]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blob - Documentation/essay/engraving.itely
Doc: essay work
[lilypond.git] / Documentation / essay / engraving.itely
1 @c -*- coding: utf-8; mode: texinfo; -*-
2
3 @ignore
4     Translation of GIT committish: FILL-IN-HEAD-COMMITTISH
5
6     When revising a translation, copy the HEAD committish of the
7     version that you are working on.  For details, see the Contributors'
8     Guide, node Updating translation committishes..
9 @end ignore
10
11 @c \version "2.13.4"
12
13 @node Music engraving
14 @chapter Music engraving
15
16 This essay describes why LilyPond was created and how it can produce
17 such beautiful sheet music.
18
19 @c TODO:
20 @c remove 3mm eps bounding box left padding for Sarabande (This will
21 @c     require adding a new snippet option to lilypond-book.py
22 @c check formatting of HTML output
23
24 @menu
25 * The LilyPond story::
26 * Engraving details::
27 * Automated engraving::
28 * Building software::
29 * Putting LilyPond to work::
30 * Engraved examples (BWV 861)::
31 @end menu
32
33 @node The LilyPond story
34 @unnumberedsec The LilyPond story
35
36 Long before LilyPond had been used to engrave beautiful performance
37 scores, before it could create university course notes or even simple
38 melodies, before there was a community of users around the world or even
39 an essay on music engraving, LilyPond began with a question:
40
41 @quotation
42 Why does most computer output fail to achieve the beauty and balance of
43 a hand-engraved score?
44 @end quotation
45
46 @noindent
47 Some of the answers can be found by examining the two scores
48 @ifnottex
49 below.
50 @end ifnottex
51 @iftex
52 on the following pages.
53 @end iftex
54 The first score is a beautiful hand-engraved score from 1950 and the
55 second is a modern, computer-engraved edition.
56
57 @ifnottex
58 @quotation
59 @noindent
60 Bärenreiter BA 320, @copyright{}1950:
61
62 @sourceimage{baer-suite1-fullpage,,,png}
63 @end quotation
64
65 @quotation
66 @noindent
67 Henle no. 666, @copyright{}2000:
68
69 @sourceimage{henle-suite1-fullpage,,,png}
70 @end quotation
71 @end ifnottex
72
73 The notes here are identical, taken from Bach's first Suite for solo
74 cello, but the appearance is different, especially if you print them out
75 and view them from a distance.
76 @ifnottex
77 (The PDF version of this manual has high-resolution images suitable for
78 printing.)
79 @end ifnottex
80 Try reading or playing from each of the scores and you will find that
81 the hand-engraved score is more enjoyable to use.  It has flowing lines
82 and movement, and it feels like a living, breathing piece of music,
83 while the newer edition seems cold and mechanical.
84
85 It is hard to immediately see what makes the difference with the newer
86 edition. Everything looks neat and tiny, possibly even @qq{better}
87 because it looks more computerized and uniform. This really puzzled us
88 for quite a while. We wanted to improve computer notation, but we first
89 had to figure out what was wrong with it.
90
91 The answer lies in the precise, mathematical uniformity of the newer
92 edition.  Find the bar line in the middle of each line: in the
93 hand-engraved score the position of these bar lines has some
94 natural variation, while in the newer version they line up almost
95 perfectly.  This is shown in these simplified page layout diagrams,
96 traced from the hand-engraved (left) and computer-generated music
97 (right):
98
99 @quotation
100 @iftex
101 @sourceimage{pdf/page-layout-comparison,,,}
102 @end iftex
103 @ifnottex
104 @sourceimage{page-layout-comparison,,,png}
105 @end ifnottex
106 @end quotation
107 @noindent
108
109 In the computer-generated output, even the individual note heads are
110 aligned in vertical columns, making the contour of the melody disappear
111 into a rigid grid of musical markings.
112
113 There are other differences as well: in the hand-engraved edition the
114 vertical lines are all stronger, the slurs lie closer to the note heads,
115 and there is more variety in the slopes of the beams. Although such
116 details may seem like nitpicking, the result is a score that is easier
117 to read. In the computer-generated output, each line is nearly identical
118 and if the musician looks away for a moment she will be lost on the
119 page.
120
121 LilyPond was designed to solve the problems we found in existing
122 software and to create beautiful music that mimics the finest
123 hand-engraved scores.
124
125 @iftex
126 @page
127 @noindent
128 Bärenreiter BA 320, @copyright{}1950:
129
130 @sourceimage{baer-suite1-fullpage-hires,16cm,,}
131 @page
132 @noindent
133 Henle no. 666, @copyright{}2000:
134 @sp 3
135 @sourceimage{henle-suite1-fullpage-hires,16cm,,}
136 @page
137 @end iftex
138
139 @node Engraving details
140 @unnumberedsec Engraving details
141
142 @cindex engraving
143 @cindex typography, music
144 @cindex music typography
145 @cindex plate engraving
146 @cindex music engraving
147
148 The art of music typography is called @emph{(plate) engraving}, a term
149 that derives from the manual process of music printing@footnote{Early
150 European printers explored several processes, including hand-carved
151 wooden blocks, movable type, and engraved sheets of thin metal.
152 Typesetting had the advantage of being more easily corrected and
153 facilitating the inclusion of text and lyrics, but only engraving
154 offered the ability to do unimpeded layout and unanticipated notation.
155 In the end, hand-engraved scores became the standard for all printed
156 music, with the exception of some hymnals and songbooks where
157 typesetting was justified by its ease and economy, even into the
158 twentieth century.}.  Just a few decades ago, sheet music was made by
159 cutting and stamping the music into a zinc or pewter plate in mirror
160 image.  The plate would be inked, and the depressions caused by the
161 cutting and stamping would hold ink.  An image was formed by pressing
162 paper to the plate.  The stamping and cutting was done completely by hand
163 and making a correction was cumbersome, so the engraving had to be
164 nearly perfect in one go.  Engraving was a highly specialized skill; a
165 craftsman had to complete around five years of training before earning
166 the title of master engraver, and another five years of experience were
167 necessary to become truly skilled.
168
169 @quotation
170 @iftex
171 @sourceimage{hader-slaan,,7cm,}
172 @end iftex
173 @ifnottex
174 @sourceimage{hader-slaan,,,jpg}
175 @end ifnottex
176 @end quotation
177
178 LilyPond is inspired by traditional manual engravings published by
179 European music publishers in and towards the end of the first half of
180 the twentieth century, including Bärenreiter, Duhem, Durand,
181 Hofmeister, Peters, and Schott.  This is sometimes regarded as the peak
182 of traditional musical engraving practice.  As we have studied these
183 editions we have learned a great deal about what goes into a
184 well-engraved score, and the aspects that we wanted to imitate in
185 LilyPond.
186
187 @c Now all newly printed music is produced with computers.  This has
188 @c obvious advantages: prints are cheaper to make, editorial work can be
189 @c delivered by email, and the original data can be easily stored.
190 @c Unfortunately, computer-generated scores rarely match the quality of
191 @c hand-engraved scores.  Instead, computer printouts have a bland,
192 @c mechanical look, which makes them unpleasant to play from.
