lily/align-interface.cc

   1 /*
   2   This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
   3
   4   Copyright (C) 2000--2011 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
   5
   6   LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20 #include "align-interface.hh"
  21 #include "axis-group-interface.hh"
  22 #include "grob-array.hh"
  23 #include "hara-kiri-group-spanner.hh"
  24 #include "international.hh"
  25 #include "item.hh"
  26 #include "page-layout-problem.hh"
  27 #include "paper-book.hh"
  28 #include "paper-column.hh"
  29 #include "pointer-group-interface.hh"
  30 #include "spanner.hh"
  31 #include "skyline-pair.hh"
  32 #include "system.hh"
  33 #include "warn.hh"
  34
  35
  36 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Align_interface, align_to_minimum_distances, 1);
  37 SCM
  38 Align_interface::align_to_minimum_distances (SCM smob)
  39 {
  40   Grob *me = unsmob_grob (smob);
  41
  42   me->set_property ("positioning-done", SCM_BOOL_T);
  43
  44   SCM axis = scm_car (me->get_property ("axes"));
  45   Axis ax = Axis (scm_to_int (axis));
  46
  47   Align_interface::align_elements_to_minimum_distances (me, ax);
  48
  49   return SCM_BOOL_T;
  50 }
  51
  52 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Align_interface, align_to_ideal_distances, 1);
  53 SCM
  54 Align_interface::align_to_ideal_distances (SCM smob)
  55 {
  56   Grob *me = unsmob_grob (smob);
  57
  58   me->set_property ("positioning-done", SCM_BOOL_T);
  59
  60   Align_interface::align_elements_to_ideal_distances (me);
  61
  62   return SCM_BOOL_T;
  63 }
  64
  65 /* for each grob, find its upper and lower skylines. If the grob has
  66    an empty extent, delete it from the list instead. If the extent is
  67    non-empty but there is no skyline available (or pure is true), just
  68    create a flat skyline from the bounding box */
  69 // TODO(jneem): the pure and non-pure parts seem to share very little
  70 // code. Split them into 2 functions, perhaps?
  71 static void
  72 get_skylines (Grob *me,
  73               vector<Grob*> *const elements,
  74               Axis a,
  75               bool pure, int start, int end,
  76               vector<Skyline_pair> *const ret)
  77 {
  78   Grob *other_common = common_refpoint_of_array (*elements, me, other_axis (a));
  79
  80   for (vsize i = elements->size (); i--;)
  81     {
  82       Grob *g = (*elements)[i];
  83       Skyline_pair skylines;
  84
  85       if (!pure)
  86         {
  87           Skyline_pair *skys = Skyline_pair::unsmob (g->get_property (a == Y_AXIS
  88                                                                       ? "vertical-skylines"
  89                                                                       : "horizontal-skylines"));
  90           if (skys)
  91             skylines = *skys;
  92
  93           /* This skyline was calculated relative to the grob g. In order to compare it to
  94              skylines belonging to other grobs, we need to shift it so that it is relative
  95              to the common reference. */
  96           Real offset = g->relative_coordinate (other_common, other_axis (a));
  97           skylines.shift (offset);
  98         }
  99       else
 100         {
 101           assert (a == Y_AXIS);
 102           Interval extent = g->pure_height (g, start, end);
 103
 104           // This is a hack to get better accuracy on the pure-height of VerticalAlignment.
 105           // It's quite common for a treble clef to be the highest element of one system
 106           // and for a low note (or lyrics) to be the lowest note on another. The two will
 107           // never collide, but the pure-height stuff only works with bounding boxes, so it
 108           // doesn't know that. The result is a significant over-estimation of the pure-height,
 109           // especially on systems with many staves. To correct for this, we build a skyline
 110           // in two parts: the part we did above contains most of the grobs (note-heads, etc.)
 111           // while the bit we're about to do only contains the breakable grobs at the beginning
 112           // of the system. This way, the tall treble clefs are only compared with the treble
 113           // clefs of the other staff and they will be ignored if the staff above is, for example,
 114           // lyrics.
