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forked from Wscats/piano

🎹Play the piano with the keyboard - 用键盘8个键演奏一首蒲公英的约定送给自己或月亮代表我的心送给她

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f5-you-bus/piano

 
 

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Omi Piano

Build piano with Omi and Omi Snippets

基于Omi和Omi Snippets构建钢琴应用

Made with ❤︎ by Eno Yao

Usage

体验地址: http://wscats.gitee.io/piano/build/ 或者 https://wscats.github.io/piano/build/

项目地址: https://github.com/Wscats/piano

用键盘8个键演奏一首蒲公英的约定送给996的自己或者一首月亮代表我的心给七夕的她,非常简单~

这个项目仅仅用了几个简单的前端技术实现,献给每一位挚爱音乐的代码家🎹

如果你喜欢或者对你有帮助,给我点个赞支持下吧😊

Develop & Installation

开发,构建和运行。

# 获取远程仓库代码
git clone https://github.com/Wscats/piano
# 进入目录
cd piano
# 安装依赖
npm install
# 启动项目
npm start
# 在浏览器访问 http://localhost:3000

使用 npm 包管理器安装。

npm install omi-piano

运行或者发布属于自己的演奏版本。

# 进入目录
cd omi-piano
# 安装依赖
npm install
# 启动项目
npm start
# 发布自已的演奏版本
npm run build

技术点和目录结构

项目中没有使用市面主流的框架(React,Vue 和 Angular )和热门的技术,而用的是 Omi 框架(JSX WebComponents),还有 Omil 的单文件组件 SFCs 加载器,组件通讯基于Proxy特性,并结合了 VScode 的插件 Eno-Snippets基于AST正则实时编译.eno或.omi 后缀组件减轻部分的 Webpack 的局部编译压力,当然其他同学们熟知的技术这里就不提及了。

  • src
    • assets
    • element
      • app-piano
        • songs 钢琴简谱目录
        • app-piano.eno 单文件组件
        • app-piano.js 组件编译后的JS文件
        • notes.js 键盘按键和音符的映射
    • index.js 组件根容器,配置Proxy的通信方法
  • public
    • samples/piano 钢琴单音符素材
app-piano.eno 开发中你需要编写的单文件组件
app-piano.js 经过Eno-Snippets修改或者保存文件Hello.eno后经过插件转化的js文件

如右图,左边的代码是我们编写的 .eno 后缀的单文件组件,右边是经过 Eno Snippets 生成的 .js 后缀文件。

简单乐理知识

首先我们先补习点音乐基础,提前收集好最基本的钢琴单音素材,每个音符对应一份.mp3文件,用一个对象记录起来,类似下面这样,举个例子这里的A指的是CDEFGAB音名中A也就是La,这是最基本的乐理,有没有让你想起小时候上音乐课,画板上的五线谱。

export default {
  A2: "./samples/piano/a54.mp3",
  A3: "./samples/piano/a69.mp3",
  A4: "./samples/piano/a80.mp3",
  A5: "./samples/piano/a74.mp3",
  A6: "./samples/piano/a66.mp3",
  'A#3': "./samples/piano/b69.mp3",
  'A#4': "./samples/piano/b80.mp3",
  'A#5': "./samples/piano/b74.mp3",
  'A#6': "./samples/piano/b66.mp3",
  // other... 
}

当然这里我们使用数字来等价替代,降低初学者的难度,看下表1等价于C中音也就是Do,由于很多歌都会用到钢琴更密集的中间部分按键,所以我们默认中音对应数字键:

1 === C4 === Do

数字键 1 2 3 4 5 6 7
音名 C4 D4 E4 F4 G4 A4 B4
音符 Do Re Mi Fa Sol La Si

这里专门制作一张图方便我们理解,请看右图:

当然实际情况还有全音和半音的区分,比如A的半音就是A#,还有中音,高音和倍高音,我们这里用A4表示中音,A5表示高音,A6表示倍高音,所以表格可以继续整理得更清晰,当我们要弹奏中音A4,只需要按键盘上的数字键6,如果要弹奏高音A5,只需要用组合键Option 6,我们只需要举一反三,就可以知道每个音符对应的键盘按键。

