MIDI音源

先程紹介したように少しずつハード音源からソフト音源への切り替えの時代が来てきています。このソフト音源とハード音源の区別がつかないかも知れませんが、つまりMIDIの信号を受け取って鳴る楽器の部分が実際にキーボードの形をしていたりギターの形をしているものではなく、ソフトウェアになっているというものがこのソフト音源になるということです。例えば、一時期ミュージ郎というもので一世を風靡したローランドのGS音源やら、ヤマハのXG音源といったビンテージ機材のような音源が、今、iPad上で動くようなソフトウェア音源であるSoundCanvas For iOSというアプリになっていたりと、少しずつハードからソフトへという形へと変化していっています。実際にDAWソフトのプラグインとして存在するソフトウェアインストルメントやソフトシンセと呼ばれるものは、場合によってはフリーソフトとして配布されているものもあり、通常のハードでは数十万から数百万、安いものでも数万するようなものが、ゼロ円で実現できてしまうということになっており、ある意味外部に接続できる形のMIDI音源は衰退していき、過去のものへとなっていってしまっているということなのです。それに反比例するように、ソフトウェア音源や、同じコンピュータ内で動作するソフト音源は非常に高性能、高音質なものが増えていき、それを動作させるためのMIDIという規格は、様々な技術革新によってこれまでとは違った使われ方をするようになってきているのです。

現在ではそういった事情からMIDIインポートやMIDIエクスポートというようなファイルの一形式としての規格となってきています。特にMIDIデータを書き出して、他のDAWなので同じように作業をするという形でこれらをインポートやエクスポートをするという流れになってきていますが、そもそもこの技術自体がそういったものにデータの互換性を保つために作られたものだという側面があることから、しっかりと機能しています。ただ、一つ誤解があるとすれば、この書きだしたMIDIデータに関してですが、正確にはスタンダードMIDIファイルというMIDIのファイル形式になっているのです。しかし、もうこれを単にMIDIと読んだりMIDIファイルと読んだり、略してSMFなんていい方をするようになり、これが更に誤解を生み出す原因となっているのではと思います。

　さてそれでは、そんな一般的にMIDIと呼ばれている物に関してどのような形式があり、それぞれがどのように利用されていくかについてや、具体的にどういう仕組になっているのかについて解説していきましょう。MIDIのなりたちから、実際に皆さんが聞いたことがあるであろうデフォルトのソフトウェア音源に関しても次のページでは詳しく解説していきます。

MIDIは、日本のMIDI規格協議会であるJMSC、今の社団法人音楽電子事業協会と国際団体のMIDI Manufacturers Association (MMA) により策定された電子楽器の演奏データを様々なデジタル機器の間で転送するための世界共通規格で、物理的な送信回路によるものやインターフェース、通信プロトコル、ファイルの形式といった様々な規定によるもので、今現在ではそれをBluetoothによって無線でやりとりする技術や、Wistといった遠隔でジャムセッションを行う技術などにも利用されており、もはや今のデジタル音楽業界には欠かせない一つの規格となっているといえます。そんなMIDIですが、実際にどのような用途で使われているのでしょうか？　見て行きましょう。
MIDIの用途
　MIDIはその性質から、当たり前ではありますが主に音楽の演奏や制作に利用されています。この規格にそって作られたMIDIデータはDAWという総合的に音楽を取り扱えるソフトウェアやMIDIシーケンサという演奏データを記録したり編集したり、また一から作り出せるソフトなどで取り扱えるようになっています。これは先程も説明しましたが、このMIDIデータとは実際の音のデータではなく、音楽の演奏情報が詰まっており、音を鳴らせ、音の高さはこうだ、音の大きさはこう、音の長さはこうといった音源へ伝えるためのメッセージデータになっています。これは当然ボーカルやギターの音をそのまま録音したようなオーディオデータとくらべて、ファイルデータのサイズが小さくなるため、パソコン通信時代や、ネット黎明期に関してはこれらのファイルが沢山やりとりされたり、また実際に自分のウェブサイトでMIDIオルゴールを鳴らしたりということが流行っていた時代もありました。勿論これは後々JASRACなどの権利団体との揉め事を引き起こすきっかけともなってしまいましたが、実際には、そういった詳細な楽譜的なデータになるのである意味テキストデータに近く、ファイルサイズも物凄く小さいのです。

