lily/stem.cc

   1 /*
   2   stem.cc -- implement Stem
   3
   4   source file of the GNU LilyPond music typesetter
   5
   6   (c) 1996, 1997--1999 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
   7
   8   TODO: This is way too hairy
   9 */
  10
  11 #include "stem.hh"
  12 #include "debug.hh"
  13 #include "paper-def.hh"
  14 #include "note-head.hh"
  15 #include "lookup.hh"
  16 #include "molecule.hh"
  17 #include "paper-column.hh"
  18 #include "misc.hh"
  19 #include "beam.hh"
  20 #include "rest.hh"
  21
  22 void
  23 Stem::set_direction (Direction d)
  24 {
  25   if  (!dir_)
  26     warning (_ ("stem direction set already!"));
  27
  28   dir_ = d;
  29
  30   /*
  31     todo
  32   */
  33 }
  34
  35 Stem::Stem ()
  36 {
  37   beams_i_drul_[LEFT] = beams_i_drul_[RIGHT] = -1;
  38   yextent_drul_[DOWN] = yextent_drul_[UP] = 0;
  39   flag_i_ = 2;
  40   dir_ = CENTER;
  41   beam_l_ = 0;
  42 }
  43
  44 Interval_t<int>
  45 Stem::head_positions () const
  46 {
  47   /*
  48     Mysterious FreeBSD fix by John Galbraith.  Somehow, the empty intervals
  49     trigger FP exceptions on FreeBSD.  Fix: do not return infinity
  50
  51    */
  52   if (!head_l_arr_.size ())
  53     {
  54       return Interval_t<int> (100,-100);
  55     }
  56
  57   Interval_t<int> r;
  58   for (int i =0; i < head_l_arr_.size (); i++)
  59     {
  60       int p = (int)head_l_arr_[i]->position_f ();
  61       r[BIGGER] = r[BIGGER] >? p;
  62       r[SMALLER] = r[SMALLER] <? p;
  63     }
  64   return r;
  65 }
  66
  67 void
  68 Stem::do_print () const
  69 {
  70 #ifndef NPRINT
  71   DEBUG_OUT << "flag "<< flag_i_;
  72   if (beam_l_)
  73     DEBUG_OUT << "beamed";
  74 #endif
  75 }
  76
  77 Real
  78 Stem::stem_length_f () const
  79 {
  80   return yextent_drul_[UP]-yextent_drul_[DOWN] ;
  81 }
  82
  83 Real
  84 Stem::stem_begin_f () const
  85 {
  86   return yextent_drul_[Direction(-dir_)];
  87 }
  88
  89 Real
  90 Stem::chord_start_f () const
  91 {
  92   return head_positions()[dir_] * staff_line_leading_f ()/2.0;
  93 }
  94
  95 Real
  96 Stem::stem_end_f () const
  97 {
  98   return yextent_drul_[dir_];
  99 }
 100
 101 void
 102 Stem::set_stemend (Real se)
 103 {
 104   // todo: margins
 105   if (dir_ && dir_ * head_positions()[dir_] >= se*dir_)
 106     warning (_ ("Weird stem size; check for narrow beams"));
 107
 108
 109   yextent_drul_[dir_]  =  se;
 110   yextent_drul_[Direction(-dir_)] = head_positions()[-dir_];
 111 }
 112
 113 int
 114 Stem::type_i () const
 115 {
 116   return head_l_arr_[0]->balltype_i_;
 117 }
 118
 119 void
 120 Stem::add_head (Rhythmic_head *n)
 121 {
 122   n->stem_l_ = this;
 123   n->add_dependency (this);     // ?
