MIDI

本文介绍如何枚举 MIDI（乐器数字接口）设备和从 WinUI 应用发送和接收 MIDI 消息。 Windows 支持通过 USB 传输的 MIDI（类兼容和大多数专有驱动程序）、通过蓝牙 LE 传输的 MIDI，以及借助免费提供的第三方产品实现的通过以太网传输的 MIDI 和路由 MIDI。

创建设备监视器帮助器类

Windows.Devices.Enumeration 命名空间提供 DeviceWatcher，它可在设备已添加到系统、已从系统中删除，或设备信息已更新时通知你的应用。由于启用了 MIDI 的应用通常对输入和输出设备感兴趣，因此此示例会创建一个实现 DeviceWatcher 模式的帮助程序类，以便同一代码可用于 MIDI 输入和 MIDI 输出设备，而无需重复。

向项目中添加一个新类，作为设备监视器。在此示例中，类名为 MidiDeviceWatcher。本节中的其余代码用于实现帮助程序类。

向类中添加一些成员变量：

DeviceWatcher 对象，用于监视设备更改。
一个设备选择器字符串，在一个实例中将包含 MIDI 输入端口选择器字符串，在另一个实例中将包含 MIDI 输出端口选择器字符串。
一个 ListBox 控件，该控件将填充可用设备的名称。
用于从非 UI 线程更新 UI 所需的 DispatcherQueue。

DeviceWatcher deviceWatcher;
string deviceSelectorString;
ListBox deviceListBox;
DispatcherQueue dispatcherQueue;

添加一个 DeviceInformationCollection 属性，该属性用于从帮助程序类外部访问设备的当前列表。

public DeviceInformationCollection? DeviceInformationCollection { get; set; }

在类构造函数中，调用方传入 MIDI 设备选择器字符串、 列出设备的 ListBox 以及更新 UI 所需的 DispatcherQueue 。

调用 DeviceInformation.CreateWatcher 以创建 DeviceWatcher 类的新实例，传入 MIDI 设备选择器字符串。

为监视器的事件处理程序注册处理程序。

public MidiDeviceWatcher(string midiDeviceSelectorString, ListBox midiDeviceListBox, DispatcherQueue dispatcher)
{
    deviceListBox = midiDeviceListBox;
    dispatcherQueue = dispatcher;

    deviceSelectorString = midiDeviceSelectorString;

    deviceWatcher = DeviceInformation.CreateWatcher(deviceSelectorString);
    deviceWatcher.Added += DeviceWatcher_Added;
    deviceWatcher.Removed += DeviceWatcher_Removed;
    deviceWatcher.Updated += DeviceWatcher_Updated;
    deviceWatcher.EnumerationCompleted += DeviceWatcher_EnumerationCompleted;
}

DeviceWatcher 具有以下事件：

已添加 - 当新设备添加到系统时触发。
已删除 - 从系统中删除设备时引发。
更新 - 当与现有设备关联的信息被更新时触发。
EnumerationCompleted - 当观察程序完成请求的设备类型的枚举时引发。

在上述每个事件的事件处理程序中，将调用帮助程序方法 UpdateDevices，以使用当前设备列表更新 ListBox 。由于 UpdateDevices 更新 UI 元素，并且不会在 UI 线程上调用这些事件处理程序，因此每个调用都必须包装在 对 DispatcherQueue.TryEnqueue 的调用中。

private void DeviceWatcher_Removed(DeviceWatcher sender, DeviceInformationUpdate args)
{
    dispatcherQueue.TryEnqueue(() =>
    {
        UpdateDevices();
    });
}

private void DeviceWatcher_Added(DeviceWatcher sender, DeviceInformation args)
{
    dispatcherQueue.TryEnqueue(() =>
    {
        UpdateDevices();
    });
}

private void DeviceWatcher_EnumerationCompleted(DeviceWatcher sender, object args)
{
    dispatcherQueue.TryEnqueue(() =>
    {
        UpdateDevices();
    });
}

private void DeviceWatcher_Updated(DeviceWatcher sender, DeviceInformationUpdate args)
{
    dispatcherQueue.TryEnqueue(() =>
    {
        UpdateDevices();
    });
}

