MIDIファイルとは?楽譜のようなデジタル音楽データの仕組みから活用法まで完全解説

プログラミング・IT

MP3ファイルで5分の曲が約5MB。でも、同じ長さの曲がMIDIファイルだと、わずか50KB程度。なんと100分の1のサイズです!

この驚異的な違いには理由があります。MIDIファイルには「音」そのものは入っていないんです。代わりに「どの楽器で、どの高さの音を、どのタイミングで、どれくらいの強さで鳴らすか」という「演奏指示」だけが記録されています。

まるでデジタル版の楽譜のようなもの。だからこそ、複雑なオーケストラの曲でも驚くほど小さなファイルサイズで保存できるんです。

この記事では、MIDIファイルの仕組みから実際の活用方法、DTMでの使い方まで、音楽制作初心者の方でも理解できるように詳しく解説していきます。

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  1. 1. MIDIファイルの基本:音ではなく「演奏情報」
    1. MIDIとは何か?
    2. 楽譜に例えると分かりやすい
    3. MIDIファイルに記録される情報
  2. 2. MIDIファイルの構造と規格
    1. ファイルフォーマットの種類
    2. トラック構造
    3. MIDIチャンネルの概念
    4. GM(General MIDI)規格
  3. 3. MIDIファイルの作成方法
    1. DAW(デジタルオーディオワークステーション)で作成
    2. ピアノロールでの入力
    3. MIDIキーボードでリアルタイム入力
    4. 楽譜からMIDIへの変換
  4. 4. MIDIファイルの再生と編集
    1. MIDIファイルの再生方法
    2. 音源(サウンドフォント)の重要性
    3. MIDIエディタでの編集
  5. 5. DTMでのMIDI活用術
    1. MIDI録音のコツ
    2. エクスプレッション(表現)の付け方
    3. コントロールチェンジ(CC)の活用
    4. MIDIエフェクト
  6. 6. MIDIファイルの変換と活用
    1. MIDIからオーディオへの変換
    2. オーディオからMIDIへの変換
    3. 楽譜作成ソフトとの連携
    4. カラオケ作成
  7. 7. MIDIの実用例と応用
    1. 音楽教育での活用
    2. ゲーム音楽での使用
    3. 自動演奏楽器
    4. ライブパフォーマンス
  8. 8. トラブルシューティング
    1. よくある問題と解決方法
    2. ファイル互換性の問題
  9. 9. MIDI規格の拡張と最新技術
    1. GM2(General MIDI 2)
    2. MIDI 2.0(2020年策定)
    3. MPE(MIDI Polyphonic Expression)
    4. Web MIDI API
  10. 10. MIDIファイルの入手とリソース
    1. 合法的な入手先
    2. MIDI作成コミュニティ
    3. 学習リソース
  11. よくある質問(FAQ)
    1. Q1: MIDIファイルの著作権は?
    2. Q2: MIDIキーボードがなくても作曲できる?
    3. Q3: MIDIファイルが重い・カクカクする
    4. Q4: スマホでMIDIファイルを作れる?
    5. Q5: AIでMIDI生成はできる?
  12. まとめ:MIDIは音楽制作の強力な味方

1. MIDIファイルの基本:音ではなく「演奏情報」

MIDIとは何か?

MIDI(Musical Instrument Digital Interface)は、1983年に誕生した電子楽器の共通言語です。

オーディオファイルとの決定的な違い:

MP3/WAVファイル(オーディオ):
- 実際の音の波形を記録
- 「こんな音が鳴った」という結果
- ファイルサイズ:大きい(1分約1〜10MB)
- 編集:音の加工はできるが、楽器の変更は困難

MIDIファイル:
- 演奏の指示を記録
- 「ドの音を強く1秒間鳴らせ」という命令
- ファイルサイズ:小さい(1曲約10〜100KB)
- 編集:音符単位で自由に変更可能