倍低音 C2 D2 E2 F2 G2 A2 B2
Shift键 (1-7) Shift 1 Shift 2 Shift 3 Shift 4 Shift 5 Shift 6 Shift 7
低音 C3 D3 E3 F3 G3 A3 B3
Ctrl键 (1-7) Ctrl 1 Ctrl 2 Ctrl 3 Ctrl 4 Ctrl 5 Ctrl 6 Ctrl 7
中音 C4 D4 E4 F4 G4 A4 B4
数字键1-7 1 2 3 4 5 6 7
高音 C5 D5 E5 F5 G5 A5 B5
Option键 (1-7) Option 1 Option 2 Option 3 Option 4 Option 5 Option 6 Option 7
倍高音 C6 D6 E6 F6 G6 A6 B6
Command键 (1-7) Command 1 Command 2 Command 3 Command 4 Command 5 Command 6 Command 7
音符 Do Re Mi Fa Sol La Si

上面是全音表,这里附上半音表:

倍低半音 C#2 D#2 F#2 G#2 A#2
Shift Shift q Shift w Shift e Shift r Shift t
低半音 C#3 D#3 F#3 G#3 A#3
Ctrl Ctrl q Ctrl w Ctrl e Ctrl r Ctrl t
中半音 C#4 D#4 F#4 G#4 A#4
字母键 q w e r t
高半音 C#5 D#5 F#5 G#5 A#5
Option Option q Option w Option e Option r Option t
倍高半音 C#6 D#6 F#6 G#6 A#6
Command Command q Command w Command e Command r Command t

那么我们现在只需要用键盘上的5个字母键(q,w,e,r,t) 4个功能键(Shift,Control,Option和Command) 7个数字键(1,2,3,4,5,6,7)总共16个键,演奏钢琴60个单音(35个全音 25个半音),实际情况一首简单的钢琴曲可以不需要用到那么多,用几个简单的和弦即可。

构建钢琴界面

有上面的前期准备,下面就是转化为我们的编程知识了,我们需要使用 HTML 来绘制我们的钢琴界面,我们可以参考 codepencodesandbox 的素材,这里我用了 flex 布局配合阴影和过度实现钢琴的黑白键,里面用了 React 的 JSX 语法去遍历渲染黑白键。

<div class="piano">
  {this.data.pianoKeys.map((item)=>{return(
  <div class="piano-key">
    <div data-type="white" ref={e=>{ this[item.white.name] = e }} class="piano-key__white"
      onClick={this.playNote.bind(this,item.white.name)} data-key={item.white.keyCode}
      data-note={item.white.name}>
      <span class="piano-note">{item.white.name}</span>
      <audio preload="auto" src={this.data.notes[item.white.name]} hidden='true' data-note={item.white.name}
        class='audioEle'></audio>
    </div>
    <div data-type="black" ref={e=>{ this[item.black.name] = e }} style={{
      display: item.black.name ? 'block' : 'none'
    }} class="piano-key__black" onClick={this.playNote.bind(this,item.black.name)} data-key={item.black.keyCode}
      data-note={item.black.name}>
      <span class="piano-note" style="color:#fff">{item.black.name}</span>
      <audio preload="auto" src={this.data.notes[item.white.name]} hidden='true' data-note={item.white.name}
        class='audioEle'></audio>
    </div>
  </div>
  )})}
</div>

可以观察 CSS 的源代码,分别对应写黑键和白键的样式,还可以另外写多一个样式,用于键盘或者鼠标点击琴键时候的效果,可以简单给它加一个背景色即可,整体实现不会太复杂,具体可以调整样式的参数来打造属于自己的钢琴风格。

.piano {
  margin: 0 200px;
  background: linear-gradient(-65deg, #000, #222, #000, #666, #222 75%);
  border-top: .8rem solid #282828;
  box-shadow: inset 0 -1px 1px hsla(0, 0%, 100%, .5), inset -0.4rem 0.4rem #282828;
  display: flex;
  height: 80vh;
  height: 20vh;
  justify-content: center;
  overflow: hidden;
  padding-bottom: 2%;
  padding-left: 2.5%;
  padding-right: 2.5%;
}
.piano-key {
  color: blue;
  flex: 1;
  margin: 0 .1rem;
  max-width: 8.8rem;
  position: relative;
}

