lily/beam.cc

   1 /*
   2   beam.cc -- implement Beam
   3
   4   source file of the GNU LilyPond music typesetter
   5
   6   (c)  1997--2000 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
   7     Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
   8
   9 */
  10
  11 /*
  12   [TODO]
  13   * shorter! (now +- 1000 lines)
  14     * less hairy code
  15     * move paper vars to scm
  16
  17   remove *-hs variables, and do all y-position stuff in staff-space.
  18 */
  19
  20
  21 #include <math.h> // tanh.
  22
  23 #include "molecule.hh"
  24 #include "directional-element-interface.hh"
  25 #include "beaming.hh"
  26 #include "beam.hh"
  27 #include "misc.hh"
  28 #include "least-squares.hh"
  29 #include "stem.hh"
  30 #include "paper-def.hh"
  31 #include "lookup.hh"
  32 #include "group-interface.hh"
  33 #include "staff-symbol-referencer.hh"
  34 #include "cross-staff.hh"
  35 #include "item.hh"
  36 #include "spanner.hh"
  37 #include "warn.hh"
  38
  39 void
  40 Beam::add_stem (Grob*me, Grob*s)
  41 {
  42   Pointer_group_interface:: add_element(me, "stems", s);
  43
  44   s->add_dependency (me);
  45
  46   assert (!Stem::beam_l (s));
  47   s->set_grob_property ("beam", me->self_scm ());
  48
  49   add_bound_item (dynamic_cast<Spanner*> (me), dynamic_cast<Item*> (s));
  50 }
  51
  52 int
  53 Beam::get_multiplicity (Grob*me)
  54 {
  55   int m = 0;
  56   for (SCM s = me->get_grob_property ("stems"); gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
  57     {
  58       Grob * sc = unsmob_element (gh_car (s));
  59
  60       if (Stem::has_interface (sc))
  61         m = m >? Stem::beam_count (sc,LEFT) >? Stem::beam_count (sc,RIGHT);
  62     }
  63   return m;
  64 }
  65
  66 /*
  67   After pre-processing all directions should be set.
  68   Several post-processing routines (stem, slur, script) need stem/beam
  69   direction.
  70   Currenly, this means that beam has set all stem's directions.
  71   [Alternatively, stems could set its own directions, according to
  72    their beam, during 'final-pre-processing'.]
  73  */
  74 MAKE_SCHEME_CALLBACK(Beam,before_line_breaking,1);
  75 SCM
  76 Beam::before_line_breaking (SCM smob)
  77 {
  78   Grob * me =  unsmob_element (smob);
  79
  80   // Why?
  81   if (visible_stem_count (me) < 2)
  82     {
  83       warning (_ ("beam has less than two stems"));
  84     }
  85
  86   if (!Directional_element_interface::get (me))
  87     Directional_element_interface::set (me, get_default_dir (me));
  88
  89   auto_knees (me);
  90   set_stem_directions (me);
  91   set_stem_shorten (me);
  92
  93   return SCM_EOL;
  94 }
  95
  96 Direction
  97 Beam::get_default_dir (Grob*me)
  98 {
  99   Drul_array<int> total;
 100   total[UP]  = total[DOWN] = 0;
 101   Drul_array<int> count;
 102   count[UP]  = count[DOWN] = 0;
 103   Direction d = DOWN;
 104
 105   Link_array<Item> stems=
 106         Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 107
 108   for (int i=0; i <stems.size (); i++)
 109     do { // HUH -- waar slaat dit op?
 110       Grob *s = stems[i];
 111       Direction sd = Directional_element_interface::get (s);
 112       int current = sd  ? (1 + d * sd)/2
 113         : Stem::get_center_distance (s, (Direction)-d);
 114
 115       if (current)
 116         {
 117           total[d] += current;
 118           count[d] ++;
 119         }
 120
 121     } while (flip(&d) != DOWN);
 122
 123   SCM func = me->get_grob_property ("dir-function");
 124   SCM s = gh_call2 (func,
 125                     gh_cons (gh_int2scm (count[UP]),
 126                              gh_int2scm (count[DOWN])),
 127                     gh_cons (gh_int2scm (total[UP]),
 128                              gh_int2scm (total[DOWN])));
 129
 130   if (gh_number_p (s) && gh_scm2int (s))
 131     return to_dir (s);
 132
 133   /*
 134     If dir is not determined: get default
 135   */
 136   return to_dir (me->get_grob_property ("default-neutral-direction"));
 137 }
 138
 139
 140 /*
 141   Set all stems with non-forced direction to beam direction.
 142   Urg: non-forced should become `without/with unforced' direction,
 143        once stem gets cleaned-up.
