]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/stem.cc
release: 1.5.38
[lilypond.git] / lily / stem.cc
index 018011adbc2efb95b2d4aeb8e30cc4a5313c4cf2..d53539ec68363f21e5712f4e6031058f95efc49c 100644 (file)
 
   source file of the GNU LilyPond music typesetter
 
-  (c) 1996, 1997--1999 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
+  (c) 1996--2002 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
+    Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
 
   TODO: This is way too hairy
 */
 
+#include <math.h>              // m_pi
+
+#include "lookup.hh"
+#include "directional-element-interface.hh"
+#include "note-head.hh"
 #include "stem.hh"
 #include "debug.hh"
 #include "paper-def.hh"
-#include "note-head.hh"
-#include "lookup.hh"
+#include "rhythmic-head.hh"
+#include "font-interface.hh"
 #include "molecule.hh"
 #include "paper-column.hh"
 #include "misc.hh"
 #include "beam.hh"
 #include "rest.hh"
+#include "group-interface.hh"
+#include "staff-symbol-referencer.hh"
+#include "spanner.hh"
+#include "side-position-interface.hh"
 
 void
-Stem::set_direction (Direction d)
+Stem::set_beaming (Grob*me ,int i,  Direction d)
 {
-  if  (!dir_)
-    warning (_ ("stem direction set already!"));
-
-  dir_ = d;
+  SCM pair = me->get_grob_property ("beaming");
+  
+  if (!gh_pair_p (pair))
+    {
+      pair = gh_cons (gh_int2scm (0),gh_int2scm (0));
+      me->      set_grob_property ("beaming", pair);
+    }
+  index_set_cell (pair, d, gh_int2scm (i));
+}
 
-  /*
-    todo
-  */
+int
+Stem::beam_count (Grob*me,Direction d)
+{
+  SCM p=me->get_grob_property ("beaming");
+  if (gh_pair_p (p))
+    return gh_scm2int (index_cell (p,d));
+  else
+    return 0;
 }
 
-Stem::Stem ()
+Interval
+Stem::head_positions (Grob*me) 
 {
-  beams_i_drul_[LEFT] = beams_i_drul_[RIGHT] = -1;
-  yextent_drul_[DOWN] = yextent_drul_[UP] = 0;
-  flag_i_ = 2;
-  dir_ = CENTER;
-  beam_l_ = 0;
+  if (!heads_i (me))
+    {
+      Interval iv;
+      return iv;
+    }
+
+  Drul_array<Grob*> e (extremal_heads (me));
+
+  return Interval (Staff_symbol_referencer::position_f (e[DOWN]),
+                  Staff_symbol_referencer::position_f (e[UP]));
 }
 
-Interval_t<int>
-Stem::head_positions () const
+
+Real
+Stem::chord_start_f (Grob*me) 
 {
-  /* 
-    Mysterious FreeBSD fix by John Galbraith.  Somehow, the empty intervals 
-    trigger FP exceptions on FreeBSD.  Fix: do not return infinity 
+  return head_positions (me)[get_direction (me)]
+    * Staff_symbol_referencer::staff_space (me)/2.0;
+}
 
-   */
-  if (!head_l_arr_.size ())
+Real
+Stem::stem_end_position (Grob*me) 
+{
+  SCM p =me->get_grob_property ("stem-end-position");
+  Real pos;
+  if (!gh_number_p (p))
     {
-      return Interval_t<int> (100,-100);       
+      pos = get_default_stem_end_position (me);
+      me->set_grob_property ("stem-end-position", gh_double2scm (pos));
     }
+  else
+    pos = gh_scm2double (p);
+
+  return pos;
+}
 
-  Interval_t<int> r;
-  for (int i =0; i < head_l_arr_.size (); i++)
+Direction
+Stem::get_direction (Grob*me)
+{
+  Direction d = Directional_element_interface::get (me);
+
+  if (!d)
     {
-      int p = (int)head_l_arr_[i]->position_f ();
-      r[BIGGER] = r[BIGGER] >? p;
-      r[SMALLER] = r[SMALLER] <? p;
+       d = get_default_dir (me);
+       // urg, AAARGH!
+       Directional_element_interface::set (me, d);
     }
-  return r;
+  return ;
 }
 
+
 void
-Stem::do_print () const
+Stem::set_stemend (Grob*me, Real se)
 {
-#ifndef NPRINT
-  DEBUG_OUT << "flag "<< flag_i_;
-  if (beam_l_)
-    DEBUG_OUT << "beamed";
-#endif
+  // todo: margins
+  Direction d= get_direction (me);
+  
+  if (d && d * head_positions (me)[get_direction (me)] >= se*d)
+    me->warning (_ ("Weird stem size; check for narrow beams"));
+
+  me->set_grob_property ("stem-end-position", gh_double2scm (se));
 }
 
-Real
-Stem::stem_length_f () const
+int
+Stem::type_i (Grob*me) 
 {
-  return yextent_drul_[UP]-yextent_drul_[DOWN] ;
+  return first_head (me) ?  Rhythmic_head::balltype_i (first_head (me)) : 2;
 }
 
-Real
-Stem::stem_begin_f () const
+/*
+  Note head that determines hshift for upstems
+ */ 
+Grob*
+Stem::support_head (Grob*me)
 {
-  return yextent_drul_[Direction(-dir_)];
+  SCM h = me->get_grob_property ("support-head");
+  Grob * nh = unsmob_grob (h);
+  if (nh)
+    return nh;
+  else if (heads_i (me) == 1)
+    {
+      /*
+       UGH.
+       */
+      
+      return unsmob_grob (ly_car (me->get_grob_property ("heads")));
+    }
+  else
+    return first_head (me);
 }
 
-Real
-Stem::chord_start_f () const
+
+int
+Stem::heads_i (Grob*me)
 {
-  return head_positions()[dir_] * staff_line_leading_f ()/2.0;
+  return  Pointer_group_interface::count (me, "heads");
 }
 
-Real
-Stem::stem_end_f () const
+/*
+  The note head which forms one end of the stem.  
+ */
+Grob*
+Stem::first_head (Grob*me)
 {
-  return yextent_drul_[dir_];
+  return extremal_heads (me)[-get_direction (me)];
 }
 
-void
-Stem::set_stemend (Real se)
+/*
+  START is part where stem reaches `last' head. 
+ */
+Drul_array<Grob*>
+Stem::extremal_heads (Grob*me) 
 {
-  // todo: margins
-  if (dir_ && dir_ * head_positions()[dir_] >= se*dir_)
-    warning (_ ("Weird stem size; check for narrow beams"));
-
+  const int inf = 1000000;
+  Drul_array<int> extpos;
+  extpos[DOWN] = inf;
+  extpos[UP] = -inf;  
+  
+  Drul_array<Grob *> exthead;
+  exthead[LEFT] = exthead[RIGHT] =0;
   
-  yextent_drul_[dir_]  =  se;
-  yextent_drul_[Direction(-dir_)] = head_positions()[-dir_];
+  for (SCM s = me->get_grob_property ("heads"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
+    {
+      Grob * n = unsmob_grob (ly_car (s));
+
+      
+      int p = int (Staff_symbol_referencer::position_f (n));
+
+      Direction d = LEFT;
+      do {
+      if (d* p > d* extpos[d])
+       {
+         exthead[d] = n;
+         extpos[d] = p;
+       }
+      } while (flip (&d) != DOWN);
+    }
+
+  return exthead;
 }
 
-int
-Stem::type_i () const
+static int
+icmp (int const &a, int const &b)
 {
-  return head_l_arr_[0]->balltype_i_;
+  return a-b;
 }
 
+Array<int>
+Stem::note_head_positions (Grob *me)
+{
+  Array<int> ps ;
+  for (SCM s = me->get_grob_property ("heads"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
+    {
+      Grob * n = unsmob_grob (ly_car (s));
+      int p = int (Staff_symbol_referencer::position_f (n));
+
+      ps.push (p);
+    }
+
+  ps.sort (icmp);
+  return ps; 
+}
+
+
 void
-Stem::add_head (Rhythmic_head *n)
+Stem::add_head (Grob*me, Grob *n)
 {
-  n->stem_l_ = this;
-  n->add_dependency (this);    // ?
-  if (Note_head *nh = dynamic_cast<Note_head *> (n))
+  n->set_grob_property ("stem", me->self_scm ());
+  n->add_dependency (me);
+
+  if (Note_head::has_interface (n))
     {
-      head_l_arr_.push (nh);
+      Pointer_group_interface::add_grob (me, ly_symbol2scm ("heads"), n);
     }
-  else if (Rest *r = dynamic_cast<Rest *> (n))
+  else
     {
-      rest_l_arr_.push (r);
+      n->set_grob_property ("rest", n->self_scm ());
     }
 }
 
 bool
-Stem::invisible_b () const
+Stem::invisible_b (Grob*me)
 {
-  return (!head_l_arr_.size () ||
-    head_l_arr_[0]->balltype_i_ <= 0);
+  return ! (heads_i (me) && Rhythmic_head::balltype_i (support_head (me)) >= 1);
 }
 
 int
-Stem::get_center_distance (Direction d) const
+Stem::get_center_distance (Grob*me, Direction d)
 {
   int staff_center = 0;
-  int distance = d*(head_positions()[d] - staff_center);
+  int distance = (int) (d* (head_positions (me)[d] - staff_center));
   return distance >? 0;
 }
 
 Direction
-Stem::get_default_dir () const
+Stem::get_default_dir (Grob*me) 
 {
-  int du = get_center_distance (UP);
-  int dd = get_center_distance (DOWN);
+  int du = get_center_distance (me,UP);
+  int dd = get_center_distance (me,DOWN);
 
   if (sign (dd - du))
     return Direction (sign (dd -du));
 
-  return Direction (int(paper_l ()->get_var ("stem_default_neutral_direction")));
+  return to_dir (me->get_grob_property ("neutral-direction"));
 }
 
-Direction
-Stem::get_dir () const
+Real
+Stem::get_default_stem_end_position (Grob*me) 
 {
-  return dir_;
-}
-
+  bool grace_b = to_boolean (me->get_grob_property ("grace"));
+  SCM s;
+  Array<Real> a;
 
-void
-Stem::set_default_stemlen ()
-{
   Real length_f = 0.;
-  SCM scm_len = get_elt_property("length");
-  if (scm_len != SCM_UNDEFINED)
+  SCM scm_len = me->get_grob_property ("length");
+  if (gh_number_p (scm_len))
     {
       length_f = gh_scm2double (scm_len);
     }
   else
-    length_f = paper_l ()->get_var ("stem_length0");
+    {
+      s = me->get_grob_property ("lengths");
+      for (SCM q = s; q != SCM_EOL; q = ly_cdr (q))
+       a.push (gh_scm2double (ly_car (q)));
+               
+      // stem uses half-spaces
+      length_f = a[ ((flag_i (me) - 2) >? 0) <? (a.size () - 1)] * 2;
+    }
+
 
-  bool grace_b = get_elt_property ("grace") != SCM_UNDEFINED;
-  String type_str = grace_b ? "grace_" : "";
+  a.clear ();
+  s = me->get_grob_property ("stem-shorten");
+  for (SCM q = s; gh_pair_p (q); q = ly_cdr (q))
+    a.push (gh_scm2double (ly_car (q)));
 
-  Real shorten_f = paper_l ()->get_var (type_str + "forced_stem_shorten0");
 
-  if (!dir_)
-    dir_ = get_default_dir ();
+  // stem uses half-spaces
 
+  // fixme: use scm_list_n_ref () iso. array[]
+  Real shorten_f = a[ ((flag_i (me) - 2) >? 0) <? (a.size () - 1)] * 2;
+
+  /* URGURGURG
+     'set-default-stemlen' sets direction too
+   */
+  Direction dir = get_direction (me);
+  if (!dir)
+    {
+      dir = get_default_dir (me);
+      Directional_element_interface::set (me, dir);
+    }
+  
   /* 
     stems in unnatural (forced) direction should be shortened, 
     according to [Roush & Gourlay]
    */
-  if (((int)chord_start_f ())
-      && (dir_ != get_default_dir ()))
+  if (( (int)chord_start_f (me))
+      && (get_direction (me) != get_default_dir (me)))
     length_f -= shorten_f;
 
-  if (flag_i_ >= 5)
-    length_f += 2.0;
-  if (flag_i_ >= 6)
-    length_f += 1.0;
+  Interval hp = head_positions (me);  
+  Real st = hp[dir] + dir * length_f;
+
+
   
-  set_stemend ((dir_ > 0) ? head_positions()[BIGGER] + length_f:
-              head_positions()[SMALLER] - length_f);
 
-  bool no_extend_b = get_elt_property ("no-stem-extend") != SCM_UNDEFINED;
-  if (!grace_b && !no_extend_b && (dir_ * stem_end_f () < 0))
-    set_stemend (0);
+  /*
+    Make a little room if we have a flag and there is a dot.
+
+    TODO:
+
+    maybe  we should consider moving the dot to the right?
+  */
+  if (!beam_l (me)
+      && flag_i (me))
+    {
+      Grob * closest_to_flag = extremal_heads (me)[dir];
+      Grob * dots = closest_to_flag
+       ? Rhythmic_head::dots_l (closest_to_flag ) : 0;
+
+      if (dots)
+       {
+         Real dp = Staff_symbol_referencer::position_f  (dots);
+         Real flagy =  flag (me).extent (Y_AXIS)[-dir] * 2; // should divide by staffspace
+
+         /*
+           Very gory: add myself to the X-support of the parent,
+           which should be a dot-column.
+          */
+         if (dir * (st + flagy -  dp) < 0.5)
+           Side_position_interface::add_support (dots->get_parent (X_AXIS), me);
+
+         /*
+           previous approach was to lengthen the stem. This is not
+           good typesetting practice.  */
+       }
+    }
+
+
+  bool no_extend_b = to_boolean (me->get_grob_property ("no-stem-extend"));
+   if (!grace_b && !no_extend_b && dir * st < 0) // junkme?
+      st = 0.0;
+
+  return st;
 }
 
-//xxx
-void
-Stem::set_default_extents ()
-{
-  if (!stem_length_f ())
-    set_default_stemlen ();
 
+
+/*
+  Number of hooks on the flag, ie. the log of the duration.
+ */
+int
+Stem::flag_i (Grob*me) 
+{
+  SCM s = me->get_grob_property ("duration-log");
+  return (gh_number_p (s)) ? gh_scm2int (s) : 2;
 }
 
 void
-Stem::set_noteheads ()
+Stem::position_noteheads (Grob*me)
 {
-  if (!head_l_arr_.size ())
+  if (!heads_i (me))
     return;
-  head_l_arr_.sort (Note_head::compare);
-  if (dir_ < 0)
-    head_l_arr_.reverse ();
-
-  Note_head * beginhead =   head_l_arr_[0];
-  beginhead->set_elt_property ("extremal", SCM_BOOL_T);
-  if  (beginhead !=   head_l_arr_.top ())
-    head_l_arr_.top ()->set_elt_property ("extremal", SCM_BOOL_T);
   
-  int parity=1;
-  int lastpos = int (beginhead->position_f ());
-  for (int i=1; i < head_l_arr_.size (); i ++)
+  Link_array<Grob> heads =
+    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "heads");
+
+  heads.sort (compare_position);
+  Direction dir =get_direction (me);
+  
+  if (dir < 0)
+    heads.reverse ();
+
+
+  Grob *hed = support_head (me);
+  Real w = Note_head::head_extent (hed,X_AXIS)[dir];
+  for (int i=0; i < heads.size (); i++)
+    {
+      heads[i]->translate_axis (w - Note_head::head_extent (heads[i],X_AXIS)[dir],
+                               X_AXIS);
+    }
+  
+  bool parity= true;           // todo: make me settable.
+  int lastpos = int (Staff_symbol_referencer::position_f (heads[0]));
+  for (int i=1; i < heads.size (); i ++)
     {
-      int dy =abs (lastpos- (int)head_l_arr_[i]->position_f ());
+      Real p = Staff_symbol_referencer::position_f (heads[i]);
+      int dy =abs (lastpos- (int)p);
 
       if (dy <= 1)
        {
          if (parity)
-           head_l_arr_[i]->flip_around_stem (dir_);
+           {
+             Real l = Note_head::head_extent (heads[i], X_AXIS).length ();
+
+             heads[i]->translate_axis (l * get_direction (me), X_AXIS);
+           }
          parity = !parity;
        }
       else
-       parity = 1;
-      lastpos = int (head_l_arr_[i]->position_f ());
+       parity = true;
+      
+      lastpos = int (p);
     }
 }
 
-void
-Stem::do_pre_processing ()
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,before_line_breaking,1);
+SCM
+Stem::before_line_breaking (SCM smob)
 {
-  if (yextent_drul_[DOWN]== yextent_drul_[UP])
-    set_default_extents ();
-  set_noteheads ();
+  Grob*me = unsmob_grob (smob);
+  stem_end_position (me);      // ugh. Trigger direction calc.
+  position_noteheads (me);
 
-  if (invisible_b ())
+  if (invisible_b (me))
     {
-      set_elt_property ("transparent", SCM_BOOL_T);
+      me->remove_grob_property ("molecule-callback");
+      // suicide ();
     }
-  set_empty (invisible_b (), X_AXIS, Y_AXIS);
-  set_spacing_hints ();
+  
+  return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
-
-
-/**
-   set stem directions for hinting the optical spacing correction.
-
-   Modifies DIR_LIST property of the Stem's Score_column
-
-   TODO: more advanced: supply height of noteheads as well, for more advanced spacing possibilities
+/*
+  ugh.
+  When in a beam with tuplet brackets, brew_mol is called early,
+  caching a wrong value.
  */
-
-void
-Stem::set_spacing_hints () 
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, height, 2);
+SCM
+Stem::height (SCM smob, SCM ax)
 {
-  if (!invisible_b ())
-    {
-      SCM scmdir  = gh_int2scm (dir_);
-      SCM dirlist = column_l ()->get_elt_property ("dir-list");
-      if (dirlist == SCM_UNDEFINED)
-       dirlist = SCM_EOL;
-
-      if (scm_sloppy_memq (scmdir, dirlist) == SCM_EOL)
-       {
-         dirlist = gh_cons (scmdir, dirlist);
-         column_l ()->set_elt_property ("dir-list", dirlist);
-       }
-    }
+  Axis a = (Axis)gh_scm2int (ax);
+  Grob * me = unsmob_grob (smob);
+  assert (a == Y_AXIS);
+
+  SCM mol = me->get_uncached_molecule ();
+  Interval iv;
+  if (mol != SCM_EOL)
+    iv = unsmob_molecule (mol)->extent (a);
+  return ly_interval2scm (iv);
 }
 
+
 Molecule
-Stem::flag () const
+Stem::flag (Grob*me)
 {
-  String style;
-  SCM st = get_elt_property ("style");
-  if ( st != SCM_UNDEFINED)
+  /* TODO: rename flag-style into something more appropriate,
+   e.g. "stroke-style", maybe with values "" (i.e. no stroke),
+   "single" and "double".  Needs more discussion.
+  */
+  String style, fstyle, staffline_offs;
+  SCM fst = me->get_grob_property ("flag-style");
+  if (gh_string_p (fst))
     {
-      style = ly_scm2string (st);
+      fstyle = ly_scm2string (fst);
     }
 
