MIDI note numbers: нумерація нот 0–127 і Middle C

MIDI 1.0 передає висоту клавіші як номер ноти від 0 до 127. Це 128 можливих значень. Найважливіший орієнтир: Middle C має MIDI note number 60.

Чому C3, C4 і C5 можуть означати ту саму MIDI-ноту

Назва октави не закодована в MIDI-повідомленні. Різні програми та виробники історично використовували різні системи позначення октав. Через це note number 60 може відображатися як C3, C4 або навіть C5 залежно від програми.

Тому в технічній роботі надійніше писати MIDI note 60 (Middle C), а не покладатися лише на напис C4.

Як обчислити сусідні ноти

Кожен крок на півтон збільшує номер на 1. Через 12 півтонів повторюється та сама назва ноти в наступній октаві.

• 60 — Middle C;
• 61 — C♯/D♭ над Middle C;
• 69 — A над Middle C;
• 72 — наступне C.

За поширеного настроювання A4 = 440 Гц MIDI note 69 відповідає 440 Гц. Це опорне настроювання, а не жорстка вимога для всіх MIDI-систем: MIDI підтримує інші строї та microtuning. Для 12-тонового рівномірно темперованого строю з A4 = 440 Гц частоту можна обчислити формулою 440 × 2^((n - 69)/12).

Діапазон не дорівнює реальній клавіатурі

Те, що MIDI має номери 0–127, не означає, що фізична клавіатура повинна мати 128 клавіш. Контролер на 25, 49, 61 або 88 клавіш просто надсилає частину цього діапазону, часто з можливістю зміщення октави.

Таблиця MIDI note numbers та назв октав

У MIDI надійною координатою є саме номер ноти. Наприклад, note 60 — Middle C, 61 — C♯, 62 — D, а 72 — C на октаву вище. Назва октави на кшталт C3, C4 або C5 залежить від системи позначень і конкретної програми, тому нижче різні системи показані поруч, а не як одна «єдино правильна» нумерація.

Практичне правило: коли точність важлива, записуйте MIDI note number і за потреби назву ноти, наприклад «60 (Middle C)». Це усуває неоднозначність між програмами, які нумерують октави по-різному.

У технічній MIDI-документації те саме числове значення може записуватися в шістнадцятковій системі числення: decimal 60 = hexadecimal 3C. Це лише інший спосіб запису того самого MIDI note number.

Номер ноти як координата

У MIDI кожній висоті відповідає число. Це можна уявити як координату на довгій віртуальній клавіатурі. Якщо номер збільшується на 1, ми переходимо на один півтон вище; якщо зменшується на 1 — на один півтон нижче. Через 12 півтонів повторюється та сама назва ноти в наступній октаві.

Такий підхід особливо зручний для програм і секвенсорів: комп’ютеру простіше працювати з числом, ніж із записом на кшталт «до четвертої октави».

Компактна клавіатура і транспозиція діапазону

Фізична MIDI-клавіатура не повинна мати 128 клавіш. Контролер на 25, 49, 61 або 88 клавіш передає лише частину діапазону 0–127. На багатьох контролерах кнопки Octave або Transpose дають змогу зміщувати доступний діапазон угору чи вниз. Це не змінює правило нумерації MIDI-нот: змінюється лише те, які note numbers надсилають фізичні клавіші.

Чому Middle C може називатися по-різному

Плутанина виникає не в самому MIDI-номері, а в системі назв октав, яку використовує програма чи виробник. Одна й та сама MIDI-нота може отримати різне текстове позначення C3, C4 або C5. Тому під час обміну даними надійніше звіряти саме MIDI note number.

Це схоже на температуру: два термометри можуть мати різні шкали, але фізична температура залишається тією самою. Тут «фізичною координатою» для MIDI є номер ноти.

Як швидко рахувати

Якщо знаєте один опорний номер, сусідні ноти можна знайти додаванням або відніманням. Октава — це зміщення на 12 номерів. Наприклад, відомий у матеріалі номер 69 для A при стандартному строї можна використовувати як орієнтир для сусідніх висот.

Практична вправа

1. Візьміть будь-який відомий MIDI note number.
2. Запишіть номер ноти на півтон вище й нижче.
3. Запишіть номер тієї самої назви ноти на октаву вище.
4. Поясніть, чому клавіатура на 49 або 61 клавішу все одно може працювати з MIDI-діапазоном 0–127.

Перевірте себе

• Що означає збільшення MIDI note number на 1?
• На скільки змінюється номер при переході на октаву?
• Чому текстове позначення Middle C може відрізнятися між програмами?

Джерела

• The MIDI Association — Why 12 Notes?
• The MIDI Association — MIDI 1.0 Core Specifications
• The MIDI Association — Microtuning and Alternative Intonation Systems
• The MIDI Association — MIDI 1.0 Detailed Specification