.piano-key__white {
  display: flex;
  flex-direction: column-reverse;
  background: linear-gradient(-30deg, #f8f8f8, #fff);
  box-shadow: inset 0 1px 0 #fff, inset 0 -1px 0 #fff, inset 1px 0 0 #fff, inset -1px 0 0 #fff, 0 4px 3px rgba(0, 0, 0, .7), inset 0 -1px 0 #fff, inset 1px 0 0 #fff, inset -1px -1px 15px rgba(0, 0, 0, .5), -3px 4px 6px rgba(0, 0, 0, .5);
  height: 100%;
  position: relative;
}

.piano-key__black {
  display: flex;
  flex-direction: column-reverse;
  background: linear-gradient(-20deg, #222, #000, #222);
  box-shadow: inset 0 -1px 2px hsla(0, 0%, 100%, .4), 0 2px 3px rgba(0, 0, 0, .4);
  border-width: .2rem .4rem 1.2rem;
  border-style: solid;
  border-color: #666 #222 #111 #555;
  height: 60%;
  left: 100%;
  position: absolute;
  transform: translateX(-50%);
  top: 0;
  width: 70%;
  z-index: 1;
}

播放钢琴音

当我们实现完钢琴界面,我们就需要为每个按键匹配声音,这里使用 HTML5 的 <audio> 标签,它可以装载着钢琴的音符,当我们触发鼠标点击事件或者键盘点击事件的时候,我们就让它播放,在钢琴没播放之前我们使用属性值 preload="auto" 让其预加载。

<audio preload="auto" src={this.data.notes[item.white.name]} hidden='true' data-note={item.white.name} class='audioEle'></audio>

播放只要用ref属性获取琴音的节点,然后对其触发方法控制播放逻辑,audio.currentTime = 0重置播放进度和audio.play()执行播放,当触发播放的同时可以用延时器实现按键动画。

playNote(name) {
  let audio = this[name].childNodes[1]
  this[name].style.background = `linear-gradient(-20deg, #3330fb, #000, #222)`
  let timer = setTimeout(() => {
    this[name].getAttribute('data-type') === 'white' ? this[name].style.background = `linear-gradient(-30deg, #f8f8f8, #fff)` : this[name].style.background = `linear-gradient(-20deg, #222, #000, #222)`
    clearTimeout(timer)
  }, 1000)
  audio.currentTime = 0;
  audio.play();
}

完成 <audio> 的音频处理之后,就需要让键盘事件与其绑定逻辑了,这里需要了解键盘的 keycode,键盘每个实体按键都会对应有一个按键码,根据按键码用 JS 键盘事件监听来判断按键是否被摁住。

我们使用 window.document.onkeydown 来监听页面全局的键盘事件,然后判断事件对象 e.altKeye.ctrlKeye.metaKeye.shiftKey 这四个功能键是否被触发,再判断数字键是否被触发,最后判断字母键是否被触发。

document.onkeydown = (event) => {
  var e = event || window.event || arguments.callee.caller.arguments[0];
  let playNote = (key) => {
    if (e.shiftKey === true) {
      this.playNote(`${key}2`)
    } else if (e.altKey === true) {
      this.playNote(`${key}5`)
    } else if (e.ctrlKey === true) {
      this.playNote(`${key}3`)
    } else if (e.metaKey === true) {
      this.playNote(`${key}6`)
      e.returnValue = false;
    } else {
      this.playNote(`${key}4`)
    }
  }
  if (e && 49 <= e.keyCode && e.keyCode <= 55) {
    switch (e.keyCode) {
      case 49:
        playNote('C')
        break;
      case 50:
        playNote('D')
        break;
      case 51:
        playNote('E')
        break;
      case 52:
        playNote('F')
        break;
      case 53:
        playNote('G')
        break;
      case 54:
        playNote('A')
        break;
      case 55:
        playNote('B')
        break;
    }
  }
  if (e && (81 === e.keyCode || e.keyCode === 87 || e.keyCode === 69 || e.keyCode === 82 || e.keyCode === 84)) {
    switch (e.keyCode) {
      case 81:
        playNote('C#')
        break;
      case 87:
        playNote('D#')
        break;
      case 69:
        playNote('F#')
        break;
      case 82:
        playNote('G#')
        break;
      case 84:
        playNote('A#')
        break;
    }
  }
};

