麦克风 —— 板子的耳朵 板子的耳朵

你好呀，我是吴老师。

前两课你存的都是文字和图片。今天要存的，是声音。

先告诉你一个可能和你想的不一样的"真相"：

板子听不见声音。

它收到的是一串数字。

不信？这一课你自己把它量出来。

读完之后，你应该能：说出板子的"耳朵"在哪儿；录一段、放出来；把声音存进文件；把声音变成一个数，再用这个数做出吹气球。

用时：约 50 分钟。准备：板子、数据线。

一、板子的耳朵，是一个小孔

先看看你的板子。

板子正面上方，印着「MIC」的那一小块 —— 那就是它的耳朵。

💡 它和你一样：耳朵负责听进来，嘴巴负责说出去。 只不过它听进来的不是"声音"，是一串数字 —— 这就是今天要弄明白的事。

做个实验：

对着那个小孔说一句话，或者吹一口气。

它有任何反应吗？

……没有。屏幕上什么都没变。

⭐ 这就是重点：耳朵听到了，但它不会自动做任何事。 听见 ≠ 有用。得你写程序告诉它"听到之后要干嘛" —— 这正是这一课要干的活。

二、它听到的，其实是一串数字

对着小孔说话的时候，音量一会儿大一会儿小。

板子干的事，就是每隔一小会儿量一下"现在有多响"，记一个数。

这些数连起来，就是你刚才说的那句话。

💡 这就像用一支很快的笔，把你说话的音量画成一条曲线。 曲线画得越密，听起来就越像。

有个数你要记住：

每秒量 16000 次   （就是 audio.RATE）
每次记 2 个字节
→  1 秒的录音 = 32000 字节 = 32 KB

⭐ 这个 32KB 待会儿算账要用，先记住。

三、录一段，放出来

录一段，只要一行：

pcm = audio.record(2000)      # 录 2000 毫秒 = 2 秒

放出来，也只要一行：

audio.play_pcm(pcm)

就这么多。 你不用告诉它"录了多久""什么格式" —— 它自己知道。

⚠️ 录一次最多 10 秒（10000 毫秒）。再多它会直接报错， 因为录下来的东西要先整块放进内存，10 秒就是 320KB。

💡 record() 是"堵着"的：说好录 2 秒，这 2 秒里程序就停在那儿等 —— 屏幕上画不了东西，触摸也读不到。所以录音时间别设太长， 不然别人会以为板子卡死了。

做个实验：把速度弄错一次。

让 AI 把播放那行改成这样：

audio.play_pcm(pcm, 32000)    # 故意传一个别的速度

再放一遍刚才录的话。

听到什么了？ —— 声音变得又快又尖，像花栗鼠。

⭐ 为什么？ 录的时候是每秒 16000 个点，放的时候却按每秒 32000 个点来放 —— 同样的数字，放快了一倍，声音就尖了一倍。 就像录像带快放会变声一样。

亲耳听一次，比看十遍文字记得牢。 试完记得改回来。

四、声音也能存进文件

好消息：声音本来就是一串数字，而文件里存的也是数字 —— 所以直接写进去就行，不用做任何转换。

with open(FILE, 'wb') as f:      # ⚠️ 注意是 'wb'
    f.write(pcm)

with open(FILE, 'rb') as f:      # 读回来
    pcm = f.read()

⚠️⚠️ 多了个 b，千万别漏。

写法	干什么	你之前在哪儿用过
'w' / 'r'	读文字	名字、分数（第 10 课）
'wb' / 'rb'	读字节	声音（这一课）、图片（第 11 课）

用 'w' 去写声音会报错 —— 它以为你在写"字"，可声音不是字。

五、⭐ 声音能变成「一个数」

前面都是"把声音存起来"。现在讲这一课最值钱的一件事：

把一整段声音，压缩成"有多响"这一个数。

为什么要这么干？因为一个数才好用：

• 一个数可以比大小 → "现在比我刚才更响吗？"
• 一个数可以当门槛 → "响过这个数，就说明有人在吹"
• 一个数可以画成条 → 屏幕底下那根会动的力气条

怎么把一串数变成一个数？取平均。

import struct

def loudness(pcm):
    n = len(pcm) // 2
    s = struct.unpack('<%dh' % n, pcm)     # 把字节变成一串整数
    return sum(map(abs, s)) // len(s)      # 取绝对值、加起来、除以个数

你不用会写这三行 —— 你已经会"许愿"了，让 AI 写就行。 但你要看得懂它在干嘛：

做个实验：

让 AI 写一小段程序，在屏幕上显示这个数，然后：

1. 安静的时候看一次 → 记下这个数
2. 对着小孔大声说话 → 再看一次
3. 对着小孔用力吹气 → 再看一次

数字是不是一次比一次大？

⭐ 这就是"声音大小"在板子里的样子 —— 一个数。 记住了，下一节就用它。

⚠️ 有个小坑，是真踩过的：录下来的头几个点永远是脏的。 实测第一条数据经常是个特别大的怪数（比如 16383），跟你的声音一点关系都没有。 所以上面那行的 [8:] 意思就是：开头 8 个点，不要了。

