Implementazione dei Midifile

Prima della definizione dello SMF (Standard Midi File), proposto per la prima volta nel 1986 dalla americana Opcode Systems, e adottato nel luglio 1988, i produttori di software musicale, per la memorizzazione di eventi Midi, adottavano un loro particolare formato, con il risultato che, pur essendo i dati memorizzati, della stessa natura e su stessi supporti, i brani midi registrati dovevano essere letti dallo stesso tipo di software con cui erano stati creati.

L'implementazione e l'adozione dello SMF ha fatto in modo che, pur utilizzando software musicale (sequencer) diverso, la memorizzazione dei brani in formato Midi avvenisse con la stessa procedura, consentendo così lo scambio e l'utilizzazione tra computer e sequencer diversi. L'utilizzo dello SMF rende possibile ad esempio, lo scambio di brani tra PC (Windows, Dos) e MACINTOSH, ATARI e tra qualsiasi tipo di sequencer in grado di avvalersi di tale standard.

La Struttura

Gli SMF sono composti da due blocchi principali definiti rispettivamente Header-chunk e Track-chunk, i primi 4 byte di ogni blocco, servono ad identificare il blocco stesso.
L'Header-chunk (blocco d'intestazione) è il primo elemento inserito nel midifile, in quanto contiene le informazioni del formato, del numero di traccie e della temporizzazione. Inizia con quattro caratteri ASCII:MThd, che appunto identificano il blocco. Il formato dei dati è visibile in fig. 1.

Il Track-chunk (blocco di traccia), contiene gli eventi Midi (nota on, nota off, ecc.) relative ad una singola traccia, prima di ogni evento viene inserito il riferimento temporale (Delta-time), che esprime il tempo trascorso tra ogni singolo evento. I quattro caratteri ASCII di identificazione del blocco sono: MTrk.Il formato in fig. 2.

Delta-time

La lunghezza del Delta-time è variabile per consentire un intervallo tra un evento e l'altro anche molto grande, senza pregiudicare la compattezza del file.
Il valore del Delta-time viene calcolato suddividendo il tempo trascorso tra ogni evento, in pacchetti da 7 bit a cui vengono aggiunti dei bit più significativi di valore 1, tranne che per ultimo pacchetto a cui viene aggiunto il valore 0.
La scelta di questa complessa modalità di codifica del Delta-time è stata fatta per limitare la memoria stessa del midifile e potere esprimere nel contempo valori di tempo in teoria infiniti.

Oltre ai messaggi riferiti al canale come quelli di nota, control change, program change ecc. (eventi Midi), nel blocco Track-chunk, vengono memorizzati anche messaggi di Systema Exclusivo, ed i Meta-eventi.

La memorizzazione dei dati di Systema Exclusivo (Sys-Ex) avviene come per gli eventi Midi, viene inserito prima il Delta-time, poi il dato di inizio del Sys-Ex (F0), seguito dalla lunghezza in byte dell'intero messaggio e infine dai dati.
In fig. 3 è descritto il formato di memorizzazione del Sys-Ex relativo al di reset General Midi (F0,7E,7F,09,01,F7).

I Meta eventi

I meta-eventi rappresentano un complemento importante negli SMF. Con essi vengono memorizzati: i nomi delle traccie, la divisione del tempo, la velocità, la tonalità, il testo del brano, il copyright e altro.
In fig. 4 vengono descritti i Meta-eventi più importanti.

I Meta-eventi vengono memorizzati nello SMF allo stesso modo dei Sys-Ex, ma iniziano con l'esadecimale FF. In fig. 5, un esempio che descrive il nome di una traccia chiamata INTRO.

I tre formati degli SMF

Formato 0
Le traccie di un brano vengono mixate in una singola traccia che contiene però tutte le informazioni degli eventi di tutte le traccie del brano.

Formato 1
Le traccie vengono memorizzate in modo singolo e contengono gli stessi valori di tempo e metrica. La velocità del brano viene inserita nella prima traccia che fa da riferimento a tutte le altre.

Formato 2
Le traccie vengono gestite indipendenti l'una da l'altra con valori anche diversi di tempo e metrica.

Generalmente i più utilizzati sono il Formato 0 usato principalmente dai sequencer a lettura diretta, cioè che non devono caricare in memoria l'intera sequenza, ma prelevano ed eseguono i dati Midi direttamente. Ed il Formato 1 per i sequencer che possono creare e/o modificare SMF, specie i software musicali, i quali hanno in genere la possibilità di gestione di entrambi i formati.