-  char c = (dir_ == UP) ? 'u' : 'd';
-  Molecule m = lookup_l ()->afm_find (String ("flags-") + to_str (c) + 
-                                     to_str (flag_i_));
-  if (!style.empty_b ())
-    m.add_molecule(lookup_l ()->afm_find (String ("flags-") + to_str (c) + style));
+  SCM st = me->get_grob_property ("style");
+  if (gh_symbol_p (st))
+    {
+      style = (ly_scm2string (scm_symbol_to_string (st)));
+    }
+  else
+    {
+      style = "";
+    }
+  bool adjust = to_boolean (me->get_grob_property ("adjust-if-on-staffline"));
+
+  if (String::compare_i (style, "mensural") == 0)
+    /* Mensural notation: For notes on staff lines, use different
+       flags than for notes between staff lines.  The idea is that
+       flags are always vertically aligned with the staff lines,
+       regardless if the note head is on a staff line or between two
+       staff lines.  In other words, the inner end of a flag always
+       touches a staff line.
+    */
+    {
+      if (adjust)
+        {
+         /* Urrgh!  We have to detect wether this stem ends on a staff
+            line or between two staff lines.  But we can not call
+            stem_end_position(me) or get_default_stem_end_position(me),
+            since this encounters the flag and hence results in an
+            infinite recursion.  However, in pure mensural notation,
+            there are no multiple note heads attached to a single stem,
+            neither is there usually need for using the stem_shorten
+            property (except for 32th and 64th notes, but that is not a
+            problem since the stem length in this case is augmented by
+            an integral multiple of staff_space).  Hence, it should be
+            sufficient to just take the first note head, assume it's
+            the only one, look if it's on a staff line, and select the
+            flag's shape accordingly.  In the worst case, the shape
+            looks slightly misplaced, but that will usually be the
+            programmer's fault (e.g. when trying to attach multiple
+            note heads to a single stem in mensural notation).  */
+         Grob *first = first_head(me);
+         int sz = Staff_symbol_referencer::line_count (me)-1;
+         int p = (int)rint (Staff_symbol_referencer::position_f (first));
+         staffline_offs = (((p ^ sz) & 0x1) == 0) ? "1" : "0";
+       }
+      else
+        {
+         staffline_offs = "2";
+       }
+    }
+  else
+    {
+      staffline_offs = "";
+    }
+  char c = (get_direction (me) == UP) ? 'u' : 'd';
+  String index_str
+    = String ("flags-") + style + to_str (c) + staffline_offs + to_str (flag_i (me));
+  Molecule m
+    = Font_interface::get_default_font (me)->find_by_name (index_str);
+  if (!fstyle.empty_b ())
+    m.add_molecule (Font_interface::get_default_font (me)->find_by_name (String ("flags-") + to_str (c) + fstyle));
   return m;
 }
 
-Interval
-Stem::do_width () const
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,dim_callback,2);
+SCM
+Stem::dim_callback (SCM e, SCM ax)
 {
+  Axis a = (Axis) gh_scm2int (ax);
+  assert (a == X_AXIS);
+  Grob *se = unsmob_grob (e);
   Interval r (0, 0);
-  if (beam_l_ || abs (flag_i_) <= 2)
+  if (unsmob_grob (se->get_grob_property ("beam")) || abs (flag_i (se)) <= 2)
     ;  // TODO!
   else
     {
-      r = flag ().dim_.x ();
-      r += note_delta_f ();
+      r = flag (se).extent (X_AXIS);
     }
-  return r;
+  return ly_interval2scm (r);
 }
 
 
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,brew_molecule,1);
 
-
-const Real ANGLE = 20* (2.0*M_PI/360.0); // ugh!
-
-Molecule*
-Stem::do_brew_molecule_p () const
+SCM
+Stem::brew_molecule (SCM smob) 
 {
-  Molecule *mol_p =new Molecule;
-  Drul_array<Real> stem_y = yextent_drul_;
-  Real dy = staff_line_leading_f ()/2.0;
-
-  Real head_wid = 0;
-  if (head_l_arr_.size ())
-    head_wid = head_l_arr_[0]->extent (X_AXIS).length ();
-  stem_y[Direction(-dir_)] += dir_ * head_wid * tan(ANGLE)/(2*dy);
+  Grob*me = unsmob_grob (smob);
+  Molecule mol;
+  Direction d = get_direction (me);
+  
+  
+  Real y1 = Staff_symbol_referencer::position_f (first_head (me));
+  Real y2 = stem_end_position (me);
   