UpdateDevices 帮助程序方法调用 DeviceInformation.FindAllAsync，并使用本文前面所述的返回设备的名称更新 ListBox。

private async void UpdateDevices()
{
    // Get a list of all MIDI devices
    this.DeviceInformationCollection = await DeviceInformation.FindAllAsync(deviceSelectorString);

    deviceListBox.Items.Clear();

    if (!this.DeviceInformationCollection.Any())
    {
        deviceListBox.Items.Add("No MIDI devices found!");
    }

    foreach (var deviceInformation in this.DeviceInformationCollection)
    {
        deviceListBox.Items.Add(deviceInformation.Name);
    }
}

使用 DeviceWatcher 对象的 Start 方法添加用于启动观察程序的方法，并使用 Stop 方法停止观察程序。

public void StartWatcher()
{
    deviceWatcher.Start();
}
public void StopWatcher()
{
    deviceWatcher.Stop();
}

提供一个析构函数，用于取消注册监视器事件处理程序，并将设备监视器设为 null。

~MidiDeviceWatcher()
{
    deviceWatcher.Added -= DeviceWatcher_Added;
    deviceWatcher.Removed -= DeviceWatcher_Removed;
    deviceWatcher.Updated -= DeviceWatcher_Updated;
    deviceWatcher.EnumerationCompleted -= DeviceWatcher_EnumerationCompleted;
}

创建 MIDI 端口以发送和接收消息

在窗口的后台代码中，声明成员变量，用于保存 MidiDeviceWatcher 辅助类的两个实例，一个用于输入设备，另一个用于输出设备。

MidiDeviceWatcher? inputDeviceWatcher;
MidiDeviceWatcher? outputDeviceWatcher;

同时声明 MIDI 输入和输出端口对象的成员变量。

MidiInPort? midiInPort;
IMidiOutPort? midiOutPort;

创建一个新的监视器帮助程序类实例，并传入设备选择器字符串、要填充的 ListBox 以及 DispatcherQueue 对象。然后，调用该方法以启动每个对象的 DeviceWatcher。

启动每个 DeviceWatcher 后不久，它将完成枚举连接到系统的当前设备并引发其 EnumerationCompleted 事件，这将导致每个 ListBox 更新为当前 MIDI 设备。

inputDeviceWatcher =
    new MidiDeviceWatcher(MidiInPort.GetDeviceSelector(), midiInPortListBox, DispatcherQueue);

inputDeviceWatcher.StartWatcher();

outputDeviceWatcher =
    new MidiDeviceWatcher(MidiOutPort.GetDeviceSelector(), midiOutPortListBox, DispatcherQueue);

outputDeviceWatcher.StartWatcher();

当用户在 MIDI 输入 ListBox 中选择项时，将引发 SelectionChanged 事件。在此事件的处理程序中，访问帮助程序类的 DeviceInformationCollection 属性以获取设备的当前列表。如果列表中存在条目，请选择具有与 ListBox 控件 SelectedIndex 对应的索引的 DeviceInformation 对象。

通过调用 MidiInPort.FromIdAsync 并传入所选设备的 Id 属性，创建表示所选输入设备的 MidiInPort 对象。

为 MessageReceived 事件注册处理程序，每当通过指定设备接收 MIDI 消息时，将引发该事件。

private async void midiInPortListBox_SelectionChanged(object sender, SelectionChangedEventArgs e)
{
    var deviceInformationCollection = inputDeviceWatcher?.DeviceInformationCollection;

    if (deviceInformationCollection == null)
    {
        return;
    }

    DeviceInformation devInfo = deviceInformationCollection[midiInPortListBox.SelectedIndex];

    if (devInfo == null)
    {
        return;
    }

    midiInPort = await MidiInPort.FromIdAsync(devInfo.Id);

    if (midiInPort == null)
    {
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Unable to create MidiInPort from input device");
        return;
    }
    midiInPort.MessageReceived += MidiInPort_MessageReceived;
}

