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MIDI(Musical Instrument Digital Interface)
MIDI是在1982年由世界上各電子樂器大廠所共同制定的一種電子樂器通訊介面，藉由傳送各軌發音所要的音色類型、各個音符的強弱、高低、長短、以及使用效果器的種類與參數，來記錄音樂資訊。電腦中應用MIDI格式儲存一首曲子的各音符資料的檔案種類很多，例如.mid,.midi,.wrk,.rcp....等，這些檔案由於只儲存音符的資料，而沒有關於音色波型的紀錄資料，因此容量比起wav、MP3都相當小，大部分經過WinZip壓縮後都只有十幾kbytes。
要播放這些MIDI檔案，除了MIDI檔和播放軟體外，最重要的是MIDI音色和對應的效果器支援。我們可以把MIDI檔視作為樂譜，播放軟體視為樂團的成員，MIDI音源視為樂器，三者缺一不可。一般來講，要達到譜曲者所想表達的音響效果，最好是拿譜曲時所用的音源來播放最忠於原味，因此，MIDI的音色容量未必越大越真實越好，效果器功能也不是越誇張越好，能夠符合原作者要求而恰如其分才是最適合的。如果很不幸地無法獲得相對應的音源，至少要使用該音源廠牌同等級產品來播放，才能達到類似的效果。
MIDI音源一般來講可以分成三種，第一種是硬體音源，例如音源器(Sound Moduler)，音源卡，MIDI鍵盤，還有音源子卡。其中音源器和琴以及許多衍生配備，必須要搭配MIDI介面卡(如從前常見的Roland MPU-IPC-T)才能與電腦相連接，達到發收MIDI訊號的功能。許許多多的MIDI檔都是由譜曲者用MIDI鍵盤彈出音符，再經由MIDI Cable把訊號傳至MIDI介面卡由電腦紀錄下來。音源器是外接設備，面板上通常有音量調整與選擇各軌效果器的按鈕與液晶顯示幕，而音源卡則是將音源器的發聲構造做在電腦介面卡上，屬於內接設備。音源子卡在使用上必須另外搭配音效卡提供電源和MIDI訊號，並且放大音源子卡輸出的類比訊號。音源子卡在1994年以後開始流行，是電腦音效卡的龍頭老大Creative所提出的標準。當時有很多音效卡支援音源子卡，例如Creative SB16，SB AWE32，近代的瑞麗聲之鑽，和氏璧，春之頌Pro，Diamond MX300，Turtle-Beach SantaCruz，Labway Xwave Thunder 3D等。這裡有一些音源子卡與音效卡連接的照片http://www.dearhoney.idv.tw/SoundCard/FM801/dvd6.htm，注意看這些音效卡上26pin的針腳就是用來連接音源子卡。還有一些卡不是音效卡卻可以搭配音源子卡。例如Roland MPU-401AT本身是MIDI介面卡，KORG NS5R是音源器。在眾多的音源子卡中，最有名的分別是日本三大MIDI音源廠的產品Roland SCD-15、YAMAHA DB50XG和Korg Topwave。關於以上天花亂墜的器材長相請參考Dearhoney數位音樂工作室博物館，看過這些器材的照片後對於以上文字會有比較清晰的概念。
令一種MIDI音源是軟體音源，常見的軟體音源例如YAMAHA S-YXG系列，是以音源器YAMAHA MU-15(架構與音源子卡DB50XG和音源卡SW60XG類似)這台音源器為模擬對象，相容於GM，XG與GS﹔Roland VSC系列，是以Roland SC-88Pro作為模擬對象，相容於GS，GM和GM2﹔﹔WinGroove則是由作者中山裕基先生自多台硬體MIDI音源中採樣音色，相容於GM與部分GS。軟體音源的缺點是需要較高的CPU使用率且很難做到即時發音。想像一下當按下琴鍵後過了0.3秒聲音才發出來是個多麼令人難過的事情。GigaSampler也屬於軟體音源的一種，有公開的音色檔格式，在專業領域很受歡迎。
還有一種MIDI音源就是目前娛樂用音效卡所廣泛採用的技術－將MIDI音色存在硬碟中，當使用時再存到主機板上的RAM內，而不同於傳統上將音色資料燒死在音效卡上的ROM中。這種觀念的始作俑者是Gravis UltraSound，問世當時風靡MOD界(簡單來說MOD是一種包含音色波型的MIDI檔)，但該音效卡是將音色存在卡上的RAM中，與現在的音效卡將音色存在主機板上的DRAM中還是有所不同，但目的都是避免將音色燒在卡上的ROM中以降低成本和提高使用彈性。目前市面上娛樂用音效卡的發聲晶片中，以Ymf724/744/754的內建音色與效果器支援度最廣，所用的音色與功能和S-YXG100相當類似，支援GM，XG與GS，對於這三種格式製成的MIDI檔有一定的相容性。SB Live!(發聲晶片為EMU10K1)屬於另外一種典型，它具有強大的樂器音色替換功能，並具備分頻取樣能力，可以讓使用者隨心所欲製造各種音色。很可惜地是SB Live!只支援GM，且還不吃GM Reset指令，因此播放GS/XG規格的MIDI檔，很難達到忠於原味的效果。其餘大部分的市面上的娛樂用音效卡MIDI音色都很貧弱，與其使用這些音色，不如直接去安裝上述軟體音源。
順道一提，MS Windows98/Me和2000/XP都有內建軟體音源，只要安裝音效卡的WDM版驅動程式即可使用。其音色來源是Roland，只支援GM，不過品質相當差勁，聽過之後實在很難讓人相信是出自Roland的音色。
GM，GS，XG這三種常見的MIDI音源規格，以GM最為廣泛。GM(General MIDI)是第一個以以音源標準化生產為目的共通統一規格。在GM尚未制定以前，各種MIDI器材之間通訊雖然都遵照MIDI標準，但是每台機器對同樣的訊號反應可能都不同，在這台音源器上的第一號樂器是鋼琴，跑到另一台音源器上可能變成了長笛，這樣子就算有了MIDI檔，流通性還是大受限制。為了解決這混亂的局面，在各廠商的協議下，1991年10月由位於美國的IMA(International MIDI Association)以及在日本的JMSC (Japanese MIDI Standard Committee)，共同協議採用GM規格，作為音源的共通統一規格。GM音源規範了128個樂器以及鼓組的排列順序與同時發音數至少要達到24，還有Reverb和Chorus這兩個效果器的功能。
