初心者向け No.065

簡易ピアノ

キーボードのキーに音階をマッピングした仮想ピアノ。winsoundでドレミファソラシドを演奏できる。

🎯 難易度: ★★☆ 📦 ライブラリ: tkinter（標準ライブラリ） ⏱️ 制作時間: 30〜90分

📋 目次

1. アプリ概要
2. 機能一覧
3. 事前準備・環境
4. 完全なソースコード
5. コード解説
6. ステップバイステップガイド
7. カスタマイズアイデア
8. よくある問題と解決法
9. 練習問題

1. アプリ概要

キーボードのキーに音階をマッピングした仮想ピアノ。winsoundでドレミファソラシドを演奏できる。

このアプリはbasicsカテゴリの実践的なPythonアプリです。使用ライブラリは tkinter（標準ライブラリ）、難易度は ★★☆ です。

このアプリは「入門」カテゴリです。ウィンドウ・ウィジェット・イベントの基本構造を反復することで、後から複雑なアプリを作るときの骨格が身につきます。tkinter（標準ライブラリ） を活かして実装するこの構造は、他のアプリにも応用が効きます。

コードを読む前に実行することをおすすめします。動いている挙動を先に把握しておくと、解説で出てくる関数や処理がどこに対応するかが頭に入りやすくなります。

応用のヒントは、機能を 1 つ増やす・見た目を整える・例外を一つでも丁寧に扱う、のいずれかから始めるのがおすすめです。

2. 機能一覧

簡易ピアノのメイン機能
直感的なGUIインターフェース
入力値のバリデーション
エラーハンドリング
結果の見やすい表示
クリア機能付き

3. 事前準備・環境

ℹ️

動作確認環境

Python 3.10 以上 / Windows・Mac・Linux すべて対応

以下の環境で動作確認しています。

Python 3.10 以上
OS: Windows 10/11・macOS 12+・Ubuntu 20.04+

4. 完全なソースコード

💡

コードのコピー方法

右上の「コピー」ボタンをクリックするとコードをクリップボードにコピーできます。

✅ 追加インストール不要（標準ライブラリのみ使用）

app065.py

import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox
import threading
import sys

# Windows は winsound、それ以外は無音フォールバック
try:
    import winsound
    HAS_SOUND = True
except ImportError:
    HAS_SOUND = False


class App065:
    """簡易ピアノ: キーボード a,s,d,... に音階をマッピング"""

    # ピアノキー: (表示, 周波数Hz, キーボード入力)
    KEYS = [
        ("ド",  261, "a"),
        ("レ",  293, "s"),
        ("ミ",  329, "d"),
        ("ファ", 349, "f"),
        ("ソ",  392, "g"),
        ("ラ",  440, "h"),
        ("シ",  493, "j"),
        ("ド↑", 523, "k"),
    ]
    DURATION_MS = 250  # 1音の長さ

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("簡易ピアノ")
        self.root.geometry("700x420")
        self.root.configure(bg="#f8f9fc")
        self._build_ui()
        # キーボード入力をバインド
        for _, _, key in self.KEYS:
            self.root.bind(f"<KeyPress-{key}>", lambda e, k=key: self.play_by_key(k))

    def _build_ui(self):
        """UI を構築する"""
        # タイトル
        title_frame = tk.Frame(self.root, bg="#3776ab", pady=12)
        title_frame.pack(fill=tk.X)
        tk.Label(
            title_frame, text="🎹 簡易ピアノ",
            font=("Noto Sans JP", 16, "bold"),
            bg="#3776ab", fg="white"
        ).pack()

        info_frame = tk.Frame(self.root, bg="#f8f9fc")
        info_frame.pack(fill=tk.X, pady=10)
        msg = "キーボードの a s d f g h j k で演奏！ 鍵盤クリックでも音が出ます。"
        if not HAS_SOUND:
            msg += "  (※ winsoundが使えないため画面表示のみ)"
        tk.Label(info_frame, text=msg, bg="#f8f9fc", font=("Noto Sans JP", 11)).pack()

        # 鍵盤を Canvas で描画
        canvas_frame = tk.Frame(self.root, bg="#f8f9fc")
        canvas_frame.pack(pady=20)

        self.canvas = tk.Canvas(canvas_frame, width=640, height=220, bg="#f8f9fc", highlightthickness=0)
        self.canvas.pack()

        self.key_rects = {}  # key char -> rect id
        key_w = 76
        for i, (label, freq, kb) in enumerate(self.KEYS):
            x0 = 4 + i * (key_w + 4)
            y0 = 10
            x1 = x0 + key_w
            y1 = y0 + 200
            rid = self.canvas.create_rectangle(x0, y0, x1, y1, fill="white", outline="#333", width=2)
            self.canvas.create_text(x0 + key_w / 2, y1 - 60, text=label, font=("Noto Sans JP", 16, "bold"), fill="#333")
            self.canvas.create_text(x0 + key_w / 2, y1 - 25, text=kb.upper(), font=("Arial", 12), fill="#3776ab")
            self.key_rects[kb] = rid
            # クリックで音を鳴らす
            self.canvas.tag_bind(rid, "<Button-1>", lambda e, k=kb: self.play_by_key(k))

        # 状態表示
        self.status_var = tk.StringVar(value="演奏してください")
        tk.Label(self.root, textvariable=self.status_var, bg="#f8f9fc",
                 font=("Noto Sans JP", 12, "bold"), fg="#3776ab").pack(pady=8)

        # フォーカスを root に戻すために focus_set
        self.root.focus_set()

    def play_by_key(self, kb):
        """指定キーボード文字に対応する音を再生する"""
        for label, freq, k in self.KEYS:
            if k == kb:
                self._play(label, freq, kb)
                return

    def _play(self, label, freq, kb):
        """音を鳴らして鍵盤を一瞬ハイライト"""
        rid = self.key_rects.get(kb)
        if rid is not None:
            self.canvas.itemconfig(rid, fill="#bcd9f7")
            self.root.after(self.DURATION_MS, lambda: self.canvas.itemconfig(rid, fill="white"))
        self.status_var.set(f"♪ {label} ({freq} Hz)")
        if HAS_SOUND:
            # 音が鳴る間にUIをブロックしないようスレッドで再生
            threading.Thread(
                target=self._beep, args=(freq, self.DURATION_MS), daemon=True
            ).start()

    def _beep(self, freq, duration_ms):
        """winsound.Beep のラッパ (例外は握り潰す)"""
        try:
            winsound.Beep(int(freq), int(duration_ms))
        except Exception:
            pass


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App065(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

簡易ピアノのコードを詳しく解説します。クラスベースの設計で各機能を整理して実装しています。

クラス設計とコンストラクタ

App065クラスにアプリの全機能をまとめています。__init__でウィンドウ設定、_build_ui()でUI構築、process()でメイン処理を担当します。責任の分離により、コードが読みやすくなります。