　現在ではもはこれは実際の音楽制作の現場や、カラオケ、そして着信メロディーだけでなく、電子楽器以外のものにも使われており、例えば、劇場の照明のコントロールなどにも使われております。よくクラブハウスなどで、実際の曲に合わせて、照明が切り替わったりするのをみたことがある人もいるかもしれませんが、あれは、MIDIやOSCといった物によってコントロールしているということなのですね。
MIDIの規格
　MIDIの規格は、ハードウェアとソフトウェアの両分野にまたがって策定されています。どういった転送方式にするのか、またMIDIを取り扱うケーブルなどといったハードウェアはどういった形のものにするのかといったことがそれらの電子楽器を作るメーカー同士の話し合いの中で制定されたということなのですね。現在はこのハードウェア部分に関してUSBケーブルが代用されることが多くなってきていますが、これもMIDIデータをUSBのケーブルを利用して送り合っているという事になると言うわけです。

　またMIDIデータを様々なソフトウェアで問題なく利用するためのファイルフォーマットや、そのファイルフォーマット自体の中身のルール自体もこの時期に制定されたと言われています。こうした厳密に取り決められたものがあるからこそ、今現在そういった技術や文化などがしっかりと成立しているという事になるのでしょう。

MIDIデータフォーマット
　MIDIデータを実際に送受信するためのフォーマットにはMIDIメッセージ、チャンネルメッセージ、チャンネルモードメッセージがあります。また、機器によってそれらがしっかりと動作するようにMIDIのファイルの中身に関しても形式があったりしますので、それに関しても詳しく説明していきます。
MIDIメッセージ
　MIDI規格上のデータの送受信は、全部MIDIメッセージで行われています。MIDIメッセージは、複数のバイト（8ビット）で構成され、「電子楽器の鍵盤を弾いたことで音が出る」という一連の流れもMIDIメッセージで制御されています。

　MIDIメッセージを効率よく送信するために、MIDIメッセージに使用されるバイトは「ステータスバイト」か「データバイト」の大きく2種類に分けられます。ステータスバイトとはMSB (Most Significant Bit)が「1」、すなわち80H – FFHまでの128個のバイトを指し、データバイトとはMSBが「0」、すなわち00H – 7FHまでの128個のバイトを指す。

MIDIメッセージは複数のバイトで構成されていると前述したが、これらの先頭は常にステータスバイトで始まり、ステータスバイトの後に任意の個数のデータバイトが続く。ステータスバイトでは、ノートオンやコントロールチェンジ、システムエクスクルーシブ等を定義します。データバイトは、ステータスバイトで定義したものについて、その詳細や数値を指定するのに使用します。

ステータスバイトが80H – FFHのうち何であるかによって、「チャンネルメッセージ」、「システムメッセージ」に分かれます。

チャンネルメッセージ
　チャンネルメッセージとは、特にチャンネルを指定して送信するMIDIメッセージのことです。チャンネルメッセージのステータスバイトは80H – EFHです。ここからさらに「チャンネルボイスメッセージ」、「チャンネルモードメッセージ」と分類されます。

チャンネルモードメッセージ
　チャンネルモードメッセージとは、ある楽器は和音が出せるのか、16チャンネルは区別するのかしないのか、といったようなことを設定するための定義のことであります。BnHで始まるがコントロールチェンジには含まれず、BnHのあとに78H – 7FHが続くと、チャンネルモードメッセージのいずれかと判断されます。殆どの場合コレは、第2データバイトには00Hがダミーとして送信され、受信側も無視します。ステータスバイト部のnには0H – FHが代入され、これは1チャンネル – 16チャンネルを表すようになっています。