 115           if (Axis_group_interface::has_interface (g)
 116               && !Hara_kiri_group_spanner::request_suicide (g, start, end))
 117             {
 118               extent = Axis_group_interface::rest_of_line_pure_height (g, start, end);
 119               Interval begin_of_line_extent = Axis_group_interface::begin_of_line_pure_height (g, start);
 120               if (!begin_of_line_extent.is_empty ())
 121                 {
 122                   Box b;
 123                   b[a] = begin_of_line_extent;
 124                   b[other_axis (a)] = Interval (-infinity_f, -1);
 125                   skylines.insert (b, 0, other_axis (a));
 126                 }
 127             }
 128
 129           if (!extent.is_empty ())
 130             {
 131               Box b;
 132               b[a] = extent;
 133               b[other_axis (a)] = Interval (0, infinity_f);
 134               skylines.insert (b, 0, other_axis (a));
 135             }
 136         }
 137
 138       if (skylines.is_empty ())
 139         elements->erase (elements->begin () + i);
 140       else
 141         ret->push_back (skylines);
 142     }
 143   reverse (*ret);
 144 }
 145
 146 vector<Real>
 147 Align_interface::get_minimum_translations (Grob *me,
 148                                            vector<Grob*> const &all_grobs,
 149                                            Axis a)
 150 {
 151   return internal_get_minimum_translations (me, all_grobs, a, true, false, 0, 0);
 152 }
 153
 154 vector<Real>
 155 Align_interface::get_pure_minimum_translations (Grob *me,
 156                                                 vector<Grob*> const &all_grobs,
 157                                                 Axis a, int start, int end)
 158 {
 159   return internal_get_minimum_translations (me, all_grobs, a, true, true, start, end);
 160 }
 161
 162 vector<Real>
 163 Align_interface::get_minimum_translations_without_min_dist (Grob *me,
 164                                                             vector<Grob*> const &all_grobs,
 165                                                             Axis a)
 166 {
 167   return internal_get_minimum_translations (me, all_grobs, a, false, false, 0, 0);
 168 }
 169
 170 // If include_fixed_spacing is false, the only constraints that will be measured
 171 // here are those that result from collisions (+ padding) and minimum-distance
 172 // between adjacent staves.
 173 // If include_fixed_spacing is true, constraints from line-break-system-details,
 174 // basic-distance+stretchable=0, and staff-staff-spacing of spaceable staves
 175 // with loose lines in between, are included as well.
 176 // - If you want to find the minimum height of a system, include_fixed_spacing should be true.
 177 // - If you're going to actually lay out the page, then it should be false (or
 178 //   else centered dynamics will break when there is a fixed alignment).
 179 vector<Real>
 180 Align_interface::internal_get_minimum_translations (Grob *me,
 181                                                     vector<Grob*> const &all_grobs,
 182                                                     Axis a,
 183                                                     bool include_fixed_spacing,
 184                                                     bool pure, int start, int end)
 185 {
 186   if (!pure && a == Y_AXIS && dynamic_cast<Spanner*> (me) && !me->get_system ())
 187     me->programming_error ("vertical alignment called before line-breaking");
 188
 189   // If include_fixed_spacing is true, we look at things like system-system-spacing
 190   // and alignment-distances, which only make sense for the toplevel VerticalAlignment.
 191   // If we aren't toplevel, we're working on something like BassFigureAlignment
 192   // and so we definitely don't want to include alignment-distances!
 193   if (!dynamic_cast<System*> (me->get_parent (Y_AXIS)))
 194     include_fixed_spacing = false;
 195
 196   Direction stacking_dir = robust_scm2dir (me->get_property ("stacking-dir"),
 197                                            DOWN);
 198   vector<Grob*> elems (all_grobs); // writable copy
 199   vector<Skyline_pair> skylines;
 200
 201   get_skylines (me, &elems, a, pure, start, end, &skylines);
 202
 203   Real where = 0;
 204   Real default_padding = robust_scm2double (me->get_property ("padding"), 0.0);
 205   vector<Real> translates;
 206   Skyline down_skyline (stacking_dir);
 207   Real last_spaceable_element_pos = 0;
 208   Grob *last_spaceable_element = 0;
 209   Skyline last_spaceable_skyline (stacking_dir);
 210   int spaceable_count = 0;
 211   for (vsize j = 0; j < elems.size (); j++)
 212     {
 213       Real dy = 0;
 214       Real padding = default_padding;
 215
 216       if (j == 0)
 217         dy = skylines[j][-stacking_dir].max_height () + padding;
 218       else
 219         {
 220           SCM spec = Page_layout_problem::get_spacing_spec (elems[j-1], elems[j], pure, start, end);
 221           Page_layout_problem::read_spacing_spec (spec, &padding, ly_symbol2scm ("padding"));
 222
 223           dy = down_skyline.distance (skylines[j][-stacking_dir]) + padding;
 224
 225           Real min_distance = 0;
 226           if (Page_layout_problem::read_spacing_spec (spec, &min_distance, ly_symbol2scm ("minimum-distance")))
 227             dy = max (dy, min_distance);
 228
 229           if (include_fixed_spacing && Page_layout_problem::is_spaceable (elems[j]) && last_spaceable_element)
 230             {
 231               // Spaceable staves may have
 232               // constraints coming from the previous spaceable staff
 233               // as well as from the previous staff.