193
194 @menu
195 * Music fonts::                 
196 * Optical spacing::             
197 * Ledger lines::                
198 * Optical sizing::              
199 * Why work so hard?::           
200 @end menu
201
202 @node Music fonts
203 @unnumberedsubsec Music fonts
204
205 The images below illustrate some differences between traditional
206 engraving and typical computer output.  The left picture shows a scan of
207 a flat symbol from a hand-engraved Bärenreiter edition, while the right
208 picture depicts a symbol from an edition of the same music published in
209 2000.  Although both images are printed in the same shade of ink, the
210 earlier version looks darker: the staff lines are heavier, and the
211 Bärenreiter flat has a bold, almost voluptuous rounded look.  The right
212 scan, on the other hand, has thinner lines and a straight layout with
213 sharp corners.
214
215 @multitable @columnfractions .25 .25 .25 .25
216 @item @tab
217 @ifnotinfo
218 @iftex
219 @sourceimage{baer-flat-gray,,4cm,}
220 @end iftex
221 @ifnottex
222 @sourceimage{baer-flat-gray,,,png}
223 @end ifnottex
224
225 @tab
226 @iftex
227 @sourceimage{henle-flat-gray,,4cm,}
228 @end iftex
229 @ifnottex
230 @sourceimage{henle-flat-gray,,,png}
231 @end ifnottex
232
233 @end ifnotinfo
234 @ifinfo
235 @sourceimage{henle-flat-bw,,,png}
236 @sourceimage{baer-flat-bw,,,png}
237 @sourceimage{lily-flat-bw,,,png}
238 @end ifinfo
239
240
241 @item @tab
242 Bärenreiter (1950)
243 @tab
244 Henle (2000)
245
246 @end multitable
247
248 @cindex musical symbols
249 @cindex font
250 @cindex blackness
251 @cindex balance
252
253 When we wanted to write a computer program to create music typography,
254 there were no musical fonts freely available that could match the
255 elegance of our favorite scores.  Undeterred, we created a font of
256 musical symbols, relying on nice printouts of hand-engraved music.  The
257 experience helped develop a typographical taste, and it made us
258 appreciate subtle design details.  Without that experience, we would not
259 have realized how ugly the fonts were that we admired at first.
260
261 Below is a sample of two music fonts: the upper set is the default font
262 in the Sibelius software (the @emph{Opus} font), and the lower set is
263 our own LilyPond font.
264
265 @quotation
266 @iftex
267 @sourceimage{pdf/OpusAndFeta,,,}
268 @end iftex
269 @ifnottex
270 @sourceimage{OpusAndFeta,,,png}
271 @end ifnottex
272 @end quotation
273
274 The LilyPond symbols are heavier and their weight is more consistent,
275 which makes them easier to read.  Fine endings, such as the ones on the
276 sides of the quarter rest, should not end in sharp points, but rather
277 in rounded shapes.  This is because sharp corners of the punching dies
278 are fragile and quickly wear out when stamping in metal.  Taken together,
279 the blackness of the font must be carefully tuned together with the
280 thickness of lines, beams and slurs to give a strong yet balanced
281 overall impression.
282
283 Also, notice that our half-note head is not elliptic but slightly diamond
284 shaped.  The vertical stem of a flat symbol is slightly brushed, becoming
285 wider at the top.  The sharp and the natural are easier to distinguish
286 from a distance because their angled lines have different slopes and the
287 vertical strokes are heavier.
288
289 @node Optical spacing
290 @unnumberedsubsec Optical spacing
291
292 In spacing, the distribution of space should reflect the durations
293 between notes.  However, as we saw in the Bach Suite above, many modern
294 scores adhere to the durations with mathematical precision, which leads
295 to poor results.  In the next example a motive is printed twice: the
296 first time using exact mathematical spacing, and the second with
297 corrections.  Which do you prefer?
298
299 @cindex optical spacing
300
301 @lilypond
302 \paper {
303   ragged-right = ##t
304   indent = #0.0
305 }
306
307 music = {
308    c'4 e''4 e'4 b'4 |
309    \stemDown
310    b'8[ e'' a' e'']
311    \stemNeutral
312    e'8[ e'8 e'8 e'8]
313 }
314 \score
315 {
316   \music
317   \layout {
318     \context {
319       \Staff
320       \override NoteSpacing #'stem-spacing-correction = #0.0
321       \override NoteSpacing #'same-direction-correction = #0.0
322       \override StaffSpacing #'stem-spacing-correction = #0.0
323     }
324   }
325 }
326 @end lilypond
327
328 @lilypond
329 \paper {
330   ragged-right = ##t
331   indent = #0.0
332 }
333
334 music = {
335    c'4 e''4 e'4 b'4 |
336    \stemDown
337    b'8[ e'' a' e'']
338    \stemNeutral
339    e'8[ e'8 e'8 e'8]
340 }
341
342 \score
343 {
344   \music
345   \layout {
346     \context {
347       \Staff
348       \override NoteSpacing #'stem-spacing-correction = #0.6
349     }
350   }
351 }
352 @end lilypond
353
354 @cindex regular rhythms
355 @cindex regular spacing
356 @cindex spacing, regular
357
358 Each bar in the fragment only uses notes that are played in a constant
359 rhythm.  The spacing should reflect that.  Unfortunately, the eye deceives
360 us a little; not only does it notice the distance between note heads, it
361 also takes into account the distance between consecutive stems.  As a
362 result, the notes of an up-stem/@/down-stem combination should be put
363 farther apart, and the notes of a down-stem/@/up-stem combination should
364 be put closer together, all depending on the combined vertical positions
365 of the notes.  The lower two measures are printed with this correction,
366 the upper two measures, however, form down-stem/@/up-stem clumps of
367 notes.  A master engraver would adjust the spacing as needed to please
368 the eye.
369
370 The spacing algorthims in LilyPond even take the barlines into account,
371 which is why the final up-stem in the properly spaced example has been
372 given a little more space before the barline to keep it from looking
373 crowded. A down-stem would not need this adjustment.
374
375 @node Ledger lines
376 @unnumberedsubsec Ledger lines
377
378 @cindex ledger lines
379 @cindex collisions
380
381 Ledger lines present a typographical challenge: they make it more
382 difficult to space musical symbols close together and they must be clear
383 enough to identify the pitch at a glance.  In the example below, we see
384 that ledger lines should be thicker than normal staff lines and that an
385 expert engraver will shorten a ledger line to allow closer spacing with
386 accidentals.  We have included this feature in LilyPond's engraving.
387
388 @multitable @columnfractions .25 .25 .25 .25
389 @item @tab
390
391 @iftex
392 @sourceimage{baer-ledger,3cm,,}
393 @end iftex
394 @ifnottex
395 @sourceimage{baer-ledger,,,png}
396 @end ifnottex
397
398 @tab
399
400 @iftex
401 @sourceimage{lily-ledger,3cm,,}
402 @end iftex
403 @ifnottex
404 @sourceimage{lily-ledger,,,png}
405 @end ifnottex
406
407 @end multitable
408
409
410 @node Optical sizing
411 @unnumberedsubsec Optical sizing
412
413 Music may need to be printed in a range of sizes.  Originally, this was
414 accomplished by creating punching dies in each of the required sizes,
415 which meant that each die was designed to look its best at that size.
416 With the advent of digital fonts, a single outline can be mathematically
417 scaled to any size, which is very convenient, but at the smaller sizes
418 the glyphs will appear very light.
