5:通过pxt-billy让PU说话
课程：赋予PU机器人声音
在本课中，我们将把PU机器人从一个沉默的舞者变成一个会说话的伙伴！你将学习如何安装"语音引擎"并使用巧妙的脚本，让你每次按下按钮时PU都能说出不同的话。
知识点： https://makecode.microbit.org/types/string
https://makecode.microbit.org/reference/text
https://github.com/adamish/pxt-billy
https://ia803202.us.archive.org/30/items/user_manual_s.a.m./s.a.m.pdf
1. 背景设置
Robot PU是一个以micro:bit为大脑的AI驱动人形伙伴。虽然PU擅长太空步，但他需要一个名为pxt-billy的特殊代码库才能说话。
这个库使用"语音合成"来从数字声音中构建词汇，完全不需要互联网连接。它基于一个名为SAM（Software Automatic Mouth，软件自动嘴巴）的经典引擎。
2. 问题定义
要让Robot PU有效说话，我们需要解决三个挑战：
- "声带"： 需要将语音扩展添加到MakeCode编辑器。
- 脚本： 我们需要一种生成随机句子的方式，让PU听起来不像是坏掉的唱片。
- 表演： 我们需要让PU的LED脸部在他说话时发生变化，让它看起来更自然。
3. 基本解决思路
- 扩展： 我们将使用MakeCode的扩展界面搜索并添加pxt-billy。
- 程序化生成： 我们将创建一个Content类，存储单词列表（主语、动作、宾语和地点）并随机选择来组成句子。
- 视觉反馈： 我们将使用"阻塞式"代码——一个接一个运行的命令——在PU说话之前打开他的"嘴巴"（LED），说完之后合上。
4. 实现
步骤A：添加扩展
你必须先教会MakeCode如何说话，代码才能工作：
- 在 makecode.microbit.org 打开你的项目。
- 点击工具箱底部的扩展。
- 在搜索栏中粘贴此URL：https://github.com/adamish/pxt-billy。
- 选择billy扩展来添加它。
步骤B：脚本
将此代码复制粘贴到你的JavaScript标签页中：
class Content {
loc: string[];
act: string[];
sub: string[];
obj: string[];
constructor() {
this.sub = ["I", "He", "She", "They", "Robot PU"];
this.act = ["liked", "saw", "heard", "felt", "loves"];
this.obj = ["me", "you", "the dance", "the song", "the code"];
this.loc = ["here", "there", "up", "down", "in the lab"];
}
private choice(arr: string[]): string {
return arr[Math.floor(Math.random() * arr.length)];
}
cute_words(): string {
return this.choice(this.sub) + " " +
this.choice(this.act) + " " +
this.choice(this.obj) + " " +
this.choice(this.loc) + ".";
}
}
let generator = new Content();
// 1. 设置全局硬件音量（0-255）
music.setVolume(150)
// 2. 将PU的声音设置为高音精灵！
billy.voicePreset(BillyVoicePreset.Elf)
// 3. 按下按钮时让PU说话
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
let phrase = generator.cute_words();
// 在LED上显示说话的"脸"
basic.showIcon(IconNames.SmallSquare)
// PU说出这个句子（这是一个阻塞命令！）
billy.say(phrase)
// PU"合上"嘴巴
basic.showIcon(IconNames.Asleep)
})
5. 测试
- 下载代码到你的Robot PU。
- 按下按钮A： PU能用尖细的精灵声音说出完整句子吗？
- 等待： 注意PU一直保持在"小方块"LED图标上直到完全说完。这是因为
billy.say()是一个阻塞命令。 - 硬件： 如果你使用micro:bit V2，声音来自他的胸前。如果使用V1，请检查扬声器是否连接到引脚0。
6. 接下来可以做什么？
- 自定义词汇： 更改
Content类中的单词，让PU谈论太空、恐龙或学校！ - 按钮B切换： 添加一个
input.onButtonPressed(Button.B)代码块，将语音切换为BillyVoicePreset.Dalek以获得可怕的机器人效果。 - 健谈的声呐： 使用PU胸前的声呐触发语音。如果有人靠近到20cm以内，让他说"请让一下！"。
你想让我帮你向Content类添加更多单词，让PU的句子更长吗？
为了让Robot PU的句子更长、更具描述性，我们可以通过添加描述词（形容词）和连接词（连词）来扩展Content类。
以下是具有更高级句子结构的更新脚本。
高级实现脚本
用此版本替换你之前的Content类和Button A代码：
class Content {
loc: string[];
act: string[];
sub: string[];
obj: string[];
adj: string[]; // 新增：描述词
conj: string[]; // 新增：连接词
constructor() {
this.sub = ["I", "He", "She", "They", "Robot PU"];
this.act = ["liked", "saw", "heard", "felt", "loves"];
this.obj = ["me", "you", "the dance", "the song", "the code"];
this.loc = ["here", "there", "up", "down", "in the lab"];
this.adj = ["shiny", "happy", "weird", "fast", "super"];
this.conj = ["and", "but", "because", "so"];
}
private choice(arr: string[]): string {
return arr[Math.floor(Math.random() * arr.length)];
}
/**
* 创建更长、更复杂的句子
* 结构：[主语] [动作] [形容词] [宾语] [连接词] [地点]。
*/
cute_words(): string {
return this.choice(this.sub) + " " +