楽譜に例えると分かりやすい

紙の楽譜:
♪ ドレミファソ〜(音符で表現)
↓
人間が読んで演奏

MIDIファイル:
Note On: C4, Velocity: 100(デジタルで表現)
↓
コンピュータが読んで演奏

つまり、MIDIファイルは「デジタル楽譜」と考えると理解しやすいんです。

MIDIファイルに記録される情報

基本的な演奏情報:

1. ノート情報
   - 音程(C4 = 中央のド)
   - 開始時間(いつ鳴らすか)
   - 長さ(どれだけ鳴らすか)
   - 強さ(Velocity: 0〜127)

2. コントロール情報
   - ボリューム(音量)
   - パン(左右の位置)
   - モジュレーション(ビブラート)
   - ピッチベンド(音程の揺れ)

3. プログラムチェンジ
   - 楽器の種類(ピアノ、ギター、ドラムなど)
   - 音色の切り替え

4. テンポ情報
   - BPM(1分間の拍数)
   - 拍子(4/4拍子など)

2. MIDIファイルの構造と規格

ファイルフォーマットの種類

標準MIDIファイル(SMF)の3つの形式:

Format 0(単一トラック):
- すべての楽器が1つのトラックに
- ファイルサイズ最小
- 互換性最高
- カラオケ機器でよく使用

Format 1(マルチトラック):
- 楽器ごとに別トラック
- 編集しやすい
- 最も一般的
- DTMソフトで標準的

Format 2(マルチシーケンス):
- 複数の独立した曲
- ほとんど使われない
- 特殊用途向け

トラック構造

典型的なFormat 1の構成:

Track 0: コンダクタートラック
  └─ テンポ、拍子、調号

Track 1: ピアノ
  └─ チャンネル1のノート情報

Track 2: ベース
  └─ チャンネル2のノート情報

Track 3: ドラム
  └─ チャンネル10(ドラム専用)

Track 4-16: その他の楽器

MIDIチャンネルの概念

16チャンネルの仕組み:

チャンネル1-9, 11-16:メロディ楽器用
チャンネル10:ドラム・パーカッション専用

各チャンネルで設定可能:
- 1つの楽器音色
- 独立したボリューム
- パン(定位)
- エフェクト送り

GM(General MIDI)規格

音色の標準化により、どの機器でも同じように再生できます。

GM音色リスト(主要なもの):

ピアノ系(1-8):
1. Acoustic Grand Piano
2. Bright Acoustic Piano
3. Electric Grand Piano
4. Honky-tonk Piano
5. Electric Piano 1
6. Electric Piano 2
7. Harpsichord
8. Clavi

オルガン系(17-24):
17. Drawbar Organ
18. Percussive Organ
19. Rock Organ
20. Church Organ

ギター系(25-32):
25. Acoustic Guitar (nylon)
26. Acoustic Guitar (steel)
27. Electric Guitar (jazz)
28. Electric Guitar (clean)
29. Electric Guitar (muted)
30. Overdriven Guitar
31. Distortion Guitar

ベース系(33-40):
33. Acoustic Bass
34. Electric Bass (finger)
35. Electric Bass (pick)
36. Fretless Bass

ストリングス系(49-56):
49. String Ensemble 1
50. String Ensemble 2
51. Synth Strings 1

ドラム(チャンネル10):
各音程に異なる打楽器を割り当て
C1 = バスドラム
D1 = スネア
F#1 = ハイハット(クローズ)
など

3. MIDIファイルの作成方法

DAW(デジタルオーディオワークステーション)で作成

主要なDAWソフト:

無料:
- GarageBand(Mac)
- Cakewalk by BandLab(Windows)
- Reaper(60日試用版)
- LMMS(オープンソース)

有料:
- Logic Pro(Mac):約35,000円
- Cubase:約15,000〜70,000円
- FL Studio:約15,000〜40,000円
- Ableton Live:約12,000〜100,000円
- Studio One:約14,000〜50,000円

