MIDI 中的 MSB 和 LSB
一次學(xué)會 MIDI 控制器

徐唯軼

建個系統(tǒng)來提質(zhì)增效降本
專欄：工程師聊音樂設(shè)備

2023-05-07

什么是 MSB 和 LSB

Elektron Analog Drive 這款效果器為例

在其 MIDI 列表中有這樣的描述：

8 bits 7 in MSB, 1 in LSB

8位（數(shù)據(jù)），（其中）7（位數(shù)據(jù)）在 MSB，1（位數(shù)據(jù)）在 LSB。

這里 MSB 和 LSB 是數(shù)字信息領(lǐng)域的基礎(chǔ)名稱：

MSB：Most Significant Bit 最高有效位

LSB：Least Significant Bit 最低有效位

位 Bit

在理解 MSB LSB 之前，我們先要理解 Bit （位）。

在數(shù)字信息領(lǐng)域，通訊的基礎(chǔ)都是二進(jìn)制，即 0/1 信號，一個信號就是一個 Bit （位）。

8 bits 就是一個信息，由 8 個信號組成，最小為 0000 0000，最大為 1111 1111。

其中 0000 0000 轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制為 0。

1111 1111 轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制為 255。

MSB LSB 與 Bit 關(guān)系

“8 bits 7 in MSB, 1 in LSB”

8位（數(shù)據(jù)），（其中）7（位數(shù)據(jù)）在 MSB，1（位數(shù)據(jù)）在 LSB。

這句話，就是 MSB 負(fù)責(zé) 8 位信號的前 7 位，LSB 負(fù)責(zé) 8 位信號的后 1 位。

以數(shù)數(shù)的方式來說，MSB 是從最高，或者最左邊開始數(shù) 7 位，而 LSB 是從最低，或者最右邊開始數(shù) 1 位。

為什么需要 MSB 和 LSB

MIDI 1.0 體系下，信號位數(shù)最大 7，即數(shù)據(jù)范圍為 0 ~ 127。

如果以臺階來看，從 0 到 最大，中間就有 127 階。或者說“分辨率”、“像素點(diǎn)”就是 128 （含）。

而模擬信號領(lǐng)域，目前仍假定為無限“分辨率”。

用有限的 128 “分辨率”去控制模擬信號，在高級設(shè)備中，就可能差點(diǎn)意思，如15寸屏幕分辨率從開始的 720P，1080P，到現(xiàn)在 4K。

所以，對于高端效果器，這個“分辨率”越高越好。

在 MIDI 體系下，就誕生了用 2 段數(shù)據(jù)組成更多位數(shù)“更高分辨率”的方案。

而組成大數(shù)（頭部數(shù)據(jù)）的就為 MSB，組成小數(shù)（尾部數(shù)據(jù)）的就是 LSB。

比如我們買東西時，咨詢的價格，往往是 2500 多，這就是 MSB。而真到了成交時，價格往往會變成 2599，或者 2501 等。

為什么是 8 位？

從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上看，MSB 最大支持 7 位，LSB 也是 7 位。那合并后的最大位數(shù)可以是 14 位。

而在控制旋鈕的層面上，8 位是最常見的方案。

這是因?yàn)槌绦蚓幹浦?，偏?2 的倍數(shù)。所以，2 位，4 位，8位，12位，16 位是較常見的選擇。（注：12 位是折中方案）

MIDI 本身也是 8 位，只是將其中一位用于數(shù)據(jù)校驗(yàn)，所以只有 7 位有效數(shù)據(jù)。

而傳統(tǒng)數(shù)控模電產(chǎn)品的本身旋鈕控制上，基準(zhǔn)“分辨率”也是 8 位。因?yàn)?7 位即以下有些少，16 位對于多數(shù)設(shè)備，以及使用者可能難以被感知。

所以在這類應(yīng)用中，8 位成為了一個最常見的選擇。

也許未來產(chǎn)業(yè)升級，整個硬件水平、消費(fèi)能力、和用戶辨識度上升，12 位，甚至 16 位會成為主流。

怎么設(shè)置 MSB LSB？

回到 Elektron Analog Drive 這個案例。

當(dāng) MSB 給出 108 這個值時，對應(yīng) 7 位數(shù)據(jù)為 1101 100

而 LSB 給出 1 數(shù)值時，對應(yīng) 1 位數(shù)據(jù)為 1

兩者組合成 1101 1001，對應(yīng)十進(jìn)制就是 217。

其他應(yīng)用

用 MSB LSB 控制參數(shù)，這類應(yīng)用相對不多。因?yàn)?MIDI 控制，是數(shù)字領(lǐng)域。

最常見的數(shù)字效果器，還是各類綜合效果器，在參數(shù)設(shè)置上，最符合人性就是 0 ~ 100，也就說 0 ~ 127 已經(jīng)超過了應(yīng)用的需求。

只有數(shù)控模電這類高端效果器，也會產(chǎn)生更高“分辨率”的需求。

但如果僅談 MSB LSB 這類雙組合控制概念，使用最多的是預(yù)設(shè)控制。在動則 300 ~ 400 的預(yù)設(shè)數(shù)量面前，7 位 128 的數(shù)量完全不夠看，所以預(yù)設(shè)跳轉(zhuǎn)往往是雙指令， 用 CC 控制分組（MSB），用 PC 選擇組內(nèi)對應(yīng)預(yù)設(shè)（LSB）

以上就是 MIDI 中 MSB 和 LSB 的全部內(nèi)容

MIDI 中的 MSB 和 LSB
一次學(xué)會 MIDI 控制器

徐唯軼

建個系統(tǒng)來提質(zhì)增效降本
專欄：工程師聊音樂設(shè)備

2023-06-24