419
420 In LilyPond, we have created fonts in a range of weights, corresponding
421 to a range of music sizes.  This is a LilyPond engraving at staff size
422 26:
423
424 @quotation
425 @iftex
426 @sourceimage{pdf/size26,,23mm,}
427 @end iftex
428 @ifnottex
429 @sourceimage{size26,,,png}
430 @end ifnottex
431 @end quotation
432
433 @noindent
434 and this is the same engraving set at staff size 11, then
435 magnified by 236% to print at the same size as the previous example:
436
437 @quotation
438 @iftex
439 @sourceimage{pdf/size11,,23mm,}
440 @end iftex
441 @ifnottex
442 @sourceimage{size11,,,png}
443 @end ifnottex
444 @end quotation
445
446 @noindent
447 At smaller sizes, LilyPond uses proportionally heavier lines so the
448 music will still read well.
449
450 @ignore
451 This also allows staves of different sizes to coexist peacefully when
452 used together on the same page:
453
454 @c TODO: are the stems in this example the right thickness? How should
455 @c line weights be scaled for small staves?
456
457 @c Grieg's Violin Sonata Op. 45
458 @lilypond[indent=1.5cm]
459 global = {
460   \time 6/8
461   \key c \minor
462 }
463
464 \new Score <<
465   \new Staff \with {
466       fontSize = #-4
467       \override StaffSymbol #'staff-space = #(magstep -4)
468       \override StaffSymbol #'thickness = #(magstep -3)
469     }
470     \relative c' {
471       \global
472       \set Staff.instrumentName = #"Violin"
473       c8.(\f^> b16 c d) ees8.(^> d16 c b)
474       g8.(^> b16 c ees) g8-.^> r r
475       R2.
476     }
477   \new PianoStaff <<
478     \set PianoStaff.instrumentName = #"Piano"
479     \new Staff \relative c' {
480       \global
481       s2.
482       s4. s8 r8 r16 <c f aes c>
483       <c f aes c>4.^> <c ees g>8 r r
484     }
485     \new Staff \relative c {
486       \global
487       \clef "bass"
488       << {
489         \once \override DynamicText #'X-offset = #-3
490         <ees g c>2.~->^\f
491         <ees g c>4.~ <ees g c>8
492       } \\ {
493         <c g c,>2.~
494         <c g c,>4.~ <c g c,>8
495       } >>
496       r8 r16 <f, c' aes'>16
497       <f c' aes'>4.-> <c' g'>8 r r
498     }
499   >>
500 >>
501 @end lilypond
502 @end ignore
503
504 @node Why work so hard?
505 @unnumberedsubsec Why work so hard?
506
507 Musicians are usually more absorbed with performing than with studying
508 the looks of a piece of music, so nitpicking typographical details may
509 seem academic.  But it is not.  Sheet music is performance material:
510 everything is done to aid the musician in letting her perform better,
511 and anything that is unclear or unpleasant to read is a hindrance.
512
513 Traditionally engraved music uses bold symbols on heavy staff to create
514 a strong, well-balanced look that stands out well when the music is far
515 away from the reader: for example, if it is on a music stand.  A careful
516 distribution of white space allows music to be set very tightly without
517 crowding symbols together.  The result minimizes the number of page
518 turns, which is a great advantage.
519
520 This is a common characteristic of typography.  Layout should be pretty,
521 not only for its own sake, but especially because it helps the reader in
522 his task.  For sheet music this is of double importance because musicians
523 have a limited amount of attention.  The less attention they need for
524 reading, the more they can focus on playing the music.  In other words,
525 better typography translates to better performances.
526
527 These examples demonstrate that music typography is an art that is
528 subtle and complex, and that producing it requires considerable
529 expertise, which musicians usually do not have.  LilyPond is our
530 effort to bring the graphical excellence of hand-engraved music to
531 the computer age, and make it available to normal musicians.  We
532 have tuned our algorithms, font-designs, and program settings to
533 produce prints that match the quality of the old editions we love
534 to see and love to play from.
535
536
537 @node Automated engraving
538 @unnumberedsec Automated engraving
539
540 @cindex engraving, automated
541 @cindex automated engraving
542
543 Here we describe what is required to create software that can mimic the
544 layout of engraved scores: a method of describing good layouts to the
545 computer and a lot of detailed comparisons with real engravings.
546
547 @menu
548 * Beauty contests::             
549 * Improvement by benchmarking::  
550 * Getting things right::        
551 @end menu
552
553 @node Beauty contests
554 @unnumberedsubsec Beauty contests
555
556 How do we actually make formatting decisions?  In other words, which
557 of the three configurations should we choose for the following slur?
558
559 @lilypond
560 \relative c {
561     \clef bass
562     \once \override Slur #'positions = #'(1.5 . 1)
563     e8[( f] g[ a b d,)] r4
564     \once \override Slur #'positions = #'(2 . 3)
565     e8[( f] g[ a b d,)] r4
566     e8[( f] g[ a b d,)] r4
567 }
568 @end lilypond
569
570 There are a few books on the art of music engraving
571 available.  Unfortunately, they contain simple rules of thumb and some
572 examples.  Such rules can be instructive, but they are a far cry from
573 an algorithm that we could readily implement in a computer.  Following
574 the instructions from literature leads to algorithms with lots of
575 hand-coded exceptions.  Doing all this case analysis is a lot of work,
576 and often not all cases are covered completely:
577
578 @quotation
579 @iftex
580 @sourceimage{ross-beam-scan,7cm,,}
581 @end iftex
582 @ifnottex
583 @sourceimage{ross-beam-scan,,,.jpg}
584 @end ifnottex
585 @end quotation
586
587 (Image source: Ted Ross, @emph{The Art of Music Engraving})
588
589 Rather than trying to write detailed layout rules for every possible
590 scenario, we only have to describe the objectives well enough that
591 LilyPond can judge the attractiveness of several alternatives.  Then,
592 for each possible configuration we compute an ugliness score and we
593 choose the least ugly configuration.
594
595 For example, here are three possible slur configurations, and LilyPond
596 has given each one a score in @q{ugly points}. The first example gets
597 15.39 points for grazing one of the noteheads:
598
599 @lilypond
600 \relative c {
601     \clef bass
602     \once \override Slur #'positions = #'(1.5 . 1)
603     e8[(_"15.39" f] g[ a b d,)] r4
604 }
605 @end lilypond
606
607 The
608 second one is nicer, but the slur doesn't start or end on the note heads.
609 It gets 1.71 points for the left side and 9.37 points for the right
610 side, plus another 2 points because the slur ascends while the melody
611 descends for a total of 13.08 ugly points:
612
613 @lilypond
614 \relative c {
615     \clef bass
616     \once \override Slur #'positions = #'(2 . 3)
617     e8[(_"13.08" f] g[ a b d,)] r4
618 }
619 @end lilypond
620
621 The final slur gets 10.04
622 points for the gap on the right and 2 points for the upward slope, but
623 it is the most attractive of the three configurations, so LilyPond
624 selects this one:
625
626 @lilypond
627 \relative c {
628     \clef bass
629     e8[(_"12.04" f] g[ a b d,)] r4
630 }
631 @end lilypond
632
633 This technique is quite general, and is used to make optimal decisions
634 for beam configurations, ties and dots in chords, line breaks, and page
635 breaks.  The results of these decisions can be judged by comparison to
636 real engravings.
637
638 @node Improvement by benchmarking
639 @unnumberedsubsec Improvement by benchmarking
640
641 LilyPond's output has improved gradually over time, and it continues to
642 improve by comparing its output to hand-engraved scores.
