Omi Piano

Build piano with Omi and Omi Snippets

基于Omi和Omi Snippets构建钢琴应用

_{Made with ❤︎ by
Eno Yao}

Usage

体验地址： https://wscats.github.io/piano/build/

项目地址： https://github.com/Wscats/piano

用键盘8个键演奏一首蒲公英的约定送给996的自己或者一首月亮代表我的心给七夕的她，非常简单~

这个项目仅仅用了几个简单的前端技术实现，献给每一位挚爱音乐的代码家🎹

如果你喜欢或者对你有帮助，给我点个赞支持下吧😊

Develop & Installation

开发，构建和运行。

# 获取远程仓库代码 
git clone https://github.com/Wscats/piano
# 进入目录 
cd piano
# 安装依赖 
npm install
# 启动项目 
npm start
# 在浏览器访问 http://localhost:3000

使用 npm 包管理器安装。

npm install omi-piano

运行或者发布属于自己的演奏版本。

# 进入目录 
cd omi-piano
# 安装依赖 
npm install
# 启动项目 
npm start
# 发布自已的演奏版本 
npm run build

技术点和目录结构

项目中没有使用市面主流的框架（React，Vue 和 Angular ）和热门的技术，而用的是Omi框架（JSX+WebComponents），还有 Omil 的单文件组件 SFCs 加载器，组件通讯基于Proxy特性，并结合了 VScode 的插件 Eno-Snippets基于AST和正则实时编译.eno或.omi 后缀组件减轻部分的 Webpack 的局部编译压力，当然其他同学们熟知的技术这里就不提及了。

src
- assets
- element
  - app-piano
    - songs 钢琴简谱目录
    - app-piano.eno 单文件组件
    - app-piano.js 组件编译后的JS文件
    - notes.js 键盘按键和音符的映射
- index.js 组件根容器，配置Proxy的通信方法
public
- samples/piano 钢琴单音符素材

app-piano.eno	开发中你需要编写的单文件组件
app-piano.js	经过`Eno-Snippets`修改或者保存文件`Hello.eno`后经过插件转化的`js`文件

如右图，左边的代码是我们编写的 .eno 后缀的单文件组件，右边是经过 Eno Snippets 生成的 .js 后缀文件。

简单乐理知识

首先我们先补习点音乐基础，提前收集好最基本的钢琴单音素材，每个音符对应一份.mp3文件，用一个对象记录起来，类似下面这样，举个例子这里的A指的是CDEFGAB音名中A也就是La，这是最基本的乐理，有没有让你想起小时候上音乐课，画板上的五线谱。

export default {
  A2: "./samples/piano/a54.mp3",
  A3: "./samples/piano/a69.mp3",
  A4: "./samples/piano/a80.mp3",
  A5: "./samples/piano/a74.mp3",
  A6: "./samples/piano/a66.mp3",
  'A#3': "./samples/piano/b69.mp3",
  'A#4': "./samples/piano/b80.mp3",
  'A#5': "./samples/piano/b74.mp3",
  'A#6': "./samples/piano/b66.mp3",
  // other... 
}

当然这里我们使用数字来等价替代，降低初学者的难度，看下表1等价于C中音也就是Do，由于很多歌都会用到钢琴更密集的中间部分按键，所以我们默认中音对应数字键：

1 === C4 === Do

数字键	1	2	3	4	5	6	7
音名	C4	D4	E4	F4	G4	A4	B4
音符	Do	Re	Mi	Fa	Sol	La	Si

这里专门制作一张图方便我们理解，请看右图：

当然实际情况还有全音和半音的区分，比如A的半音就是A#，还有中音，高音和倍高音，我们这里用A4表示中音，A5表示高音，A6表示倍高音，所以表格可以继续整理得更清晰，当我们要弹奏中音A4，只需要按键盘上的数字键6，如果要弹奏高音A5，只需要用组合键Option+6，我们只需要举一反三，就可以知道每个音符对应的键盘按键。

