Key + Harmonica = Keyonica — 用键盘演奏口琴,让音乐触手可及!

一款基于 Rust 开发的口琴模拟器,支持键盘实时演奏、和弦演奏、移调功能,并内置自动演示曲目。无论你是音乐爱好者还是编程学习者,都能在这里找到乐趣!

Rust Platform License

• 🎹 三排键盘布局 - 覆盖低音、中音、高音三个八度,26个音符任你弹奏
• 🎸 多模式真实音色 - 支持复音、蓝调、半音阶等多种专业口琴音色模拟
• 🎶 演奏 - 同时按下多键演奏和弦,体验口琴魅力
• 🎼 移调功能 - 支持 ±12 半音移调,轻松切换调性
• 🤖 演示模式 - 内置《小星星》《两只老虎》等经典曲目自动演奏
• 🖥️ 跨平台 - Windows、macOS、Linux 全平台支持

# 克隆项目后进入目录
cd keyonica
# 编译并运行
cargo run --release

键盘分为三排,对应口琴的三个音区:

💡 提示:第二排 A-J 与第一排 I-P 部分重叠,方便不同指法习惯

keyonica/
├── src/
│ ├── main.rs # 主程序入口 & UI 界面
│ ├── constants.rs # 音符频率常量 & 键位映射
│ ├── envelope.rs # ADSR 包络 & 口琴音色合成
│ └── demo.rs # 演示曲目数据
├── fonts/
│ └── SimSun.ttf # 中文字体(编译时嵌入)
└── Cargo.toml # 项目配置

• 基于 rodio 实现低延迟音频播放
• 每个按键独立 Sink,支持真正的演奏
• 采用 mixer 混音,多音同时播放无冲突

音量
 ^
1 | /\
 | / \____
 | / \
0 |_/ \___
 +--A--D--S----R--> 时间

• Attack (30ms): 柔和起音,避免爆破音
• Decay (80ms): 自然衰减
• Sustain (60%): 持续按住时的音量
• Release (150ms): 松开后平滑消音

Keyonica 不仅仅是简单的正弦波叠加,它根据声学物理特征模拟了三种经典口琴的音色:

• 🎵 标准模式 (Standard):

  • 经典合成算法:基频 + ×ばつ0.3 + ×ばつ0.2 + ×ばつ0.1 + ×ばつ0.05。
  • 平衡且通用的口琴音色。

• 🎼 复音口琴 (Tremolo):

  • 声学特征:典型的东方口琴,每个音符由两个簧片同时发声,频率有微小差异,产生"颤音"拍频效果。
  • 核心算法:双振荡器干涉模型。叠加两个频率相差 10 音分 (Cents) 的正弦波,产生物理拍频。

• 🎸 蓝调口琴 (Blues / Diatonic):

  • 声学特征:音色粗犷、干脆,富含中频能量,常伴随演奏时的过载感。
  • 核心算法:频谱塑形 + 饱和度失真。大幅增强 3次/5次 奇次泛音模拟闭管特性,并引入 Tanh (双曲正切) 软剪切模拟簧片过载。

• 🎷 半音阶口琴 (Chromatic):

  • 声学特征:音色圆润厚重,起音时有明显的防漏气膜片 (Windsaver) 震动声。
  • 核心算法:瞬态噪声 + 低通滤波。在起音前 40ms 叠加一段线形衰减的白噪声模拟防漏气膜片(Windsaver)的震动声。 基频为主,但保留丰富的偶次泛音以增加厚度,以及适量的奇次泛音以模拟金属簧片质感,避免音色过于单薄。

基于十二平均律,每个半音频率比为 2^(1/12):

实际频率 = 基准频率 ×ばつ 2^(移调半音数/12)

🎵 按 Space 开始自动演奏,观看按键高亮跟随音乐跳动!

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🎵 用代码奏响音乐,用键盘演绎旋律 🎵