[Python, Программирование] Превращаем клавиатуру в пианино с помощью python

Ответить на тему

Автор

Сообщение

news_bot ^®

Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286

news_bot ^® написал(а)
18-Апр-2021 16:31

Цитировать

Как-то заинтересовался я теорией музыки. Но пианино, увы, у меня нет, поэтому я отправился в поиски программы со следующий функционалом: после нажатия на кнопку звучит определенная нота. Сперва я посмотрел высокопрофессиональные программы, но в них слишком, уж слишком много функций. И это очень хорошо, но на текущем моменте моей жизни мне это попросту ненужно. Это будет только мешать и отвлекать. В программах с меньшим функционалом максимально неудобный интерфейс. Потому я решил просто написать такую программу сам. Подробности под катом.Немножко о MIDI.MIDI - стандарт цифровой звукозаписи на формат обмена данными между электронными музыкальными инструментами. Это отдельный большой мир, который заслуживает отдельного разговора. Но нам необходимо знать лишь некоторые правила:1) В каждом файле midi есть неограниченное количество треков, которые запускаются одновременно.2) В каждом треке хранятся определенные команды для синтезатора. Например, noteon – включить определенную ноту; noteoff – выключить определенную ноту; change_program – изменить инструмент, control_change – изменение настроек, влияющих на воспроизведение нот, их смену, и тп. Все команды можно посмотреть здесь.3) Каждая команда характеризуется несколькими параметрами: значение – это, например, номер ноты, номер инструмента и т.п; время от прошлой команды, через которое необходимо выполнить эту команду; номер канала (всего их 16), в котором играет данная нота или применяется соответствующая настройка, или изменяется инструмент. Если не включена полифония, то в канале не может звучать две одинаковые ноты одновременно.Запись MIDI-файлов с помощью Mido.Mido – это библиотека на python, созданная для работы с MIDI-сообщениями и портами. Установка.Классический пример прочтения файла:

from mido import MidiFile
mid = MidiFile('song.mid')
for i, track in enumerate(mid.tracks):
print('Track {}: {}'.format(i, track.name))
for msg in track:
print(msg)

Классический пример создания файла:

from mido import Message, MidiFile, MidiTrack, second2tick
mid = MidiFile()
track = MidiTrack()
mid.tracks.append(track)
time = int(second2tick(0.1, 480, 500000))
for i in range(100):
track.append(Message('program_change', program=12, time=0))
track.append(Message('note_on', note=64, velocity=64, time=time))
track.append(Message('note_off', note=64, velocity=64, time=time))
mid.save('new_song.mid')

Обратите внимание на параметр «time». Поподробней можно прочитать здесь.Обработка событий клавиатуры c keyboard.Классический пример:

import keyboard
def hook(key):
if key.event_type == "down":
print("{} press".format(key.name))
if key.event_type == "up":
print("{} release".format(key.name))
keyboard.hook(hook)
keyboard.wait("esc")

Словарь {key: note} можно сделать так (начинается с малой октавы):

import keyboard
keys = {}
note = 48
def hook(key):
global note
if key.event_type == "down":
if key.name != "esc":
keys.update({key.name: note})
note += 1
if key.event_type == "up":
if key.name == "esc":
print(keys)
keyboard.hook(hook)
keyboard.wait()

Воспроизведения нот в реальном времени с помощью mido.Сперва надо установить python-rtmidi.Получаем список портов (у меня всего один):

>>> mido.get_output_names()
['Microsoft GS Wavetable Synth 0']

При нажатии на клавишу передаем порту сообщение о включении или выключении ноты:

import keyboard
import mido
port = mido.open_output('Microsoft GS Wavetable Synth 0')
keys = keys = {'1': 48, '2': 49, '3': 50, '4': 51, '5': 52, '6': 53, '7': 54, '8': 55, '9': 56, '0': 57, '-': 58, '=': 59, 'q': 60, 'w': 61, 'e': 62, 'r': 63, 't': 64, 'y': 65, 'u': 66, 'i': 67, 'o': 68, 'p': 69, '[': 70, ']': 71, 'a': 72, 's': 73, 'd': 74, 'f': 75, 'g': 76, 'h': 77, 'j': 78, 'k': 79, 'l': 80, ';': 81, "'": 82, 'enter': 83}
pressed_keys = {key: False for key in keys.keys()}
def hook(key):
if key.event_type == "down":
if key.name in keys:
if not pressed_keys[key.name]:
port.send(mido.Message('note_on', note=keys[key.name]))
pressed_keys[key.name] = True
if key.event_type == "up":
if key.name in keys:
port.send(mido.Message('note_off', note=keys[key.name]))
pressed_keys[key.name] = False
keyboard.hook(hook)
keyboard.wait()