倍低音	C2	D2	E2	F2	G2	A2	B2
Shift键+(1-7)	Shift+1	Shift+2	Shift+3	Shift+4	Shift+5	Shift+6	Shift+7
低音	C3	D3	E3	F3	G3	A3	B3
Ctrl键+(1-7)	Ctrl+1	Ctrl+2	Ctrl+3	Ctrl+4	Ctrl+5	Ctrl+6	Ctrl+7
中音	C4	D4	E4	F4	G4	A4	B4
数字键1-7	1	2	3	4	5	6	7
高音	C5	D5	E5	F5	G5	A5	B5
Option键+(1-7)	Option+1	Option+2	Option+3	Option+4	Option+5	Option+6	Option+7
倍高音	C6	D6	E6	F6	G6	A6	B6
Command键+(1-7)	Command+1	Command+2	Command+3	Command+4	Command+5	Command+6	Command+7
音符	Do	Re	Mi	Fa	Sol	La	Si

上面是全音表，这里附上半音表：

倍低半音	C#2	D#2	F#2	G#2	A#2
Shift+	Shift+q	Shift+w	Shift+e	Shift+r	Shift+t
低半音	C#3	D#3	F#3	G#3	A#3
Ctrl+	Ctrl+q	Ctrl+w	Ctrl+e	Ctrl+r	Ctrl+t
中半音	C#4	D#4	F#4	G#4	A#4
字母键	q	w	e	r	t
高半音	C#5	D#5	F#5	G#5	A#5
Option+	Option+q	Option+w	Option+e	Option+r	Option+t
倍高半音	C#6	D#6	F#6	G#6	A#6
Command+	Command+q	Command+w	Command+e	Command+r	Command+t

那么我们现在只需要用键盘上的5个字母键(q,w,e,r,t) + 4个功能键(Shift,Control,Option和Command) + 7个数字键(1,2,3,4,5,6,7)总共16个键，演奏钢琴60个单音(35个全音+25个半音)，实际情况一首简单的钢琴曲可以不需要用到那么多，用几个简单的和弦即可。

构建钢琴界面

有上面的前期准备，下面就是转化为我们的编程知识了，我们需要使用 HTML 来绘制我们的钢琴界面，我们可以参考 codepen 和 codesandbox 的素材，这里我用了 flex 布局配合阴影和过度实现钢琴的黑白键，里面用了 React 的 JSX 语法去遍历渲染黑白键。

<div class="piano">
  {this.data.pianoKeys.map((item)=>{return(
  <div class="piano-key">
    <div data-type="white" ref={e=>{ this[item.white.name] = e }} class="piano-key__white"
      onClick={this.playNote.bind(this,item.white.name)} data-key={item.white.keyCode}
      data-note={item.white.name}>
      <span class="piano-note">{item.white.name}</span>
      <audio preload="auto" src={this.data.notes[item.white.name]} hidden='true' data-note={item.white.name}
        class='audioEle'></audio>
    </div>
    <div data-type="black" ref={e=>{ this[item.black.name] = e }} style={{
      display: item.black.name ? 'block' : 'none'
    }} class="piano-key__black" onClick={this.playNote.bind(this,item.black.name)} data-key={item.black.keyCode}
      data-note={item.black.name}>
      <span class="piano-note" style="color:#fff">{item.black.name}</span>
      <audio preload="auto" src={this.data.notes[item.white.name]} hidden='true' data-note={item.white.name}
        class='audioEle'></audio>
    </div>
  </div>
  )})}
</div>

可以观察 CSS 的源代码，分别对应写黑键和白键的样式，还可以另外写多一个样式，用于键盘或者鼠标点击琴键时候的效果，可以简单给它加一个背景色即可，整体实现不会太复杂，具体可以调整样式的参数来打造属于自己的钢琴风格。