💡 这种坑不会报错，只会让数字莫名其妙 —— 所以一定要眼见为实。

六、⭐⭐ 做一个吹气球

现在把上面所有东西拼起来：让声音控制画面。

玩法：对着小孔吹气 → 气球变大 → 停下就慢慢漏气 → 吹太猛，砰！

规则只有一条：

现在的数字 ＞ 门槛 → 气球长大一点；否则变小一点。

听起来很简单，但中间有两个坑，不解决就一点都不好玩。

坑一：门槛不能写死

做个实验：先让 AI 把门槛写成一个死数（比如 100），然后：

• 在安静的教室里运行 → 好像还行
• 让对方在旁边大声说话 → 气球自己一直长大，根本不用吹

为什么？ 因为每间教室"安静"的标准不一样。安静教室的底噪是 40，热闹教室是 90 —— 用同一个死数，总有一边不对劲。

解法：开机先"听一下"。

开机的头半秒，板子什么也不干，只听 —— 量出"这里安静的时候有多响"，再拿它当尺子：

quiet = calibrate()               # 先听半秒
threshold = quiet * 2 + 80        # 门槛 = 比安静时响一截

⭐ 这个办法叫"先校准"，真仪器也是这么干的 —— 电子秤要先归零， 体温枪要先测室温。先在安静的时候量一次，再拿它当尺子。

坑二：那个数会一跳一跳的

再做个实验：让 AI 把"现在的数字"直接显示在屏幕上，然后保持安静，盯着看十秒。

它是不是在乱跳？ 一会儿 30，一会儿 200，偶尔还蹦到 260。

如果直接拿它当判据 → 气球会一抖一抖的，甚至莫名其妙自己长大。

解法：平滑 —— 让这个数"慢慢跟过去"，别一步跳到位。

level = level + (now - level) / 2     # 只往新的数挪一半过去

💡 想象你端着一杯水走路：慢慢挪，水不会洒；猛地一晃，全洒了。 声音数字也一样，猛跳的那一下多半是错的。

拼起来

吹到快满：

吹过头：

🎉 恭喜，你已经会"用声音控制东西"了。 这件事听起来很高级，其实核心就是第五节那五个字：变成一个数。

⚠️ 写这个游戏还要注意一件事：别整屏重画。 实测整屏推一次要 59 毫秒，而每 60 毫秒就要重画一次 —— 两样加起来一帧一百多毫秒，画面会一顿一顿的。 用 screen.flush_rect 只推会变的两小块，加起来约 36 毫秒。 你让 AI 写的时候，直接把这句话告诉它就行。

吹不动怎么办？

七、算一笔账：能存几条？

还记得板子上能存东西的地方一共 7.9 MB 吗？

⭐ 又是那个规律：时间长一倍，占的空间也大一倍。

所以"声音便条"这个主意怎么样？ 录 2 秒存一条，能存一百多条 —— 完全够用。

但如果你想做"整首歌听下来"（3 分钟），那是 3×60×32KB ≈ 5.6 MB —— 一首歌就快把板子塞满了。

💡 这就是为什么板子上不能放音乐：不是它不会放，是存不下。 真正的音乐播放器要用"压缩"把文件变小，那是另一门本事了。

八、动手做

任务一：声音便条

请帮我做一个声音便条：
1. 左边一个按钮「录一条」：录 ___ 秒，存进文件
2. 右边一个按钮「放出来」：把存的那条播出来
3. 如果还没录过，点「放出来」要提示「还没录过呢」，不能报错
4. 关掉应用再打开，存的那条还在
5. 中文注释

做完请做三件事，一件都不能少：

1. 录一条
2. 退出应用
3. 再打开，点「放出来」 —— 还能听到吗？

🎉 能听到的话，恭喜 —— 你会做留声机了。

任务二：把游戏改成你自己的

请帮我改一下吹气球，做成 ___________ ：
1. 还是先用话筒量「现在有多响」那个数（开机先校准，别写死门槛）
2. 这次不用气球，改成 ___________（比如：一根上升的水柱 / 一只越鼓越大的青蛙 / 一栋越盖越高的楼）
3. 超过 ___ 就 ___________（比如：水溢出来 / 青蛙跳走 / 楼塌了）
4. 中文注释

做完请检查两件事：

1. 安静的时候它自己动吗？（动了 = 门槛太低了）
2. 大喊一声能不能推动它？（推不动 = 门槛太高，或者话筒太迟钝）

九、只改一个条件

挑一个来改，先说出你的预测，再动手：

💡 最后两个最值得做。 你会亲眼看到"校准"这件事不是多此一举 —— 换个教室，写死的门槛就不灵了。

十、自检小测

十一、还想玩点什么

⭐ 下一课，我们要用板子的另一个器官：嘴巴。

你已经知道"声音进来是一串数字"。下一课你会发现 —— 声音出去，也是一串数字，只不过方向反过来。

等你两边都会了，就能做出会听也会说的东西了。