调用 MessageReceived 处理程序时，消息包含在 Message 属性中MidiMessageReceivedEventArgs。消息对象的 Type 是来自 MidiMessageType 枚举的值，指示收到的消息的类型。消息的数据取决于消息的类型。此示例检查该消息是否为 Note On 消息，如果是，则输出该消息的 MIDI 通道、音符和力度。

private void MidiInPort_MessageReceived(MidiInPort sender, MidiMessageReceivedEventArgs args)
{
    IMidiMessage receivedMidiMessage = args.Message;

    System.Diagnostics.Debug.WriteLine(receivedMidiMessage.Timestamp.ToString());

    if (receivedMidiMessage.Type == MidiMessageType.NoteOn)
    {
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine(((MidiNoteOnMessage)receivedMidiMessage).Channel);
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine(((MidiNoteOnMessage)receivedMidiMessage).Note);
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine(((MidiNoteOnMessage)receivedMidiMessage).Velocity);
    }
}

输出设备的 SelectionChanged 处理程序 ListBox 的工作方式与输入设备的处理程序相同，但未注册任何事件处理程序。

private async void midiOutPortListBox_SelectionChanged(object sender, SelectionChangedEventArgs e)
{
    var deviceInformationCollection = outputDeviceWatcher?.DeviceInformationCollection;

    if (deviceInformationCollection == null)
    {
        return;
    }

    DeviceInformation devInfo = deviceInformationCollection[midiOutPortListBox.SelectedIndex];

    if (devInfo == null)
    {
        return;
    }

    midiOutPort = await MidiOutPort.FromIdAsync(devInfo.Id);

    if (midiOutPort == null)
    {
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Unable to create MidiOutPort from output device");
        return;
    }
}

创建输出设备后，可以通过为要发送的消息类型创建新的 IMidiMessage 来发送消息。在此示例中，消息为 NoteOnMessage。调用 sendMessage 方法IMidiOutPort 对象发送消息。

byte channel = 0;
byte note = 60;
byte velocity = 127;
IMidiMessage midiMessageToSend = new MidiNoteOnMessage(channel, note, velocity);

midiOutPort.SendMessage(midiMessageToSend);

应用关闭时，请务必清理应用的资源。取消注册事件处理程序，并将 MIDI 输入端口和输出端口对象设置为 null。停止设备观察程序并将其设置为 null。

inputDeviceWatcher?.StopWatcher();
inputDeviceWatcher = null;

outputDeviceWatcher?.StopWatcher();
outputDeviceWatcher = null;

if (midiInPort != null)
{
    midiInPort.MessageReceived -= MidiInPort_MessageReceived;
    midiInPort.Dispose();
    midiInPort = null;
}

if (midiOutPort != null)
{
    midiOutPort.Dispose();
    midiOutPort = null;
}

使用 Windows 内置的 General MIDI 合成器

使用上述技术枚举输出 MIDI 设备时，应用将发现名为“Microsoft GS Wavetable Synth”的 MIDI 设备。这是可从应用播放的内置常规 MIDI 合成器。

适用于常规 MIDI 的 UWP 扩展 SDK（“适用于通用Windows应用的通用 MIDI DLS Microsoft”）在 WinUI 3 项目中不可用。旧的 “添加引用 > 扩展 ”对话框特定于 UWP。但是，对于大多数桌面方案，GS Wavetable Synth 在没有扩展 SDK 的情况下工作，因为桌面应用可以直接访问系统的 gm.dls 声库。如果发现 MIDI 输出未生成声音，请验证是否选择了 MIDI 输出设备，并确保音频输出已正确配置。

Windows。Devices.Midi 命名空间

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Last updated on 2026-05-27

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