643
644 For example, here is one line of a benchmark piece from a
645 hand-engraved edition (Bärenreiter BA320):
646
647 @iftex
648 @sourceimage{baer-sarabande-hires,16cm,,}
649 @end iftex
650 @ifnottex
651 @sourceimage{baer-sarabande,,,png}
652 @end ifnottex
653
654 @noindent
655 and the same quotation as engraved by a very old version of LilyPond
656 (version 1.4, May 2001):
657
658 @iftex
659 @sourceimage{pdf/lily14-sarabande,16cm,,}
660 @end iftex
661 @ifnottex
662 @sourceimage{lily14-sarabande,,,png}
663 @end ifnottex
664
665 @noindent The LilyPond 1.4 output is certainly readable, but close
666 comparison with the hand-engraved score showed a lot of errors in the
667 formatting details:
668
669 @iftex
670 @sourceimage{lily14-sarabande-annotated-hires,16cm,,}
671 @end iftex
672 @ifnottex
673 @sourceimage{lily14-sarabande-annotated,,,png}
674 @end ifnottex
675
676 @itemize @bullet
677 @item there is too much space before the time signature
678 @item the stems of the beamed notes are too long
679 @item the second and fourth measures are too narrow
680 @item the slur is awkward-looking
681 @item the trill marks are too big
682 @item the stems are too thin
683 @end itemize
684
685 @noindent
686 (There were also two missing note heads, several missing editorial
687 annotations, and an incorrect pitch!)
688
689 By adjusting the layout rules and font design, the output has improved
690 considerably.  Compare the same reference score and the output
691 from the current version of LilyPond (@version{}):
692
693 @iftex
694 @sourceimage{baer-sarabande-hires,16cm,,}
695 @end iftex
696 @ifnottex
697 @sourceimage{baer-sarabande,,,png}
698 @end ifnottex
699
700 @lilypond[staffsize=17.5,line-width=15.9\cm]
701 \relative c {
702   \clef "bass"
703   \key d \minor
704   \time 3/4
705   \mergeDifferentlyDottedOn
706   << {\slurDashed d8.-\flageolet( e16) e4.-\trill( d16 e)}
707      \\ {d4_2 a2}
708   >>
709   \slurDashed
710   <f' a, d,>4. e8( d c)
711   \slurSolid
712   bes g' f e16( f g_1 a_2 bes_3 d,_2)
713   \slurDashed
714   cis4.-\trill b8_3( a g)
715   << {\slurDashed d'8.( e16) e4.-\trill( d16 e)}
716      \\ {<f, a>4 a2}
717   >>
718 }
719 @end lilypond
720
721 @noindent
722 The current output is not a clone of the reference edition, but it is
723 much closer to publication quality that the earlier output.
724
725 @node Getting things right
726 @unnumberedsubsec Getting things right
727
728 We can also measure LilyPond's ability to make music engraving decisions
729 automatically by comparing LilyPond's output to the output of a
730 commercial software product.  In this case we have chosen Finale 2008,
731 which is one of the most popular commercial score writers, particularly
732 in North America.  Sibelius is their major rival and they appear to be
733 especially strong in the European market.
734
735 For our comparison we selected Bach's Fugue in G minor from the
736 Well-Tempered Clavier, Book I, BWV 861, whose opening subject is
737
738 @lilypond
739 \relative c' {
740   \key g \minor
741   \clef "treble_8"
742   r8 d ees g, fis4 g
743   r8 a16 bes c8 bes16 a bes8
744 }
745 @end lilypond
746
747 @noindent
748
749 We made our comparison by engraving the last seven measures of the piece
750 (28--34) in Finale and LilyPond.  This is the point in the piece where
751 the subject returns in a three-part stretto and leads into the closing
752 section.  In the Finale version, we have resisted the temptation to make
753 any adjustments to the default output because we are trying to show the
754 things that each software package gets right without assistance. The
755 only major edits that we made were adjusting the page size to match this
756 essay and forcing the music onto two systems to make the comparison
757 easier. By default Finale would have engraved two systems of three
758 measures each and a final, full-width system containing a single
759 measure.
760
761 Many of the differences between the two engravings are visible in
762 measures 28--29, as shown here with Finale first and LilyPond second:
763
764 @iftex
765 @sourceimage{pdf/bwv861mm28-29,14cm,,}
766 @end iftex
767 @ifnottex
768 @sourceimage{bwv861mm28-29,,,png}
769 @end ifnottex
770
771 @lilypond[staffsize=19.5,line-width=14\cm]
772 global = {\key g \minor}
773
774 partI = \relative c' {
775   \voiceOne
776   fis8 d' ees g, fis4 g
777   r8 a16 bes c8 bes16 a d8 r r4
778 }
779
780 partII = \relative c' {
781   \voiceTwo
782   d4 r4 r8 d'16 c bes8 c16 d
783   ees8 d c ees a, r r4
784 }
785 partIII = \relative c' {
786   \voiceOne
787   r2 r8 d ees g, fis4 g r8 a16 bes c8 bes16 a
788 }
789 partIV = \relative c {
790   \voiceTwo
791   d4 r r2
792   r8 d ees g, fis4 a
793 }
794
795 \score {
796   <<
797     % \set Score.barNumberVisibility = #all-bar-numbers-visible
798     % required in 2.13
799     \set Score.currentBarNumber = #28
800     \bar ""
801     \new PianoStaff <<
802       \new Staff = "RH" <<
803         \global
804         \new Voice = "voiceI" { \partI }
805         \new Voice = "voiceII" { \partII }
806       >>
807
808       \new Staff = "LH" <<
809         \clef "bass"
810         \global
811         \new Voice = "voiceIII" { \partIII }
812         \new Voice = "voiceIV" { \partIV }
813       >>
814     >>
815   >>
816   \layout {
817     \context {
818       \Staff
819       \remove "Time_signature_engraver"
820     }
821     \context {
822       \PianoStaff
823       \override StaffGrouper #'between-staff-spacing #'padding = #1
824     }
825   }
826 }
827 @end lilypond
828
829 Some shortcomings in the unedited Finale output include:
830 @itemize @bullet
831 @item Most of the beams extend too far off the staff.  A beam that points
832 towards the center of the staff should have a length of about one
833 octave, but engravers shorten this when the beam points away from the
834 staff in multi-voice music.  The Finale beaming can be easily improved
835 with their Patterson Beams plug-in, but we elected to skip that step for
836 this example.
837 @item Finale doesn't adjust the positions of interlocking note heads,
838 which makes the music extremely difficult to read when the upper and
839 lower voices exchange positions temporarily:
840
841 @lilypond
842 collide = \once \override NoteColumn #'force-hshift = #0
843 \new Score <<
844   \new Voice = "sample" \relative c''{
845     \key g \minor
846     <<
847       {\voiceOne g4 \collide g4}
848       \new Voice {\voiceTwo bes \collide bes}
849     >>
850   }
851   \new Lyrics \lyricsto "sample" \lyricmode { "good " " bad" }
852 >>
853 @end lilypond
854
855 @item Finale has placed all of the rests at fixed heights on the staff.
856 The user is free to adjust them as needed, but the software makes no
857 attempt to consider the content of the other voice.  As luck would have
858 it, there are no true collisions between notes and rests in this example,
859 but that has more to do with the positions of the notes than the rest.
860 In other words, Bach deserves more credit for avoiding a complete
861 collision than Finale does.
862
863 @end itemize
864
865 This example is not intended to suggest that Finale cannot be used to
866 produce publication-quality output. On the contrary, in the hands of a
867 skilled user it can and does, but it requires skill and time. One of the
868 fundamental differences between LilyPond and commercial scorewriters is
869 that LilyPond hopes to reduce the amount of human intervention to an
870 absolute minimum, while other packages try to provide an attractive
871 interface in which to make these types of edits.
872
873 One particularly glaring omission we found from Finale is a missing flat
874 in measure 33:
875
876 @quotation
877 @iftex
878 @sourceimage{pdf/bwv861mm33-34-annotate,7.93cm,,}
879 @end iftex
880 @ifnottex
881 @sourceimage{bwv861mm33-34-annotate,,,png}
882 @end ifnottex
883 @end quotation
884
885 @noindent
886 The flat symbol is required to cancel out the natural in the same
887 measure, but Finale misses it because it occurred in a different voice.
888 So in addition to running a beaming plug-in and checking the spacing on
889 the noteheads and rests, the user must also check each measure for
890 cross-voice accidentals to avoid interrupting a rehearsal over an
891 engraving error.
892
893 If you are interested in examining these examples in more detail, the
894 full seven-measure excerpt can be found at the end of this essay along
895 with four different published engravings. Close examination reveals that
896 there is some acceptible variation among the hand-engravings, but that
897 LilyPond compares reasonably well to that acceptible range. There are
898 still some shortcomings in the LilyPond output, for example, it appears
899 a bit too agressive in shortening some of the stems, so there is room
900 for further development and fine-tuning.
901
902 Of course, typography relies on human judgment of appearance, so people
903 cannot be replaced completely.  However, much of the dull work can be
904 automated.  If LilyPond solves most of the common situations correctly,
905 this will be a huge improvement over existing software.  Over the course
906 of years, the software can be refined to do more and more things
907 automatically, so manual overrides are less and less necessary.  Where
908 manual adjustments are needed, LilyPond's structure has been designed
909 with that flexibility in mind.
910
911 @node Building software
912 @unnumberedsec Building software
913
914 This section describes some of the programming decisions that we made
915 when designing LilyPond.
916
917 @menu
918 * Music representation::
919 * What symbols to engrave?::
920 * Flexible architecture::
921 @end menu
922
923
924 @node Music representation
925 @unnumberedsubsec Music representation
926
927 @cindex syntax
928 @cindex recursive structures
929
930 Ideally, the input format for any high-level formatting system is
931 an abstract description of the content.  In this case, that would
932 be the music itself.  This poses a formidable problem: how can we
933 define what music really is? Instead of trying to find an answer,
934 we have reversed the question.  We write a program capable of
935 producing sheet music, and adjust the format to be as lean as
936 possible.  When the format can no longer be trimmed down, by
937 definition we are left with content itself.  Our program serves as
938 a formal definition of a music document.
939
940 The syntax is also the user-interface for LilyPond, hence it is
941 easy to type:
942
943 @example
944 @{
945   c'4 d'8
946 @}
947 @end example
948
949 @noindent
950 to create a quarter note on middle C (C1) and an eighth note on
951 the D above middle C (D1).
952
953 @lilypond[quote]
954 {
955   c'4 d'8
956 }
957 @end lilypond
958
959 On a microscopic scale, such syntax is easy to use.  On a larger
960 scale, syntax also needs structure.  How else can you enter
961 complex pieces like symphonies and operas?  The structure is
962 formed by the concept of music expressions: by combining small
963 fragments of music into larger ones, more complex music can be
964 expressed.  For example
965
966 @lilypond[quote,verbatim,fragment,relative=1]
967 f4
968 @end lilypond
969
970 @noindent
971 Simultaneous notes can be constructed by enclosing them with
972 @code{<<} and @code{>>}:
973
974 @example
975 <<c4 d4 e4>>
976 @end example
977
978 @lilypond[quote,fragment,relative=1]
979 \new Voice { <<c4 d4 e>> }
980 @end lilypond
981
982 @noindent
983 This expression is put in sequence by enclosing it in curly braces
984 @code{@{@tie{}@dots{}@tie{}@}}:
985
986 @example
987 @{ f4 <<c4 d4 e4>> @}
988 @end example
989
990 @lilypond[quote,relative=1,fragment]
991 { f4 <<c d e4>> }
992 @end lilypond
993
994 @noindent
995 The above is also an expression, and so it may be combined again
996 with another simultaneous expression (a half note) using
997 @code{<<}, @code{\\}, and @code{>>}:
998
999 @example
1000 << g2 \\ @{ f4 <<c4 d4 e4>> @} >>
1001 @end example
1002
1003 @lilypond[quote,fragment,relative=2]
1004 \new Voice { << g2 \\ { f4 <<c d e>> } >> }
1005 @end lilypond
1006
1007 Such recursive structures can be specified neatly and formally in
1008 a context-free grammar.  The parsing code is also generated from
1009 this grammar.  In other words, the syntax of LilyPond is clearly
1010 and unambiguously defined.
1011
1012 User-interfaces and syntax are what people see and deal with most.
1013 They are partly a matter of taste, and also the subject of much
1014 discussion.  Although discussions on taste do have their merit,
1015 they are not very productive.  In the larger picture of LilyPond,
1016 the importance of input syntax is small: inventing neat syntax is
1017 easy, while writing decent formatting code is much harder.  This
1018 is also illustrated by the line-counts for the respective
1019 components: parsing and representation take up less than 10% of
1020 the source code.
1021
1022 When designing the structures used in LilyPond, we made some different
1023 decisions than are apparent in other software. Consider the heirarchical
1024 nature of music notation:
1025
1026 @lilypond[quote,fragment]
1027 <<
1028 \new Staff \relative c'' {
1029   \key g \major
1030   \time 3/4
1031   d4 g,8 a b c d4 g, g
1032 }
1033 \new Staff \relative c' {
1034   \clef "bass"
1035   \key g \major
1036   <g b d>2 a4 b2.
1037 }
1038 >>
1039 @end lilypond
1040
1041 In this case, there are pitches grouped into chords that belong to
1042 measures, which belong to staves.  This resembles a tidy structure of
1043 nested boxes:
1044
1045 @quotation
1046 @iftex
1047 @sourceimage{pdf/nestedboxes,,4cm,}
1048 @end iftex
1049 @ifnottex
1050 @sourceimage{nestedboxes,,,png}
1051 @end ifnottex
1052 @end quotation
1053
1054 Unfortunately, the structure is tidy because it is based on some
1055 excessively restrictive assumptions.  This becomes apparent if we
1056 consider a more complicated musical example:
1057
1058 @lilypond[quote]
1059 \layout {
1060   \context {
1061     \Score
1062     \remove "Timing_translator"
1063     \remove "Default_bar_line_engraver"
1064   }
1065   \context {
1066     \Staff
1067     \consists "Timing_translator"
1068     \consists "Default_bar_line_engraver"
1069   }
1070 }
1071
1072 \new PianoStaff <<
1073   \new Staff = "RH" <<
1074     \new Voice = "I" \relative c''' {
1075       \time 3/4
1076       \voiceOne
1077       \times 6/7 {g8 g g g g g g}
1078       \oneVoice
1079       r4 <b,, fis' g bes> r4\fermata
1080     }
1081     \new Voice = "II" \relative c' {
1082       \voiceTwo
1083       c4
1084       \times 4/5 {
1085         <c ees>8 f g
1086         \change Staff = "LH" \oneVoice
1087         \stemUp g,( c}
1088       r4
1089       \override Stem #'cross-staff = ##t
1090       \override Stem #'length = #12
1091       <fis, b>) r\fermata
1092     }
1093   >>
1094   \new Staff = "LH" <<
1095     \new Voice = "III" \relative c' {
1096       \time 2/4
1097       \clef "bass"
1098       g4 \stopStaff s
1099       \startStaff s2*2
1100     }
1101   >>
1102 >>
1103 @end lilypond
1104
1105 In this example, staves start and stop at will, voices jump around
1106 between staves, and the staves have different time signatures.  Many
1107 software packages would struggle with reporducing this example because
1108 they are built on the nested box structure.  With LilyPond, on the other
1109 hand, we have tried to keep the input format and the structure as
1110 flexbile as possible.
