Visualizza wikitesto di La struttura di un file Midi

Il file Midi è strutturato in blocchi (''chunk'') coerenti di dati, ciascuno dei quali rappresenta una "Traccia" Midi (''Midi Track'').
<BR>In particolare il file Midi è composto da <SPAN Style="text-decoration:underline">almeno</span> due blocchi di dati.

==Il blocco d'Intestazione (MThd)==
Il primo blocco di dati del file Midi è <SPAN Style="text-decoration:underline">sempre</span> la cosiddetta "''Traccia Midi d'Intestazione''", anche rappresentata nel file con l'acronimo ''MThd''.
<BR>Questo blocco è <SPAN Style="text-decoration:underline">sempre</span> costituito complessivamente da 14 byte, così distinti:
<BR>a) i primi 4 byte individuano univocamente il blocco d'intestazione con i valori ASCII delle lettere "MThd";
<BR>b) seguono altri 4 byte che specificano in ordine ''Big-Endian'' la quantità di byte restanti del blocco d'Intestazione, ossia <SPAN Style="text-decoration:underline">sempre</span> 6 byte;
<BR>c) seguono altri 2 byte che specificano in ordine ''Big-Endian'' il tipo di file Midi (0, 1 oppure 2);
<BR>d) seguono altri 2 byte che specificano in ordine ''Big-Endian'' la quantità di tracce oltre quella d'Intestazione presenti nel file Midi;
<BR>e) seguono altri 2 byte che specificano in ordine ''Big-Endian'' la risoluzione del Tempo Delta (PPQN).

Mostriamo un esempio di blocco d'Intestazione:
 <TABLE>
 <TR align=center><TD> MThd </td><TD>  </td><TD> lunghezza </td><TD>  </td><TD> formato </td><TD>  </td><TD> tracce </td><TD>  </td><TD> risoluzione </td></tr>
 <TR align=center><TD style=color:red><B>4D 54 68 64</b></td><TD>  </td><TD style=color:darkgreen> 00 00 00 06</td><TD>  </td><TD style=color:#FA8072> 00 01</td><TD>  </td><TD style=color:maroon> 00 04</td><TD>  </td><TD style=color:blue> 01 80</td></tr>
 <TR align=center><TD>a</td><TD>  </td><TD>b<TD>  </td><TD>c<TD>  </td><TD>d<TD>  </td><TD>e</td></tr></table>
Tali dati esemplificativi di blocco ''MThd'' ci dicono che:
<BR>a) intende essere un blocco d'Intestazione, infatti i primi 4 byte corrispondono alla rappresentazione ASCII dei caratteri M T h d ;
<BR>b) dopo gli iniziali 8 byte del blocco restano soltanto altri 6 byte (qui indicati dalle lettere c, d, e);
<BR>c) il file <U>in questo esempio</u> è di tipo 1;
<BR>d) oltre il blocco MThd sono presenti a seguire <U>in questo esempio</u> altre 4 tracce (MTrk) di dati Midi;
<BR>e) la risoluzione del ''Tempo Delta'' <U>in questo esempio</u> è 384 pulsazioni per nota da un quarto.

===Il tipo di file Midi===
Esistono tre tipi di strutture interne del file Midi, e si identificano con i numeri 0, 1 e 2.

Il tipo "0" di file Midi è il più semplice, poiché prevede il blocco d'Intestazione e <SPAN Style="text-decoration:underline">una sola</span> traccia contenente i dati degli eventi Midi secondo la loro sequenza temporale esecutiva: i vari canali Midi <SUP>&#091;[[#Note|nota 1]]&#093;</sup> e i dati di tutti gli eventi Midi previsti sono così mescolati in un'unica traccia.

Il tipo "1", il più comune, prevede il blocco d'Intestazione e <SPAN Style="text-decoration:underline">almeno</span> una traccia di dati degli eventi Midi. Poiché questo tipo può supportare molte tracce, <SPAN Style="text-decoration:underline">si è soliti</span> (seppur non obbligatorio) porre in ciascuna traccia di dati gli eventi Midi appartenenti al medesimo canale Midi.

Il tipo "2", usato rarissimamente, può contenere i dati Midi di più brani musicali, aventi anche diversa impostazione temporale, nonché proprie tracce multiple indipendenti.

===La risoluzione del ''Tempo Delta''===
Va detto preliminarmente che tutti gli elementi costituenti i dati del file Midi sono anche chiamati ''Eventi'' Midi, poiché ciascuno di essi avviene nel tempo in modo sequenziale (uno dopo l'altro). Ogni ''Evento'' Midi <SPAN Style="text-decoration:underline">accade</span> dopo un altro precedente ''Evento'' Midi. Questa distanza temporale fra un ''Evento'' Midi e quello precedente nel file Midi <SPAN Style="text-decoration:underline">non</span> è indicata in un'unità di misura di tempo (secondi, millisecondi, etc), bensì in ''tick''. <SUP>&#091;[[#Note|nota 2]]&#093;</sup>
<BR>Più in particolare la distanza temporale fra un ''Evento'' Midi e quello suo precedente è chiamata anche " ''Tempo Delta'' " (T𝚫) ed è espressa in ''Tick'' <SUP>&#091;[[#Note|nota 3]]&#093;</sup> in formato ''a lunghezza variabile'' <SUP>&#091;[[#Note|nota 4]]&#093;</sup>.
<BR>Vanno dunque considerate e tenute ben distinte le seguenti tre espressioni del ''Tempo Delta'':
<BR>1) in unità di misura temporale (secondi, millisecondi, microsecondi, etc);
<BR>2) in ''tick'' reali, effettivi;
<BR>3) in ''tick'', ma in formato ''a lunghezza variabile''.
<BR>E' qui opportuno ribadire che nel file Midi il ''Tempo Delta'' che separa un ''Evento'' Midi da quello precedente è <SPAN Style="text-decoration:underline">solo e sempre</span> espresso nella terza modalità, ossia in quantità ''tick'' in formato ''a lunghezza variabile'' !
<BR>Va altresì ricordato che il valore del ''Tempo Delta'' nel file Midi può essere espresso da 1 a 4 byte massimo, e va precisato che un valore di ''Tempo Delta'' pari a &h00 (zero) sta a significare che ovviamente l'<I>Evento</i> Midi avverrà <SPAN Style="text-decoration:underline">contemporaneamente</span> a quello che lo precede.

Venendo quindi agli ultimi due byte del blocco d'Intestazione, essi prendono come riferimento una nota da ¼ (ossia la ''semiminima'': <FONT Size=4>♩</font> ), e indicano quanti impulsi o ''tick'' sono necessari per ottenere appunto la durata di una nota da ¼. Le altre misure si otterranno proporzionalmente dall'impostazione della divisione in ''tick'' stabilita negli ultimi due byte del blocco d'Intestazione.

==Il blocco Traccia (MTrk)==
Come è stato già accennato dopo il blocco d'Intestazione seguono nel file Midi uno o più blocchi ''Traccia'' (''MTrk'').
<BR>Il blocco ''Traccia'' è individuato dalle seguenti caratteristiche principali:
<BR>1) inizia <SPAN Style="text-decoration:underline">sempre</span> con 4 byte che rappresentano nel codice ASCII le lettere: M T r k;
<BR>2) seguono immediatamente altri 4 byte che esprimono in ordine ''Big-Endian'' la quantità di byte che - a seguire - costituiscono il blocco Traccia in questione;
<BR>3) segue un valore di ''Tempo Delta'';
<BR>4) contiene gli effettivi dati degli ''Eventi'' Midi: ''Eventi'' Midi strettamente intesi (''Channel Voice'', ''Channel Mode'', ''System Common'', ''System Real Time'', ''System Exclusive'') e  Meta-Eventi, nonché i relativi valori dei ''Tempi Delta'' posti fra un ''Evento'' Midi e il precedente;
<BR>5) termina <SPAN Style="text-decoration:underline">sempre</span> con il ''Meta-Evento'' di "''Fine traccia''", individuato dai seguenti 3 byte: FF 2F 00.
<BR>Va specificato che la ''Traccia'' Midi <SPAN Style="text-decoration:underline">non</span> corrisponde a un ''Canale'' Midi. Va però aggiunto che solitamente - per ovvie ragioni di comodità - si inseriscono in un blocco ''Traccia'' i ''Messaggi'' Midi appartenenti allo stesso ''Canale'' Midi.
<BR>Va anche ricordato che le tracce Midi (MTrk) possono essere una o più.

Mostriamo un esempio brevissimo e semplicissimo di blocco Traccia ''MTrk'':
 <TABLE>
 <TR align=center><TD>MTrk</td><TD> </td><TD> lunghezza </td><TD> </td><TD> T𝚫 </td><TD> </td><TD> Messaggio </td><TD> </td><TD> T𝚫 </td><TD> </td><TD> Messaggio </td><TD> </td><TD> T𝚫 </td><TD>  </td><TD> Meta-Evento</td></tr>
 <TR align=center><TD style=color:red><B>4D 54 72 6B</b></td><TD> </td><TD style=color:darkgreen> 00 00 00 0D</td><TD> </td><TD style=color:blue> 00 </td><TD> </td><TD style=color:maroon> 90 48 64 </td><TD> </td><TD style=color:blue> 83 00</td><TD> </td><TD style=color:maroon> 80 48 00 </td><TD> </td><TD style=color:blue> 00</td><TD> </td><TD style=color:#FA8072> FF 2F 00</td></tr></table>

===La ''Mappa del Tempo''===
Solitamente (ma non è obbligatorio) nel <SPAN Style="text-decoration:underline">primo</span> blocco Traccia vengono inseriti soltanto tutti i Meta-eventi che si intendono prevedere nel file Midi in questione, con particolare riferimento a quelli afferenti al Tempo metronomico (FF 51 03) e alla suddivisione della misura (FF 58 04).
<BR>Per questa ragione la <SPAN Style="text-decoration:underline">prima</span> Traccia viene anche chiamata: " ''Mappa del Tempo'' ".

==I ''Meta''-eventi==
I ''Meta''-eventi sono così chiamati, perché in realtà essi non appartengono al protocollo della trasmissione dei singoli dati MIDI fra dispositivi e pertanto <SPAN Style="text-decoration:underline">non</span> sono ''eventi'' Midi. Essi, però, sono previsti dal protocollo dello ''Standard Midi File'', e apportano informazioni importanti nella gestione del file Midi.
<BR>Tutti i ''Meta''-eventi sono composti da più byte, dei quali i primi tre sono fondamentali per la individuazione dell'evento ''Meta'' e del suo ruolo all'interno del file Midi.
<BR>In particolare:
<BR>1) il primo byte ha <SPAN Style="text-decoration:underline">sempre</span> valore &hFF e identifica l'evento appunto come ''Meta'';
<BR>2) il secondo byte specifica il "tipo" di evento ''Meta'';
<BR>3) il terzo byte specifica la quantità di byte che costituisce l'informazione contenuta dal corrente ''Meta''-evento. Tale valore può essere costituito da 1 fino a 4 byte ed è espresso in formato ''a lunghezza variabile''. 
<BR>I restanti byte rappresentano l'informazione apportata dall'evento ''Meta''.
<BR>Va ricordato che prima e dopo il ''Meta''-evento sono presenti i valori del ''Tempo Delta'', così come qualsiasi ''Evento'' in generale.

Mostriamo un esempio pratico di evento ''Meta'':
 <FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=darkgreen>51</font> <FONT Color=blue>03</font> <FONT Color=maroon>07 A1 20</font>