 144  */
 145 void
 146 Beam::set_stem_directions (Grob*me)
 147 {
 148   Link_array<Item> stems
 149     =Pointer_group_interface__extract_elements (me,  (Item*) 0, "stems");
 150   Direction d = Directional_element_interface::get (me);
 151
 152   for (int i=0; i <stems.size (); i++)
 153     {
 154       Grob *s = stems[i];
 155       SCM force = s->remove_grob_property ("dir-forced");
 156       if (!gh_boolean_p (force) || !gh_scm2bool (force))
 157         Directional_element_interface ::set (s,d);
 158     }
 159 }
 160
 161 void
 162 Beam::auto_knees (Grob*me)
 163 {
 164   if (!auto_knee (me,"auto-interstaff-knee-gap", true))
 165     auto_knee (me, "auto-knee-gap", false);
 166 }
 167
 168 /*
 169   Simplistic auto-knees; only consider vertical gap between two
 170   adjacent chords.
 171
 172   `Forced' stem directions are ignored.  If you don't want auto-knees,
 173   don't set, or unset autoKneeGap/autoInterstaffKneeGap.
 174  */
 175 bool
 176 Beam::auto_knee (Grob*me, String gap_str, bool interstaff_b)
 177 {
 178   bool knee_b = false;
 179   int knee_y = 0;
 180   SCM gap = me->get_grob_property (gap_str.ch_C());
 181
 182   Direction d = Directional_element_interface::get (me);
 183       Link_array<Item> stems=
 184         Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 185
 186   if (gh_number_p (gap))
 187     {
 188       Spanner*sp = dynamic_cast<Spanner*> (me);
 189       int auto_gap_i = gh_scm2int (gap);
 190       for (int i=1; i < stems.size (); i++)
 191         {
 192           bool is_b = (bool)(calc_interstaff_dist (stems[i], sp)
 193             - calc_interstaff_dist (stems[i-1], sp));
 194           int l_y = (int)(Stem::head_positions(stems[i-1])[d])
 195             + (int)calc_interstaff_dist (stems[i-1], sp);
 196           int r_y = (int)(Stem::head_positions(stems[i])[d])
 197             + (int)calc_interstaff_dist (stems[i], sp);
 198           int gap_i = r_y - l_y;
 199
 200           if ((abs (gap_i) >= auto_gap_i) && (!interstaff_b || is_b))
 201             {
 202               knee_y = (r_y + l_y) / 2;
 203               knee_b = true;
 204               break;
 205             }
 206         }
 207     }
 208   if (knee_b)
 209     {
 210       for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 211         {
 212           Item *s = stems[i];
 213           int y = (int)(Stem::head_positions(s)[d])
 214             + (int)calc_interstaff_dist (s, dynamic_cast<Spanner*> (me));
 215
 216           Directional_element_interface::set (s,y < knee_y ? UP : DOWN);
 217           s->set_grob_property ("dir-forced", SCM_BOOL_T);
 218         }
 219     }
 220   return knee_b;