 124   if (Note_head *nh = dynamic_cast<Note_head *> (n))
 125     {
 126       head_l_arr_.push (nh);
 127     }
 128   else if (Rest *r = dynamic_cast<Rest *> (n))
 129     {
 130       rest_l_arr_.push (r);
 131     }
 132 }
 133
 134 bool
 135 Stem::invisible_b () const
 136 {
 137   return (!head_l_arr_.size () ||
 138     head_l_arr_[0]->balltype_i_ <= 0);
 139 }
 140
 141 int
 142 Stem::get_center_distance (Direction d) const
 143 {
 144   int staff_center = 0;
 145   int distance = d*(head_positions()[d] - staff_center);
 146   return distance >? 0;
 147 }
 148
 149 Direction
 150 Stem::get_default_dir () const
 151 {
 152   int du = get_center_distance (UP);
 153   int dd = get_center_distance (DOWN);
 154
 155   if (sign (dd - du))
 156     return Direction (sign (dd -du));
 157
 158   return Direction (int(paper_l ()->get_var ("stem_default_neutral_direction")));
 159 }
 160
 161 Direction
 162 Stem::get_dir () const
 163 {
 164   return dir_;
 165 }
 166
 167
 168 void
 169 Stem::set_default_stemlen ()
 170 {
 171   Real length_f = 0.;
 172   SCM scm_len = get_elt_property(length_scm_sym);
 173   if (scm_len != SCM_BOOL_F)
 174     {
 175       length_f = gh_scm2double (SCM_CDR(scm_len));
 176     }
 177   else
 178     length_f = paper_l ()->get_var ("stem_length0");
 179
 180   bool grace_b = get_elt_property (grace_scm_sym) != SCM_BOOL_F;
 181   String type_str = grace_b ? "grace_" : "";
 182
 183   Real shorten_f = paper_l ()->get_var (type_str + "forced_stem_shorten0");
 184
 185   if (!dir_)
 186     dir_ = get_default_dir ();
 187
 188   /*
 189     stems in unnatural (forced) direction should be shortened,
 190     according to [Roush & Gourlay]
 191    */
 192   if (((int)chord_start_f ())
 193       && (dir_ != get_default_dir ()))
 194     length_f -= shorten_f;
 195
 196   if (flag_i_ >= 5)
 197     length_f += 2.0;
 198   if (flag_i_ >= 6)
 199     length_f += 1.0;
 200
 201   set_stemend ((dir_ > 0) ? head_positions()[BIGGER] + length_f:
 202                head_positions()[SMALLER] - length_f);
 203
 204   if (!grace_b && (dir_ * stem_end_f () < 0))
 205     set_stemend (0);
 206 }
 207
 208 //xxx
 209 void
 210 Stem::set_default_extents ()
 211 {
 212   if (!stem_length_f ())
 213     set_default_stemlen ();
 214
 215 }
 216
 217 void
 218 Stem::set_noteheads ()
 219 {
 220   if (!head_l_arr_.size ())
 221     return;
 222   head_l_arr_.sort (Note_head::compare);
 223   if (dir_ < 0)
 224     head_l_arr_.reverse ();
 225
 226   Note_head * beginhead =   head_l_arr_[0];
 227   beginhead->set_elt_property (extremal_scm_sym, SCM_BOOL_T);
 228   if  (beginhead !=   head_l_arr_.top ())
 229     head_l_arr_.top ()->set_elt_property (extremal_scm_sym, SCM_BOOL_T);
 230
 231   int parity=1;
 232   int lastpos = int (beginhead->position_f ());
 233   for (int i=1; i < head_l_arr_.size (); i ++)
 234     {
 235       int dy =abs (lastpos- (int)head_l_arr_[i]->position_f ());
 236
 237       if (dy <= 1)
 238         {
 239           if (parity)
 240             head_l_arr_[i]->flip_around_stem (dir_);
 241           parity = !parity;
 242         }
 243       else
 244         parity = 1;
 245       lastpos = int (head_l_arr_[i]->position_f ());
 246     }
 247 }
 248
 249 void
 250 Stem::do_pre_processing ()
 251 {
 252   if (yextent_drul_[DOWN]== yextent_drul_[UP])
 253     set_default_extents ();
 254   set_noteheads ();
 255
 256   if (invisible_b ())
 257     {
 258       set_elt_property (transparent_scm_sym, SCM_BOOL_T);
 259     }
 260   set_empty (invisible_b (), X_AXIS, Y_AXIS);
 261   set_spacing_hints ();
 262 }
 263
 264
 265
 266 /**
 267    set stem directions for hinting the optical spacing correction.
