Hogyan készítsünk zongora billentyűzetet vanília JavaScript használatával

Játszható zongora billentyűzet készítése nagyszerű módja lehet a programozási nyelv elsajátításának (amellett, hogy rengeteg szórakozásról van szó). Ez az oktatóanyag megmutatja, hogyan kell kódolni egyet vanilla JavaScript használatával, külső könyvtárak és keretrendszerek nélkül.

Itt van a JavaScript zongora billentyűzet, amelyet akkor készítettem, ha először meg szeretné nézni a végterméket.

Ez az oktatóanyag feltételezi, hogy ismeri a JavaScript-et, például a funkciókat és az eseménykezelést, valamint ismeri a HTML-t és a CSS-t. Egyébként teljesen kezdőbarát és azok felé irányul, akik projektalapú tanulással szeretnék javítani JavaScript-ismereteiket (vagy csak egy jó projektet akarnak készíteni!).

A projekthez készült zongora billentyűzet a dinamikusan generált szintetikus billentyűzeten alapszik, amelyet Keith William Horwood készített. Kiterjesztjük a rendelkezésre álló kulcsok számát 4 oktávra, és új kulcskötéseket állítunk be.

Bár billentyűzete képes más hangszerek hangjainak lejátszására, a dolgokat egyszerűvé tesszük, és csak ragaszkodunk a zongorához.

Íme a projekt megvalósításához szükséges lépések:

1. Töltse le a működő fájlokat

2. Állítsa be a kulcskötéseket

3. Generálja a billentyűzetet

4. Kezelje a gombnyomásokat

Kezdjük el!

1. Munkafájlok letöltése

Ez az oktatóanyag a következő fájlokat használja:

· Audiosynth.js

· PlayKeyboard.js

Mint említettük, a zongora billentyűzetünket a Keith által készítettre alapozzuk. Természetesen kölcsön fogunk adni néhány kódját is, amelyet az audiosynth.js-lel szívesen engedélyezett.

Az audiosynth.js fájlt beépítjük a playKeyboard.js fájlba (a Keith kódjának néhány módosított verziója), amely kezeli az összes JavaScriptünket. Ez az oktatóanyag a következő szakaszokban részletes magyarázatot ad arról, hogy miként hozza létre a fájlban található kód egy teljesen működő zongora billentyűzetet.

Az audiosynth.js fájlt érintetlenül hagyjuk, mivel ez kizárólag a hangképzésért felel.

Az ebben a fájlban található kód megkülönbözteti ezt a zongora billentyűzetet az interneten találtaktól, azáltal, hogy a Javascript segítségével dinamikusan generálja a megfelelő hangot, amikor a felhasználó megnyom egy gombot. Így a kódnak nem kell külső hangfájlokat betöltenie.

Keith már magyarázatot ad arra, hogyan működik a hanggenerálás a weboldalán, így itt nem fogunk belemenni a részletekbe.

Dióhéjban magában foglalja Math.sin()a JS függvényének használatát szinuszos hullámalakok létrehozására és átalakítására, hogy azok valamilyen fantasztikus matematikán keresztül inkább valódi hangszereknek tűnjenek.

Hozzon létre egy index HTML-fájlt, és kapcsolódjunk a fejléc JS-fájljaihoz:

A törzsben létrehozhatunk egy üres elemet, amely a billentyűzet „konténerének” szolgál:

Id-nevet adunk neki, hogy később hivatkozhassunk rá, amikor a JS használatával létrehozzuk a billentyűzetet. Futtathatjuk JS kódunkat, ha a testben is meghívjuk:

playKeyboard()

A playKeyboard.js-t egy nagy funkcióként használjuk. Amint a böngésző eljut a kódsorig, akkor fut, és egy teljesen működő billentyűzetet generál az elemben a

id = “keyboard”.

A playKeyboard.js első néhány sora beállítja a mobileszközök működését (opcionális), és új AudioSynth()objektumot hoz létre . Ezzel az objektummal hívjuk meg az audiosynth.js metódusait, amelyekhez korábban kapcsolódtunk. E módszerek egyikét alkalmazzuk az elején a hangerő beállításához.

A 11. vonalon beállítottuk a középső C helyzetét a 4. oktávra.