ピアノロールでの入力

ピアノロール画面の見方:

↑ 高い音
│ [====] ← ノート(音符)
│     [========]
│  [====]
↓ 低い音
  →時間→

操作方法:
1. クリックでノート配置
2. ドラッグで長さ調整
3. 上下移動で音程変更
4. ベロシティバーで強弱調整

MIDIキーボードでリアルタイム入力

必要な機材:

MIDIキーボード:
- 入門用(25鍵):5,000円〜
- 標準(49鍵):10,000円〜
- フルサイズ(88鍵):30,000円〜

接続方法:
1. USB接続(最も簡単)
2. MIDI端子接続(要オーディオインターフェース)
3. Bluetooth接続(対応機種のみ)

録音の手順:

1. DAWでトラックを作成
2. 音色を選択
3. メトロノームON
4. 録音ボタンを押す
5. 演奏する
6. 停止して確認
7. クオンタイズ(タイミング修正)

楽譜からMIDIへの変換

楽譜スキャンソフト:

有料ソフト:
- Sibelius + PhotoScore
- Finale + SmartScore
- Kawai スコアメーカー

無料/オンライン:
- MuseScore(手動入力)
- Flat.io(ブラウザベース)

手順:
1. 楽譜をスキャン
2. 認識結果を確認・修正
3. MIDIエクスポート

4. MIDIファイルの再生と編集

MIDIファイルの再生方法

Windows での再生:

標準:
- Windows Media Player(Windows 10まで)
- Grooveミュージック(音質は基本的)

推奨ソフト:
- VLC media player(無料)
- MIDITrail(3D視覚化)
- Synthesia(ピアノ学習)

Mac での再生:

標準:
- QuickTime Player
- GarageBand(編集も可能)

追加ソフト:
- Logic Pro
- Sweet MIDI Player

スマートフォンアプリ:

iOS:
- MIDISheetMusic
- Sweet MIDI Player
- Soundfont Pro

Android:
- MIDI Voyager
- USB MIDI Player
- MIDISheetMusic

音源(サウンドフォント)の重要性

MIDIファイルの音質は、使用する音源で大きく変わります。

音源の種類:

ソフトウェア音源:
- Windows:Microsoft GS Wavetable Synth(標準)
- サウンドフォント:.sf2ファイル
- VSTプラグイン:高音質

ハードウェア音源:
- Roland SC-88Pro(定番)
- YAMAHA MU2000
- KORG TRITON

無料の高品質サウンドフォント:
- FluidR3_GM.sf2(一般的)
- GeneralUser GS
- Arachno SoundFont

MIDIエディタでの編集

基本的な編集操作:

音符の編集:
- 移動:ドラッグで音程・タイミング変更
- 伸縮:端をドラッグで長さ調整
- 削除:選択してDelete
- コピー:Ctrl+C → Ctrl+V

一括編集:
- トランスポーズ(移調)
- ベロシティ調整(強弱)
- クオンタイズ(タイミング補正)
- ヒューマナイズ(人間らしさ追加)

便利な編集機能:

クオンタイズ設定:
- 1/4:4分音符単位で修正
- 1/8:8分音符単位
- 1/16:16分音符単位
- Swing:ジャズ風の揺れ

強度設定:
- 100%:完全に格子に合わせる
- 50%:半分だけ修正
- 0%:修正なし

5. DTMでのMIDI活用術

MIDI録音のコツ

レイヤー録音(重ね録り):

効果的な録音順序:
1. ドラム(リズムの基礎)
2. ベース(低音の土台)
3. コード楽器(ピアノ、ギター)
4. メロディ(主旋律)
5. 装飾音(ストリングス等)

各パートのコツ:
- ドラム:グリッドに正確に
- ベース:ルート音を意識
- コード:ボイシングに注意
- メロディ:表現豊かに

エクスプレッション(表現)の付け方

ベロシティカーブの調整:

自然な強弱の付け方:

フレーズの頂点
    ↗↘
  ↗    ↘
↗        ↘
始まり    終わり

ベロシティ値の目安:
- pp(ピアニッシモ):20-40
- p(ピアノ):40-60
- mf(メゾフォルテ):60-80
- f(フォルテ):80-100
- ff(フォルティッシモ):100-127

コントロールチェンジ(CC)の活用

主要なCC番号:
CC1:モジュレーション(ビブラート)
CC7:ボリューム
CC10:パン(左右定位)
CC11:エクスプレッション
CC64:サステインペダル
CC91:リバーブ深さ
CC93:コーラス深さ

オートメーション例:
- フェードイン:CC7を0→127
- 自動パン:CC10を左右に振る
- クレッシェンド:CC11を徐々に上げる

MIDIエフェクト

便利なMIDIエフェクト:

アルペジエーター:
- コードを分散和音に
- パターン:上昇、下降、ランダム

コードトリガー:
- 1音でコード演奏
- メジャー、マイナー、7th等

スケールスナップ:
- 音階から外れた音を修正
- キーとスケール指定

ランダマイズ:
- ベロシティにランダム性
- タイミングに微妙なズレ

6. MIDIファイルの変換と活用

MIDIからオーディオへの変換

変換方法:

DAWでの変換:
1. MIDIファイルを読み込み
2. 各トラックに音源を割り当て
3. ミキシング調整
4. オーディオ書き出し(WAV/MP3)

オンラインツール:
- Online Audio Converter
- Convertio
- CloudConvert

注意点:
- 音源によって音質が変わる
- エフェクト設定も重要
- ビットレート選択(MP3の場合)

オーディオからMIDIへの変換

自動変換ツール:

単音楽器(メロディ):
- Melodyne(高精度)
- Logic Pro(Flex Pitch)
- Ableton Live(Audio to MIDI)

和音・複数楽器:
- AnthemScore
- WIDI Recognition System
- Basic Pitch(無料・Web)

精度の限界:
- 単純なメロディ:90%以上
- 複雑な和音:60-70%
- オーケストラ:困難

楽譜作成ソフトとの連携

主要な楽譜作成ソフト:

有料:
- Finale:プロ仕様
- Sibelius:業界標準
- Dorico:最新機能

無料:
- MuseScore:オープンソース
- LilyPond:テキストベース

MIDIインポート手順:
1. ファイル → インポート → MIDI
2. トラック割り当て確認
3. 調号・拍子設定
4. レイアウト調整
5. 楽譜として出力

カラオケ作成

歌詞の埋め込み:

必要なもの:
- MIDIファイル(伴奏)
- 歌詞テキスト
- タイミング情報

ソフトウェア:
- Karaoke Mugen
- KaraFun
- OpenKJ

作成手順:
1. MIDIファイルを読み込み
2. 歌詞を入力
3. タイミング同期
4. カラオケファイル出力

7. MIDIの実用例と応用

音楽教育での活用

ピアノ学習アプリ:

Synthesia(ゲーム風学習):
- MIDIファイルを読み込み
- 落ちてくる音符に合わせて演奏
- 正確性をスコア化

Playground Sessions:
- 有名曲のMIDIデータ
- リアルタイム採点
- 段階的レッスン

Simply Piano:
- MIDIキーボード対応
- 音を聞いて判定

ゲーム音楽での使用

レトロゲームのMIDI:

利点:
- ファイルサイズが小さい
- リアルタイム変更可能
- ループ処理が簡単

実装例:
- RPGの戦闘曲切り替え
- 場面に応じたテンポ変更
- インタラクティブBGM

自動演奏楽器

MIDI対応楽器:

自動演奏ピアノ:
- YAMAHA Disklavier
- QRS PNOmation
- Steinway Spirio

仕組み:
MIDIデータ → ソレノイド駆動 → 鍵盤動作

用途:
- コンサート録音再現
- 練習用伴奏
- BGM演奏

ライブパフォーマンス

MIDIコントローラー活用:

機材構成:
- MIDIコントローラー
- ノートPC(DAW)
- オーディオインターフェース
- PAシステム

利点:
- 機材の軽量化
- 音色の無限拡張
- バックトラック同期
- ビジュアルエフェクト連動

8. トラブルシューティング

よくある問題と解決方法

問題1:音が鳴らない

チェックリスト:
□ 音源が選択されているか
□ ボリュームが0になっていないか
□ MIDIチャンネルが合っているか
□ トラックがミュートされていないか

解決手順:
1. 別のプレーヤーで試す
2. GM Reset を送信
3. 音源を再起動

問題2:音がズレる(レイテンシー)

原因と対策:
- バッファサイズが大きい
  → 128〜256サンプルに設定

- CPU負荷が高い
  → 不要なプラグインを外す

- USB接続の問題
  → 直接接続(ハブを避ける)

推奨設定(Windows):
- ASIO4ALL ドライバー使用
- バッファ:256サンプル
- サンプルレート:44.1kHz

問題3:楽器の音色が違う

原因:
- GM規格外の音色番号
- 音源の違い
- バンク切り替えの問題

対策:
1. GM Resetを実行
2. プログラムチェンジ確認
3. 音源をGM準拠に設定

問題4:テンポが変わらない

確認事項:
- マスターテンポの設定
- テンポトラックの有無
- DAWのテンポ同期設定

解決:
- テンポイベントを挿入
- BPM値を手動設定

ファイル互換性の問題

文字化け対策:

トラック名・歌詞の文字化け:

原因:文字コードの違い
- 日本:Shift-JIS
- 海外:UTF-8、Latin-1

解決方法:
1. エンコーディング変換
2. 英語名で保存
3. UTF-8対応ソフト使用

フォーマット変換:

Format 0 ↔ Format 1:

変換ツール:
- MIDI File Converter
- DAWでインポート→エクスポート

注意点:
- トラック情報が統合/分離
- チャンネル割り当て確認

9. MIDI規格の拡張と最新技術

GM2(General MIDI 2)

GM1からの改良点:

音色数の拡張:
- GM1:128音色
- GM2:256音色以上

新機能:
- バンク切り替え
- エフェクト標準化
- コントローラー拡張

MIDI 2.0(2020年策定)

革新的な新機能:

技術仕様の進化:
- 7bit → 32bit 解像度
- 16ch → 256ch
- 単方向 → 双方向通信

新機能:
1. 高解像度コントロール
   - ベロシティ:127段階 → 65,536段階
   - ピッチベンド:より滑らか

2. プロパティエクスチェンジ
   - 機器間の自動設定
   - プリセット共有

3. プロファイル設定
   - 用途別の最適化
   - 自動認識

MPE(MIDI Polyphonic Expression)

表現力豊かな演奏:

各ノートで個別制御:
- ピッチベンド
- プレッシャー
- ティンバー(音色)

対応機器:
- ROLI Seaboard
- Linnstrument
- Expressive E Touché

活用例:
- ギターのチョーキング表現
- 管楽器のビブラート
- 弦楽器のダイナミクス

Web MIDI API

ブラウザでMIDI機器を制御:

// Web MIDI APIの基本的な使用例
navigator.requestMIDIAccess().then(
  function(midiAccess) {
    // MIDI入力の検出
    const inputs = midiAccess.inputs;
    inputs.forEach(function(input) {
      input.onmidimessage = handleMIDIMessage;
    });
  }
);

function handleMIDIMessage(message) {
  // ノートオン:144、ノート番号、ベロシティ
  if (message.data[0] === 144) {
    console.log('Note:', message.data[1], 
                'Velocity:', message.data[2]);
  }
}

10. MIDIファイルの入手とリソース

合法的な入手先

無料MIDIサイト:

クラシック音楽:
- Classical Archives
- Musopen
- IMSLP(楽譜もあり)