 268
 269    Modifies DIR_LIST property of the Stem's Score_column
 270
 271    TODO: more advanced: supply height of noteheads as well, for more advanced spacing possibilities
 272  */
 273
 274 void
 275 Stem::set_spacing_hints ()
 276 {
 277   if (!invisible_b ())
 278     {
 279       SCM scmdir  = gh_int2scm (dir_);
 280       SCM dirlist = column_l ()->get_elt_property (dir_list_scm_sym);
 281       if (dirlist == SCM_BOOL_F)
 282         dirlist = SCM_EOL;
 283       else
 284         dirlist = SCM_CDR (dirlist);
 285
 286       if (scm_sloppy_memq (scmdir, dirlist) == SCM_EOL)
 287         {
 288           dirlist = gh_cons (scmdir, dirlist);
 289           column_l ()->set_elt_property (dir_list_scm_sym, dirlist);
 290         }
 291     }
 292 }
 293
 294 Molecule
 295 Stem::flag () const
 296 {
 297   String style;
 298   SCM st = get_elt_property (style_scm_sym);
 299   if ( st != SCM_BOOL_F)
 300     {
 301       st = SCM_CDR(st);
 302       style = ly_scm2string (st);
 303     }
 304
 305   char c = (dir_ == UP) ? 'u' : 'd';
 306   Molecule m = lookup_l ()->afm_find (String ("flags-") + to_str (c) +
 307                                       to_str (flag_i_));
 308   if (!style.empty_b ())
 309     m.add_molecule(lookup_l ()->afm_find (String ("flags-") + to_str (c) + style));
 310   return m;
 311 }
 312
 313 Interval
 314 Stem::do_width () const
 315 {
 316   Interval r (0, 0);
 317   if (beam_l_ || abs (flag_i_) <= 2)
 318     ;   // TODO!
 319   else
 320     {
 321       r = flag ().dim_.x ();
 322       r += note_delta_f ();
 323     }
 324   return r;
 325 }
 326
 327
 328
 329
 330 const Real ANGLE = 20* (2.0*M_PI/360.0); // ugh!
 331
 332 Molecule*
 333 Stem::do_brew_molecule_p () const
 334 {
 335   Molecule *mol_p =new Molecule;
 336   Drul_array<Real> stem_y = yextent_drul_;
 337   Real dy = staff_line_leading_f ()/2.0;
 338
 339   Real head_wid = 0;
 340   if (head_l_arr_.size ())
 341     head_wid = head_l_arr_[0]->extent (X_AXIS).length ();
 342   stem_y[Direction(-dir_)] += dir_ * head_wid * tan(ANGLE)/(2*dy);
 343
 344   if (!invisible_b ())
 345     {
 346       Real stem_width = paper_l ()->get_var ("stemthickness");
 347       Molecule ss =lookup_l ()->filledbox (Box (Interval (-stem_width/2, stem_width/2),
 348                                                  Interval (stem_y[DOWN]*dy, stem_y[UP]*dy)));
 349       mol_p->add_molecule (ss);
 350     }
 351
 352   if (!beam_l_ && abs (flag_i_) > 2)
 353     {
 354       Molecule fl = flag ();
 355       fl.translate_axis(stem_y[dir_]*dy, Y_AXIS);
 356       mol_p->add_molecule (fl);
 357     }
 358
 359   if (head_l_arr_.size())
 360     {
 361       mol_p->translate_axis (note_delta_f (), X_AXIS);
 362     }
 363   return mol_p;
 364 }
 365
 366 Real
 367 Stem::note_delta_f () const
 368 {
 369   Real r=0;
 370   if (head_l_arr_.size())
 371     {
 372       Interval head_wid(0,  head_l_arr_[0]->extent (X_AXIS).length ());
 373       Real rule_thick(paper_l ()->rule_thickness ());
 374       Interval stem_wid(-rule_thick/2, rule_thick/2);
 375       if (dir_ == CENTER)
 376         r = head_wid.center ();
 377       else
 378         r = head_wid[dir_] - stem_wid[dir_];
 379     }
 380   return r;
 381 }
 382
 383 Real
 384 Stem::hpos_f () const
 385 {
 386   return note_delta_f () + Item::hpos_f ();
 387 }
 388
 389 void
 390 Stem::do_substitute_element_pointer (Score_element*o,Score_element*n)
 391 {
 392   if (Note_head*h=dynamic_cast<Note_head*> (o))
 393     head_l_arr_.substitute (h, dynamic_cast<Note_head*>(n));
 394   if (Rest *r=dynamic_cast<Rest*> (o))
 395     rest_l_arr_.substitute (r, dynamic_cast<Rest*>(n));
 396   if (Beam* b = dynamic_cast<Beam*> (o))
 397     {
 398       if (b == beam_l_)
 399         beam_l_ = dynamic_cast<Beam*> (n);
 400     }
 401   Staff_symbol_referencer::do_substitute_element_pointer (o,n);
 402 }