 221 }
 222
 223 /*
 224  Set stem's shorten property if unset.
 225  TODO:
 226     take some y-position (chord/beam/nearest?) into account
 227     scmify forced-fraction
 228  */
 229 void
 230 Beam::set_stem_shorten (Grob*m)
 231 {
 232   Spanner*me = dynamic_cast<Spanner*> (m);
 233   if (!visible_stem_count (me))
 234     return;
 235
 236   Real forced_fraction = forced_stem_count (me) / visible_stem_count (me);
 237   if (forced_fraction < 0.5)
 238     return;
 239
 240   int multiplicity = get_multiplicity (me);
 241
 242   SCM shorten = me->get_grob_property ("beamed-stem-shorten");
 243   if (shorten == SCM_EOL)
 244     return;
 245
 246   int sz = scm_ilength (shorten);
 247
 248   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 249   SCM shorten_elt = scm_list_ref (shorten, gh_int2scm (multiplicity <? (sz - 1)));
 250   Real shorten_f = gh_scm2double (shorten_elt) * staff_space;
 251
 252   /* cute, but who invented me -- how to customise ? */
 253   if (forced_fraction < 1)
 254     shorten_f /= 2;
 255
 256   Link_array<Item> stems=
 257     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 258
 259   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 260     {
 261       Item* s = stems[i];
 262       if (Stem::invisible_b (s))
 263         continue;
 264       if (gh_number_p (s->get_grob_property ("shorten")))
 265         s->set_grob_property ("shorten", gh_double2scm (shorten_f));
 266     }
 267 }
 268
 269 /*
 270   Set elt properties height and y-position if not set.
 271   Adjust stem lengths to reach beam.
 272  */
 273 MAKE_SCHEME_CALLBACK(Beam,after_line_breaking,1);
 274 SCM
 275 Beam::after_line_breaking (SCM smob)
 276 {
 277   Grob * me =  unsmob_element (smob);
 278
 279   /* first, calculate y, dy */
 280   Real y, dy;
 281   calc_default_position_and_height (me, &y, &dy);
 282   if (visible_stem_count (me))
 283     {
 284       if (suspect_slope_b (me, y, dy))
 285         dy = 0;
 286
 287       Real damped_dy = calc_slope_damping_f (me, dy);
 288       Real quantised_dy = quantise_dy_f (me, damped_dy);
 289
 290       y += (dy - quantised_dy) / 2;
 291       dy = quantised_dy;
 292     }
 293   /*
 294     until here, we used only stem_info, which acts as if dir=up
 295    */
 296   y *= Directional_element_interface::get (me);
 297   dy *= Directional_element_interface::get (me);
 298
 299
 300   Real half_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me) / 2;
 301
 302   /* weird: why do we do calc_position_and_height () ? regardless of
 303      this setting?
 304
 305   */
 306   /* check for user-override of dy */
 307   SCM s = me->remove_grob_property ("height-hs");
 308   if (gh_number_p (s))
 309     {
 310       dy = gh_scm2double (s) * half_space;
 311     }
 312   me->set_grob_property ("height", gh_double2scm (dy));
 313
 314   /* check for user-override of y */
 315   s = me->remove_grob_property ("y-position-hs");
 316   if (gh_number_p (s))
 317     {
 318       y = gh_scm2double (s) * half_space;
 319     }
 320   else
 321     {
 322       /* we can modify y, so we should quantise y */
 323       Real y_shift = check_stem_length_f (me, y, dy);
 324       y += y_shift;
 325       y = quantise_y_f (me,y, dy, 0);
 326       set_stem_length (me, y, dy);
 327       y_shift = check_stem_length_f (me, y, dy);
 328
 329       if (y_shift > half_space / 4)
 330         {
 331           y += y_shift;
 332
 333           /*
 334             for significantly lengthened or shortened stems,
 335             request quanting the other way.
 336           */
 337           int quant_dir = 0;
 338           if (abs (y_shift) > half_space / 2)
 339             quant_dir = sign (y_shift) * Directional_element_interface::get (me);
 340           y = quantise_y_f (me, y, dy, quant_dir);
 341         }
 342     }
 343   // UGH. Y is not in staff position unit?
 344   // Ik dacht datwe daar juist van weg wilden?
 345   set_stem_length (me, y, dy);
 346   me->set_grob_property ("y-position", gh_double2scm (y));
 347
 348   return SCM_UNSPECIFIED;
 349 }
 350
 351 /*
 352   See Documentation/tex/fonts.doc
 353  */
 354 void
 355 Beam::calc_default_position_and_height (Grob*me,Real* y, Real* dy)
 356 {
 357   *y = 0;
 358   *dy = 0;
 359   if (visible_stem_count (me) <= 1)
 360     return;
 361
 362   Real first_ideal = Stem::calc_stem_info (first_visible_stem (me)).idealy_f_;
 363   if (first_ideal == Stem::calc_stem_info (last_visible_stem (me)).idealy_f_)
 364     {
 365       *dy = 0;
 366       *y = first_ideal;
 367       return;
 368     }
 369
 370   Array<Offset> ideals;
 371
 372   // ugh -> use commonx
 373   Real x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 374   Link_array<Item> stems=
 375     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 376
 377   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 378     {
 379       Item* s = stems[i];
 380       if (Stem::invisible_b (s))
 381         continue;
 382       ideals.push (Offset (s->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0,
 383                            Stem::calc_stem_info (s).idealy_f_));
 384     }
 385   Real dydx;
 386   minimise_least_squares (&dydx, y, ideals); // duh, takes references
 387
 388   Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 389   *dy = dydx * dx;
 390 }
 391
 392 bool
 393 Beam::suspect_slope_b (Grob*me, Real y, Real dy)
 394 {
 395   /* first, calculate y, dy */
 396   /*
 397     steep slope running against lengthened stem is suspect
 398   */
 399   Real first_ideal = Stem::calc_stem_info (first_visible_stem (me)).idealy_f_;
 400   Real last_ideal = Stem::calc_stem_info (last_visible_stem (me)).idealy_f_;
 401   Real lengthened = gh_scm2double (me->get_grob_property ("outer-stem-length-limit"));
 402   Real steep = gh_scm2double (me->get_grob_property ("slope-limit"));
 403
 404   // ugh -> use commonx
 405   Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 406   Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 407
 408   if (((y - first_ideal > lengthened) && (dydx > steep))
 409       || ((y + dy - last_ideal > lengthened) && (dydx < -steep)))
 410     {
 411       return true;
 412     }
 413   return false;
 414 }
 415
 416 /*
 417   This neat trick is by Werner Lemberg,
 418   damped = tanh (slope)
 419   corresponds with some tables in [Wanske]
 420 */
 421 Real
 422 Beam::calc_slope_damping_f (Grob*me,Real dy)
 423 {
 424   SCM damp = me->get_grob_property ("damping");
 425   int damping = gh_scm2int (damp);
 426
 427   if (damping)
 428     {
 429   // ugh -> use commonx
 430       Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS)
 431         - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 432       Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 433       dydx = 0.6 * tanh (dydx) / damping;
 434       return dydx * dx;
 435     }
 436   return dy;
 437 }
 438
 439 Real
 440 Beam::calc_stem_y_f (Grob*me,Item* s, Real y, Real dy)
 441 {
 442   int beam_multiplicity = get_multiplicity (me);
 443   int stem_multiplicity = (Stem::flag_i (s) - 2) >? 0;
 444
 445   SCM space_proc = me->get_grob_property ("space-function");
 446   SCM space = gh_call1 (space_proc, gh_int2scm (beam_multiplicity));
 447
 448   Real thick = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness")) ;
 449   Real interbeam_f = gh_scm2double (space) ;
 450
 451   // ugh -> use commonx
 452   Real x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 453   Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 454   Real stem_y = (dy && dx ? (s->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0) / dx * dy : 0) + y;
 455
 456   /* knee */
 457    Direction dir  = Directional_element_interface::get (me);
 458    Direction sdir = Directional_element_interface::get (s);
 459
 460     /* knee */
 461    if (dir!= sdir)
 462       {
 463        stem_y -= dir
 464         * (thick / 2 + (beam_multiplicity - 1) * interbeam_f);
 465
 466
 467
 468       // huh, why not for first visible?