General MIDI
　通常MIDIメッセージやチャンネルメッセージなどによってデータを送り合っているMIDIですがMIDIの音色のマップや、コントロール・チェンジに関して言えば、それぞれのメーカーで異なる物を設定していたため、互換性に優れていたのか聞かれると疑問だと答えるしかありませんでした。そこでGM MIDIという規格が考えだされ、一つの規格としてなりたってきました。またGM以外にもローランドが推進していたGSやヤマハのXGフォーマットなどがありましたが、特にこのローランドのGSフォーマットに関しては非常に人気になったということで有名です。また専用音源としてのSoundFontというものもこの時期に普及しました。
音源について
　先程説明したとおりMIDIだけで音を鳴らす事は出来ません。しかし、MIDIファイルをパソコンなどで再生してみてチープな音がなったという人もいるかもしれません。それはPC自体にデフォルト音源として入っているソフトウェアシンセ音源が入っているからなのです。ここではそんなソフトウェア音源のうちデフォルトのものについて紹介していきましょう。
Microsoft GS Wavetable SW Synth (MSGS)
　Windowsに標準搭載されているソフトウェア音源です。リバーブ等のエフェクトは一切搭載していません。 Roland SC-55とSC-88の音色を元に作られており、ストリングス等はオリジナルになっています。ただしVistaや7では音切れの問題が発生していることからあまり性能がいいとは言えません。また元が44khzでサンプリングされているのですが22khzに強制されているという問題もあります。また擬似リバーブやデチューン　サイン波をキックドラムに使ったり等のこの数々の制約の中で力技が出来ているといった特徴もあります。

Timidity++ windows synthesizer (TWSYNTH)
もとはLinuxのデフォルト音源で、周囲で開発されたフリーのソフトウェア音源（のようなもの）です。 TWSYNTHとMIDI YokeのようなMidiループバックデバイスを使えば、通常の音楽再生ソフトからTimidity++の高音質の出力を得ることができました。

Quick Time Player
　Quick Timeミュージックシンセという独自音源で恐らくはローランド製なのではないかと言われています。よってMSGSとは音が若干異なります。ブラウザのプラグインでは、デフォルトでQuick Timeミュージックシンセになっていますが、Plugin設定でGeneral MIDI(OSの既定MIDI音源)に変えれます。 プレイヤ専用音源であって、MIDIシーケンサで有名なDomino等からは利用できない音源ですがと思われていますが、 ブラウザでMIDIを聞くためによく利用されるため、 MSGS向けなのかQuick Timeミュージックシンセ向けなのかはよくわかりません。

規格によって様々なデバイスが普及していった
　こうした明確な規格が生まれたことによって様々なデバイスや様々な分野でのデジタル音楽の可能性が高まり、実際に、そうしたハードウェアなども数多く作られ普及していくこととなりました。特に最近ではごく身近なところでも、そう言ったMIDIの技術が使われていることからも、この規格が生み出したものの大きさというものを実感できるかと思います。実際にそのMIDIがどういった機器に使われているのかについては次のページで詳しく紹介していきたいと思います。

どんな機器に使われているのか？
　さて先程のページで紹介したMIDIの技術が果たしてどのようなものに使われているのか、どのような機器がその規格にそって作られているのかという疑問をいだいた方もいるかもしれません。そんなMIDIが用いられているソフトウェアやハードウェアについてこのページでは一例を紹介していきます。果たしてどのような使われ方をしているのか、見て行きましょう。

音楽制作
　やはり総合的な音楽制作用途での利用が一番MIDIのメジャーな使用方法だと思います。特に今ではパソコンとソフトウェア音源さえあれば、大掛かりな設備などを全く使わずともプロと同等の楽曲を制作できるまでにいたっています。そんなことからか、このDTMというものは９０年代から一般の趣味として普及していき、そのためのソフトウェアやハードウェアが数多く発表されていきました。

　現代では、オーディオ編集とMIDIデータ編集(MIDIシーケンサ)を同時に行えるDAWという仕組みが実際の職業作曲家からアマチュアに至るまで幅広く普及しています。
ハードウェア
送信側
ミュージックシーケンサー（ハードシーケンサー）
MIDIコントローラー
シンセサイザー（MIDI OUT端子が有るのならば、他のMIDI機器を制御可能）
ミュージックワークステーション(DAW)
受信側
シンセサイザー
ミュージックワークステーション
音源モジュール
ソフトウェア
送信側
ミュージックシーケンサー（ソフトシーケンサー）
デジタルオーディオワークステーション (DAW)
受信側
ソフトウェア・シンセサイザー（ソフトウェア音源）
Microsoft GS Wavetable SW Synth – Microsoft Windows 2000より後のWindowsに搭載されているソフトウェア音源
QuickTimeミュージックシンセ – Mac OSに標準のソフトウェア音源
　かつては、ハードウェア音源を用いる代わりに、PCM音源等の音源データをソフトウェア向けに加工して、パソコン上のサウンドボードでMIDIファイルの再生が出来るというソフトウェアMIDI音源も開発されていました。しかしこれは、同時発音数や音質がCPUの性能に依存するといったリアルタイム演奏には不向きな問題がありました。