1111
1112 @node What symbols to engrave?
1113 @unnumberedsubsec What symbols to engrave?
1114
1115 @cindex engraving
1116 @cindex typography
1117 @cindex engraver
1118 @cindex plug-in
1119
1120 The formatting process decides where to place symbols.  However,
1121 this can only be done once it is decided @emph{what} symbols
1122 should be printed -- in other words, what notation to use.
1123
1124 Common music notation is a system of recording music that has
1125 evolved over the past 1000 years.  The form that is now in common
1126 use dates from the early Renaissance.  Although the basic form
1127 (i.e., note heads on a 5-line staff) has not changed, the details
1128 still evolve to express the innovations of contemporary notation.
1129 Hence, common music notation encompasses some 500 years of music.
1130 Its applications range from monophonic melodies to monstrous
1131 counterpoints for a large orchestra.
1132
1133 How can we get a grip on such a seven-headed beast, and force it
1134 into the confines of a computer program?  Our solution is to break
1135 up the problem of notation (as opposed to engraving, i.e.,
1136 typography) into digestible and programmable chunks: every type of
1137 symbol is handled by a separate module, a so-called plug-in.  Each
1138 plug-in is completely modular and independent, so each can be
1139 developed and improved separately.  Such plug-ins are called
1140 @code{engraver}s, by analogy with craftsmen who translate musical
1141 ideas to graphic symbols.
1142
1143 In the following example, we start out with a plug-in for note
1144 heads, the @code{Note_heads_engraver}.
1145
1146 @lilypond[quote,ragged-right]
1147 \include "engraver-example.ily"
1148
1149 \score {
1150   \topVoice
1151   \layout {
1152     \context {
1153       \Voice
1154       \remove "Stem_engraver"
1155       \remove "Phrasing_slur_engraver"
1156       \remove "Slur_engraver"
1157       \remove "Script_engraver"
1158       \remove "Beam_engraver"
1159       \remove "Auto_beam_engraver"
1160     }
1161     \context {
1162       \Staff
1163       \remove "Accidental_engraver"
1164       \remove "Key_engraver"
1165       \remove "Clef_engraver"
1166       \remove "Bar_engraver"
1167       \remove "Time_signature_engraver"
1168       \remove "Staff_symbol_engraver"
1169       \consists "Pitch_squash_engraver"
1170     }
1171   }
1172 }
1173 @end lilypond
1174
1175 @noindent
1176 Then a @code{Staff_symbol_engraver} adds the staff,
1177
1178 @lilypond[quote,ragged-right]
1179 \include "engraver-example.ily"
1180
1181 \score {
1182   \topVoice
1183   \layout {
1184     \context {
1185       \Voice
1186       \remove "Stem_engraver"
1187       \remove "Phrasing_slur_engraver"
1188       \remove "Slur_engraver"
1189       \remove "Script_engraver"
1190       \remove "Beam_engraver"
1191       \remove "Auto_beam_engraver"
1192     }
1193     \context {
1194       \Staff
1195       \remove "Accidental_engraver"
1196       \remove "Key_engraver"
1197       \remove "Clef_engraver"
1198       \remove "Bar_engraver"
1199       \consists "Pitch_squash_engraver"
1200       \remove "Time_signature_engraver"
1201     }
1202   }
1203 }
1204 @end lilypond
1205
1206 @noindent
1207 the @code{Clef_engraver} defines a reference point for the staff,
1208
1209 @lilypond[quote,ragged-right]
1210 \include "engraver-example.ily"
1211
1212 \score {
1213   \topVoice
1214   \layout {
1215     \context {
1216       \Voice
1217       \remove "Stem_engraver"
1218       \remove "Phrasing_slur_engraver"
1219       \remove "Slur_engraver"
1220       \remove "Script_engraver"
1221       \remove "Beam_engraver"
1222       \remove "Auto_beam_engraver"
1223     }
1224     \context {
1225       \Staff
1226       \remove "Accidental_engraver"
1227       \remove "Key_engraver"
1228       \remove "Bar_engraver"
1229       \remove "Time_signature_engraver"
1230     }
1231   }
1232 }
1233 @end lilypond
1234
1235 @noindent
1236 and the @code{Stem_engraver} adds stems.
1237
1238 @lilypond[quote,ragged-right]
1239 \include "engraver-example.ily"
1240
1241 \score {
1242   \topVoice
1243   \layout {
1244     \context {
1245       \Voice
1246       \remove "Phrasing_slur_engraver"
1247       \remove "Slur_engraver"
1248       \remove "Script_engraver"
1249       \remove "Beam_engraver"
1250       \remove "Auto_beam_engraver"
1251     }
1252     \context {
1253       \Staff
1254       \remove "Accidental_engraver"
1255       \remove "Key_engraver"
1256       \remove "Bar_engraver"
1257       \remove "Time_signature_engraver"
1258     }
1259   }
1260 }
1261 @end lilypond
1262
1263 @noindent
1264 The @code{Stem_engraver} is notified of any note head coming
1265 along.  Every time one (or more, for a chord) note head is seen, a
1266 stem object is created and connected to the note head.  By adding
1267 engravers for beams, slurs, accents, accidentals, bar lines, time
1268 signature, and key signature, we get a complete piece of notation.
1269
1270 @lilypond[quote,ragged-right]
1271 \include "engraver-example.ily"
1272 \score { \topVoice }
1273 @end lilypond
1274
1275 @cindex polyphony
1276 @cindex engraving multiple voices
1277 @cindex contexts
1278
1279 This system works well for monophonic music, but what about
1280 polyphony?  In polyphonic notation, many voices can share a staff.
1281
1282 @lilypond[quote,ragged-right]
1283 \include "engraver-example.ily"
1284 \new Staff << \topVoice \\ \botVoice >>
1285 @end lilypond
1286
1287 In this situation, the accidentals and staff are shared, but the
1288 stems, slurs, beams, etc., are private to each voice.  Hence,
1289 engravers should be grouped.  The engravers for note heads, stems,
1290 slurs, etc., go into a group called @q{Voice context}, while the
1291 engravers for key, accidental, bar, etc., go into a group called
1292 @q{Staff context}.  In the case of polyphony, a single Staff
1293 context contains more than one Voice context.  Similarly, multiple
1294 Staff contexts can be put into a single Score context.  The Score
1295 context is the top level notation context.
