo que le dedicamos este apéndice.

Estructura de fichero MIDI

Los ficheros MIDI tienen una estructura simple, se componen de una sucesión de segmentos. Debe haber un segmento de cabecera, seguido de un número variable de pistas (tracks). Una pista se asemeja conceptualmente a un pentagrama: puede describir el sonido de un determinado instrumento.

Segmento de cabecera

El segmento de cabecera de un fichero MIDI según la especificación General MIDI 1 tiene la siguiente estructura:

		struct {
 			char id[4];
 			long size;
 			unsigned format;
 			unsigned ntracks;
 			unsigned deltatime;
 		}MIDIhdr; 

Formatos

• Pista única: Indica que el fichero se compone de cabecera y un único segmento de pista.
• Multipista, síncrono: Especifica un fichero con múltiples pistas, todas ellas refrerenciadas a tiempo cero. La reproducción de las pistas es por tanto simultánea.
• Multipista, asíncrono: El fichero contiene múltiples pistas que se reproducen de forma secuencial, una detrás de otra.

Segmentos de pista

Cada segmento de pista consta de una cabecera, similar a la del fichero, seguida de una serie de eventos MIDI. De entre los eventos MIDI se encuentran los comandos, que son los mismos datos enviados o recibidos por los puertos MIDI de los dispositivos.

		struct {
 			char id[4];
 			long size;
 		}MIDItrackhdr; 

Las notas musicales se representan en MIDI mediante un número entero positivo comprendido entre 0 y 127 (requiere de 7 bits). Con este rango cubre 11 octavas. Las correspondencias son las siguientes:

Valores de longitud variable

En muchos de los comandos MIDI se empleará una representación de números que se denomina de longitud variable.

La intención es representar un rango amplio de valores sin obligar a que valores pequeños ocupen más bytes los que el valor necesita para ser almacenado.

La forma de representación es la siguiente. El número se formará como una secuencia de bytes. Cada byte aporta sólo siete bits (los menos significativos) al número representado. El bit de mayor peso debe valer 1 si quedan más bytes para representar el número y 0 para el último byte. Estos son algunos ejemplos de valores hexadecimales y su representación en longitud variable MIDI:

Eventos

Los eventos contenidos en los segmentos de pista de un fichero MIDI constan de dos elementos: un campo delta-time y un campo evento. El campo delta-time es de longitud variable y se expresa una determinada fracción del compás, tal como se indica en la cabecera. El campo evento puede ser de tres tipos:

• Evento MIDI: Es un mensaje de un canal MIDI. El primer evento de una pista debe ser un indicador de estado. El estado se almacena, de forma que no es necesario volver a indicarlo si el mensaje de canal MIDI anterior tenía el mismo estado.
• Evento Exclusivo del Sistema MIDI: Especifica un mensaje exclusivo del sistema MIDI.
• Eventos "meta": Especifica información que no es MIDI, útil para los secuenciadores.

Eventos MIDI

• Comandos de modo: Son comandos que constan sólo de un byte, es byte de estado pero no especifican ningún canal concreto. Este grupo es poco numeroso y el comando más utilizado tiene como función silenciar la totalidad de los canales.

Mensajes Exclusivos del Sistema MIDI

Los eventos exclusivos pueden ser únicos, en paquetes (una secuencia) o una secuencia de escape.

Existen fundamentalmente dos forma de mandar este tipo de mensajes:

0xF0 + longitud + mensaje

El campo longitud especifica el número de bytes del mensaje (no incluye cabecera ni el propio campo longitud). Es un valor expresado en formato longitud variable.

El mensaje completo puede enviar en un solo bloque o en varios. El mensaje completo debe finalizar con el carácter 0xF7 (que no se considera parte del mensaje). Si una mensaje contenido en una secuencia 0xF0 no finaliza con el carácter 0xF7, consta de más secciones. El resto del mensaje se envía con secuencias similares pero que comienzan con el carácter 0xF7.

Existe otra forma de enviar datos a modo de secuencia de escape. Este es un método para transmitir datos que de otra forma no serían válidos. Se trata de una secuencia como las vistas, que comienza por 0xF7, pero no es continuación de una secuencia 0xF0:

0xF7 + longitud + mensaje

Eventos META

Los eventos meta son muchos, no son información MIDI sino otros tipos de información que asociamos al fichero MIDI.

Los programas de aplicación no necesitan saber interpretar todos los eventos meta. A continuación se especifican algunos eventos meta: