损坏的MIDI文件输出

本文关键字:输出 文件 MIDI 损坏 | 更新日期: 2023-09-27 18:28:36

我目前正在尝试实现我自己的音轨MIDI文件输出。它将存储在多个帧中的8x8颜色网格转换为MIDI文件,该文件可以导入数字音频接口并通过Novation Launchpad播放。这里有更多的上下文。

我已经设法输出了一个程序识别为MIDI的文件,但生成的MIDI不会播放,而且它与通过相同帧数据生成的文件不匹配。我一直在做比较,通过一个专用的MIDI程序录制我的程序实时MIDI消息,然后通过它吐出一个MIDI文件。然后,我通过十六进制编辑器将生成的文件与正确生成的文件进行比较。就标题而言,情况是正确的,但似乎就是这样

我一直在为MIDI规范的多个版本和现有的堆栈溢出问题而苦恼,但没有100%的解决方案。

这是我的代码,基于我的研究。我忍不住觉得我错过了一些简单的东西。我避免使用现有的MIDI库,因为我只需要这一个MIDI函数就可以工作(并且希望获得从头开始的学习体验)。任何指导都将非常有帮助。

/// <summary>
/// Outputs an MIDI file based on frames for the Novation Launchpad.
/// </summary>
/// <param name="filename"></param>
/// <param name="frameData"></param>
/// <param name="bpm"></param>
/// <param name="ppq"></param>
public static void WriteMidi(string filename, List<FrameData> frameData, int bpm, int ppq) {
    decimal totalLength = 0;
    using (FileStream stream = new FileStream(filename, FileMode.Create, FileAccess.Write)) {
        // Output midi file header
        stream.WriteByte(77);
        stream.WriteByte(84);
        stream.WriteByte(104);
        stream.WriteByte(100);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            stream.WriteByte(0);
        }
        stream.WriteByte(6);
        // Set the track mode
        byte[] trackMode = BitConverter.GetBytes(Convert.ToInt16(0));
        stream.Write(trackMode, 0, trackMode.Length);
        // Set the track amount
        byte[] trackAmount = BitConverter.GetBytes(Convert.ToInt16(1));
        stream.Write(trackAmount, 0, trackAmount.Length);
        // Set the delta time
        byte[] deltaTime = BitConverter.GetBytes(Convert.ToInt16(60000 / (bpm * ppq)));
        stream.Write(deltaTime, 0, deltaTime.Length);
        // Output track header
        stream.WriteByte(77);
        stream.WriteByte(84);
        stream.WriteByte(114);
        stream.WriteByte(107);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            stream.WriteByte(0);
        }
        stream.WriteByte(12);
        // Get our total byte length for this track. All colour arrays are the same length in the FrameData class.
        byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(frameData.Count * frameData[0].Colours.Count * 6);
        // Write our byte length to the midi file.
        stream.Write(bytes, 0, bytes.Length);
        // Cycle through frames and output the necessary MIDI.
        foreach (FrameData frame in frameData) {
            // Calculate our relative delta for this frame. Frames are originally stored in milliseconds.
            byte[] delta = BitConverter.GetBytes((double) frame.TimeStamp / 60000 / (bpm * ppq));
            for (int i = 0; i < frame.Colours.Count; i++) {
                // Output the delta length to MIDI file.
                stream.Write(delta, 0, delta.Length);
                // Get the respective MIDI note based on the colours array index.
                byte note = (byte) NoteIdentifier.GetIntFromNote(NoteIdentifier.GetNoteFromPosition(i));
                // Check if the current color signals a MIDI off event.
                if (!CheckEqualColor(frame.Colours[i], Color.Black) && !CheckEqualColor(frame.Colours[i], Color.Gray) && !CheckEqualColor(frame.Colours[i], Color.Purple)) {
                    // Signal a MIDI on event.
                    stream.WriteByte(144);
                    // Write the current note.
                    stream.WriteByte(note);
                    // Check colour and write the respective velocity.
                    if (CheckEqualColor(frame.Colours[i], Color.Red)) {
                        stream.WriteByte(7);
                    } else if (CheckEqualColor(frame.Colours[i], Color.Orange)) {
                        stream.WriteByte(83);
                    } else if (CheckEqualColor(frame.Colours[i], Color.Green) || CheckEqualColor(frame.Colours[i], Color.Aqua) || CheckEqualColor(frame.Colours[i], Color.Blue)) {
                        stream.WriteByte(124);
                    } else if (CheckEqualColor(frame.Colours[i], Color.Yellow)) {
                        stream.WriteByte(127);
                    }
                } else {
                    // Calculate the delta that the frame had.
                    byte[] offDelta = BitConverter.GetBytes((double) (frameData[frame.Index - 1].TimeStamp / 60000 / (bpm * ppq)));
                    // Write the delta to MIDI.
                    stream.Write(offDelta, 0, offDelta.Length);
                    // Signal a MIDI off event.
                    stream.WriteByte(128);
                    // Write the current note.
                    stream.WriteByte(note);
                    // No need to set our velocity to anything.
                    stream.WriteByte(0);
                }
            }
        }
    }
}

损坏的MIDI文件输出

  • BitConverter.GetBytes按本机字节顺序返回字节,但MIDI文件使用big-endian值。如果您在x86或ARM上运行,则必须反转字节
  • 文件头中的第三个值不称为"增量时间";它是每个季度音符的节拍数,您已经将其作为ppq
  • 轨道的长度不是12;您必须写入实际长度。由于delta时间的可变长度编码(见下文),在收集轨道的所有字节之前,这通常是不可能的
  • 您需要编写一个节奏元事件,指定每个季度音符的微秒数
  • 增量时间不是绝对时间;它指定从上一个事件开始的时间间隔
  • 增量时间指定刻度数;你的计算是错误的。使用TimeStamp * bpm * ppq / 60000
  • 增量时间不是作为double浮点数存储的,而是作为可变长度量存储的;规范中有用于对其进行编码的示例代码
  • 曲目的最后一个事件必须是曲目结束元事件

另一种方法是使用一个.NET MIDI库来编写MIDI文件。您只需要将帧转换为Midi对象,然后将它们传递到库中进行保存。库将处理所有MIDI细节。

你可以试试MIDI.NET和C#MIDI Toolkit。不确定NAudio是否编写MIDI文件,以及在什么抽象级别…

以下是有关MIDI文件格式规范的更多信息:http://www.blitter.com/~russtopia/MIDI/~jglatt/tech/medifile.htm

希望能有所帮助,Marc