关于用MATLAB 实现简易钢琴 App的教程分享

MATLAB 是科学计算软件，同时也提供了图形、声音等多媒体展示特性和人机交互特性。利用这些特性，很容易完成复杂的任务，例如写一个钢琴 APP，将电脑的键盘当成钢琴的琴键，发出悦耳的声音。

实现以上功能的核心代码和语法知识包括：

脚本和函数的概念

全局变量

switch流程

sound函数

figure的属性和回调函数

这些都可以在 MATLAB 基本语法的帮助文档（中文）中找到详细说明：

将代码打包成 App 需要用到 MATLAB Compiler：

首先，要知道 MATLAB 中“发声”的方法，最简单的是 sound 函数。这里将声音的采样频率设为和一般 mp3 文件一样的 44100 Hz，将一个音符的时间设定为 0.4 s，以音阶 do 的频率 261.63 Hz 为例，发出一段声音。声音的包络线，其目的在于模拟一个音符渐响和渐轻的过程。

Fs=44100; %mp3标准采样品频率

T=0:Fs^-1:4e-1; %假定每个声音持续0.4s

A=sin(2*pi/8e-1*T); %声音振幅包络

a=A.*sin(2*pi*261.63*T); %do的时域波形

sound(a,Fs)

也可以用 plot(T,a) 观察波形。

对于其他音阶，设定不同的频率，于是就可以获得一系列的音符，他们随时可以放进 sound 中进行发声。

a=A.*sin(2*pi*261.63*T);

s=A.*sin(2*pi*293.66*T);

d=A.*sin(2*pi*329.63*T);

其次，要知道 MATLAB 中怎么用键盘实时控制，这样才是一个真正的钢琴 App。较为简单的方法是利用 figure 的 KeyPressFcn 属性。建立一个图形，在选中图形的情况下，只要键盘被按下，就会执行一个函数（通常称为回调函数），在这个函数中通过 sound 发声。

fig=figure('KeyPressFcn','sound(a,Fs)');

再次，要在回调函数中判断刚才按下的是哪个键，并决定让 sound 发出哪个声音。这是一个典型的 switch 流程。而 switch 的判断依据则是 figure 的 'CurrentChar' 属性，可以通过 get 函数来获得。

args=get(fig,'CurrentChar');

switch args

case'a'

sound(a,Fs)

case's'

sound(s,Fs)

此时，显然回调函数不会那么简单，需要单独封装并命名，例如叫mysound。而为了使刚才定义的Fs等变量可以在mysound中使用，需要声明他们为全局变量，即：

function mysound

global Fs z x c ……

最后，进行适当的美化，通过 rectangle 函数画出矩形琴键，通过 text 函数标注音阶和键盘的对应。同时，在回调函数中，根据不同的键盘输入，对矩形进行一定的显示变化，通过 pause 函数控制这种变化的持续时间，就很像一个钢琴 App 了。

附件使用方法：在 MATLAB 工作路径中，放置 mymusic 脚本和 mysound 函数两个文件，在 Command Window 中运行 mymusic，按键盘发声。

当然，也可以继续在 Command Window 中运行。

sound([a a g g h h g zeros(size(a)) f f d d s sa],Fs)

来听一小段音乐，enjoy~

App 如何脱离 MATLAB 运行？这里需要用到 MATLAB Compiler，仅需点击几次鼠标即可：

点击：APPS -> Application Compiler

点击：Add main file，选择 mymusic

点击：Files required for your application to run，选择 mysound

这两步的目的是告诉 MATLAB 需要打包的脚本和这个脚本调用的函数。

点击：package，一路确定即可。

软件打包完成后，可以关闭 MATLAB。在弹出的 for_testing 目录下找到 mymusic 的 exe 文件，双击即可执行。

这样就完成了一个钢琴 App，可以分享给其他小伙伴。