Virtual Piano 自动播放乐谱

钢琴按键分布

钢琴 一共88个键，52个白键，36个黑键。

从左到右按音区分，可分为

低音区：不完整的大二字组、大字一组、大字组；

中音区：小字组、小字一组、小字二组；

高音区：小字三组、小字四组和不完整的小字五组。

除大字二组只有A、＃A、B三个音，小字五组只有c一个音外

其它各组分别有c、#c、d、#d、e、f、#f、g、#g、a、#a、b十二个音。

Flash 钢琴游戏

网上有个flash小游戏，使用键盘弹钢琴，将键盘上的按键和钢琴对应起来，如下图：

 

游戏网址：http://www.hao352.com/tangangqin.htm

这个游戏出发点就是将钢琴大众化，简单化，原理如下：////////////////////////////////////Low Section//1_2_3_4_5_6_7_//ABCDEFG//abcdefg//Middle Section//1-2-3-4-5-6-7-//HIJKLMN//hijklmn//High Section//1`2`3`4`5`6`7`//OPQRSTU//opqrstu//////////////////////////////////   

上面转换表中，数字后缀有三种：

• '_' 表示低音段
• '-'  表示中音段
• '`' 表示高音段

  基于这种编码的一个乐谱如下：

  《青花瓷》Flash键盘钢琴谱LLJ IJF IJLJ I LLJ IJE IJLI H HIJLMLJ LJJI I HIH IHI IJLJ J LLJ IJF IJLJI LLJ IJE IJLIH HIJ LMLJ LJJII EJIIH    

玩家可以根据这种编码，按相应的按键，就能够弹奏一曲~

 

原理分析

   首先，要制作这么一个游戏，首先需要一个MiDi发声引擎：最终在codeproject上面找到了一个不错的开源MIDI引擎:MIDIWrapper

网址：http://www.codeproject.com/KB/audio-video/midiwrapper.aspx。作者实现了一个标准的钢琴键盘。

   然后就是根据乐谱转化为相应的音符。乐谱就是一串字符，根据输入的字符，对照上面的转换表，转化为低音，中音，高音的音符。代码中如何实现呢？

  CMIDIWrapper中定义了钢琴中基本的十二个音，

  enum NOTE_ID { C, C_SHARP, D, D_SHARP, E, F, F_SHARP, G, G_SHARP, A, A_SHARP, B };

SHARP是表示高半音，但是我们常用的七音符: 1,2,3,4,5,6,7  <==> C, D, E, F, G, A B.

    NOTE_PER_OCTAVE = 12,  //一个组十二个音
    LOW_NOTE = 36 //低音符开始值

    NoteId = (octave) * NOTE_PER_OCTAVE + LOW_NOTE; 

    octave表示第几个音组，0-4 一共五个组，从低音到最高音五个档次，NOTE_PER_OCTAVE是一个偏移量。我们关心的是每个音组中的C,D,E,F,G,A,B的提取。

  