Но у этого способа есть одна проблема – качество звучания. Да и превратить midi в wav просто так нельзя.Воспроизведения нот в реальном времени с помощью fluidsynth.Fluidsynth – это бесплатный программный синтезатор.Установка fluidsynth (в Windows):1) Скачайте fluidsynth для Windows и распакуйте в любой папке.2) Добавьте подкаталог «fluidsynth\bin» в свой path. Для этого в поисковой строке напишете «Изменение системных переменных среды», запустите; далее по порядку «Переменные среды», «Path», «Изменить», «Создать» и введите путь к подкаталогу «fluidsynth\bin».3) Скачайте музыкальный шрифт.4) Теперь нужно проверить работоспособность fluidsynth. Скачайте любой midi файл и выполните в консоли «fluidsynth FluidR3_GM.sf2 file_name.mid». Не забудьте перейти в необходимый каталог.Теперь нужно установить pyfluidsynth.1) Скачайте pyfluidsynth (разработка ведется на github) и распакуйте.2) Чтобы додуматься до этого шага мне пришлось потратить 1.5 дня (еще один намек на то, чтобы нормально выучить язык, а не с помощью статей в интернете). Перейдите в каталог «fluidsynth\bin» и найдите там файл «libfluidsynth-3.dll» (Быть может, у вас другая цифра). Теперь откройте файл «fluidsynth.py» в каталоге «pyfluidsynth», найдите строчку «lib = find_library('fluidsynth') or…» (она должна быть в начале) и поменяйте «fluidsynth» или любой другой аргумент на «libfluidsynth-3.dll» (У вас может быть другая цифра).3) В каталоге «pyfluidsynth» выполните команду «py setup.py install». После чего данный каталог можно удалить.Также может потребоваться установить numpy.Классический пример:

import time
import fluidsynth
fs = fluidsynth.Synth()
fs.start()
sfid = fs.sfload("FluidR3_GM.sf2")
fs.program_select(0, sfid, 0, 0)
for i in range(10):
fs.noteon(0, 60, 30)
fs.noteon(0, 67, 30)
fs.noteon(0, 76, 30)
time.sleep(1.0)
fs.noteoff(0, 60)
fs.noteoff(0, 67)
fs.noteoff(0, 76)
time.sleep(1.0)
fs.delete()

Соединяем с keyboard:

import keyboard
import mido
import fluidsynth
fs = fluidsynth.Synth()
fs.start()
sfid = fs.sfload("FluidR3_GM.sf2")
fs.program_select(0, sfid, 0, 41)
keys = {'1': 48, '2': 49, '3': 50, '4': 51, '5': 52, '6': 53, '7': 54, '8': 55, '9': 56, '0': 57, '-': 58, '=': 59, 'q': 60, 'w': 61, 'e': 62, 'r': 63, 't': 64, 'y': 65, 'u': 66, 'i': 67, 'o': 68, 'p': 69, '[': 70, ']': 71, 'a': 72, 's': 73, 'd': 74, 'f': 75, 'g': 76, 'h': 77, 'j': 78, 'k': 79, 'l': 80, ';': 81, "'": 82, 'enter': 83}
pressed_keys = {key: False for key in keys.keys()}
def hook(key):
if key.event_type == "down":
if key.name in keys:
if not pressed_keys[key.name]:
fs.noteon(0, keys[key.name], 127)
pressed_keys[key.name] = True
if key.event_type == "up":
if key.name in keys:
fs.noteoff(0, keys[key.name])
pressed_keys[key.name] = False
keyboard.hook(hook)
keyboard.wait()

Из midi в wav.Выполните в консоли:

fluidsynth -F melody.wav FluidR3_GM.sf2 melody.mid

Спасибо за прочтение статьи. Удачи!
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:

Теги для поиска: #_python, #_programmirovanie (Программирование), #_python, #_fluidsynth, #_mido, #_midi, #_python, #_programmirovanie (
Программирование
)

Профиль ЛС

Ответить на тему

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы

Текущее время: 22-Ноя 05:00
Часовой пояс: UTC + 5