1296
1297 @lilypond[quote,ragged-right]
1298 \include "engraver-example.ily"
1299 \score {
1300    <<
1301       \new Staff << \topVoice \\ \botVoice >>
1302       \new Staff << \pah \\ \hoom >>
1303    >>
1304 }
1305 @end lilypond
1306
1307 @seealso
1308 Internals Reference: @rinternals{Contexts}.
1309
1310 @node Flexible architecture
1311 @unnumberedsubsec Flexible architecture
1312
1313 When we started, we wrote the LilyPond program entirely in the C++
1314 programming language; the program's functionality was set in stone
1315 by the developers.  That proved to be unsatisfactory for a number
1316 of reasons:
1317
1318 @itemize
1319
1320 @item When LilyPond makes mistakes, users need to override
1321 formatting decisions.  Therefore, the user must have access to the
1322 formatting engine.  Hence, rules and settings cannot be fixed by
1323 us at compile-time but must be accessible for users at run-time.
1324
1325 @item Engraving is a matter of visual judgment, and therefore a
1326 matter of taste.  As knowledgeable as we are, users can disagree
1327 with our personal decisions.  Therefore, the definitions of
1328 typographical style must also be accessible to the user.
1329
1330 @item Finally, we continually refine the formatting algorithms, so
1331 we need a flexible approach to rules.  The C++ language forces a
1332 certain method of grouping rules that cannot readily be applied to
1333 formatting music notation.
1334
1335 @end itemize
1336
1337 @cindex Scheme programming language
1338
1339 These problems have been addressed by integrating an interpreter
1340 for the Scheme programming language and rewriting parts of
1341 LilyPond in Scheme.  The current formatting architecture is built
1342 around the notion of graphical objects, described by Scheme
1343 variables and functions.  This architecture encompasses formatting
1344 rules, typographical style and individual formatting decisions.
1345 The user has direct access to most of these controls.
1346
1347 Scheme variables control layout decisions.  For example, many
1348 graphical objects have a direction variable that encodes the
1349 choice between up and down (or left and right).  Here you see two
1350 chords, with accents and arpeggios.  In the first chord, the
1351 graphical objects have all directions down (or left).  The second
1352 chord has all directions up (right).
1353
1354 @lilypond[quote,ragged-right]
1355 \new Score \with {
1356    \override SpacingSpanner #'spacing-increment = #3
1357    \override TimeSignature #'transparent = ##t
1358 } \relative c' {
1359    \stemDown <e g b>4_>-\arpeggio
1360    \override Arpeggio #'direction = #RIGHT
1361    \stemUp <e g b>4^>-\arpeggio
1362 }
1363 @end lilypond
1364
1365 @cindex score formatting
1366 @cindex formatting a score
1367 @cindex formatting rules
1368
1369 @noindent
1370 The process of formatting a score consists of reading and writing
1371 the variables of graphical objects.  Some variables have a preset
1372 value.  For example, the thickness of many lines -- a
1373 characteristic of typographical style -- is a variable with a
1374 preset value.  You are free to alter this value, giving your score
1375 a different typographical impression.
1376
1377 @lilypond[quote,ragged-right]
1378 fragment = {
1379    \clef bass f8 as8
1380    c'4-~ c'16 as g f e16 g bes c' des'4
1381 }
1382 <<
1383    \new Staff \fragment
1384    \new Staff \with {
1385       \override Beam #'beam-thickness = #0.3
1386       \override Stem #'thickness = #0.5
1387       \override Bar #'thickness = #3.6
1388       \override Tie #'thickness = #2.2
1389       \override StaffSymbol #'thickness = #3.0
1390       \override Tie #'extra-offset = #'(0 .  0.3)
1391       }
1392       \fragment
1393 >>
1394 @end lilypond
1395
1396 Formatting rules are also preset variables: each object has
1397 variables containing procedures.  These procedures perform the
1398 actual formatting, and by substituting different ones, we can
1399 change the appearance of objects.  In the following example, the
1400 rule governing which note head objects are used to produce the
1401 note head symbol is changed during the music fragment.
1402
1403 @lilypond[quote,ragged-right]
1404 #(set-global-staff-size 30)
1405
1406 #(define (mc-squared grob orig current)
1407   (let* ((interfaces (ly:grob-interfaces grob))
1408          (pos (ly:grob-property grob 'staff-position)))
1409     (if (memq 'note-head-interface interfaces)
1410         (begin
1411           (ly:grob-set-property! grob 'stencil
1412             (grob-interpret-markup grob
1413               (make-lower-markup 0.5
1414                 (case pos
1415                   ((-5) "m")
1416                   ((-3) "c ")
1417                   ((-2) (make-smaller-markup (make-bold-markup "2")))
1418                   (else "bla")))))))))
1419
1420 \new Voice \relative c' {
1421   \stemUp
1422   \set autoBeaming = ##f
1423   \time 2/4
1424   <d f g>4
1425   \once \override NoteHead #'stencil = #note-head::brew-ez-stencil
1426   \once \override NoteHead #'font-size = #-7
1427   \once \override NoteHead #'font-family = #'sans
1428   \once \override NoteHead #'font-series = #'bold
1429   <d f g>4
1430   \once \override NoteHead #'style = #'cross
1431   <d f g>4
1432   \applyOutput #'Voice #mc-squared
1433   <d f g>4
1434   <<
1435     { d8[ es-( fis^^ g] fis2-) }
1436     \repeat unfold 5 { \applyOutput #'Voice #mc-squared s8 }
1437   >>
1438 }
1439 @end lilypond
1440
1441
1442
1443 @node Putting LilyPond to work
1444 @unnumberedsec Putting LilyPond to work
1445
1446 @cindex simple examples
1447 @cindex examples, simple
1448
1449 We have written LilyPond as an experiment of how to condense the
1450 art of music engraving into a computer program.  Thanks to all
1451 that hard work, the program can now be used to perform useful
1452 tasks.  The simplest application is printing notes.
1453
1454 @lilypond[quote,relative=1]
1455 {
1456   \time 2/4
1457   c4 c g'4 g a4 a g2
1458 }
1459 @end lilypond
1460
1461 @noindent
1462 By adding chord names and lyrics we obtain a lead sheet.
1463
1464 @lilypond[quote,ragged-right]
1465 <<
1466    \chords { c2 c f2 c }
1467    \new Staff
1468    \relative c' {
1469      \time 2/4
1470      c4 c g' g a a g2
1471    }
1472    \addlyrics { twin -- kle twin -- kle lit -- tle star }
1473 >>
1474 @end lilypond
1475
1476 Polyphonic notation and piano music can also be printed.  The
1477 following example combines some more exotic constructs.