在GM尚未制定之前，已經有不少遊戲使用MIDI作為配樂標準，當時Sierra公司率先使用音源器Roland MT-32作為發音音源。當時一台音源器就要比一台個人電腦還要貴了，因此能擁有MT-32最為遊戲音源的使用者都是真正的玩家。在GM制定之後，Windows 95上市以前，也有很多DOS下的遊戲都是使用GM音源作為MIDI標準。不過雖然是說支援GM，各大遊戲廠商仍普遍使用Roland SC-55作為譜曲音源器。當時配樂水準特出的Lucasarts X-Wing、TIE Fighter，Blizzard的魔獸爭霸II，Ganix美少女夢工廠II、Westwood的凱蘭迪亞傳說－命運之手等，搭配Roland SC-55真可謂餘音繞樑三日不絕與耳。
關於Roland制定的MIDI標準GS可視為GM的擴充。其實當GM制定前Roland SC-55已經上市了，GM的128個音色正是SC-55的前128個音色，而發音數，效果器也是量身訂做，因此當GM制定後出廠的SC-55上都被打上GM字樣，這也是為什麼遊戲廠商紛紛以SC-55作為GM配樂標準的原因。XG是Roland的死對頭YAMAHA後來提出的規格，同樣相容於GM，且YAMAHA支援XG的音源普遍具備TG300B Mode，其實這就是GS Mode，只是YAMAHA打死不願意在自己的器材打上GS字樣。而GM2是1999年提出的GM擴充標準，有著256個音色與更多的效果器。雖然看到Roland就會想到GS，想到YAMAHA就會提到XG，但這些格式都是死的，並沒有制定音色資料，因此真正的播放效果還是要看各音源的支援度與規格，並非支援某特定規格的音源聽起來就一定是怎樣怎樣，還是要以該音源器的規格與發聲機制為主。
MIDI在日本最為風行，很多業餘的玩家常常把電玩音樂用耳朵把旋律抓出來再譜成MIDI檔，這個過程叫做耳copy。一些熱門的遊戲，常常同一個曲子就有幾十種不同版本的MIDI檔，展現各編曲家的創意與技巧。我曾經在Roland的首頁看到每年舉辦一次的MIDI作曲大賽，競賽內容包括日本與台灣民謠編曲，參賽者都是一些小學生，可見MIDI在日本有多麼普遍。目前最新的MIDI規格是GM Lite，對象是手機鈴聲，是GM標準的精簡版。
結語
拉拉雜雜講了一大堆，從數位化講到CD再講到各種儲存媒介和數位音樂與電腦的關係，希望能讓讀者對於數位音樂有初步的認識。以上這些資料全部取材自網路上，網址文後附上。希望這點心得對拓展各位的視野有所幫助。最後要感謝網友Tiberius和JamesT的大力協助，提供了豐富的資料與技術支援，為這篇文章增色不少。
參考資料
DearHoney數位音樂工作室，http://www.dearhoney.idv.tw/
關於CD
Compact Disc The Inside Story，http://home.mira.net/~gnb/mac-cdis/index.html#conts
Nyquist Functions，http://www.cs.cmu.edu/~rbd/doc/nyquist/part6.html
CD-Recordable FAQ，http://www.cdrfaq.org/faq02.html
IEC-908...The BIG picture，http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdmulti/95x7/iec908.htm
Pre and De-Emphasis，http://www.batlabs.com/predemp.html
The Secrets of Dither，http://www.digido.com/ditheressay.html#RTFToC8
What is dither?，http://www.mtsu.edu/~dsmitche/rim420/reading/rim420_Dither.html
HDCD - About HDCD - Our Story，http://www.hdcd.com/about/ourstory.html
XRCD by JVC，http://www.xrcd.com/
DVD-Audio for High Quality Music，http://www.disctronics.co.uk/downloads/dvdaud.pdf
Sony Super Audio CD，http://interprod.imgusa.com/son-403/format.asp
關於MP3
MP3' Tech - Overview of the MP3 techniques，http://www.mp3-tech.org/tech.html
Huffman Coding，http://www.rasip.fer.hr/research/compress/algorithms/fund/huffman/，http://rkb.home.cern.ch/rkb/AN16pp/node124.html
Modified Discrete Cosine Transform (MDCT)，http://www-ccrma.stanford.edu/~bosse/proj/node27.html
THE LAME Project，http://www.mp3dev.org/mp3/
網友 Tiberius 的 LAME 使用/參數說明，http://www.dearhoney.idv.tw/MP3/Encoder/Tiberius20001119/
MAD Plug-in For Winamp，http://www.mars.org/home/rob/proj/mpeg/mad-plugin/
關於MIDI
Stairway to Heaven，http://spinserve.com/stairway/
DearHoney數位音樂工作室MIDI博物館，http://www.dearhoney.idv.tw/MUSEUM/midi.htm
若遺園，http://gwanlin.tolmall.com/music.htm
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