-  if (!invisible_b ())
+  Interval stem_y (y1 <? y2,y2 >? y1);
+
+
+  // dy?
+  Real dy = Staff_symbol_referencer::staff_space (me) * 0.5;
+
+  if (Grob *hed = support_head (me))
     {
-      Real stem_width = paper_l ()->get_var ("stemthickness");
-      Molecule ss =lookup_l ()->filledbox (Box (Interval (-stem_width/2, stem_width/2),
-                                                Interval (stem_y[DOWN]*dy, stem_y[UP]*dy)));
-      mol_p->add_molecule (ss);
+      /*
+       must not take ledgers into account.
+       */
+      Interval head_height = Note_head::head_extent (hed,Y_AXIS);
+      Real y_attach = Note_head::stem_attachment_coordinate ( hed, Y_AXIS);
+
+      y_attach = head_height.linear_combination (y_attach);
+      stem_y[Direction (-d)] += d * y_attach/dy;
     }
-
-  if (!beam_l_ && abs (flag_i_) > 2)
+  
+  if (!invisible_b (me))
     {
-      Molecule fl = flag ();
-      fl.translate_axis(stem_y[dir_]*dy, Y_AXIS);
-      mol_p->add_molecule (fl);
+      Real stem_width = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
+       // URG
+       * me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
+      
+      Molecule ss =Lookup::filledbox (Box (Interval (-stem_width/2, stem_width/2),
+                                          Interval (stem_y[DOWN]*dy, stem_y[UP]*dy)));
+      mol.add_molecule (ss);
     }
 
-  if (head_l_arr_.size())
+  if (!beam_l (me) && abs (flag_i (me)) > 2)
     {
-      mol_p->translate_axis (note_delta_f (), X_AXIS);
+      Molecule fl = flag (me);
+      fl.translate_axis (stem_y[d]*dy, Y_AXIS);
+      mol.add_molecule (fl);
     }
-  return mol_p;
+
+  return mol.smobbed_copy ();
 }
 
-Real
-Stem::note_delta_f () const
+/*
+  move the stem to right of the notehead if it is up.
+ */
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,off_callback,2);
+SCM
+Stem::off_callback (SCM element_smob, SCM)
 {
+  Grob *me = unsmob_grob (element_smob);
+  
   Real r=0;
-  if (head_l_arr_.size())
+  if (Grob * f = first_head (me))
     {
-      Interval head_wid(0,  head_l_arr_[0]->extent (X_AXIS).length ());
-         Real rule_thick = paper_l ()->get_var ("stemthickness");
+      Interval head_wid = Note_head::head_extent(f, X_AXIS);
 
-      Interval stem_wid(-rule_thick/2, rule_thick/2);
-      if (dir_ == CENTER)
-       r = head_wid.center ();
-      else
-       r = head_wid[dir_] - stem_wid[dir_];
+      Real attach =
+       Note_head::stem_attachment_coordinate(f, X_AXIS);
+
+      Direction d = get_direction (me);
+
+      Real real_attach = head_wid.linear_combination (d * attach);
+
+      r = real_attach;
+
+      /*
+       If not centered: correct for stem thickness.
+       */
+      if (attach)
+       {
+         Real rule_thick
+           = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
+           * me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
+
+         
+         r += - d * rule_thick * 0.5;
+       }
     }
-  return r;
+  return gh_double2scm (r);
 }
 
-Real
-Stem::hpos_f () const
+
+
+Grob*
+Stem::beam_l (Grob*me)
 {
-  return note_delta_f () + Item::hpos_f ();
+  SCM b=  me->get_grob_property ("beam");
+  return unsmob_grob (b);
 }
 