音符同步显示

每自动按一个钢琴键,可以看到音符在下面跳动并自动高亮,这里面涉及钢琴组件和底部文字组件的通信。我们使用的是 Omi 自带的 Store 功能来实现组件的通信,本质上它是基于 Proxy 对数据进行劫持,当我们改变一个数据的时候,可以实时映射最新的状态到另外一个组件,从而完成组件的通信,这里我设置了一个 countsong 作为两个组件的通信值,count 记录的是点击到了第几个音符,而 song 是正在播放的钢琴曲谱。

render(<my-app />, '#root', {
    data: {
        count: 0,
        song: []
    },
    sub() {
        this.data.count--
    },
    add() {
        this.data.count  
    },
    setSong(song) {
        // 构建新的数组,给它下标值来做索引
        let melody = [];
        song.map((item, index) => {
            melody.push({
                ...item,
                index
            })
        })
        // 处理成每30个音符一个数组,自动播放时候自动显示按键
        for (let j = 0; j < melody.length; j  = 30) {
            this.data.song.push(melody.slice(j, j   30))
        }
    }
})

自动播放

以下就是关于如何自动播放的逻辑,如果要演奏复杂的歌曲,特别是多和弦的情况下,我们可以编写好歌谱,然后交给编程自动演奏,下面是周杰伦《蒲公英的约定》的钢琴简谱,我们用数组把每个按键的音符记录下来,然后只要用定时器或者递归把每个音符取出来给函数识别,然后再触发对应的 <audio> 标签播放即可,这里解释下数组里面的每一项,如果字符串里面是数字的话就对应中音,也就是如果是'3',那就只需要按键盘的3,如果是' 3'那就是高音,那就是前面提到的用组合键 option 3,如果是 1..,那就是告诉编程,这里要停顿两个节拍,我们自己实际演奏的时候就在这里稍微停顿下控制旋律即可。

const song = [
    '3', '4',
    '5', '5', '5', '6', '7', ' 1..',
    ' 1', ' 1', '7', ' 2', '6', '5', '5', '5', ' 2', ' 1', ' 1', ' 3', ' 3..',
    ' 1', ' 2', ' 3', ' 3', ' 4', ' 3', ' 2', ' 3', ' 1', ' 1', '6', '6',
    '6', '7', ' 1', ' 2', ' 2', ' 1', '7', '6', ' 4', ' 2',
    // 将愿望...
    ' 2..', '3', '4', '5',
    // 折飞机寄成信...
    '5', '5', '5', '6', '7', ' 1..',
    ' 1', ' 1', '7', ' 2', '6', '5', '5', '5', ' 2', ' 1', ' 1', ' 3', ' 3..',
    ' 1', ' 2', ' 3', ' 3', ' 4', ' 3', ' 2', ' 3', ' 1', ' 1', '6', '6',
    '6', '7', ' 1', ' 2', ' 2', ' 1', '7', '6', ' 4', ' 2..',
    // 一起长大的约定...
    '3', '5', ' 1', ' 3', ' 3.', ' 4', ' 2..', ' 2', ' 5', '7', ' 1..',
    ' 3', ' 4', ' 5', ' 1', ' 1', ' 2', ' 3', ' 3..',
    // 说好要一起旅行...
    '3', '5', ' 1.', ' 3', ' 3.', ' 4', ' 2..',
    // 是你如今...
    ' 2', ' 5', '7', ' 1..',
    // 唯一坚持的任性
    ' 3', ' 4', ' 5', ' 1', ' 1', ' 2.', ' 1', ' 1',
    // 在走廊...
    '3', '4',
    '5', '5', '5', '6', '7', ' 1..',
    ' 1', ' 1', '7', ' 2', '6', '5', '5', '5', ' 2', ' 1', ' 1', ' 3', ' 3..',
    ' 1', ' 2', ' 3', ' 3', ' 4', ' 3', ' 2', ' 3', ' 1', ' 1', '6', '6',
    '6', '7', ' 1', ' 2', ' 2', ' 1', '7', '6', ' 4', ' 2',
    // 一起长大的约定...
    '3', '5', ' 1', ' 3', ' 3.', ' 4', ' 2..', ' 2', ' 5', '7', ' 1..',
    ' 3', ' 4', ' 5', ' 1', ' 1', ' 2', ' 3', ' 3..',
    // 说好要一起旅行...
    '3', '5', ' 1.', ' 3', ' 3.', ' 4', ' 2..',
    // 是你如今...
    ' 2', ' 5', '7', ' 1..',
    // 唯一坚持的任性...
    ' 3', ' 4', ' 5', ' 1', ' 1', ' 2.', ' 1', ' 1',
    // 一起长大的约定...
    ' 6', ' 5', ' 3', ' 2', ' 1', ' 3.', ' 4', ' 2..',
    ' 6', ' 5', '7', ' 1..',
    // 与你聊不完的曾经...
    ' 3', ' 4', ' 5', ' 1', ' 1', ' 2', ' 3', ' 3..',
    // 而我已经分不清...
    '3', '5', ' 1', ' 3', ' 3.', ' 2', ' 2', ' 2..', ' 2', ' 5', '7', ' 2', ' 1', ' 1',
    // 还是错过的爱情...
    ' 3', ' 4', ' 5', ' 1', ' 1', ' 2.', ' 1', ' 1..'
]
export default [...song]

