import numpy as np
 
def speedx(sound_array, factor):
  """ 将音频速度乘以任意系数`factor` """
  indices = np.round( np.arange(0, len(snd_array), factor) )
  indices = indices[indices < len(snd_array)].astype(int)
  return sound_array[ indices.astype(int) ]

def stretch(sound_array, f, window_size, h):
  """ 将音频按系数`f`拉伸 """
 
  phase = np.zeros(window_size)
  hanning_window = np.hanning(window_size)
  result = np.zeros( len(sound_array) /f + window_size)
 
  for i in np.arange(0, len(sound_array)-(window_size+h), h*f):
 
    # 两个可能互相重叠的子数列
    a1 = sound_array[i: i + window_size]
    a2 = sound_array[i + h: i + window_size + h]
 
    # 按第一个数列重新同步第二个数列
    s1 = np.fft.fft(hanning_window * a1)
    s2 = np.fft.fft(hanning_window * a2)
    phase = (phase + np.angle(s2/s1)) % 2*np.pi
    a2_rephased = np.fft.ifft(np.abs(s2)*np.exp(1j*phase))
 
    # 加入到结果中
    i2 = int(i/f)
    result[i2 : i2 + window_size] += hanning_window*a2_rephased
 
  result = ((2**(16-4)) * result/result.max()) # 归一化 (16bit)
 
  return result.astype('int16')

def pitchshift(snd_array, n, window_size=2**13, h=2**11):
  """ 将一段音频的音高提高``n``个半音 """
  factor = 2**(1.0 * n / 12.0)
  stretched = stretch(snd_array, 1.0/factor, window_size, h)
  return speedx(stretched[window_size:], factor)

from scipy.io import wavfile
 
fps, bowl_sound = wavfile.read("bowl.wav")
tones = range(-25,25)
transposed = [pitchshift(bowl_sound, n) for n in tones]

import pygame
 
pygame.mixer.init(fps, -16, 1, 512) # 太灵活了 <img src="/UploadFiles/2021-04-08/icon_wink.gif">

就这样我们把计算机变成了一台钢琴！至此，让我为您表演一段土耳其进行曲来表达对您耐心阅读此文的谢意吧：
[youku id="XNzM1NDQ1MDA4"]
如果想自己试试的话，在这里可以下载你需要的所有文件。因为不是所有的人都用Python，我也用Javascript/HTML5（在这儿）实现了一台电脑钢琴，但是不是特别理想。如果有经验丰富的HTML5/JS/elm程序员来改进改进，或者从头重写就太好了。

接下来做什么？
更通常的情况下，我发现计算机很少被用来进行表演性质的演奏。我明白使用钢琴键盘或者直接从乐器录音会容易很多，但是请看看仅仅用一个碗和60行的Python代码就能做到什么！
即便是很便宜的计算机也有如此多的控制来实现一个马马虎虎的音乐台：你可以对着麦克风唱歌，对着摄像头做手势，用鼠标来调制，然后用键盘来完成剩下来的玩意儿。有如此多方式来表现自我，而每种方式又有那么一个Python包……有没有具有艺术天赋的大神加入呀？