蠱惑の楽器たち　60．GM音源21　スタンダードMIDIファイル

2023-01-31

SMFとは

SMFとはStandard Midi Fileの略で、曲の演奏データが書かれたバイナリファイル（0と1のデータ形式）です。 SMFは元々Opcode System社の考案した規格でしたが、GM規格と同時に1991年にMIDI規格として採用されました。現在SMFは、主にコンピュータで扱います。.midという拡張子です。

MIDIが電子楽器間の話言葉とするならば、SMFはその言葉を記述したノートのような存在です。楽曲の楽器指定、テンポ、拍子、音符などの情報が書かれていますので、オーケストラの楽譜のようなものです。重要なのは絶対時間の情報ではないということです。これをプレーヤー（シーケンサー）に読み込ませ、プレーヤーからGM音源にリアルタイムにMIDIデータを送り、GM音源は送られてきたMIDIデータを順次鳴らします。

Windowsであれば、Windows Media PlayerでSMFを簡単に再生することができます。

シーケンサーは、Windows Media Playerとなります。

GM音源は、OS付属のMicrosoft GS Wavetable Synth（C:\Windows\System32\drivers\gm.dls）となります。また多くの電子ピアノにはGM音源とシーケンサーが内蔵されているため、USBメモリ等に入れたSMFを読み込ませて鳴らすことも出来ます。ピアノの伴奏や、練習に活用できます。

SMFの誕生で汎用的に演奏データを扱えるようになった意味合いは大きく、音楽業界に新しい可能性をもたらしました。特にカラオケ業界には欠かせない技術となっています。

MIDI（ミディ　Musical Instrument Digital Interface）について

SMFはMIDI規格のひとつですが、MIDI規格は、複数の電子楽器を接続するために1982年に創案された通信プロトコルからスタートしています。驚くべきことは、40年前の古い仕様のまま現役で使われ続けているということです。目まぐるしく新規格に置換わっていくPCの世界とは対照的です。そのおかげで、最新機器と1983年製造の機器とやり取りすることも可能になっていますが、不便な点もそのままとなっています。

そんな古いMIDI1.0ですが、2019年にMIDI2.0が発表され、2020年に規格書が作られました。現在各社で実装が進んでいるようです。 MIDI2.0は過去を切り捨てることなく互換性を重視しています。古い機器と接続されれば、後方互換で動き、新しい機器とつなげば、双方向に高速な通信が可能になります。地味ながら重要なのは高速通信によるレスポンス向上と、分解能が上がったことではないでしょうか。順次MIDI2.0を視野に入れたソフトや、ハードが出てきていますが、まだ大半の機材は従来のMIDI1.0なので、MIDI2.0の恩恵を受けるのは、もう少し先になりそうです。

SMFの中身

このSMFをテキストエディタで開くと、意味不明の文字列になりますので、中身を確認したいときはバイナリエディタで開きます。そうすると以下のような16進数が並んだ中身が見れます。 MIDI規格に沿って必要な記述がされているわけです。

チャンクというデータブロックで構成されています。はじめにヘッダという基本的な情報があり、その後にノート（音符）の情報などが書かれています。

SMFは3種類ありますが、使われているのは以下の2フォーマットです。

Format 0：: すべてのチャンネルのデータを１トラックにしたフォーマット。簡易的なデータをやり取りしたい場合に使うといいかもしれません。
Format 1：: マルチトラック対応のフォーマット。GM音源を扱いたい場合はこちらを使います。

SMFの作り方

音楽データを作成する場合、多くの人はDAWを使うと思います。DAWはSMFの入出力が出来るので、楽曲データをSMFに書き出すだけでSMFは完成します。ただしMIDIの仕様を踏まえて作る必要があります。オーディオデータは当然扱えませんし、チャンネル、音色、オートメーション、エフェクトなど気にすることが多岐にわたります。

MIDIの仕様は古いため、DAWでは独自機能を追加し、MIDIでコントロールしていたことも、より柔軟な形に置き換えたりしています。そのため純粋なMIDI規格と独自規格が混在していて、MIDIを知らない人は混乱するかもしれません。MIDIは基本的に7bit128段階のデータを扱うのに対して、DAWでは32bit float以上を扱うのですから、数値だけ見ても違和感を感じます。それでもDAWの骨格にあるのはMIDI規格であり、これを無視することはできません。

また思い通りの完全なSMFをDAWから書き出せるとは限りません。SMFを書き出す場合は、純粋なMIDIシーケンサーの方がMIDIを素直に使っていることが多く、ストレスなくSMFを作れるかもしれません。MIDIシーケンサーのDominoなどは純粋なSMFを作るのに適しています。

SMFの用途と今後

現在はSMFを扱う必然性がなくなり、多くはMP3などのオーディオファイルを扱うようになりました。今現在SMFが必要なシーンはあるのでしょうか？　今のところカラオケ用データなどを制作している場合を除き、あまりないかもしれません。

それでもクリエーター間での作曲データのやりとりには便利です。同じDAWを使っていれば、DAW専用のデータでやり取りすることができますが、DAWが違うと、必然的にデータは中間フォーマットともいえるSMFになります。簡単なメロとコードのデータをもらって、それをアレンジする場合など、音声ファイルをもらうよりも、SMFの方が作業がはかどります。簡易的なMIDIデータという意味合いでSMFをやり取りすることが多いかと思います。

SMFには音声ファイルにはない楽譜がもれなく付いてくると考えれば、かなりお得なファイルに思えるのではないでしょうか。好きなように編集もでき、２次利用も簡単です。またスロー再生して練習にも使えますし、マイナスワンでカラオケにもなり、かなり多目的に使えるフォーマットです。

ブラウザ上でWeb MIDI APIが使えるようになって、ずいぶん経ちますが、まだ手軽に扱えるほど環境整備が進んでいません。今後ネット環境で音楽教育等が盛んになると思いますが、SMFやGM音源は有効活用できるので期待したいところです。ブラウザ上で簡単に扱えるようになれば、ゲームやカラオケなど、様々なサービスで柔軟な音楽利用が可能になります。データが軽量、キー変更可能、マイナスワン、ループ、テンポの変更、音色の変更などの従来のメリット以外にも、AIによるアドリブや、リアルタイム作曲など、今まで出来なかったことも可能になってきます。そうなるとGM音源とSMFは再び脚光を浴びるかもしれません。

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あちゃぴー

楽器メーカーで楽器開発していました。楽器は不思議な道具で、人間が生きていく上で、必要不可欠でもないのに、いつの時代も、たいへんな魅力を放っています。音楽そのものが、実用性という意味では摩訶不思議な立ち位置ですが、その音楽を奏でる楽器も、道具としては一風変わった存在なのです。そんな掴み所のない楽器について、作り手視点で、あれこれ書いていきたいと思います。
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