.piano {
  margin: 0 200px;
  background: linear-gradient(-65deg, #000, #222, #000, #666, #222 75%);
  border-top: .8rem solid #282828;
  box-shadow: inset 0 -1px 1px hsla(0, 0%, 100%, .5), inset -0.4rem 0.4rem #282828;
  display: flex;
  height: 80vh;
  height: 20vh;
  justify-content: center;
  overflow: hidden;
  padding-bottom: 2%;
  padding-left: 2.5%;
  padding-right: 2.5%;
}
.piano-key {
  color: blue;
  flex: 1;
  margin: 0 .1rem;
  max-width: 8.8rem;
  position: relative;
}
 
.piano-key__white {
  display: flex;
  flex-direction: column-reverse;
  background: linear-gradient(-30deg, #f8f8f8, #fff);
  box-shadow: inset 0 1px 0 #fff, inset 0 -1px 0 #fff, inset 1px 0 0 #fff, inset -1px 0 0 #fff, 0 4px 3px rgba(0, 0, 0, .7), inset 0 -1px 0 #fff, inset 1px 0 0 #fff, inset -1px -1px 15px rgba(0, 0, 0, .5), -3px 4px 6px rgba(0, 0, 0, .5);
  height: 100%;
  position: relative;
}
 
.piano-key__black {
  display: flex;
  flex-direction: column-reverse;
  background: linear-gradient(-20deg, #222, #000, #222);
  box-shadow: inset 0 -1px 2px hsla(0, 0%, 100%, .4), 0 2px 3px rgba(0, 0, 0, .4);
  border-width: .2rem .4rem 1.2rem;
  border-style: solid;
  border-color: #666 #222 #111 #555;
  height: 60%;
  left: 100%;
  position: absolute;
  transform: translateX(-50%);
  top: 0;
  width: 70%;
  z-index: 1;
}

播放钢琴音

当我们实现完钢琴界面，我们就需要为每个按键匹配声音，这里使用 HTML5 的 <audio> 标签，它可以装载着钢琴的音符，当我们触发鼠标点击事件或者键盘点击事件的时候，我们就让它播放，在钢琴没播放之前我们使用属性值 preload="auto" 让其预加载。

<audio preload="auto" src={this.data.notes[item.white.name]} hidden='true' data-note={item.white.name} class='audioEle'></audio>

播放只要用ref属性获取琴音的节点，然后对其触发方法控制播放逻辑，audio.currentTime = 0重置播放进度和audio.play()执行播放，当触发播放的同时可以用延时器实现按键动画。

playNote(name) {
  let audio = this[name].childNodes[1]
  this[name].style.background = `linear-gradient(-20deg, #3330fb, #000, #222)`
  let timer = setTimeout(() => {
    this[name].getAttribute('data-type') === 'white' ? this[name].style.background = `linear-gradient(-30deg, #f8f8f8, #fff)` : this[name].style.background = `linear-gradient(-20deg, #222, #000, #222)`
    clearTimeout(timer)
  }, 1000)
  audio.currentTime = 0;
  audio.play();
}

完成 <audio> 的音频处理之后，就需要让键盘事件与其绑定逻辑了，这里需要了解键盘的 keycode，键盘每个实体按键都会对应有一个按键码，根据按键码用 JS 键盘事件监听来判断按键是否被摁住。

我们使用 window.document.onkeydown 来监听页面全局的键盘事件，然后判断事件对象 e.altKey，e.ctrlKey，e.metaKey 和 e.shiftKey 这四个功能键是否被触发，再判断数字键是否被触发，最后判断字母键是否被触发。

