雷顿教授与弟子路克收到神秘委托，寻找传说中每百年出现一次的歌姬之城。城市由巨大齿轮和乐谱构成，居民只会用歌唱对话。他们发现，城市核心是一台能实现愿望的八音盒，但需要一名拥有“绝对音感”的少女作为活体电池。被选中的少女是路克在旅途中结识的街头歌手菲欧娜。雷顿在破解遍布全城的谜题时，逐渐发现八音盒的真相：它不是神器，而是古代科学家用来保存人类文明声纹的档案馆。最终，雷顿没有用暴力阻止仪式，而是用更古老的歌谣“覆盖”了八音盒的程序，让城市变成一座真正的音乐学院。

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解谜和音乐融合得天衣无缝，每一首歌都是一个线索。美术风格华丽到失语，齿轮城市的设计堪比移动城堡。情感线意外地深沉，结尾菲欧娜的独唱能让铁石心肠的人落泪。比前作更成人向，是给好奇心的一封情书。