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聊聊使用Rust制作MIDI钢琴程序，你学会了吗？

来源：责编：时间：2024-04-29 09:09:15 107观看

导读本文让我们使用Rust实现一个简单的MIDI Piano应用程序。首先，使用以下命令创建一个Rust新项目：cargo new midi-rs然后在Cargo.toml文件中加入依赖项：[dependencies]eframe = "0.27.2"itertools = "0.12.1"phf = { versio

本文让我们使用Rust实现一个简单的MIDI Piano应用程序。

首先，使用以下命令创建一个Rust新项目：

cargo new midi-rs

然后在Cargo.toml文件中加入依赖项：

[dependencies]eframe = "0.27.2"itertools = "0.12.1"phf = { version = "0.11", features = ["macros"] }rustysynth = "1.3.1"tinyaudio = "0.1.3"

eframe：EGUI框架——编写可以编译为web或本机的GUI应用程序
itertools：扩展的迭代器适配器、函数和宏。
phf：使用完美的散列函数在编译时生成高效的查找表。
rustysynth：用纯Rust编写的MIDI 音色库合成器
tinyaudio：是一个跨平台，易于使用，底层的音频输出库。

这个应用程序将打开一个接收键盘事件的egui窗口，这些事件被发送到rustysynth库作为midi音符并通过tinyaudio库输出声音。

首先，在src/main.rs文件中引入这些库：

use eframe::egui;use itertools::Itertools;use phf::{phf_map, Map};use rustysynth::{SoundFont, Synthesizer, SynthesizerSettings};use std::{    fs::File,    sync::{Arc, Mutex},};use tinyaudio::prelude::*;

接下来，定义静态变量和常量：

const OUTPUT_PARAMS: OutputDeviceParameters = OutputDeviceParameters {    channels_count: 2,    sample_rate: 44100,    channel_sample_count: 441, // 样本的最大长度};#[derive(Debug)]pub struct MidiNote {    pub note: i32,    pub velocity: i32,}pub static NOTE_KEY_MAP: Map<&'static str, MidiNote> = phf_map! {    "A" => MidiNote {        note: 60,        velocity: 100,    },    "S" => MidiNote {        note: 62,        velocity: 100,    },    "D" => MidiNote {        note: 64,        velocity: 100,    },    "F" => MidiNote {        note: 65,        velocity: 100,    },    "G" => MidiNote {        note: 67,        velocity: 100,    },};

OUTPUT_PARAMS是tinyaudio的参数。MidiNote持有MIDI音符的音符数和速度，用rustysynth播放它。它们被保存在一个静态映射中，使用一个由按键值索引的phf_map!宏。

让我们定义SynthApp结构体，它是一个egui应用程序。它有合成器对象和方法来执行音符的开/关，在eframe::App的update方法中处理键盘事件。

struct SynthApp {    synthesizer: Arc<Mutex<Synthesizer>>,    midi_channel: i32,}impl SynthApp {    fn note_on(&mut self, key: &str) {        let note = match NOTE_KEY_MAP.get(key) {            Some(note) => note,            None => return,        };        self.synthesizer            .lock()            .unwrap()            .note_on(self.midi_channel, note.note, note.velocity)    }    fn note_off(&mut self, key: &str) {        let note = match NOTE_KEY_MAP.get(key) {            Some(note) => note,            None => return,        };        self.synthesizer            .lock()            .unwrap()            .note_off(self.midi_channel, note.note);    }}impl eframe::App for SynthApp {    fn update(&mut self, ctx: &egui::Context, _frame: &mut eframe::Frame) {        ctx.input(|i| {            for key_str in NOTE_KEY_MAP.keys() {                if let Some(key) = egui::Key::from_name(key_str) {                    if i.key_pressed(key) {                        self.note_on(key_str);                    } else if i.key_released(key) {                        self.note_off(key_str);                    }                }            }        });        egui::CentralPanel::default().show(ctx, |ui| {            ui.heading("My egui Application");            ui.label(format!("Midi channel {}", self.midi_channel));        });    }}

在互联网上有很多不错的音色库，我们使用TimGM6mb.sf2，

可以在以下地址下载：

https://github.com/craffel/pretty-midi/blob/main/pretty_midi/TimGM6mb.sf2

将下载好的文件放入到项目的根目录下。

最后，我们编写main函数，合成器保存在Arc<Mutex<…>>中，以便run_output_device和SynthApp都可以访问它。

fn main() -> Result<(), eframe::Error> {    // 加载音色库    let mut sf2 = File::open("TimGM6mb.sf2").unwrap();    let sound_font = Arc::new(SoundFont::new(&mut sf2).unwrap());    // 创建MIDI文件序列器    let settings = SynthesizerSettings::new(OUTPUT_PARAMS.sample_rate as i32);    let synthesizer = Arc::new(Mutex::new(        Synthesizer::new(&sound_font, &settings).unwrap(),    ));    // 运行输出设备    let synth_c = synthesizer.clone();    let mut left: Vec<f32> = vec![0_f32; OUTPUT_PARAMS.channel_sample_count];    let mut right: Vec<f32> = vec![0_f32; OUTPUT_PARAMS.channel_sample_count];    let _device = run_output_device(OUTPUT_PARAMS, move |data| {        synth_c            .lock()            .unwrap()            .render(&mut left[..], &mut right[..]);        for (i, value) in left.iter().interleave(right.iter()).enumerate() {            data[i] = *value;        }    })    .unwrap();    // eframe    let options = eframe::NativeOptions {        viewport: egui::ViewportBuilder::default().with_inner_size([640.0, 480.0]),        ..Default::default()    };    eframe::run_native(        "My egui App",        options,        Box::new(|_cc| {            Box::new(SynthApp {                synthesizer,                midi_channel: 0,            })        }),    )}

执行cargo run，结果如图：

图片

一旦出现窗口，按键盘的ASDFG键，就会播放音符。

为了进一步探索，你可以通过添加一些UI和乐器来尝试egui和rustysynth的各种功能。

本文链接：//www.dmpip.com//www.dmpip.com/showinfo-26-86352-0.html聊聊使用Rust制作MIDI钢琴程序，你学会了吗？

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