著作権フリー:
- FreeMidi.org
- MIDIWorld
- Partners In Rhyme

カラオケ・J-POP(有料):
- JOYSOUND
- ヤマハミュージックデータショップ

MIDI作成コミュニティ

フォーラム・SNS:

海外:
- Reddit r/MIDI
- KVR Audio Forums
- Gearspace

日本:
- DTM板(5ch)
- みんなのDTM
- Twitter #DTM初心者

学習リソース

オンライン講座:

無料:
- YouTube DTMチャンネル
- Sleepfreaks
- Native Instruments Blog

有料:
- Udemy MIDI courses
- Groove3
- MacProVideo

書籍:

入門書:
- 「作曲少女」シリーズ
- 「DTMerのためのフィンガードラム入門」

技術書:
- 「MIDIバイブル」
- 「コンプリートDTMガイドブック」

よくある質問(FAQ)

Q1: MIDIファイルの著作権は?

A: MIDIファイルにも著作権があります:

原曲の著作権:
- メロディ・歌詞の権利は残る
- JASRACなどへの申請必要な場合も

MIDI化の著作権:
- 編曲者の権利が発生
- データ作成者の権利

使用時の注意:
- 個人利用:基本的にOK
- 配信・配布:許可が必要
- 商用利用:ライセンス確認必須

Q2: MIDIキーボードがなくても作曲できる?

A: もちろん可能です:

代替入力方法:
1. マウスでピアノロール入力
2. PCキーボードで演奏
3. スマホアプリで入力
4. 楽譜ソフトから変換

むしろ初心者には:
- ピアノロールの方が正確
- 音楽理論を学びやすい
- 修正が簡単

Q3: MIDIファイルが重い・カクカクする

A: 以下を確認してください:

原因と対策:
1. ポリフォニー数オーバー
   → 同時発音数を減らす

2. コントロールチェンジ過多
   → 不要なCCを削除

3. 音源の性能不足
   → 軽い音源に変更

4. バッファサイズ
   → 512〜1024に増やす

Q4: スマホでMIDIファイルを作れる?

A: はい、アプリで可能です:

iOS向け:
- GarageBand(無料)
- FL Studio Mobile
- Cubasis

Android向け:
- FL Studio Mobile  
- Caustic 3
- G-Stomper Studio

制限事項:
- 画面が小さい
- 細かい編集が困難
- プラグイン制限

Q5: AIでMIDI生成はできる?

A: 最新のAI技術で可能です:

AI作曲サービス:
- AIVA
- Amper Music
- MuseNet(OpenAI)

使い方:
1. スタイル選択
2. パラメーター設定
3. 生成・ダウンロード

品質:
- メロディ:実用レベル
- 和声:まだ発展途上
- 編曲:人の手直し必要

まとめ:MIDIは音楽制作の強力な味方

MIDIファイルは、単なる「軽い音楽ファイル」ではありません。音楽制作の可能性を無限に広げる、強力なツールです。

MIDIファイルの魅力:

  1. 編集の自由度
    • 音符単位で修正可能
    • 楽器の変更が簡単
    • テンポ変更も自在
  2. 学習ツールとして
    • 楽譜の理解
    • 演奏の分析
    • 作曲・編曲の勉強
  3. 創作の効率化
    • アイデアの素早い記録
    • 共同作業の促進
    • バージョン管理

現代の音楽制作において、MIDIは欠かせない存在です。プロのスタジオから寝室DTMまで、あらゆる場面で活躍しています。

これから始める人へ:

  • まずは無料DAWで体験
  • 好きな曲のMIDIを分析
  • 簡単なメロディから作成
  • コミュニティで学ぶ

技術は日々進化していますが、MIDIの基本概念は40年間変わっていません。一度理解すれば、一生使える知識となるでしょう。

さあ、MIDIファイルを使って、あなただけの音楽を創造してみませんか?

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