2. Állítsa be a kulcskötéseket

Mielőtt létrehoznánk a billentyűzetet, be kell állítanunk a kulcskötéseket, mivel ezek meghatározzák, hogy hány kulcsot kell létrehozni.

Eredetileg a „Für Elise” kezdő hangjait akartam kipróbálni, ezért 4 oktáv tartományt választottam, összesen 48 fekete-fehér billentyűhöz. Ehhez szinte minden billentyűre szükség volt a (PC) billentyűzeten, és nyugodtan adhat be kevesebbet.

Figyelem: Figyelem: nincsenek a legjobb kulcskötéseim, ezért nem érezhetik érzésüket, amikor tényleg megpróbálsz játszani. Talán ez az ára annak, ha megpróbálunk létrehozni egy 4 oktávos billentyűzetet.

A kulcsok összerendelésének beállításához először hozzon létre egy olyan objektumot, amely kulcskódként a kulcskódot használja, és kulcsértékként a lejátszandó hangot (15. kezdő sor):

var keyboard = { /* ~ */ 192: 'C,-2', /* 1 */ 49: 'C#,-2', /* 2 */ 50: 'D,-2', /* 3 */ 51: 'D#,-2', //...and the rest of the keys } 

A megjegyzések azokat a gombokat jelölik, amelyeket a felhasználó megnyomhat a számítógép billentyűzetén. Ha egy felhasználó megnyomja a tilde billentyűt, akkor a megfelelő kulcskód 192. A kulcskódot egy olyan eszközzel szerezheti be, mint például a keycode.info.

A legfontosabb érték a lejátszandó és „hang, oktávmódosító” formátumban írandó hang, ahol az oktávmódosító a középső C-t tartalmazó oktáv relatív oktávpozícióját képviseli. Például: „C, -2” a C hang 2 oktávval a középső C alatt.

Ne feledje, hogy nincsenek „lapos” kulcsok. Minden hangjegyet "éles" ábrázol.

Ahhoz, hogy a zongora billentyűzetünk működőképes legyen, elő kell készítenünk egy fordított keresési táblázatot, ahol a key: valuepárokat úgy kapcsoljuk , hogy a lejátszandó hang a kulcs legyen, a kulcskód pedig az érték.

Szükségünk van egy ilyen táblára, mert szeretnénk iterálni a hangjegyeken, hogy könnyen előállítsuk a billentyűzetünket.

Itt a dolgok bonyolódhatnak: valójában 2 fordított keresési táblázatra van szükségünk.

Az egyik táblázattal megkeresjük azt a címkét, amelyet meg akarunk jeleníteni a számítógépes reverseLookupTextbillentyűnél, amelyet megnyomunk egy jegyzet lejátszásához ( a 164. sorban deklarálva ), a másodikkal pedig a ténylegesen megnyomott gombot ( reverseLookupa 165-ös sorban deklarálva ).

Az ügyes rájöhet, hogy mindkét keresőtábla kulcskódokkal rendelkezik, és mi a különbség közöttük?

It turns out that (for reasons unknown to me) when you get a keycode that corresponds to a key and you try to use String.fromCharCode() method on that keycode, you don’t always get back the same string representing the pressed key.

For example, pressing left open bracket yields keycode 219 but when you actually try to convert the keycode back to a string using String.fromCharCode(219) it returns "Û". To get "[", you have to use key code 91. We replace the incorrect codes starting on line 168.

Getting the right keycode initially involved a bit of trial and error, but later I realized you can just use another function (getDispStr() on line 318) to force the correct string to be displayed.

The majority of the keys do behave properly but you can choose to start with a smaller keyboard so you don’t have to deal with incorrect keycodes.

3. Generate Keyboard

We start the keyboard generation process by selecting our element keyboard container with document.getElementById(‘keyboard’) on line 209.

On the next line, we declare the selectSound object and set the value property to zero to have audioSynth.js load the sound profile for piano. You may wish to enter a different value (can be 0-3) if you want to try out other instruments. See line 233 of audioSynth.js with Synth.loadSoundProfile for more details.

On line 216 with var notes, we retrieve the available notes for one octave (C, C#, D…B) from audioSynth.js.

We generate our keyboard by looping through each octave and then each note in that octave. For each note, we create a element to represent the appropriate key using document.createElement(‘div’).

To distinguish whether we need to create a black or white key, we look at the length of the note name. Adding a sharp sign makes the length of the string greater than one (ex. ‘C#’) which indicates a black key and vice versa for white.