 234               spec = Page_layout_problem::get_spacing_spec (last_spaceable_element, elems[j], pure, start, end);
 235               Real spaceable_padding = 0;
 236               Page_layout_problem::read_spacing_spec (spec,
 237                                                       &spaceable_padding,
 238                                                       ly_symbol2scm ("padding"));
 239               dy = max(dy, (last_spaceable_skyline.distance (skylines[j][-stacking_dir])
 240                             + stacking_dir*(last_spaceable_element_pos - where) + spaceable_padding));
 241
 242               Real spaceable_min_distance = 0;
 243               if (Page_layout_problem::read_spacing_spec (spec,
 244                                                           &spaceable_min_distance,
 245                                                           ly_symbol2scm ("minimum-distance")))
 246                 dy = max (dy, spaceable_min_distance + stacking_dir*(last_spaceable_element_pos - where));
 247
 248               dy = max (dy, Page_layout_problem::get_fixed_spacing (last_spaceable_element, elems[j], spaceable_count,
 249                                                                     pure, start, end));
 250             }
 251         }
 252
 253       if (isinf (dy)) /* if the skyline is empty, maybe max_height is infinity_f */
 254         dy = 0.0;
 255
 256       dy = max (0.0, dy);
 257       down_skyline.raise (-stacking_dir * dy);
 258       down_skyline.merge (skylines[j][stacking_dir]);
 259       where += stacking_dir * dy;
 260       translates.push_back (where);
 261
 262       if (Page_layout_problem::is_spaceable (elems[j]))
 263         {
 264           spaceable_count++;
 265           last_spaceable_element = elems[j];
 266           last_spaceable_element_pos = where;
 267           last_spaceable_skyline = down_skyline;
 268         }
 269     }
 270
 271   // So far, we've computed the translates for all the non-empty elements.
 272   // Here, we set the translates for the empty elements: an empty element
 273   // gets the same translation as the last non-empty element before it.
 274   vector<Real> all_translates;
 275   if (!translates.empty ())
 276     {
 277       Real w = translates[0];
 278       for  (vsize i = 0, j = 0; j < all_grobs.size (); j++)
 279         {
 280           if (i < elems.size () && all_grobs[j] == elems[i])
 281             w = translates[i++];
 282           all_translates.push_back (w);
 283         }
 284     }
 285   return all_translates;
 286 }
 287
 288 void
 289 Align_interface::align_elements_to_ideal_distances (Grob *me)
 290 {
 291   System *sys = me->get_system ();
 292   if (sys)
 293     {
 294       Page_layout_problem layout (NULL, SCM_EOL, scm_list_1 (sys->self_scm ()));
 295       layout.solution (true);
 296     }
 297   else
 298     programming_error ("vertical alignment called before line breaking");
 299 }
 300
 301 void
 302 Align_interface::align_elements_to_minimum_distances (Grob *me, Axis a)
 303 {
 304   extract_grob_set (me, "elements", all_grobs);
 305
 306   vector<Real> translates = get_minimum_translations (me, all_grobs, a);
 307   if (translates.size ())
 308     for (vsize j = 0; j < all_grobs.size (); j++)
 309       all_grobs[j]->translate_axis (translates[j], a);
 310 }
 311
 312 Real
 313 Align_interface::get_pure_child_y_translation (Grob *me, Grob *ch, int start, int end)
 314 {
 315   extract_grob_set (me, "elements", all_grobs);
 316   vector<Real> translates = get_pure_minimum_translations (me, all_grobs, Y_AXIS, start, end);
 317
 318   if (translates.size ())
 319     {
 320       for (vsize i = 0; i < all_grobs.size (); i++)
 321         if (all_grobs[i] == ch)
 322           return translates[i];
 323     }
 324   else
 325     return 0;
 326
 327   programming_error ("tried to get a translation for something that is no child of mine");
 328   return 0;
 329 }
 330
 331 Axis
 332 Align_interface::axis (Grob *me)
 333 {
 334   return Axis (scm_to_int (scm_car (me->get_property ("axes"))));
 335 }
 336
 337 void
 338 Align_interface::add_element (Grob *me, Grob *element)
 339 {
 340   Axis a = Align_interface::axis (me);
 341   SCM sym = axis_offset_symbol (a);
 342   SCM proc = axis_parent_positioning (a);
 343
 344   element->set_property (sym, proc);
 345   Axis_group_interface::add_element (me, element);
 346 }
 347
 348 void
 349 Align_interface::set_ordered (Grob *me)
 350 {
 351   SCM ga_scm = me->get_object ("elements");
 352   Grob_array *ga = unsmob_grob_array (ga_scm);
 353   if (!ga)
 354     {
 355       ga_scm = Grob_array::make_array ();
 356       ga = unsmob_grob_array (ga_scm);
 357       me->set_object ("elements", ga_scm);
 358     }
 359
 360   ga->set_ordered (true);
 361 }
 362
 363 ADD_INTERFACE (Align_interface,
 364                "Order grobs from top to bottom, left to right, right to left"
 365                " or bottom to top.  For vertical alignments of staves, the"
 366                " @code{break-system-details} of the left"
 367                " @rinternals{NonMusicalPaperColumn} may be set to tune"
 368                " vertical spacing.",
 369
 370                /* properties */
 371                "align-dir "
 372                "axes "
 373                "elements "
 374                "padding "
 375                "positioning-done "
 376                "stacking-dir "
 377                );