代码：

#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <sstream>#include <fstream>#include <string>#include <vector>#include <map>#include <ctime>#include <xutility>#include <algorithm>#include <windows.h>#include "midi.h"#include "MIDIOutDevice.h"#include "ShortMsg.h"using namespace std;using midi::CMIDIOutDevice;using midi::CShortMsg;// Some useful constantsconst unsigned char CHANNEL = 0;const unsigned char NOTE_ID = 64;const unsigned char VELOCITY = 127;class MusicPlayer{public:MusicPlayer(midi::CMIDIOutDevice* device): _device(device){m_KeyMap[0] = C;//m_KeyMap[1] = D;//m_KeyMap[2] = E;//m_KeyMap[3] = F;//m_KeyMap[4] = G;//m_KeyMap[5] = A;//m_KeyMap[6] = B;//}~MusicPlayer(){_device = 0;}enum NOTE_INFORMATION{CHANNEL = 0,NOTE_ID = 64,VELOCITY = 127,NOTE_PER_OCTAVE = 12,//一个音节LOW_NOTE = 36};enum NOTE_ID { C, C_SHARP, D, D_SHARP, E, F, F_SHARP, G, G_SHARP, A, A_SHARP, B };void PlayLatterRhythm(const unsigned char& letter, float time){unsigned char NoteId = LetterToNote(letter);OnNoteOn(NoteId);{// Wait a bit::Sleep(700*time);}OnNoteOff(NoteId);}// postfix : _ , -void PlayNumberRhythm(int number, unsigned char postfix, float time){unsigned char NoteId = numberToNote(number, postfix);OnNoteOn(NoteId);{// Wait a bit//::Sleep(700*time);clock_t current = clock();while (clock()-current < 700*time);}OnNoteOff(NoteId);}protected:// Note-on event notificationbool OnNoteOn(unsigned char NoteId){midi::CShortMsg ShortMsg(midi::NOTE_ON, CHANNEL, NoteId, VELOCITY, 0);ShortMsg.SendMsg(*_device);return true;}// Note-off event notificationbool OnNoteOff(unsigned char NoteId){midi::CShortMsg ShortMsg(midi::NOTE_OFF, CHANNEL, NoteId, VELOCITY, 0);ShortMsg.SendMsg(*_device);return true;}////////////////////////////////////Low Section//1_2_3_4_5_6_7_//ABCDEFG//abcdefg//Middle Section//1-2-3-4-5-6-7-//HIJKLMN//hijklmn//High Section//1`2`3`4`5`6`7`//OPQRSTU//opqrstu//////////////////////////////////unsigned char LetterToNote(unsigned char letter){bool result;result = (letter >= 'A' && letter <= 'Z') ||(letter >= 'a' && letter <= 'z');if (!result)return result;int octave(0);int idx(-1);if (letter >= 97){octave = (letter-'a') / 7;idx = (letter-'a') % 7;}else{octave = (letter-'A') / 7;idx = (letter-'A') % 7;}int NoteId(-1);NoteId = m_KeyMap[idx];NoteId += (octave+1) * NOTE_PER_OCTAVE + LOW_NOTE;return NoteId;}// postfix: '_' '-''`' //lowmiddle high// number: 1-7unsigned char numberToNote(int number, unsigned char postfix){int octave(-1);int NoteId(-1);if ('_'==postfix)octave=0;else if ('-'==postfix)octave=1;else if ('`'==postfix)octave=2;NoteId = m_KeyMap[number-1];NoteId += (octave+1) * NOTE_PER_OCTAVE + LOW_NOTE;return NoteId;}private:midi::CMIDIOutDevice*_device;intm_KeyMap[7];};int main(void){try{// Make sure there is an output device presentif(CMIDIOutDevice::GetNumDevs() > 0){CMIDIOutDevice OutDevice;// Use the first deviceOutDevice.Open(0);MusicPlayer player(&OutDevice);//ifstream inFile("BJ Welcom U-letter.txt");//vector<string> musicList;//copy(istream_iterator<string>(inFile), istream_iterator<string>(), back_inserter(musicList));//copy(musicList.begin(), musicList.end(), ostream_iterator<string>(cout,"/n"));////for (size_t i(0); i<musicList.size(); i++)//{//std::istringstream iss(musicList[i]);//unsigned char letter;//unsigned char u;//float value;//iss >> letter >> u >> value;//std::cout << letter << "/t" << value << std::endl;//player.PlayLatterRhythm(letter, value);//}//ifstream inFile("BJ Welcom U-number.txt");ifstream inFile("tian kong zhi cheng.txt");vector<string> musicList;copy(istream_iterator<string>(inFile), istream_iterator<string>(), back_inserter(musicList));copy(musicList.begin(), musicList.end(), ostream_iterator<string>(cout,"/n"));for (size_t i(0); i<musicList.size(); i++){if ('#'==musicList[i][0])continue;std::istringstream iss(musicList[i]);int number;unsigned char postfix;float value;iss >> number >> postfix >> value;std::cout << number << "/t" << value << std::endl;player.PlayNumberRhythm(number, postfix, value);}// Close deviceOutDevice.Close();}else{std::cout << "No MIDI output devices present!/n";}}catch(const std::exception &Err){std::cout << Err.what();}system("PAUSE");return 0;}

要运行代码，需要下载CMIDIWrapper：

这个库中使用MFC下的CWinThread，所以需要在stdafx中增加：

#define _AFXDLL
#include <afxwin.h>
而且设置工程使用多字节字符集；C++代码生成中，运行库：多线程DLL/MD；添加输入库：winmm.lib

  

程序说明

   PlayLatterRhythm 函数可以播放字母音符，后面float表示停顿时间，

   PlayNumberRhythm 播放数字音符，后缀标志音高，中，低；float表示停顿时间。

   最后根据flash中的字母音节，制作了自己的钢琴简谱，

   字母简谱的格式为： Letter,playTime

   数字简谱的格式,低音，中音，高音分别为：

      number_playTime  number-playTime   number`playTime

 

BJ Welcom U-letter.txt内容，只是北京欢饮你第一句：

  J,0.5L,0.5J,0.5I,0.5J,0.5I,0.5J,1J,0.75I,0.25F,0.5H,0.5J,0.5I,1.5

 

BJ Welcom U-number.txt内容，北京欢饮你的整个简谱，数字版：

  #sentence13-0.55-0.53-0.52-0.53-0.52-0.53-13-0.752-0.256_0.51-0.53-0.5 2-1.5#sentence22-0.51-0.56_0.51-0.52-0.53-0.55-0.52-0.53-0.56-0.55-0.55_0.52-0.51-1.5#sentence32-0.51-0.56_0.51-0.52-0.53-0.55-0.52-0.53-0.56-0.55-0.55-0.53-2#sentence42-0.53-0.52-0.51-0.55-0.756-0.253-16_0.53-0.52-0.52-0.51-1.5#sentence53-0.55-0.51`0.55-0.56-1.55-0.56-0.55-0.53-0.53-0.55-0.55-1.5#sentence63-0.55-0.56-0.51`0.52`0.51`0.55-0.53-0.52-0.55-1.53-2

  运行程序，就会自动播放制作好的简谱咯~  O(∩_∩)O哈哈~