Java | MIDI 简介
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乐器数字接口(MIDI)标准定义了用于电子音乐设备(例如电子键盘乐器和个人计算机)的通信协议。在现场演奏期间，MIDI 数据可以通过特殊电缆传输，也可以存储在标准类型的文件中供以后回放或编辑。 midi 文件包含以事件形式表示音乐的数据。每个事件都描述了要播放的音符—持续时间、音调、速度、通道等。Package javax.sound.midi 为 midi 数据的 I/O、排序和合成提供了接口和类。 MIDI 既是硬件规范，也是软件规范。 javax . sound . midi 软件包用于创建和使用 midi 事件，以 Java 制作简单的原声。
Java 声音 API 对 MIDI 设备的表示
- MidiDevice 接口:midi device 接口包括用于打开和关闭设备的 API。它还包括一个名为 MidiDevice 的内部类。提供设备文本描述的信息，包括设备名称、供应商和版本。
- 发射器和接收器:设备发送数据的方式是通过它“拥有”的一个或多个发射器对象类似地，设备接收数据的方式是通过其一个或多个接收器对象。发射器对象实现发射器接口，接收器实现接收器接口。 每个发射机一次只能连接到一个接收机，反之亦然
Midi 系统的基本组件
- 合成器:这是播放 midi 原声的设备。它可以是软件合成器，也可以是真正的 midi 兼容乐器。
- 音序器:音序器(通过序列)接收 Midi 数据，并命令不同的乐器演奏音符。它根据开始时间、持续时间和要播放的频道来安排事件。
- 通道: Midi 最多支持 16 个不同的通道。我们可以向这些通道中的任何一个发送 midi 事件，这些通道随后由音序器同步。
- 曲目:是 Midi 事件的序列。
- 序列:是包含多个磁道和时序信息的数据结构。音序器接收序列并播放它。
重要类和方法
- 【MIDI 系统:这个类提供了对已安装 MIDI 资源的访问，如音序器、合成器、输入/输出端口。所有方法都是静态的，这个类不能被实例化。
- midi system . getsequencer()–返回连接到合成器/接收器的序列器接口的实例。
- sequencer . open()–打开 sequencer，使其可以获取系统资源。
- 序列器。设置序列(序列序列)–设置序列器运行的当前序列。
- 音序器. settenpoinbpm(浮动 BPM)–以每分钟节拍为单位设置回放速度。
- 音序器. start()–开始播放当前加载序列中的 MIDI 数据。
- sequencer . isrunning()–指示 Sequencer 当前是否正在运行。
- 序列–序列类实例保存表示一个或多个轨道和定时信息的数据结构。
- 序列。PPQ–基于速度的计时类型，分辨率以每四分之一音符的脉冲(节拍)表示。
- 序列.创建轨迹()–创建一个空轨迹
- 轨道–包含按时间顺序排列的 midi 事件的类别。
- 轨道.添加(MidiEvent 事件)–向轨道添加新事件。
- MidiEvent(MidiMessage 消息，长勾号)–包含带时间戳的 midi 消息的 midi 事件对象。
- 短消息()–一个最多有两个数据字节的短消息对象(从 MidiMessage 扩展而来)。
- ShortMessage . setmessage(int command，int channel，int data1，int data2)–设置一个最多有两个数据字节(data1 和 data 2)的 short message 对象。
MIDI 命令
T32 | code | order | | --- | --- | | One hundred and forty-four | Pay attentiOn to the on event | | One hundred and twenty-eight | Pay attention to the Off event | | One hundred and ninety-two | Change the program to change the default instrument, etc | | One hundred and seventy-six |下面的程序说明了 MIDI 在 Java 中的用法: 程序 1: 说明了一个简单记录的实现。
Java 语言(一种计算机语言，尤用于创建网站)
// Java program showing the implementation of a simple record
import javax.sound.midi.*;
import java.util.*;
public class MyMidiPlayer {
public static void main(String[] args)
{
System.out.println("Enter the number of notes to be played: ");
Scanner in = new Scanner(System.in);
int numOfNotes = in.nextInt();
MyMidiPlayer player = new MyMidiPlayer();
player.setUpPlayer(numOfNotes);
}
public void setUpPlayer(int numOfNotes)
{
try {
// A static method of MidiSystem that returns
// a sequencer instance.