For each key we can set a width, height, and an offset from the left based on key position. We can also set appropriate classes for use with CSS later.

Next, we label the key with the computer key we need to press to play its note and store it in another element. This is where reverseLookupText comes in handy. Inside the same , we also display the note name. We accomplish all of this by setting the label’s innerHTML property and appending the label to the key (lines 240-242).

label.innerHTML = '' + s + '' + '

' + n.substr(0,1) + '' + (__octave + parseInt(i)) + '' + (n.substr(1,1)?n.substr(1,1):'');

Similarly, we add an event listener to the key to handle mouse clicks (line 244):

thisKey.addEventListener(evtListener[0], (function(_temp) { return function() { fnPlayKeyboard({keyCode:_temp}); } })(reverseLookup[n + ',' + i]));

The first parameter evtListener[0] is a mousedown event declared much earlier on line 7. The second parameter is a function that returns a function. We need reverseLookup to get us the correct keycode and we pass that value as a parameter _temp to the inner function. We will not need reverseLookup to handle actual keydown events.

This code is pre-ES2015 (aka ES6) and the updated, hopefully clearer equivalent is:

const keyCode = reverseLookup[n + ',' + i]; thisKey.addEventListener('mousedown', () => { fnPlayKeyboard({ keyCode }); }); 

After creating and appending all necessary keys to our keyboard, we will need to handle the actual playing of a note.

4. Handle Key Presses

We handle key presses the same way whether the user clicks the key or presses the corresponding computer key through use of the function fnPlayKeyboard on line 260. The only difference is the type of event we use in addEventListener to detect the key press.

We set up an array called keysPressed in line 206 to detect what keys are being pressed/clicked. For simplicity, we will assume that a key being pressed can include it being clicked as well.

We can divide the process of handling key presses into 3 steps: adding the keycode of the pressed key to keysPressed, playing the appropriate note, and removing the keycode from keysPressed.

The first step of adding a keycode is easy:

keysPressed.push(e.keyCode);

where e is the event detected by addEventListener.

If the added keycode is one of the key bindings we assigned, then we call fnPlayNote() on line 304 to play the note associated with that key.

In fnPlayNote(), we first create a new Audio() element container for our note using the generate() method from audiosynth.js. When the audio loads, we can then play the note.

Lines 308-313 are legacy code and seem they can just be replaced by container.play(), though I have not done any extensive testing to see what the difference is.

Removing a key press is also quite straightforward, as you can just remove the key from the keysPressed array with the splice method on line 298. For more details, see the function called fnRemoveKeyBinding().

The only thing we have to watch out for is when the user holds down a key or multiple keys. We have to make sure that the note only plays once while a key is held down (lines 262-267):

var i = keysPressed.length; while(i--) { if(keysPressed[i]==e.keyCode) { return false; } } 

Returning false prevents the rest of fnPlayKeyboard() from executing.

Summary

We have created a fully functioning piano keyboard using vanilla JavaScript!

To recap, here are the steps we took:

  1. We set up our index HTML file to load the appropriate JS files and execute

    playKeyboard() in to generate and make the keyboard functional. We have a element with id= "keyboard" where the keyboard will be displayed on the page.

  2. In our JavaScript file playKeyboard.js, we set up our key bindings with keycodes as keys and musical notes as values. We also create two reverse lookup tables in which one is responsible for looking up the appropriate key label based on the note and the other for looking up the correct keycode.

  3. We dynamically generate the keyboard by looping through every note in each octave range. Each key is created as its own element. We use the reverse lookup tables to generate the key label and correct keycode. Then an event listener on mousedown uses it to call fnPlayKeyboard() to play the note. The

    keydown event calls the same function but does not need a reverse lookup table to get the keycode.

  4. We handle key presses resulting from either mouse clicks or computer key presses in 3 steps: add keycode of the pressed key to an array, play the appropriate note, and remove keycode from that array. We must be careful not to repeatedly play a note (from the beginning) while the user continuously holds down a key.

The keyboard is now fully functional but it may look a bit dull. I will leave the CSS part to you ?

Again, here is the JavaScript piano keyboard I made for reference.

If you want to learn more about web development and check out some other neat projects, visit my blog at 1000 Mile World.

Thanks for reading and happy coding!