如何在Java中读取MIDI设备数据并转换为音符信息

一、这些字节数组是什么？ #

你收到的是MIDI协议消息的字节缓冲区，其中：

• 前几个非零字节是实际的MIDI控制消息，后面的大量0是缓冲区的填充数据，无实际意义，可直接忽略。
• MIDI消息由状态字节和数据字节组成：
  • 状态字节最高位为1（对应Java中byte类型的负数，因byte是有符号类型，范围-128~127），用来标识消息类型（比如Note On、Note Off、控制器消息等）。
  • 数据字节最高位为0（正数或0），是消息的具体参数（比如音符编号、按键力度）。
• 举个例子：你数组里的-112（转成无符号int为0x90）是通道1的Note On消息，后面的47是音符编号，75是按键力度。

二、Java中转换为D4、C#5这类音符名称的方法 #

核心步骤 #

1. 过滤缓冲区中的空字节（0），提取有效MIDI消息。
2. 识别Note On/Off类型的消息（状态字节范围0x80~0x8F是Note Off，0x90~0x9F是Note On）。
3. 将MIDI音符编号（0~127）映射为对应的音名+八度。

示例代码 #

修改你原有的onSend方法，加入解析逻辑：

import android.util.Log;

// 音名映射数组，对应MIDI编号0~11的音名
private static final String[] NOTE_NAMES = {"C", "C#", "D", "D#", "E", "F", "F#", "G", "G#", "A", "A#", "B"};

@Override
public void onSend(byte[] bytes, int offset, int count, long timestamp) {
    // 遍历有效数据范围（offset到offset+count）
    for (int i = offset; i < offset + count; ) {
        int status = bytes[i] & 0xFF;
        // 跳过空字节
        if (status == 0) {
            i++;
            continue;
        }
        // 提取消息类型（高4位）
        int messageType = status & 0xF0;
        
        // 处理Note On和Note Off消息
        if (messageType == 0x80 || messageType == 0x90) {
            // 消息需要2个数据字节，检查是否有足够数据
            if (i + 2 >= offset + count) {
                break;
            }
            // 转换为无符号int，避免有符号byte的问题
            int noteNumber = bytes[i+1] & 0xFF;
            int velocity = bytes[i+2] & 0xFF;
            
            // 计算八度和音名
            int octave = (noteNumber / 12) - 1; // MIDI编号60对应C4，60/12=5，5-1=4
            int noteIndex = noteNumber % 12;
            String noteName = NOTE_NAMES[noteIndex] + octave;
            
            // 区分Note On/Off（Note On力度为0时视为Off）
            String action = (messageType == 0x90 && velocity > 0) ? "按下" : "松开";
            Log.d("MIDI音符", action + ": " + noteName + " | 力度: " + velocity);
            
            // 跳过当前3字节的消息
            i += 3;
        } else {
            // 其他类型消息（如控制器、程序变更），这里简单跳过1字节，可按需扩展
            i++;
        }
    }
}

关键说明 #

• bytes[i] & 0xFF：将有符号byte转换为无符号int，正确表示MIDI协议中0~255的数值范围。
• 八度计算：MIDI编号60是音乐中的中央C（C4），通过(noteNumber / 12) - 1对齐通用的音符命名规则。
• Note On力度为0：部分MIDI设备会用力度0的Note On消息代替Note Off，代码中做了兼容处理。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者M. Feyz