this.choice(this.act) + " " +
this.choice(this.adj) + " " +
this.choice(this.obj) + " " +
this.choice(this.conj) + " " +
this.choice(this.loc) + ".";
}
}
let generator = new Content();
music.setVolume(150);
billy.voicePreset(BillyVoicePreset.Elf);
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
let phrase = generator.cute_words();
// 动画脸部
basic.showIcon(IconNames.SmallSquare);
// PU说出更长的句子
billy.say(phrase);
basic.showIcon(IconNames.Asleep);
})
它是如何工作的？
- 扩展词汇： 我们添加了
this.adj用于形容词如"shiny"，以及this.conj用于连词如"because"。 - 复杂结构：
cute_words()函数现在构建了更长的字符串。PU不再只说"I saw the code"，现在可能会说："Robot PU loves the shiny code because there." - 内存使用： 即使有更多词汇，micro:bit也能轻松处理，因为字符串在其内存中存储效率很高。
接下来？
既然PU现在能说长句了，你想让我演示如何添加按钮B作为"情绪切换器"，将他的声音从高音精灵变成暴躁机器人吗？
要为Robot PU添加"情绪切换器"，我们将使用按钮B在不同声音人格之间切换。这是通过更改billy.voicePreset()设置来实现的，该设置会改变语音合成引擎的速度、音调和音色。
情绪切换器实现
将此代码块添加到你的项目中。它使用一个"变量"来跟踪PU当前的情绪，这样当你按下按钮A时他就知道该用什么声音。
// 1. 创建一个变量来跟踪当前情绪（0 = 精灵，1 = 机器人）
let puMood = 0;
// 2. 按钮B：情绪切换器
input.onButtonPressed(Button.B, function () {
if (puMood == 0) {
// 切换到暴躁机器人模式
puMood = 1;
billy.voicePreset(BillyVoicePreset.Robot);
basic.showIcon(IconNames.Angry); // 视觉情绪指示器
billy.say("I am a grumpy robot");
} else {
// 切换回高音精灵模式
puMood = 0;
billy.voicePreset(BillyVoicePreset.Elf);
basic.showIcon(IconNames.Happy); // 视觉情绪指示器
billy.say("I am a happy elf");
}
basic.pause(500);
basic.showIcon(IconNames.Asleep);
});
它是如何工作的
- 状态管理： 变量
puMood像记忆一样。它记住PU当前是"精灵模式"还是"机器人模式"。 - 语音预设：
BillyVoicePreset.Robot设置减慢语速并降低音调，而BillyVoicePreset.Elf使其快速且尖细。 - 视觉提示： 我们使用
basic.showIcon给PU一个"愤怒"或"开心"的脸，让你在PU说话之前就能看到他的情绪变化。 - 阻塞式语音： 就像其他语音命令一样，
billy.say()会等待机器人完成其新情绪的介绍后才继续执行代码。
高级技巧："Dalek"情绪
如果你想要第三种听起来像科幻反派的情绪，可以将BillyVoicePreset.Dalek添加到你的逻辑中！这个预设为PU的声音添加了震动金属效果。
你想让我演示如何使用PU头顶的V2触摸标志，让你触摸它时PU会"咯咯笑"吗？
要调整BBC micro:bit的pxt-billy扩展的语音，你主要通过config API调整两个参数：音调（语音频率）和速度（单词说出的快慢）。
"Billy"扩展使用8位风格合成。通常，音调越高听起来越年轻/女性化，音调越低听起来越年长/男性化。
语音配置指南
根据 billy API：
/**
* 配置语音参数
* @param speed 语音说话的快慢。0 慢，255 快。
* @param pitch 语音听起来的高低
* @param throat 声音的放松或紧张程度
* @param mouth 语音听起来是咬字紧还是夸张清晰
*/
//% block 配置语音
//% speed.min=1 speed.max=255 speed.defl=72
//% pitch.min=1 pitch.max=255 pitch.defl=64
//% throat.min=1 throat.max=255 throat.defl=128
//% mouth.min=1 mouth.max=255 mouth.defl=128
//% group="micro:bit (V2)"
//% weight=8
export function configureVoice(speed: number, pitch: number, throat: number, mouth: number): void {
....
}
| 年龄段 | 目标声音 | 音调 | 速度 | 为什么用这些设置？ |
|---|---|---|---|---|
| 幼儿 | 高音/尖细 | 200–255 | 80 | 最高音调营造小巧卡通感；较慢速度模仿早期语音。 |
| 10岁男孩 | 变声前 | 160 | 100 | 高音调但低于幼儿。标准速度保持清晰。 |
| 10岁女孩 | 明亮/轻快 | 180 | 110 | 比同龄男孩音调稍高、速度稍快。 |
| 青少年 | 快速/活力 | 140 | 150 | 中等音调但极高速度，模仿说话快的青少年。 |
| 年轻人 | 清晰/平衡 | 100–120 | 110 | 标准"默认"设置；清晰现代。 |
| 中年人 | 低沉/稳重 | 80 | 95 | 较低音调营造更"权威"或成熟的声调。 |
| 老年人 | 沙哑/缓慢 | 60 | 70 | 极低音调和慢速营造沧桑嗓音效果。 |
如何在MakeCode中应用
在JavaScript/Python编辑器中，你的配置代码块如下所示（以"中年人"为例）：
// 中年人语音示例
billy.configure(80, 95, 128, 0)
billy.say("Hello, how are you today?")
注意：configure 函数通常接受四个参数：(speed, pitch, throat, mouth)。虽然音调和速度影响最大，但你可以将 Throat 值（第4个参数）略微增加到 140+ 来让更年长的声音听起来更"沙哑"。
要提高墙壁检测性能，将walk命令移到声呐距离读取之后，然后通过添加暂停来减少说话频率。
说更长的话
以下是Robot PU讲笑话的示例。