Python (21) - 파이썬을 이용하여 Beep로 연주하기 (winsound)

라즈베리파이 부저로 예전에 음악처럼 만든 적이 있었습니다. 시간이 나서 한번 재현하려고 하다 파이썬을 이용하는 방법이 있어 게시글을 투고합니다.

앙상블 - pixabay

 

사용 방법

pip install winsound

우선 이번에 이용할 모듈은 winsound라는 모듈입니다. 해당 모듈은 윈도우용으로 기본 소리 재생 장치들을 조작할 수 있습니다. 맥이나 리눅스를 사용하는 분은 다른 모듈을 참조하면 될 것 같습니다.

 

아래 링크는 windsound 모듈에 가이드입니다.

https://docs.python.org/ko/3/library/winsound.html

winsound — Sound-playing interface for Windows

 

비프음을 예시 코드

imort winsound

winsound.Beep(440, 1000) # 440Hz, 1000ms

비프음을 사용하는 방법은 winsound 함수에 Beep 함수만 이용하면 됩니다. 여담으로 오케스트라가 악기를 맞추는 기준 음이 라(440Hz) 입니다.

 

음계별 주파수 (도레미파솔라시도)

음계	옥타브
	1	2	3	4	5	6	7	8
C	32.7	65.41	130.81	261.63	523.25	1046.5	2093	4186.01
C#	34.65	69.3	138.59	277.18	554.37	1108.73	2217.46	4434.92
D	36.71	73.42	146.83	293.66	587.33	1174.66	2349.32	4698.64
D#	38.89	77.78	155.56	311.13	622.25	1244.51	2489.02	4978.03
E	41.2	82.41	164.81	329.63	659.26	1318.51	2637.02	5274.04
F	43.65	87.31	174.61	349.23	698.46	1396.91	2793.83	5587.65
F#	46.25	92.5	185	369.99	739.99	1479.98	2959.96	5919.91
G	49	98	196	392	783.99	1567.98	3135.96	6271.93
G#	51.91	103.83	207.65	415.3	830.61	1661.22	3322.44	6644.88
A	55	110	220	440	880	1760	3520	7040
A#	58.27	116.54	233.08	466.16	932.33	1864.66	3729.31	7458.62
B	61.74	123.47	246.94	493.88	987.77	1975.53	3951.07	7902.13

음계별 주파수 (단위 Hz)

 

우선 위의 표는 음계별 표준 주파수를 소수점 3번째 자리에서 반올림한 값입니다. 해당 표를 통해 알 수 있는 것은 각 옥타브로 넘어갈 때마다 주파수가 2배가 된다는 사실입니다. 또한 각 음계의 주파수는 아래의 규칙을 따른다는 것을 알 수 있습니다.

• 440 * 2 ^ (1 / 12) ≒ 466.16

이것을 12음계라고 부릅니다.

프로젝트에 적용하기 전 사람들이 쉽게 사용할 수 있도록 이것을 함수화 하도록 하겠습니다. 쉽게 구현하기 위해 기준이 되는 옥타브의 주파수를 매핑했습니다. 그리고 편의상 C부터 매핑했습니다.

import winsound

# 음계와 주파수 매핑
note_frequency = {
    'C': 261.63,
    'C#': 277.18,
    'D': 293.66,
    'D#': 311.13,
    'E': 329.63,
    'F': 349.23,
    'F#': 369.99,
    'G': 392.00,
    'G#': 415.30,
    'A': 440.00,
    'A#': 466.16,
    'B': 493.88
}

def play_note(note, octave, duration):
    frequency = note_frequency[note]
    winsound.Beep(int(frequency*(2**(octave-4))), int(duration * 1000))

# A음계를 1초 동안 재생
play_note('A', 4, 1)

 

키보드로 연주해 보자

마지막으로 키보드로 연주하는 예시를 구현해 보겠습니다.

키보드는 키보드 자판 배열에 쉽게 맞출 수 있도록 아래와 같이 설정했습니다.

	W(C#4)	E(D#4)		T(F#4)		I(G#4)	O(A#4)
A(C4)	S(D4)	D(E4)	F(F4)		J(G4)	K(A4)	L(B4)	:(C5)

 

위의 규칙을 바탕으로 키보드 모듈을 이용하여 소스 코드를 수정했습니다.

import winsound
import keyboard

# 음계와 주파수 매핑
note_frequency = {
    'C': 261.63,
    'C#': 277.18,
    'D': 293.66,
    'D#': 311.13,
    'E': 329.63,
    'F': 349.23,
    'F#': 369.99,
    'G': 392.00,
    'G#': 415.30,
    'A': 440.00,
    'A#': 466.16,
    'B': 493.88
}

def play_note(note, octave, duration):
    frequency = note_frequency[note]
    print(int(frequency*(2**(octave-4))))
    winsound.Beep(int(frequency*(2**(octave-4))), int(duration * 1000))

while True:
    if keyboard.is_pressed('A'):
        play_note('C', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('S'):
        play_note('D', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('D'):
        play_note('E', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('F'):
        play_note('F', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('J'):
        play_note('G', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('K'):
        play_note('A', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('L'):
        play_note('B', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed(':'):
        play_note('C', 5, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('W'):
        play_note('C#', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('E'):
        play_note('D#', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('T'):
        play_note('F#', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_pressed('I'):
        play_note('G#', 4, 0.25)
    elif keyboard.is_presse('O'):
        play_note('A#', 4, 0.25)

여기서 keyboard.is_pressed 함수는 키보드가 눌렸을 때 True를 출력하는 함수입니다. 해당 함수를 이용하여 각각의 키보드 입력을 구현하였습니다.

 

마지막으로 제가 블로그에 적은 부분으로 간단하게 음계를 표현할 수 있습니다. 만약에 키보드로 본격적으로 곡을 연주 하고 싶다면 Multiplayer Piano라는 웹사이트에서 피아노를 직접 연주하시는 것을 추천합니다.

https://multiplayerpiano.com/

Multiplayer Piano