document.onkeydown = (event) => {
  var e = event || window.event || arguments.callee.caller.arguments[0];
  let playNote = (key) => {
    if (e.shiftKey === true) {
      this.playNote(`${key}2`)
    } else if (e.altKey === true) {
      this.playNote(`${key}5`)
    } else if (e.ctrlKey === true) {
      this.playNote(`${key}3`)
    } else if (e.metaKey === true) {
      this.playNote(`${key}6`)
      e.returnValue = false;
    } else {
      this.playNote(`${key}4`)
    }
  }
  if (e && 49 <= e.keyCode && e.keyCode <= 55) {
    switch (e.keyCode) {
      case 49:
        playNote('C')
        break;
      case 50:
        playNote('D')
        break;
      case 51:
        playNote('E')
        break;
      case 52:
        playNote('F')
        break;
      case 53:
        playNote('G')
        break;
      case 54:
        playNote('A')
        break;
      case 55:
        playNote('B')
        break;
    }
  }
  if (e && (81 === e.keyCode || e.keyCode === 87 || e.keyCode === 69 || e.keyCode === 82 || e.keyCode === 84)) {
    switch (e.keyCode) {
      case 81:
        playNote('C#')
        break;
      case 87:
        playNote('D#')
        break;
      case 69:
        playNote('F#')
        break;
      case 82:
        playNote('G#')
        break;
      case 84:
        playNote('A#')
        break;
    }
  }
};

音符同步显示

每自动按一个钢琴键，可以看到音符在下面跳动并自动高亮，这里面涉及钢琴组件和底部文字组件的通信。我们使用的是 Omi 自带的 Store 功能来实现组件的通信，本质上它是基于 Proxy 对数据进行劫持，当我们改变一个数据的时候，可以实时映射最新的状态到另外一个组件，从而完成组件的通信，这里我设置了一个 count 和 song 作为两个组件的通信值，count 记录的是点击到了第几个音符，而 song 是正在播放的钢琴曲谱。

render(<my-app />, '#root', {
    data: {
        count: 0,
        song: []
    },
    sub() {
        this.data.count--
    },
    add() {
        this.data.count++
    },
    setSong(song) {
        // 构建新的数组，给它下标值来做索引
        let melody = [];
        song.map((item, index) => {
            melody.push({
                ...item,
                index
            })
        })
        // 处理成每30个音符一个数组，自动播放时候自动显示按键
        for (let j = 0; j < melody.length; j += 30) {
            this.data.song.push(melody.slice(j, j + 30))
        }
    }
})

自动播放

以下就是关于如何自动播放的逻辑，如果要演奏复杂的歌曲，特别是多和弦的情况下，我们可以编写好歌谱，然后交给编程自动演奏，下面是周杰伦《蒲公英的约定》的钢琴简谱，我们用数组把每个按键的音符记录下来，然后只要用定时器或者递归把每个音符取出来给函数识别，然后再触发对应的 <audio> 标签播放即可，这里解释下数组里面的每一项，如果字符串里面是数字的话就对应中音，也就是如果是'3'，那就只需要按键盘的3，如果是'+3'那就是高音，那就是前面提到的用组合键 option + 3，如果是 +1..，那就是告诉编程，这里要停顿两个节拍，我们自己实际演奏的时候就在这里稍微停顿下控制旋律即可。