1478
1479 @lilypond[quote,line-width=15.9\cm]
1480 \header {
1481   title = "Screech and boink"
1482   subtitle = "Random complex notation"
1483   composer = "Han-Wen Nienhuys"
1484 }
1485
1486 \score {
1487   \context PianoStaff <<
1488     \new Staff = "up" {
1489       \time 4/8
1490       \key c \minor
1491       << {
1492         \revert Stem #'direction
1493         \change Staff = down
1494         \set subdivideBeams = ##t
1495         g16.[
1496           \change Staff = up
1497           c'''32
1498           \change Staff = down
1499           g32
1500           \change Staff = up
1501           c'''32
1502           \change Staff = down
1503           g16]
1504         \change Staff = up
1505         \stemUp
1506         \set followVoice = ##t
1507         c'''32([ b''16 a''16 gis''16 g''32)]
1508       } \\ {
1509         s4 \times 2/3 { d'16[ f' g'] } as'32[ b''32 e'' d'']
1510       } \\ {
1511         s4 \autoBeamOff d''8.. f''32
1512       } \\ {
1513         s4 es''4
1514       } >>
1515     }
1516
1517     \new Staff = "down" {
1518       \clef bass
1519       \key c \minor
1520       \set subdivideBeams = ##f
1521       \override Stem  #'french-beaming = ##t
1522       \override Beam  #'beam-thickness = #0.3
1523       \override Stem  #'thickness = #4.0
1524       g'16[ b16 fis16 g16]
1525       << \makeClusters {
1526         as16 <as b>
1527         <g b>
1528         <g cis>
1529       } \\ {
1530         \override Staff.Arpeggio  #'arpeggio-direction =#down
1531         <cis, e, gis, b, cis>4\arpeggio
1532       }
1533     >> }
1534   >>
1535   \midi {
1536     \context {
1537       \Score
1538       tempoWholesPerMinute = #(ly:make-moment 60 8)
1539     }
1540   }
1541   \layout {
1542     \context {
1543       \Staff
1544       \consists Horizontal_bracket_engraver
1545     }
1546   }
1547 }
1548 @end lilypond
1549
1550 The fragments shown above have all been written by hand, but that
1551 is not a requirement.  Since the formatting engine is mostly
1552 automatic, it can serve as an output means for other programs that
1553 manipulate music.  For example, it can also be used to convert
1554 databases of musical fragments to images for use on websites and
1555 multimedia presentations.
1556
1557 This manual also shows an application: the input format is text, and can
1558 therefore be easily embedded in other text-based formats such as
1559 @LaTeX{}, HTML, or in the case of this manual, Texinfo.  Using the
1560 @command{lilypond-book} program, included with LilyPond, the input
1561 fragments can be replaced by music images in the resulting PDF or HTML
1562 output files.  Another example is the third-party OOoLilyPond extension
1563 for OpenOffice.org, which makes it extremely easy to embed musical
1564 examples in documents.
1565
1566 For more examples of LilyPond in action, full documentaion, and the
1567 software itself, see our main website: www.lilypond.org.
1568
1569 @page
1570 @node Engraved examples (BWV 861)
1571 @unnumberedsec Engraved examples (BWV 861)
1572
1573 This section contains four reference engravings and two
1574 software-engraved versions of Bach's Fugue in G minor from the
1575 Well-Tempered Clavier, Book I, BWV 861 (the last seven measures).
1576
1577 @noindent
1578 Bärenreiter BA5070 (Neue Ausgabe Sämtlicher Werke, Serie V, Band 6.1,
1579 1989):
1580
1581 @iftex
1582 @sourceimage{bwv861-baer,16cm,,}
1583 @end iftex
1584 @ifnottex
1585 @sourceimage{bwv861-baer-small,,,png}
1586 @end ifnottex
1587
1588 @noindent
1589 Bärenreiter BA5070 (Neue Ausgabe Sämtlicher Werke, Serie V, Band 6.1,
1590 1989), an alternate musical source.  Aside from the textual differences,
1591 this demonstrates slight variations in the engraving decisions, even
1592 from the same publisher and edition:
1593
1594 @iftex
1595 @sourceimage{bwv861-baer-alt,16cm,,}
1596 @end iftex
1597 @ifnottex
1598 @sourceimage{bwv861-baer-alt-small,,,png}
1599 @end ifnottex
1600
1601 @noindent
1602 Breitkopf & Härtel, edited by Ferruccio Busoni (Wiesbaden, 1894), also
1603 available from the Petrucci Music Library (IMSLP #22081).  The editorial
1604 markings (fingerings, articulations, etc.) have been removed for clearer
1605 comparison with the other editions here:
1606
1607 @iftex
1608 @sourceimage{bwv861-breitkopf,16cm,,}
1609 @end iftex
1610 @ifnottex
1611 @sourceimage{bwv861-breitkopf-small,,,png}
1612 @end ifnottex
1613
1614 @noindent
1615 Bach-Gesellschaft edition (Leipzig, 1866), available from the Petrucci
1616 Music Library (IMSPL #02221):
1617
1618 @iftex
1619 @sourceimage{bwv861-gessellschaft,16cm,,}
1620 @end iftex
1621 @ifnottex
1622 @sourceimage{bwv861-gessellschaft-small,,,png}
1623 @end ifnottex
1624
1625 @noindent
1626 Finale 2008:
1627
1628 @iftex
1629 @sourceimage{pdf/bwv861-finale2008a,,,}
1630 @end iftex
1631 @ifnottex
1632 @sourceimage{bwv861-finale2008a,,,png}
1633 @end ifnottex
1634
1635 @sp 4
1636 @noindent
1637 LilyPond, version @version{}:
1638
1639 @lilypond[staffsize=14.3,line-width=15.9\cm]
1640 global = {\key g \minor}
1641
1642 partI = \relative c' {
1643   \voiceOne
1644   fis8 d' ees g, fis4 g
1645   r8 a16 bes c8 bes16 a d8 r r4
1646   r2 r8 d16 ees f8 ees16 d
1647   ees4 ~ ees16 d c bes a4 r8 ees'16 d
1648   c8 d16 ees d8 e16 fis g8 fis16 g a4 ~
1649   a8 d, g f ees d c bes
1650   a2 g\fermata \bar "|."
1651 }
1652
1653 partII = \relative c' {
1654   \voiceTwo
1655   d4 r4 r8 d'16 c bes8 c16 d
1656   ees8 d c ees a, r r4
1657   r8 fis16 g a8 g16 fis g2 ~
1658   g2 r8 d' ees g,
1659   fis4 g r8 a16 bes c8 bes16 a
1660   bes4. <g b>8 <a c> r <d, g> r
1661   <ees g>4 <d fis> d2
1662 }
1663 partIII = \relative c' {
1664   \voiceOne
1665   r2 r8 d ees g, fis4 g r8 a16 bes c8 bes16 a
1666   bes2 ~ bes8 b16 a g8 a16 b
1667   c4 r r2
1668   R1
1669   r8 d ees g, fis4 g
1670   r8 a16 bes c8 bes16 a b2
1671 }
1672 partIV = \relative c {
1673   \voiceTwo
1674   d4 r r2
1675   r8 d ees g, fis4 a
1676   d,8 d'16 c bes8 c16 d ees2 ~
1677   ees8 ees16 d c8 d16 ees fis,8 a16 g fis8 g16 a
1678   d,8 d'16 c bes8 c16 d ees8 c a fis'
1679   g f ees d c bes a g
1680   c a d d, g2\fermata
1681 }
1682
1683 \score {
1684   <<
1685     % \set Score.barNumberVisibility = #all-bar-numbers-visible
1686     % required in 2.13
1687     \set Score.currentBarNumber = #28
1688     \bar ""
1689     \new PianoStaff <<
1690       \new Staff = "RH" <<
1691         \global
1692         \new Voice = "voiceI" { \partI }
1693         \new Voice = "voiceII" { \partII }
1694       >>
1695
1696       \new Staff = "LH" <<
1697         \clef "bass"
1698         \global
1699         \new Voice = "voiceIII" { \partIII }
1700         \new Voice = "voiceIV" { \partIV }
1701       >>
1702     >>
1703   >>
1704   \layout {
1705     \context {
1706       \Staff
1707       \remove "Time_signature_engraver"
1708     }
1709     \context {
1710       \PianoStaff
1711       \override StaffGrouper #'between-staff-spacing #'padding = #1
1712     }
1713   }
1714 }
1715 @end lilypond