 469        if (Staff_symbol_referencer::staff_symbol_l (s)
 470            != Staff_symbol_referencer::staff_symbol_l (last_visible_stem (me)))
 471          stem_y += Directional_element_interface::get (me)
 472            * (beam_multiplicity - stem_multiplicity) * interbeam_f;
 473       }
 474
 475   return stem_y;
 476 }
 477
 478 Real
 479 Beam::check_stem_length_f (Grob*me,Real y, Real dy)
 480 {
 481   Real shorten = 0;
 482   Real lengthen = 0;
 483   Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
 484
 485   Link_array<Item> stems=
 486     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 487
 488   for (int i=0; i < stems.size(); i++)
 489     {
 490       Item* s = stems[i];
 491       if (Stem::invisible_b (s))
 492         continue;
 493
 494       Real stem_y = calc_stem_y_f (me, s, y, dy);
 495
 496       stem_y *= dir;
 497       Stem_info info = Stem::calc_stem_info (s);
 498
 499       // if (0 > info.maxy_f_ - stem_y)
 500       shorten = shorten <? info.maxy_f_ - stem_y;
 501       // if (0 < info.miny_f_ - stem_y)
 502       lengthen = lengthen >? info.miny_f_ - stem_y;
 503     }
 504
 505   if (lengthen && shorten)
 506     warning (_ ("weird beam vertical offset"));
 507
 508   /* when all stems are too short, normal stems win */
 509   return dir * ((shorten) ?  shorten : lengthen);
 510 }
 511
 512 /*
 513   Hmm.  At this time, beam position and slope are determined.  Maybe,
 514   stem directions and length should set to relative to the chord's
 515   position of the beam.  */
 516 void
 517 Beam::set_stem_length (Grob*me,Real y, Real dy)
 518 {
 519   Real half_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me)/2;
 520   Link_array<Item> stems=
 521     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 522
 523
 524   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 525     {
 526       Item* s = stems[i];
 527       if (Stem::invisible_b (s))
 528         continue;
 529
 530       Real stem_y = calc_stem_y_f (me, s, y, dy);
 531
 532       /* caution: stem measures in staff-positions */
 533       Stem::set_stemend (s,(stem_y + calc_interstaff_dist (s, dynamic_cast<Spanner*> (me))) / half_space);
 534     }
 535 }
 536
 537 /*
 538   [Ross] (simplification of)
 539   Set dy complying with:
 540     - zero
 541     - thick / 2 + staffline_f / 2
 542     - thick + staffline_f
 543   + n * staff_space
 544 */
 545 Real
 546 Beam::quantise_dy_f (Grob*me,Real dy)
 547 {
 548   Array<Real> a;
 549
 550   SCM proc = me->get_grob_property ("height-quants");
 551   SCM quants = gh_call2 (proc, me->self_scm (),
 552                          gh_double2scm (me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness")
 553                                         / 1.0));
 554
 555
 556   for (SCM s = quants; gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
 557     a.push (gh_scm2double (gh_car (s)));
 558
 559   if (a.size () <= 1)
 560     return dy;
 561
 562   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 563
 564   Interval iv = quantise_iv (a, abs (dy)/staff_space) * staff_space;
 565   Real q = (abs (dy) - iv[SMALLER] <= iv[BIGGER] - abs (dy))
 566     ? iv[SMALLER]
 567     : iv[BIGGER];
 568
 569   return q * sign (dy);
 570 }
 571
 572 /*
 573   Prevent interference from stafflines and beams.
 574   See Documentation/tex/fonts.doc
 575
 576   We only need to quantise the (left) y-position of the beam,
 577   since dy is quantised too.
 578   if extend_b then stems must *not* get shorter
 579  */
 580 Real
 581 Beam::quantise_y_f (Grob*me,Real y, Real dy, int quant_dir)
 582 {
 583   int multiplicity = get_multiplicity (me);
 584
 585   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 586   Real thick = me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
 587
 588
 589   SCM proc = me->get_grob_property ("vertical-position-quant-function");
 590   SCM quants = scm_apply (proc,
 591                           me->self_scm (),
 592                           gh_list (gh_int2scm (multiplicity),
 593                                    gh_double2scm (dy/staff_space),
 594                                    gh_double2scm (thick/staff_space),
 595                                    SCM_EOL, SCM_UNDEFINED));
 596
 597   Array<Real> a;
 598
 599   for (; gh_pair_p (quants); quants = gh_cdr (quants))
 600     a.push (gh_scm2double (gh_car (quants)));
 601
 602   if (a.size () <= 1)
 603     return y;
 604
 605   Real up_y = Directional_element_interface::get (me) * y;
 606   Interval iv = quantise_iv (a, up_y/staff_space) * staff_space;
 607
 608   Real q = up_y - iv[SMALLER] <= iv[BIGGER] - up_y
 609     ? iv[SMALLER] : iv[BIGGER];
 610   if (quant_dir)
 611     q = iv[(Direction)quant_dir];
 612
 613   return q * Directional_element_interface::get (me);
 614 }
 615
 616 void
 617 Beam::set_beaming (Grob*me,Beaming_info_list *beaming)
 618 {
 619   Link_array<Grob> stems=
 620     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Grob*)0, "stems");
 621
 622   Direction d = LEFT;
 623   for (int i=0; i  < stems.size(); i++)
 624     {
 625       do
 626         {
 627           if (Stem::beam_count (stems[i], d) == 0)
 628             Stem::set_beaming ( stems[i], beaming->infos_.elem (i).beams_i_drul_[d],d);
 629         }
 630       while (flip (&d) != LEFT);
 631     }
 632 }
 633
 634
 635
 636 /*
 637   beams to go with one stem.
 638
 639   FIXME: clean me up.
 640   */
 641 Molecule
 642 Beam::stem_beams (Grob*me,Item *here, Item *next, Item *prev)
 643 {
 644   // ugh -> use commonx
 645   if ((next && !(next->relative_coordinate (0, X_AXIS) > here->relative_coordinate (0, X_AXIS))) ||
 646       (prev && !(prev->relative_coordinate (0, X_AXIS) < here->relative_coordinate (0, X_AXIS))))
 647       programming_error ("Beams are not left-to-right");
 648
 649   Real staffline_f = me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
 650   int multiplicity = get_multiplicity (me);
 651
 652   SCM space_proc = me->get_grob_property ("space-function");
 653   SCM space = gh_call1 (space_proc, gh_int2scm (multiplicity));
 654
 655   Real thick = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness")) ;
 656   Real interbeam_f = gh_scm2double (space) ;
 657
 658   Real bdy = interbeam_f;
 659   Real stemdx = staffline_f;
 660
 661     // ugh -> use commonx
 662   Real dx = visible_stem_count (me) ?
 663     last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS)
 664     : 0.0;
 665   Real dy = gh_scm2double (me->get_grob_property ("height"));
 666   Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 667
 668   Molecule leftbeams;
 669   Molecule rightbeams;
 670
 671   Real nw_f;
 672   if (!Stem::first_head (here))
 673     nw_f = 0;
 674   else {
 675     int t = Stem::type_i (here);
 676
 677     SCM proc = me->get_grob_property ("flag-width-function");
 678     SCM result = gh_call1 (proc, gh_int2scm (t));
 679     nw_f = gh_scm2double (result);
 680   }
 681
 682
 683   Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
 684
 685   /* half beams extending to the left. */
 686   if (prev)
 687     {
 688       int lhalfs= lhalfs = Stem::beam_count (here,LEFT) - Stem::beam_count (prev,RIGHT);
 689       int lwholebeams= Stem::beam_count (here,LEFT) <? Stem::beam_count (prev,RIGHT) ;
 690       /*
 691        Half beam should be one note-width,
 692        but let's make sure two half-beams never touch
 693        */
 694       Real w = here->relative_coordinate (0, X_AXIS) - prev->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 695       w = w/2 <? nw_f;
 696       Molecule a;
 697       if (lhalfs)               // generates warnings if not
 698         a =  Lookup::beam (dydx, w, thick);
 699       a.translate (Offset (-w, -w * dydx));
 700       for (int j = 0; j  < lhalfs; j++)
 701         {
 702           Molecule b (a);
 703           b.translate_axis (-dir * bdy * (lwholebeams+j), Y_AXIS);
 704           leftbeams.add_molecule (b);
 705         }
 706     }
 707
 708   if (next)
 709     {
 710       int rhalfs  = Stem::beam_count (here,RIGHT) - Stem::beam_count (next,LEFT);
 711       int rwholebeams= Stem::beam_count (here,RIGHT) <? Stem::beam_count (next,LEFT) ;
 712
 713       Real w = next->relative_coordinate (0, X_AXIS) - here->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 714       Molecule a = Lookup::beam (dydx, w + stemdx, thick);
 715       a.translate_axis( - stemdx/2, X_AXIS);
 716       int j = 0;
 717       Real gap_f = 0;
 718
 719       SCM gap = me->get_grob_property ("gap");
 720       if (gh_number_p (gap))
 721         {
 722           int gap_i = gh_scm2int ( (gap));
 723           int nogap = rwholebeams - gap_i;
 724
 725           for (; j  < nogap; j++)
 726             {