const song = [
    '3', '4',
    '5', '5', '5', '6', '7', '+1..',
    '+1', '+1', '7', '+2', '6', '5', '5', '5', '+2', '+1', '+1', '+3', '+3..',
    '+1', '+2', '+3', '+3', '+4', '+3', '+2', '+3', '+1', '+1', '6', '6',
    '6', '7', '+1', '+2', '+2', '+1', '7', '6', '+4', '+2',
    // 将愿望...
    '+2..', '3', '4', '5',
    // 折飞机寄成信...
    '5', '5', '5', '6', '7', '+1..',
    '+1', '+1', '7', '+2', '6', '5', '5', '5', '+2', '+1', '+1', '+3', '+3..',
    '+1', '+2', '+3', '+3', '+4', '+3', '+2', '+3', '+1', '+1', '6', '6',
    '6', '7', '+1', '+2', '+2', '+1', '7', '6', '+4', '+2..',
    // 一起长大的约定...
    '3', '5', '+1', '+3', '+3.', '+4', '+2..', '+2', '+5', '7', '+1..',
    '+3', '+4', '+5', '+1', '+1', '+2', '+3', '+3..',
    // 说好要一起旅行...
    '3', '5', '+1.', '+3', '+3.', '+4', '+2..',
    // 是你如今...
    '+2', '+5', '7', '+1..',
    // 唯一坚持的任性
    '+3', '+4', '+5', '+1', '+1', '+2.', '+1', '+1',
    // 在走廊...
    '3', '4',
    '5', '5', '5', '6', '7', '+1..',
    '+1', '+1', '7', '+2', '6', '5', '5', '5', '+2', '+1', '+1', '+3', '+3..',
    '+1', '+2', '+3', '+3', '+4', '+3', '+2', '+3', '+1', '+1', '6', '6',
    '6', '7', '+1', '+2', '+2', '+1', '7', '6', '+4', '+2',
    // 一起长大的约定...
    '3', '5', '+1', '+3', '+3.', '+4', '+2..', '+2', '+5', '7', '+1..',
    '+3', '+4', '+5', '+1', '+1', '+2', '+3', '+3..',
    // 说好要一起旅行...
    '3', '5', '+1.', '+3', '+3.', '+4', '+2..',
    // 是你如今...
    '+2', '+5', '7', '+1..',
    // 唯一坚持的任性...
    '+3', '+4', '+5', '+1', '+1', '+2.', '+1', '+1',
    // 一起长大的约定...
    '+6', '+5', '+3', '+2', '+1', '+3.', '+4', '+2..',
    '+6', '+5', '7', '+1..',
    // 与你聊不完的曾经...
    '+3', '+4', '+5', '+1', '+1', '+2', '+3', '+3..',
    // 而我已经分不清...
    '3', '5', '+1', '+3', '+3.', '+2', '+2', '+2..', '+2', '+5', '7', '+2', '+1', '+1',
    // 还是错过的爱情...
    '+3', '+4', '+5', '+1', '+1', '+2.', '+1', '+1..'
]
export default [...song]

有了上面的数组，我们只需要编写一个递归函数函数来遍历数组，然后根据这种类数字的简谱，把它转为音符 CDEFGAB，一开始的时候我用了定时器实现读谱函数，后来发现，用定时器比较难控制，音符之间的停顿时间，相反用递归会比较容易实现，但是递归同样很难实现暂停播放功能，因为从外部中断递归函数也比较复杂，所以同学们如果要自己实现钢琴的话，在这个地方要稍微注意一下。下面代码中出现的 Promise 配合 await, async 和定时器就是接受一个时间变量，来控制音符之间的停顿时间，而外层if(offset < song.length && this.store.data.song.length > 0)判断条件左边的条件是判断索引值要小于简谱数组的长度，右边就是外层传入的判断值作为递归函数的终止边界条件。

playSong(song) {
  this.setSong([...song])
  let offset = 0
  let time = 0
  let playSong = async () => {
    // 右边是从外部来中断递归
    if (offset < song.length && this.store.data.song.length > 0) {
      switch (typeof song[offset]) {
        // 简谱2演奏方法 根据 ++12345--6. 简单旋律情况
        case 'string':
          let letters = song[offset].match(/[0-9]/g)
          switch (letters.length) {
            case 1:
              time = this.handleString(song, offset)
              break
            default:
              time = this.handleStrings(song, offset)
              break
          }
          break
        // 简谱1演奏方法 根据 CDEFGAB，复杂旋律情况，比如有和弦
        case 'object':
          console.log(song[offset]['note'])
          time = song[offset]['time'];
          this.playNote(song[offset]['note'])
          break;
        case 'number':
          // 休止符
          switch (song[offset]) {
            case 0:
              time = 1000
              break
          }
          break
      }
      await new Promise((resolve) => {
        let timer = setTimeout(() => {
          clearInterval(timer)
          resolve()
        }, time)
      })
      offset++
      // 自定义事件，跟下面底部的音符自动跳动结合
      this.add()
      playSong()
    } else {
      // 暂停播放
      clearTimeout(this.timer)
      this.store.data.song = []
      this.store.data.count = 0
      return
    }
  }
  playSong()
}