有了上面的数组,我们只需要编写一个递归函数函数来遍历数组,然后根据这种类数字的简谱,把它转为音符 CDEFGAB,一开始的时候我用了定时器实现读谱函数,后来发现,用定时器比较难控制,音符之间的停顿时间,相反用递归会比较容易实现,但是递归同样很难实现暂停播放功能,因为从外部中断递归函数也比较复杂,所以同学们如果要自己实现钢琴的话,在这个地方要稍微注意一下。下面代码中出现的 Promise 配合 await, async 和定时器就是接受一个时间变量,来控制音符之间的停顿时间,而外层if(offset < song.length && this.store.data.song.length > 0)判断条件左边的条件是判断索引值要小于简谱数组的长度,右边就是外层传入的判断值作为递归函数的终止边界条件。

playSong(song) {
  this.setSong([...song])
  let offset = 0
  let time = 0
  let playSong = async () => {
    // 右边是从外部来中断递归
    if (offset < song.length && this.store.data.song.length > 0) {
      switch (typeof song[offset]) {
        // 简谱2演奏方法 根据   12345--6. 简单旋律情况
        case 'string':
          let letters = song[offset].match(/[0-9]/g)
          switch (letters.length) {
            case 1:
              time = this.handleString(song, offset)
              break
            default:
              time = this.handleStrings(song, offset)
              break
          }
          break
        // 简谱1演奏方法 根据 CDEFGAB,复杂旋律情况,比如有和弦
        case 'object':
          console.log(song[offset]['note'])
          time = song[offset]['time'];
          this.playNote(song[offset]['note'])
          break;
        case 'number':
          // 休止符
          switch (song[offset]) {
            case 0:
              time = 1000
              break
          }
          break
      }
      await new Promise((resolve) => {
        let timer = setTimeout(() => {
          clearInterval(timer)
          resolve()
        }, time)
      })
      offset  
      // 自定义事件,跟下面底部的音符自动跳动结合
      this.add()
      playSong()
    } else {
      // 暂停播放
      clearTimeout(this.timer)
      this.store.data.song = []
      this.store.data.count = 0
      return
    }
  }
  playSong()
}

蒲公英的约定

看完上面的数组简谱当然肯定会有同学问,上文的数组里面不止运用到8个键吧,如果仔细观察,就会发现这里只用了中音和高音,也就是纯数字键(1-7)Option键的配合,连半音都没用到,所以实际止用到了8个键而已,所以上面给编程识别的简谱,转化我们人类识别的键盘谱,只需要稍微调整为下面的按键组合即可。