 727               Molecule b (a);
 728               b.translate_axis (-dir  * bdy * j, Y_AXIS);
 729               rightbeams.add_molecule (b);
 730             }
 731           // TODO: notehead widths differ for different types
 732           gap_f = nw_f / 2;
 733           w -= 2 * gap_f;
 734           a = Lookup::beam (dydx, w + stemdx, thick);
 735         }
 736
 737       for (; j  < rwholebeams; j++)
 738         {
 739           Molecule b (a);
 740           b.translate (Offset (Stem::invisible_b (here) ? 0 : gap_f, -dir * bdy * j));
 741           rightbeams.add_molecule (b);
 742         }
 743
 744       w = w/2 <? nw_f;
 745       if (rhalfs)
 746         a = Lookup::beam (dydx, w, thick);
 747
 748       for (; j  < rwholebeams + rhalfs; j++)
 749         {
 750           Molecule b (a);
 751           b.translate_axis (- dir * bdy * j, Y_AXIS);
 752           rightbeams.add_molecule (b);
 753         }
 754
 755     }
 756   leftbeams.add_molecule (rightbeams);
 757
 758   /*
 759     Does beam quanting think  of the asymetry of beams?
 760     Refpoint is on bottom of symbol. (FIXTHAT) --hwn.
 761    */
 762   return leftbeams;
 763 }
 764
 765 MAKE_SCHEME_CALLBACK(Beam,brew_molecule,1);
 766 SCM
 767 Beam::brew_molecule (SCM smob)
 768 {
 769   Grob * me =unsmob_element (smob);
 770
 771   Molecule mol;
 772   if (!gh_pair_p (me->get_grob_property ("stems")))
 773     return SCM_EOL;
 774   Real x0,dx;
 775   Link_array<Item>stems =
 776     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*) 0, "stems");
 777   if (visible_stem_count (me))
 778     {
 779   // ugh -> use commonx
 780       x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 781       dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 782     }
 783   else
 784     {
 785       x0 = stems[0]->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 786       dx = stems.top()->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 787     }
 788
 789
 790   Real dy = gh_scm2double (me->get_grob_property ("height"));
 791   Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 792   Real y = gh_scm2double (me->get_grob_property ("y-position"));
 793
 794
 795   for (int j=0; j <stems.size  (); j++)
 796     {
 797       Item *i = stems[j];
 798       Item * prev = (j > 0)? stems[j-1] : 0;
 799       Item * next = (j < stems.size()-1) ? stems[j+1] :0;
 800
 801       Molecule sb = stem_beams (me, i, next, prev);
 802       Real x = i->relative_coordinate (0, X_AXIS)-x0;
 803       sb.translate (Offset (x, x * dydx + y));
 804       mol.add_molecule (sb);
 805     }
 806   mol.translate_axis (x0
 807     - dynamic_cast<Spanner*> (me)->get_bound (LEFT)->relative_coordinate (0, X_AXIS), X_AXIS);
 808
 809   return mol.smobbed_copy ();
 810 }
 811
 812 int
 813 Beam::forced_stem_count (Grob*me)
 814 {
 815   Link_array<Item>stems =
 816     Pointer_group_interface__extract_elements ( me, (Item*) 0, "stems");
 817   int f = 0;
 818   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 819     {
 820       Item *s = stems[i];
 821
 822       if (Stem::invisible_b (s))
 823         continue;
 824
 825       if (((int)Stem::chord_start_f (s))
 826         && (Stem::get_direction (s ) != Stem::get_default_dir (s )))
 827         f++;
 828     }
 829   return f;
 830 }
 831
 832
 833
 834
 835 /* TODO:
 836    use filter and standard list functions.