蒲公英的约定

看完上面的数组简谱当然肯定会有同学问，上文的数组里面不止运用到8个键吧，如果仔细观察，就会发现这里只用了中音和高音，也就是纯数字键(1-7)和Option键的配合，连半音都没用到，所以实际止用到了8个键而已，所以上面给编程识别的简谱，转化我们人类识别的键盘谱，只需要稍微调整为下面的按键组合即可。

'3', '4', '5', '5', '5', '6', '7', 'Option+1..',
'Option+1', 'Option+1', '7', 'Option+2', '6', '5', '5', '5', 'Option+2', 'Option+1', 'Option+1', 'Option+3', 'Option+3..',
'Option+1', 'Option+2', 'Option+3', 'Option+3', 'Option+4', 'Option+3', 'Option+2', 'Option+3', 'Option+1', 'Option+1', '6', '6',
'6', '7', 'Option+1', 'Option+2', 'Option+2', 'Option+1', '7', '6', 'Option+4', 'Option+2',
// 将愿望...
'Option+2..', '3', '4', '5',
// 折飞机寄成信...
'5', '5', '5', '6', '7', 'Option+1..',
'Option+1', 'Option+1', '7', 'Option+2', '6', '5', '5', '5', 'Option+2', 'Option+1', 'Option+1', 'Option+3', 'Option+3..',
'Option+1', 'Option+2', 'Option+3', 'Option+3', 'Option+4', 'Option+3', 'Option+2', 'Option+3', 'Option+1', 'Option+1', '6', '6',
'6', '7', 'Option+1', 'Option+2', 'Option+2', 'Option+1', '7', '6', 'Option+4', 'Option+2..',
// 一起长大的约定...
'3', '5', 'Option+1', 'Option+3', 'Option+3.', 'Option+4', 'Option+2..', 'Option+2', 'Option+5', '7', 'Option+1..',
'Option+3', 'Option+4', 'Option+5', 'Option+1', 'Option+1', 'Option+2', 'Option+3', 'Option+3..',
// 说好要一起旅行...
'3', '5', 'Option+1.', 'Option+3', 'Option+3.', 'Option+4', 'Option+2..',
// 是你如今...
'Option+2', 'Option+5', '7', 'Option+1..',
// 唯一坚持的任性
'Option+3', 'Option+4', 'Option+5', 'Option+1', 'Option+1', 'Option+2.', 'Option+1', 'Option+1',
// 在走廊...
'3', '4', '5', '5', '5', '6', '7', 'Option+1..',
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// 一起长大的约定...
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'Option+3', 'Option+4', 'Option+5', 'Option+1', 'Option+1', 'Option+2', 'Option+3', 'Option+3..',
// 说好要一起旅行...
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// 是你如今...
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// 唯一坚持的任性...
'Option+3', 'Option+4', 'Option+5', 'Option+1', 'Option+1', 'Option+2.', 'Option+1', 'Option+1',
// 一起长大的约定...
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'Option+6', 'Option+5', '7', 'Option+1..',
// 与你聊不完的曾经...
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// 而我已经分不清...
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// 还是错过的爱情...
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月亮代表我的心

我们还可以演奏另一首耳熟能详的的钢琴曲《月亮代表我的心》。

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感谢音乐和编程的陪伴！也致敬各位奋斗于996的代码家，欢迎分享，也期待您贡献代码，提 PR ，在 issue 中讨论问题，或者说说您的建议，正如 Leehom Wang 歌曲中唱到：

如果世界太危险，只有音乐最安全，带着我进梦里面，让歌词都实现！ —— 《我们的歌》

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