　しかし今現在は、一般のパソコンがソフトウェア音源を処理するのに十分な性能を持ったことと、再生時に音源が不要なMP3等の圧縮音声ファイルフォーマットが幅広く普及したことによって、一般ユーザーではDTM愛好家以外のハードウェアベースのMIDI音源の使用は著しく減少しています。また、今では回線自体が高性能化したことからMIDIファイルで音楽を渡す文化自体が消えてしまっていて、MP3やWAVといったミックスダウン済みの音楽データをやりとりすることが一般的になっていることからも、一部の作曲勢以外にはほとんど馴染みのないものになってきています。

録音・MA
　録音やマルチオーディオ(MA)ではMIDIが利用されていることもあります。これは演奏情報を送受信するためではなく、システムメッセージといったものを中心とした同期処理に用いられております。

ハードウェア
送信側
ミュージックシーケンサー（ハードシーケンサー）
ドラムマシン、リズムマシン
コントロールサーフェス
受信側
マルチトラックレコーダー (MTR)
ビデオテープレコーダー (VTR)
ソフトウェア
送信側
ミュージックシーケンサー（ソフトシーケンサー）
デジタルオーディオワークステーション (DAW)
受信側
ミュージックシーケンサー（ソフトシーケンサー）
デジタルオーディオワークステーション (DAW)

カラオケ
またカラオケで流れている歌声の無い音楽もMIDIデータで制作されていることがほとんどで、そうした最新曲のデータをインターネット回線によって各カラオケ店に送信し、カラオケの機械自体がそのMIDIデータにそって音を鳴らしているという仕組みになっています。またこのカラオケデータにかんしては、カラオケデータを専門として作っている制作チームやプログラマーなどによってソフトシーケンサなどを利用して打ち込まれた物が多く、実際にその企業から通信カラオケ配信企業へと卸されているといった時lt油帯があります。
ハードウェア
送信側
通信カラオケ機器
受信側
通信カラオケ機器
モバイル機器・着信メロディ
また、今ではあまり見かけませんが、2000年代前半に活発化していた32和音対応、40和音対応といったような着信メロディにもMIDI規格が応用されていました。また携帯自体にこれらの着信メロディーを作るための簡易的なMIDIシーケンサが吐いているものなどもあり、一時期はこうした物を利用して好きなアーティストの曲を耳コピするというのが流行りましたね。
ハードウェア
送信側
携帯電話
受信側
携帯電話
　携帯電話内のデータを、携帯電話内に搭載された音源が処理し音を鳴らしています。

舞台照明・演出
　1991年にRP-002としてMIDIショーコントロールが定義されました。これはライブハウスなどではOSCによって代替されていることもありますが、以前MIDIなども用いられていることも多いです。この技術の確立により、MIDIで舞台装置、照明、演出効果等が制御できるようになりました。

ハードウェア
送信側
ホストコントローラー
受信側
各舞台用機材（照明等）
身近なものだとこんなものも
さて、様々な物がMIDIによってなりたっているということがわかったかもしれませんが、人によってはあまり馴染みがないものだと思った人もいるかもしれません。しかし、実際にはもっと身近なところにもこの技術は使われているのです。例えば鉄道のプラットホームで流れる発車メロディや、学校・企業で流れるチャイムを再生するタイマー等もMIDIの規格が応用されており、実際にもっと身近な場所などでも音にまつわるものであればこの規格が用いられているということが十二分にあるのです。そういった事情から、このMIDIに関して詳しい知識や正しい使い方を学んでいるという必要性が生まれ、実際にMIDI検定など設立にも繋がっているのです。