Слово MIDI расшифровывается как Musical Instruments Digital Interface, что переводится с английского как цифровой интерфейс музыкальных инструментов. Как уже говорилось выше, MIDI основывается совсем на другом принципе, чем цифровое аудио. Прежде всего необходимо усвоить, что здесь уже не будет идти и речи о звуковой волне и ее оцифровке.

Звук как таковой по MIDI не передается, а передается только информация о действиях или событиях, которые осуществляются на электронной MIDI-клавиатуре или в специальной компьютерной программе. А именно: нажатие или отжатие какой-либо клавиши, педали, кнопки. То есть когда нажимается клавиша соль первой октавы звуком фортепиано, то по MIDI передается сообщение, что «нажата клавиша соль первой октавы звуком фортепиано».

Поскольку в понятие MIDI входит слово интерфейс, нужно коротко отметить, что этим словом называют способ обмена информацией между пользователем, компьютерной программой и различными устройствами, если таковые имеются, то есть это может быть и физическое устройство, и программный элемент, и целый комплекс, содержащий и то, и другое.

До появления стандарта MIDI музыканту, для одновременного управления несколькими электронными инструментами в студии, нужно было бы быстро перемещаться между ними, и невозможно было бы, например, взять аккорд одновременно больше чем на двух из них. Благодаря MIDI появилась возможность управления всеми инструментами с одной клавиатуры, в связи с тем, что каждый инструмент способен воспринимать команды с клавиатуры другого инструмента так же, как и команды со своей собственной. Музыкант может назначить различным участкам клавиатуры управление разными устройствами, и таким образом получить возможность одновременной игры на всех имеющихся в студии электронных инструментах. Можно даже оставить всего одну клавиатуру, а все лишние убрать.

Устройство, запоминающее последовательность действий, производимых на электронном музыкальном инструменте при исполнении какой-либо музыкальной пьесы, а также временные промежутки между этими действиями называется секвенсором. Запись этой последовательности действий можно воспроизвести на том же устройстве. Эта информация занимает совсем немного памяти и места на диске, особенно по сравнению с аудиозаписью. Все недочеты исполнения на таком устройстве легко поддаются исправлению. Фальшивая нота легко заменяется нужной, а неровность может быть исправлена за счет изменения значения временных промежутков между действиями, также имеется возможность добавить необходимую динамику, артикуляцию и другие нюансы исполнения, что невозможно в обычной звукозаписи.

Записанную последовательность MIDI-сообщений и временных промежутков между ними называют MIDI-секвенцией. Соединение различных MIDI устройств между собой называется коммутацией.

Устройства с MIDI-интерфейсом имеют три разъема, которые обозначаются как MIDI IN, MIDI OUT и MIDI THRU.

MIDI IN — это входной разъем, через который поступает MIDI-информация с других устройств.

Разъем MIDI OUT — выходной разъем, через который устройство передает информацию о производимых на нем действиях.

Разъем MIDI THRU — это тоже выходной разъем, через который устройство в неизменном виде пересылает информацию, полученную через MIDI IN.

Информация обо всех производимых устройстве на действиях, (нажатия клавиш и т. п.) всегда выходит только через разъем MIDI OUT и не выходит через разъем MIDI THRU. Полученная по MIDI через разъем MIDI IN информация, в неизменном виде отправляется дальше через разъем MIDI THRU, но обычно не выходит через MIDI OUT.

Для соединения MIDI-устройств с компьютерными звуковыми картами к разъему MIDI IN звуковой карты нужно присоединить выход MIDI OUT MIDI-клавиатуры. Только надо иметь ввиду, что для этого необходим специальный переходной кабель. В случае использования нескольких внешних модулей, разъем MIDI OUT компьютера присоединяется к MIDI IN первого из них, а далее соединение идет следующим образом: разъем MIDI THRU каждого из используемых модулей, кроме последнего, соединяется с разъемом MIDI IN следующего. Часто звуковые карты имеют несколько параллельных MIDI-выходов, но в основном только один из них является внешним.

По MIDI могут передаваться сообщения разных типов, самым распространенным является нажатие клавиши Key On, в котором содержится информация о номере нажатой клавиши и силе удара по ней. Большинство параметров MIDI могут принимать значения от 0 до 127. Сила удара по клавише измеряется как скорость ее движения вниз при нажатии, в связи с этим этот параметр называется по-английски velocity. Он имеет также 128 градаций. Значение 127 соответствует наибольшей силе нажатия, а значение 1 соответствует наименьшей. Опускание клавиши Key Off является отдельным типом MIDI-сообщения и не связано с нажатием.

Когда устройство получает по MIDI сообщение о нажатии клавиши, начинается воспроизведение соответствующего звука до тех пор, пока не устройство не получит сообщение об отпускании той же самой клавиши. Кроме того, существуют следующие типы MIDI-сообщений такие как смена программы, смена значения контроллера, изменение высоты, изменение давления, исключительные системные сообщения и т. д.

В сообщении Program Change - смена программы определяется, какой инструмент будет использоваться для воспроизведения. Обычно все имеющиеся в устройстве инструменты объединяются в несколько групп по 128 в каждой. Эти группы называются банками. MIDI-сообщение смена программы переключает инструменты в текущем банке, а смена банка осуществляется с помощью другого MIDI-сообщения — выбор банка. Количество банков, доступных для переключения по MIDI, может достигать 16 384, а максимальное количество инструментов оказывается равным 2 097 152. Обычно реальные устройства на сегодняшний день содержат от 1 до 20 банков.

Для контроля за параметрами исполнения, такими как громкость, выразительность, вибрато, пространственная локализация и пр., существует MIDI-сообщение смена значения контроллера Control Change. Данное MIDI-сообщение содержит два параметра: номер контроллера Controller Number, указывающий, какой параметр исполнения подлежит изменению, и значение контроллера Controller Value, указывающий, каким образом этот параметр изменяется. Номера контроллеров также изменяются в от 0 до 127.

Поскольку к одной MIDI-клавиатуре можно последовательно подключить несколько устройств через соединение MIDI THRU — MIDI IN, возникает необходимость разделить поток MIDI-сообщений, чтобы каждое устройство могло принимать только свои сообщения. Для этого в MIDI-стандарте предусмотрена организация некоторого количества так называемых виртуальных MIDI-каналов, где каждое сообщение может идти только по одному из них. В случае, когда управляющее устройство посылает MIDI-информацию, предназначенную для воспроизведения тремя разными тембрами, она может быть передана по трем разным каналам. При этом одно из устройств будет принимать только сообщения, пришедшие по первому каналу, а другие игнорировать, другое устройство будет принимать сообщения по второму каналу и т. д. Таким образом, один MIDI-источник сможет управлять исполнением многотембровой фактуры.

Естественно никаких физических каналов на самом деле не существует, и вся MIDI-информация передается последовательно по одному и тому же кабелю, а разделение на каналы происходит виртуально. В большинстве MIDI-сообщений кроме прочих параметров обязательно содержится также информация о номере MIDI-канала, через который осуществляется его передача.

Универсальным форматом записи MIDI-секвенций являются стандартные MIDI-файлы, обычно имеющие расширения. mid или. midi. Для работы с MIDI-секвенциями существуют специальные компьютерные программы-секвенсоры. Как в большинстве аппаратных секвенсоров, имеющих собственный формат записи MIDI-данных, во всех них предусмотрена возможность чтения и записи стандартных MIDI-файлов.

Возможность работы со стандартными MIDI-файлами предусмотрена также и в некоторых системах многоканального сведения аудио, и в программах для работы с нотной графикой.