===I tipi di eventi ''Meta''===
I ''Meta''-eventi sono complessivamente 16.
<BR>Di seguito ne mostriamo i più comunemente utilizzati:
<TABLE border="1"><TR><TD>
 <TABLE border="1" width="100%"><TR><TD>
  <TABLE> <TR><TD><FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=blue>01</font> <FONT Color=darkgreen>lu</font> <FONT Color=maroon>vv vv ...</font></td></tr>
  <TR><TD>(Evento di testo) utilizzato per apportare un qualunque tipo di testo. </td></tr>
  <TR><TD>lu = uno o più byte che specificano in formato a <I>lunghezza variabile</i> la quantità di byte ASCII attinenti al testo.</td></tr>
  <TR><TD>vv = i valori in codice ASCII dei caratteri che formano il testo.</td></tr> </table>
 </td></tr></table>
 <TABLE border="1" width="100%"><TR><TD>
  <TABLE><TR><TD><FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=blue>02</font> <FONT Color=darkgreen>lu</font> <FONT Color=maroon>vv vv ...</font></td></tr>
  <TR><TD>(Copyright) utilizzato per specificare il copyright collegato al file Midi. </td></tr>
  <TR><TD>lu = uno o più byte che specificano in formato a <I>lunghezza variabile</i> la quantità di byte ASCII attinenti al testo.</td></tr>
  <TR><TD>vv = i valori in codice ASCII dei caratteri che formano il testo.</td></tr> </table>
 </td></tr></table>
 <TABLE border="1" width="100%"><TR><TD>
  <TABLE><TR><TD><FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=blue>03</font> <FONT Color=darkgreen>lu</font> <FONT Color=maroon>vv vv ...</font></td></tr>
  <TR><TD>(Nome della Traccia) utilizzato per specificare il nome della traccia corrente.</td></tr>
  <TR><TD>lu = uno o più byte che specificano in formato a <I>lunghezza variabile</i> la quantità di byte ASCII attinenti al testo.</td></tr>
  <TR><TD>vv = i valori in codice ASCII dei caratteri che formano il testo.</td></tr> </table>
 </td></tr></table>
 <TABLE border="1" width="100%"><TR><TD>
  <TABLE><TR><TD><FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=blue>04</font> <FONT Color=darkgreen>lu</font> <FONT Color=maroon>vv vv ...</font></td></tr>
  <TR><TD>(Strumento) utilizzato per specificare il nome dello strumento musicale della traccia corrente.</td></tr>
  <TR><TD>lu = uno o più byte che specificano in formato a <I>lunghezza variabile</i> la quantità di byte ASCII attinenti al testo.</td></tr>
  <TR><TD>vv = i valori in codice ASCII dei caratteri che formano il testo.</td></tr> </table>
 </td></tr></table>
 <TABLE border="1" width="100%"><TR><TD>
  <TABLE><TR><TD><FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=blue>05</font> <FONT Color=darkgreen>lu</font> <FONT Color=maroon>vv vv ...</font></td></tr>
  <TR><TD>(Lyric) utilizzato per inserire una sillaba del testo di un brano musicale.</td></tr>
  <TR><TD>lu = uno o più byte che specificano in formato a <I>lunghezza variabile</i> la quantità di byte ASCII attinenti al testo.</td></tr>
  <TR><TD>vv = i valori in codice ASCII dei caratteri che formano il testo.</td></tr> </table>
 </td></tr></table>
 <TABLE border="1" width="100%"><TR><TD>
  <TABLE><TR><TD><FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=blue>2F</font> <FONT Color=darkgreen>00</font></td></tr>
  <TR><TD>(Fine Traccia) è un evento <I>Meta</i> obbligatorio: va posto al termine della Traccia Midi corrente.</td></tr>
  <TR><TD>Non prevede dati aggiuntivi, pertanto il suo 3° byte è posto a 0.</td></tr> </table>
 </td></tr></table>
 <TABLE border="1" width="100%"><TR><TD>
  <TABLE><TR><TD><FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=blue>51</font> <FONT Color=darkgreen>03</font> <FONT Color=maroon>vv vv vv</font></td></tr>
  <TR><TD>(Tempo metronomico) utilizzato per impostare il "Tempo metronomico".</td></tr>
  <TR><TD>Sono previsti 3 byte di dati a seguire.</td></tr>
  <TR><TD>vv = i byte del valore che rappresenta il Tempo metronomico ottenuto dalla seguente formula: 60.000.000 / bpm = valore_del_Tempo_metronomico.</td></tr> </table>
 </td></tr></table>
 <TABLE border="1" width="100%"><TR><TD>
  <TABLE><TR><TD><FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=blue>58</font> <FONT Color=darkgreen>04</font> <FONT Color=maroon>vv vv vv</font></td></tr>
  <TR><TD>(Suddivisione della Misura) utilizzato per impostare il metro, ossia la suddivisione della misura.</td></tr>
  <TR><TD>Sono previsti 4 byte di dati a seguire.</td></tr>
  <TR><TD>vv = i byte che specificano la suddivisione della misura.</td></tr> </table>
 </td></tr></table>
 <TABLE border="1" width="100%"><TR><TD>
  <TABLE><TR><TD><FONT Color=red>FF</font> <FONT Color=blue>59</font> <FONT Color=darkgreen>02</font> <FONT Color=maroon>vv vv vv</font></td></tr>
  <TR><TD>(Tonalità) utilizzato per impostare la tonalità del brano Midi.</td></tr>
  <TR><TD>Sono previsti 2 byte di dati a seguire.</td></tr>
  <TR><TD>vv = i byte che specificano la Tonalità.</td></tr>
  <TR><TD>Il primo byte specifica gli accidenti in chiave: un valore positivo indica il numero di diesis (#) in chiave, il valore 0 indica la tonalità di Do maggiore, un valore negativo indica il numero di bemolli (♭) in chiave.</td></tr>
  <TR><TD>Il secondo byte specifica il "modo": il valore 0 rappresenta la modalità "Maggiore", il valore 1 rappresenta la modalità "Minore".</td></tr> </table>
 </td></tr></table>
</table>