'3', '4', '5', '5', '5', '6', '7', 'Option 1..',
'Option 1', 'Option 1', '7', 'Option 2', '6', '5', '5', '5', 'Option 2', 'Option 1', 'Option 1', 'Option 3', 'Option 3..',
'Option 1', 'Option 2', 'Option 3', 'Option 3', 'Option 4', 'Option 3', 'Option 2', 'Option 3', 'Option 1', 'Option 1', '6', '6',
'6', '7', 'Option 1', 'Option 2', 'Option 2', 'Option 1', '7', '6', 'Option 4', 'Option 2',
// 将愿望...
'Option 2..', '3', '4', '5',
// 折飞机寄成信...
'5', '5', '5', '6', '7', 'Option 1..',
'Option 1', 'Option 1', '7', 'Option 2', '6', '5', '5', '5', 'Option 2', 'Option 1', 'Option 1', 'Option 3', 'Option 3..',
'Option 1', 'Option 2', 'Option 3', 'Option 3', 'Option 4', 'Option 3', 'Option 2', 'Option 3', 'Option 1', 'Option 1', '6', '6',
'6', '7', 'Option 1', 'Option 2', 'Option 2', 'Option 1', '7', '6', 'Option 4', 'Option 2..',
// 一起长大的约定...
'3', '5', 'Option 1', 'Option 3', 'Option 3.', 'Option 4', 'Option 2..', 'Option 2', 'Option 5', '7', 'Option 1..',
'Option 3', 'Option 4', 'Option 5', 'Option 1', 'Option 1', 'Option 2', 'Option 3', 'Option 3..',
// 说好要一起旅行...
'3', '5', 'Option 1.', 'Option 3', 'Option 3.', 'Option 4', 'Option 2..',
// 是你如今...
'Option 2', 'Option 5', '7', 'Option 1..',
// 唯一坚持的任性
'Option 3', 'Option 4', 'Option 5', 'Option 1', 'Option 1', 'Option 2.', 'Option 1', 'Option 1',
// 在走廊...
'3', '4', '5', '5', '5', '6', '7', 'Option 1..',
'Option 1', 'Option 1', '7', 'Option 2', '6', '5', '5', '5', 'Option 2', 'Option 1', 'Option 1', 'Option 3', 'Option 3..',
'Option 1', 'Option 2', 'Option 3', 'Option 3', 'Option 4', 'Option 3', 'Option 2', 'Option 3', 'Option 1', 'Option 1', '6', '6',
'6', '7', 'Option 1', 'Option 2', 'Option 2', 'Option 1', '7', '6', 'Option 4', 'Option 2',
// 一起长大的约定...
'3', '5', 'Option 1', 'Option 3', 'Option 3.', 'Option 4', 'Option 2..', 'Option 2', 'Option 5', '7', 'Option 1..',
'Option 3', 'Option 4', 'Option 5', 'Option 1', 'Option 1', 'Option 2', 'Option 3', 'Option 3..',
// 说好要一起旅行...
'3', '5', 'Option 1.', 'Option 3', 'Option 3.', 'Option 4', 'Option 2..',
// 是你如今...
'Option 2', 'Option 5', '7', 'Option 1..',
// 唯一坚持的任性...
'Option 3', 'Option 4', 'Option 5', 'Option 1', 'Option 1', 'Option 2.', 'Option 1', 'Option 1',
// 一起长大的约定...
'Option 6', 'Option 5', 'Option 3', 'Option 2', 'Option 1', 'Option 3.', 'Option 4', 'Option 2..',
'Option 6', 'Option 5', '7', 'Option 1..',
// 与你聊不完的曾经...
'Option 3', 'Option 4', 'Option 5', 'Option 1', 'Option 1', 'Option 2', 'Option 3', 'Option 3..',
// 而我已经分不清...
'3', '5', 'Option 1', 'Option 3', 'Option 3.', 'Option 2', 'Option 2', 'Option 2..', 'Option 2', 'Option 5', '7', 'Option 2', 'Option 1', 'Option 1',
// 还是错过的爱情...
'Option 3', 'Option 4', 'Option 5', 'Option 1', 'Option 1', 'Option 2.', 'Option 1', 'Option 1..'

月亮代表我的心

我们还可以演奏另一首耳熟能详的的钢琴曲《月亮代表我的心》。

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感谢音乐和编程的陪伴!也致敬各位奋斗于996的代码家,欢迎分享,也期待您贡献代码,提 PR ,在 issue 中讨论问题,或者说说您的建议,音乐不曾辜负任何人,正如 Leehom Wang 歌曲中唱到:

如果世界太危险,只有音乐最安全,带着我进梦里面,让歌词都实现! —— 《我们的歌》

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🎹Play the piano with the keyboard - 用键盘8个键演奏一首蒲公英的约定送给自己或月亮代表我的心送给她

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