用python制作88键赛博钢琴

前言

  恭喜这位博主终于想起了自己的账号密码！

  时光荏苒，转眼间已逾一年未曾在此留下墨香。尽管这一年间，博主投身于无尽的忙碌与挑战之中，但令人欣慰的是，那份初心与热情似乎并未因岁月的流转而有丝毫减退，依旧保持着与往昔相同的热情与活力。

  提及趣事，前不久博主精心筹备，欲在女友生辰之际，以一份特别的礼物——一台37键的童趣钢琴，为她编织一段温馨的记忆。怎料，这份心意与紧随其后的七夕佳节完美邂逅，却因工作的突然召唤，让博主不得不带着遗憾踏上异乡的征途，错过了亲自弹奏《两只老虎》的温馨时刻。

  望着视频中女友指尖跳跃，旋律悠扬，那份未能亲临现场的遗憾化作了创新的火花。博主灵机一动，决定跨越千山万水，用指尖下的键盘，在数字世界中续写音乐的浪漫。说干就干，经过一番不懈的努力与探索，几个小时后，一个别出心裁的“键盘钢琴”奇迹般地诞生了！

  请允许我们一同见证这创意的结晶。

效果图

功能实现

  使用一个JSON文件作为核心，来控制整体界面布局、每个键对应的mp3文件、简谱标识、键盘映射等。

  使用PyQt5实现界面绘制。
  使用pygame库播放音乐，会更加流畅、连贯。
  使用keyboard实现键盘监控。
  使用Thread多线程，防止pygame和PyQt5线程冲突

  最终实现的功能很简单，鼠标点击或键盘敲击对应的键即可进行弹奏。

源代码

import sys
import keyboard
import pygame
import json

from threading import Thread
from PyQt5.QtWidgets import QMainWindow, QWidget, QPushButton, QApplication, QLabel

# 读取数据文件
piano_key = json.load(open('JSON/piano_key.json', 'r', encoding='utf8'))


# 主窗口
class MainWindow(QMainWindow):
    def __init__(self, parent=None):
        super(MainWindow, self).__init__(parent)

        # 获取桌面尺寸
        desktop = QApplication.desktop()
        screen_rect = desktop.screenGeometry()
        # 设置主窗口比例
        main_width = int(screen_rect.width() * 0.9)
        main_height = int(screen_rect.height() * 0.4)
        self.resize(main_width, main_height)
        # 固定窗口大小
        self.setFixedSize(self.width(), self.height())
        # 窗口居中
        self.move((screen_rect.width() - main_width) // 2, (screen_rect.height() - main_height) // 2)

        # 状态栏和标题
        self.status = self.statusBar()
        self.status.showMessage('不是88键买不起，而是赛博钢琴更有性价比！')
        self.setWindowTitle('赛博钢琴')

        # 创建容器存放琴键
        container = QWidget(self)
        self.setCentralWidget(container)

        # 遍历查询黑白键的数量，用于计算每个键宽度
        black_key_num = sum(1 for key in piano_key if 's' in key['sound'])
        white_key_num = len(piano_key) - black_key_num

        self.buttons = []
        button_width = main_width / white_key_num
        white_key_index = 0

        for index, key in enumerate(piano_key):
            button = QPushButton(container)
            button.setObjectName(key['sound'])
            button.clicked.connect(self.on_button_clicked)
            self.set_button_style(button, 's' in key['sound'])

            if 's' in key['sound']:
                button.resize(button_width * 0.8, main_height * 0.6)
                button.move((white_key_index - 1) * button_width + button_width * 0.6, 0)
                button.raise_()
            else:
                button.resize(button_width, main_height)
                button.move(white_key_index * button_width, 0)
                button.lower()
                white_key_index += 1

                self.add_label(container, key, white_key_index, button_width, main_height)

            self.buttons.append(button)

    # 匹配并添加label
    def add_label(self, container, key, white_key_index, button_width, main_height):
        label_map = {
            'a': '6', 'A': '6',
            'b': '7', 'B': '7',
            'c': '1', 'C': '1',
            'd': '2', 'D': '2',
            'e': '3', 'E': '3',
            'f': '4', 'F': '4',
            'g': '5', 'G': '5'
        }
        label_text = label_map.get(key['sound'][0], '') + f"\n{key['key']}"
        label = QLabel(label_text, container)
        label.move(white_key_index * button_width - button_width * 0.5, main_height - 60)

    # 初始化黑白键样式
    def set_button_style(self, button, is_black_key):
        if is_black_key:
            button.setStyleSheet("""
                QPushButton {
                    background-color: black;
                    color: white;
                    border: 1px solid black;
                    padding: 0;
                    margin: 0;
                    text-align: center;
                }
                QPushButton::hover {
                    background-color: lightgray;
                }
                QPushButton:pressed {
                    background-color: gray;
                }
            """)
        else:
            button.setStyleSheet("""
                QPushButton {
                    background-color: white;
                    color: black;
                    border: 1px solid black;
                    padding: 0;
                    margin: 0;
                    text-align: center;
                }
                QPushButton::hover {
                    background-color: lightgray;
                }
                QPushButton:pressed {
                    background-color: gray;
                }
            """)

    # 键盘按下改变样式
    def change_button_color(self, index):
        self.buttons[index].setStyleSheet("background-color: gray;")

    # 抬起后恢复样式
    def release_button_color(self, index, is_black_key):
        self.set_button_style(self.buttons[index], is_black_key)

    # 鼠标点击播放
    def on_button_clicked(self):
        button = self.sender()
        pygame.mixer.Sound('MP3/' + button.objectName()).play()


# 初始化 PyQt 应用
app = QApplication(sys.argv)
# 实例化窗口
form = MainWindow()


# 键盘按下触发
def on_action(event):
    try:
        sound = next(item['sound'] for item in piano_key if item['key'] == event.name)
        index = next(index for index, item in enumerate(piano_key) if item['key'] == event.name)

        if event.event_type == keyboard.KEY_DOWN:
            pygame.mixer.Sound('MP3/' + sound).play()
            form.change_button_color(index)
        elif event.event_type == keyboard.KEY_UP:
            form.release_button_color(index, 's' in sound)

    except StopIteration:
        print(f"No sound file found for key: {event.name}")


# 键盘监听
def start_keyboard_listener():
    keyboard.hook(on_action)
    keyboard.wait()


def main():
    # 显示窗口
    form.show()
    # 初始化 Pygame 混音器
    pygame.mixer.init()
    # 启动键盘监听线程
    listener_thread = Thread(target=start_keyboard_listener)
    listener_thread.daemon = True
    listener_thread.start()
    # 进入事件循环
    sys.exit(app.exec_())


if __name__ == "__main__":
    main()

未来功能扩展

1.自定义功能：用户可以自定义每个琴键对应的键盘值，并保存，这也是我使用JSON文件控制整体的原因。

2.丰富标识：目前琴键上只有简谱的标识，后续会添加Do、Ra、C4、D4等标识。

3.自动弹奏：用户可以以某种方式将谱子录入或导入，程序根据谱子自动弹奏。

4.边弹边记：开启后，接下来的一段弹奏会以乐谱的形式保存下来。

5.趣味玩法：可能会像节奏大师那样？

6.有奇思妙想的兄弟，可以评论区或私信告诉我，我可能会将它实现并放到下一篇博客中。

结束语

  在创意与爱的交织下，这不仅仅是一段代码的展现，更是一次心灵的触碰与跨越。期待未来能在CSDN这片沃土上，继续播种灵感，收获更多温馨与惊喜。每一次的回归，都是新旅程的开始，愿与每一位读者共享知识的盛宴。