 837  */
 838 int
 839 Beam::visible_stem_count (Grob*me)
 840 {
 841   Link_array<Item>stems =
 842     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*) 0, "stems");
 843   int c = 0;
 844   for (int i = stems.size (); i--;)
 845     {
 846       if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
 847         c++;
 848     }
 849   return c;
 850 }
 851
 852 Item*
 853 Beam::first_visible_stem(Grob*me)
 854 {
 855   Link_array<Item>stems =
 856     Pointer_group_interface__extract_elements ( me, (Item*) 0, "stems");
 857
 858   for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
 859     {
 860       if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
 861         return stems[i];
 862     }
 863   return 0;
 864 }
 865
 866 Item*
 867 Beam::last_visible_stem(Grob*me)
 868 {
 869   Link_array<Item>stems =
 870     Pointer_group_interface__extract_elements ( me, (Item*) 0, "stems");
 871   for (int i = stems.size (); i--;)
 872     {
 873       if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
 874         return stems[i];
 875     }
 876   return 0;
 877 }
 878
 879
 880 /*
 881   [TODO]
 882   handle rest under beam (do_post: beams are calculated now)
 883   what about combination of collisions and rest under beam.
 884
 885   Should lookup
 886
 887     rest -> stem -> beam -> interpolate_y_position ()
 888 */
 889 MAKE_SCHEME_CALLBACK(Beam,rest_collision_callback,2);
 890 SCM
 891 Beam::rest_collision_callback (SCM element_smob, SCM axis)
 892 {
 893   Grob *rest = unsmob_element (element_smob);
 894   Axis a = (Axis) gh_scm2int (axis);
 895
 896   assert (a == Y_AXIS);
 897
 898   Grob * st = unsmob_element (rest->get_grob_property ("stem"));
 899   Grob * stem = st;
 900   if (!stem)
 901     return gh_double2scm (0.0);
 902   Grob * beam = unsmob_element (stem->get_grob_property ("beam"));
 903   if (!beam || !Beam::has_interface (beam) || !Beam::visible_stem_count (beam))
 904     return gh_double2scm (0.0);
 905
 906   // make callback for rest from this.
 907   Real beam_dy = 0;
 908   Real beam_y = 0;
 909
 910
 911   // todo: make sure this calced already.
 912   SCM s = beam->get_grob_property ("height");
 913   if (gh_number_p (s))
 914     beam_dy = gh_scm2double (s);
 915
 916   s = beam->get_grob_property ("y-position");
 917   if (gh_number_p (s))
 918     beam_y = gh_scm2double (s);
 919
 920   // ugh -> use commonx
 921   Real x0 = first_visible_stem(beam)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 922   Real dx = last_visible_stem(beam)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 923   Real dydx = beam_dy && dx ? beam_dy/dx : 0;
 924
 925   Direction d = Stem::get_direction (stem);
 926   Real beamy = (stem->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0) * dydx + beam_y;
 927
 928   Real staff_space =   Staff_symbol_referencer::staff_space (rest);
 929
 930
 931   Real rest_dim = rest->extent (rest, Y_AXIS)[d]*2.0 / staff_space ; // refp??
 932
 933   Real minimum_dist
 934     = gh_scm2double (rest->get_grob_property ("minimum-beam-collision-distance"));
 935   Real dist =
 936     minimum_dist +  -d  * (beamy - rest_dim) >? 0;
 937
 938   int stafflines = Staff_symbol_referencer::line_count (rest);
 939
 940   // move discretely by half spaces.
 941   int discrete_dist = int (ceil (dist));
 942
 943   // move by whole spaces inside the staff.
 944   if (discrete_dist < stafflines+1)
 945     discrete_dist = int (ceil (discrete_dist / 2.0)* 2.0);
 946
 947   return gh_double2scm  (-d *  discrete_dist);
 948 }
 949
 950
 951 bool
 952 Beam::has_interface (Grob*me)
 953 {
 954   return me->has_interface (ly_symbol2scm ("beam-interface"));
 955 }
 956
 957 void
 958 Beam::set_interface (Grob*me)
 959 {
 960   /*
 961     why the init? No way to tell difference between default and user
 962     override.  */
 963   me->set_grob_property ("height", gh_int2scm (0)); // ugh.
 964   me->set_grob_property ("y-position" ,gh_int2scm (0));
 965   me->set_interface (ly_symbol2scm("beam-interface"));
 966 }