midi 文件结构 // pkiller

Chunks

一个MIDI文件由多个Chunk(块)构成. 1个Chunk包含以下信息:

type	length	data
4byte	4byte	length bytes

一共存在两种类型的Chunk:

头部块: Chunk.type = “MThd” 轨道块: Chunk.type = “MTrk”

一个MIDI文件由1个头部块加上1到n个的轨道块构成.

Chunk.length决定了Chunk的总长度, MIDI文件中可以存在MThd与MTrk之外的Chunk, 但是这些数据都应当被直接忽略. 在MIDI规范中要求软件应当能应付这种异常情况.

MIDI文件中, 除了基础的信息外, 还包括如:delta-times与meta-events. 这些信息包含数值, 这些信息通常以以下两种格式存在:

用以下方式存储:

变长数值提供了一种简单的表示任意大小数值的方式，没有必要来用定长的数值来表示，避免了不必要的长度浪费。一个变长数值由n个8bit(最高1位+后面7bit表示）组成. 非结尾的byte/8bit, 最高bit为1. 最后1byte最高bit为0. Example:

Decimal	Hex	Binary	Veriable-Length-Representation Binary	Veriable-Length-Representation Hex
-	abcd	aaaabbbbccccdddd	100000aa 1aabbbbc 0cccdddd	-
0 … 127	00 … 7F	0000 0000 … 0111 1111	0000 0000 … 0111 1111	00 … 7F
128 … 16383	80 … 3FFF	00000000 10000000 … 00111111 11111111	100000001 00000000 … 11111111 01111111	81 00 … FF 7F
1000	03E8	11 1110 1000	10000111 01101000	87 68
100000	0F4240	1111 0100 0010 0100 0000	10111101 10000100 01000000	BD 84 40

上面例子可以看到，每个byte中有7-bit(可容纳0-127)用来存放具体的值。在MIDI文件中允许的最大值为：0FFFFFFF, 也就是占用4byte (32bit)。

这里的Data数据由3部分16bit的字段构成，分别为：描述格式、描述音轨数和描述事件定时.

header 为6-bytes. 读取MIDI文件时需要遵循长度字段, 就算超过预期长度, 也需要忽略. Header Chunk:

Header Chunk

length 指明chunk中的data长度. 这是一个MSB的32-bit数值. 在MIDI 1.0下时, 这里的数值通常都为6(byte). 尽管如此, 还是要考虑更大的尺寸, 以兼容未来可能的扩展.

format 指明该MIDI的格式这是一个MSB的16-bit数值. 这里有效的值为三种: 0, 1和2.

tracks 指明该MIDI文件包含的音轨chunks数量. 这是一个MSB的16-bit数值.

division 这里定义了一个delta-time单位的时长. 这是一个MSB的16-bit数值. 该值为以下两种格式之一:

if (bit 15 == 0): bits 0-14 : 每四分之一音符中，包含多少个Tick(Tick是MIDI中的最小时间单位).

if (bit 15 == 1): bits 0-7: 每SMTPE frame有多少Tick. bits 8-14: 这里由负数构成，表示每秒有多少个SMTPE frames, 呼应bit 0-7.

-24 = 24 frames per second
-25 = 25 frames per second
-29 = 30 frames per second, drop frame
-30 = 30 frames per second, non-drop frame

**总结以上两种division值的类型: **第一种以四分之一音符来描述速度, 而第二种以SMTPE frame来描述速度(先确定每秒的frame数，然后再从frame中确定出Tick数, 实际上就是确定了速度) .

MIDI文件有3个变种：

… 后续还未完成..