==Esempio di file Midi==
Mostriamo in fine i dati esadecimali di un semplice file Midi, funzionante, composto dal Blocco d'Intestazione (MThd), dal blocco traccia "MTrk" (''Mappa del Tempo'') e da un secondo blocco traccia "MTrk" (i valori dei ''Tempi Delta'' sono colorati in arancione):
<TABLE BORDER="1" CELLSPACING="2" CELLPADDING="2"><TR><TD>
<TABLE><TR><TD>MThd</td><TD style=color:transparent>.</td><TD style=color:red><B> 4D 54 68 64</b> 00 00 00 06 00 01 00 02 01 80</td></tr>
<TR><TD>1<SUP>a</sup> traccia (''Mappa del Tempo'')</td><TD style=color:transparent>.</td><TD style=color:blue><B> 4D 54 72 6B</b> 00 00 00 19 <FONT Color=orange>00</font> FF 58 04 03 02 60 08 <FONT Color=orange>00</font> FF 51 03 09 27 C0 <FONT Color=orange>00</font> FF 59 02 01 00 <FONT Color=orange>00</font> FF 2F 00</td></TR>
<TR><TD>2<SUP>a</sup> traccia</td><TD style=color:transparent>.</td><TD style=color:blue><B> 4D 54 72 6B</b> 00 00 00 2A <FONT Color=orange>00</font> B0 07 64 <FONT Color=orange>00</font> B0 0A 30 <FONT Color=orange>00</font> B0 5B 40 <FONT Color=orange>00</font> B0 5D 10 <FONT Color=orange>00</font> C0 04 <FONT Color=orange>00</font> 90 45 64 <FONT Color=orange>83 00</font> 80 45 00 <FONT Color=orange>81 40</font> 90 42 64 <FONT Color=orange>86 00</font> 80 42 00 <FONT Color=orange>00</font> FF 2F 00</td></TR></TABLE>
</td></tr></table>



=Note=
[1] Il ''Canale'' Midi è un'impostazione presente in ciascun evento Midi che permette a un dispositivo di filtrare gli eventi Midi riproducendo soltanto quelli appartenenti a un determinato ''Canale''.

[2] Il " ''Tick'' " è l'unità di misura più piccola nell'ordine della risoluzione PPQN.

[3] Per convertire un valore temporale dai secondi in ''tick'' effettivi, si potrà adottare la seguente formula:
 (secondi * 1000000) / ((60000000 / bpm) / td) = tick_reali
Laddove:
* ''secondi'': è il valore temporale espresso in secondi che intercorre fra un Evento-Midi e quello immediatamente successivo;
* ''bmp'': è il tempo metronomico (battute per minuto);
* ''td'': è la risoluzione per nota da 1/4 (PPQN) impostata nel file Midi.

[4] La modalità di conversione di un valore temporale dai secondi in ''tick'' nel valore esadecimale in formato "a lunghezza variabile" è descritta nella seguente pagina della Wiki: [[Conversione_del_Tempo_Delta_fra_due_eventi_Midi_dai_secondi_nel_valore_esadecimale_in_formato_"a_lunghezza_variabile"|Conversione del Tempo Delta fra due eventi Midi dai secondi nel valore esadecimale in formato "a lunghezza variabile"]].