-void
-Stem::do_substitute_element_pointer (Score_element*o,Score_element*n)
+
+// ugh still very long.
+Stem_info
+Stem::calc_stem_info (Grob*me) 
 {
-  if (Note_head*h=dynamic_cast<Note_head*> (o))
-    head_l_arr_.substitute (h, dynamic_cast<Note_head*>(n));
-  if (Rest *r=dynamic_cast<Rest*> (o))
-    rest_l_arr_.substitute (r, dynamic_cast<Rest*>(n));
-  if (Beam* b = dynamic_cast<Beam*> (o))
+  Grob * beam = beam_l (me);
+
+  Direction beam_dir = Directional_element_interface::get (beam);
+  if (!beam_dir)
     {
-      if (b == beam_l_) 
-       beam_l_ = dynamic_cast<Beam*> (n);
+      programming_error ("Beam dir not set.");
+      beam_dir = UP;
     }
-  Staff_symbol_referencer::do_substitute_element_pointer (o,n);
+    
+
+  Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
+  Real half_space = staff_space / 2;
+  int multiplicity = Beam::get_multiplicity (beam);
+
+
+  SCM space_proc = beam->get_grob_property ("space-function");
+  SCM space = gh_call1 (space_proc, gh_int2scm (multiplicity));
+  Real interbeam_f = gh_scm2double (space) * staff_space;
+
+  Real thick = gh_scm2double (beam->get_grob_property ("thickness"));
+  Stem_info info; 
+  info.idealy_f_ = chord_start_f (me);
+
+  // for simplicity, we calculate as if dir == UP
+  info.idealy_f_ *= beam_dir;
+  SCM grace_prop = me->get_grob_property ("grace");
+
+  bool grace_b = to_boolean (grace_prop);
+  
+  Array<Real> a;
+  SCM s;
+  
+  s = me->get_grob_property ("beamed-minimum-lengths");
+  a.clear ();
+  for (SCM q = s; q != SCM_EOL; q = ly_cdr (q))
+    a.push (gh_scm2double (ly_car (q)));
+
+
+  Real minimum_length = a[multiplicity <? (a.size () - 1)] * staff_space;
+  s = me->get_grob_property ("beamed-lengths");
+
+  a.clear ();
+  for (SCM q = s; q != SCM_EOL; q = ly_cdr (q))
+    a.push (gh_scm2double (ly_car (q)));
+
+  Real stem_length =  a[multiplicity <? (a.size () - 1)] * staff_space;
+
+  if (!beam_dir || (beam_dir == Directional_element_interface::get (me)))
+    /* normal beamed stem */
+    {
+      if (multiplicity)
+       {
+         info.idealy_f_ += thick + (multiplicity - 1) * interbeam_f;
+       }
+      info.miny_f_ = info.idealy_f_;
+      info.maxy_f_ = INT_MAX;
+
+      info.idealy_f_ += stem_length;
+      info.miny_f_ += minimum_length;
+
+      /*
+       lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
+
+       Hmm, reference (Wanske?)
+
+       Although this (additional) rule is probably correct,
+       I expect that highest beam (UP) should also never be lower
+       than middle staffline, just as normal stems.
+       
+      */
+      bool no_extend_b = to_boolean (me->get_grob_property ("no-stem-extend"));
+      if (!grace_b && !no_extend_b)
+       {
+         /* highest beam of (UP) beam must never be lower than middle
+            staffline
+            lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
+          */
+         info.miny_f_ =
+           info.miny_f_ >? 0
+           >? (- 2 * half_space - thick
+               + (multiplicity > 0) * thick
+               + interbeam_f * (multiplicity - 1));
+       }
+    }
+  else
+    /* knee */
+    {
+      info.idealy_f_ -= thick;
+      info.maxy_f_ = info.idealy_f_;
+      info.miny_f_ = -INT_MAX;
+
+      info.idealy_f_ -= stem_length;
+      info.maxy_f_ -= minimum_length;
+    }
+  
+  info.idealy_f_ = (info.maxy_f_ <? info.idealy_f_) >? info.miny_f_;
+
+  s = beam->get_grob_property ("shorten");
+  if (gh_number_p (s))
+    info.idealy_f_ -= gh_scm2double (s);
+
+ Grob *common = me->common_refpoint (beam, Y_AXIS);
+  Real interstaff_f = beam_dir *
+ (me->relative_coordinate (common, Y_AXIS)
+     - beam->relative_coordinate (common, Y_AXIS));
+
+  info.idealy_f_ += interstaff_f;
+  info.miny_f_ += interstaff_f;
+  info.maxy_f_ += interstaff_f ;
+
+  return info;
 }
 
+bool
+Stem::has_interface (Grob*m)
+{
+  return m && m->has_interface (ly_symbol2scm ("stem-interface"));
+}
+
+void
+Stem::set_interface (Grob*me)
+{    
+  me->set_interface (ly_symbol2scm ("stem-interface"));
+}