Sequencer sequencer = MidiSystem.getSequencer();
sequencer.open();
// Creating a sequence.
Sequence sequence = new Sequence(Sequence.PPQ, 4);
// PPQ(Pulse per ticks) is used to specify timing
// type and 4 is the timing resolution.
// Creating a track on our sequence upon which
// MIDI events would be placed
Track track = sequence.createTrack();
.
// Adding some events to the track
for (int i = 5; i < (4 * numOfNotes) + 5; i += 4)
{
// Add Note On event
track.add(makeEvent(144, 1, i, 100, i));
// Add Note Off event
track.add(makeEvent(128, 1, i, 100, i + 2));
}
// Setting our sequence so that the sequencer can
// run it on synthesizer
sequencer.setSequence(sequence);
// Specifies the beat rate in beats per minute.
sequencer.setTempoInBPM(220);
// Sequencer starts to play notes
sequencer.start();
while (true) {
// Exit the program when sequencer has stopped playing.
if (!sequencer.isRunning()) {
sequencer.close();
System.exit(1);
}
}
}
catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
public MidiEvent makeEvent(int command, int channel,
int note, int velocity, int tick)
{
MidiEvent event = null;
try {
// ShortMessage stores a note as command type, channel,
// instrument it has to be played on and its speed.
ShortMessage a = new ShortMessage();
a.setMessage(command, channel, note, velocity);
// A midi event is comprised of a short message(representing
// a note) and the tick at which that note has to be played
event = new MidiEvent(a, tick);
}
catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
return event;
}
}
Input: Enter the number of notes to be played:
15
Output: 15 sound notes with increasing pitch are played
Input: Enter the number of notes to be played:
25
Output: 25 sound notes with increasing pitch are played
(Note: Number of notes should not exceed 31 for reasons cited later)
为什么音符数量限制在 31 个？ 由于 ShortMessage 的 data1 和 data2 字段为字节类型，在使用 setMessage(int command，int channel，int note，int velocity)时，note 和 velocity 不得超过 127。 程序 2: 使用命令代码 192 更改仪器类型
Java 语言(一种计算机语言，尤用于创建网站)
// Java program showing how to change the instrument type
import javax.sound.midi.*;
import java.util.*;
public class MyMidiPlayer1 {
public static void main(String[] args)
{
MyMidiPlayer1 player = new MyMidiPlayer1();
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.println("Enter the instrument to be played");
int instrument = in.nextInt();
System.out.println("Enter the note to be played");
int note = in.nextInt();
player.setUpPlayer(instrument, note);
}
public void setUpPlayer(int instrument, int note)
{
try {
Sequencer sequencer = MidiSystem.getSequencer();
sequencer.open();
Sequence sequence = new Sequence(Sequence.PPQ, 4);
Track track = sequence.createTrack();
// Set the instrument type
track.add(makeEvent(192, 1, instrument, 0, 1));
// Add a note on event with specified note
track.add(makeEvent(144, 1, note, 100, 1));
// Add a note off event with specified note
track.add(makeEvent(128, 1, note, 100, 4));
sequencer.setSequence(sequence);
sequencer.start();
while (true) {
if (!sequencer.isRunning()) {
sequencer.close();
System.exit(1);
}
}
}
catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
public MidiEvent makeEvent(int command, int channel,
int note, int velocity, int tick)
{
MidiEvent event = null;
try {
ShortMessage a = new ShortMessage();
a.setMessage(command, channel, note, velocity);
event = new MidiEvent(a, tick);
}
catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
return event;
}
}
Input : Enter the instrument to be played
102
Enter the note to be played
110
Output : Sound note is played
Input : Enter the instrument to be played
40
Enter the note to be played
100
Output : Sound note is played
注意:代码不会在在线 IDE 上运行，因为代码需要几秒钟的运行时间来回放，而 IDE 不允许。
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