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
  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 (Score_element*me, Score_element*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_elt_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 (Score_element*me)
  54 {
  55   int m = 0;
  56   for (SCM s = me->get_elt_property ("stems"); gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
  57     {
  58       Score_element * 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   Score_element * 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 (Score_element*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       Score_element *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_elt_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_elt_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 (Score_element*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       Score_element *s = stems[i];
 155       SCM force = s->remove_elt_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 (Score_element*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 (Score_element*me, String gap_str, bool interstaff_b)
 177 {
 178   bool knee_b = false;
 179   int knee_y = 0;
 180   SCM gap = me->get_elt_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_elt_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 (Score_element*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_elt_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_elt_property ("shorten")))
 265         s->set_elt_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   Score_element * 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_elt_property ("height-hs");
 308   if (gh_number_p (s))
 309     {
 310       dy = gh_scm2double (s) * half_space;
 311     }
 312   me->set_elt_property ("height", gh_double2scm (dy));
 313
 314   /* check for user-override of y */
 315   s = me->remove_elt_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_elt_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 (Score_element*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 (Score_element*me, Real y, Real dy)
 394 {
 395   /* first, calculate y, dy */
 396   /*
 397     steep slope running against lengthened stem is suspect
 398   */
 399   Real ss = me->paper_l ()->get_var ("staffspace");
 400   Real first_ideal = Stem::calc_stem_info (first_visible_stem (me)).idealy_f_;
 401   Real last_ideal = Stem::calc_stem_info (last_visible_stem (me)).idealy_f_;
 402   Real lengthened = gh_scm2double (me->get_elt_property ("outer-stem-length-limit")) * ss;
 403   Real steep = gh_scm2double (me->get_elt_property ("slope-limit"));
 404
 405   // ugh -> use commonx
 406   Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 407   Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 408
 409   if (((y - first_ideal > lengthened) && (dydx > steep))
 410       || ((y + dy - last_ideal > lengthened) && (dydx < -steep)))
 411     {
 412       return true;
 413     }
 414   return false;
 415 }
 416
 417 /*
 418   This neat trick is by Werner Lemberg,
 419   damped = tanh (slope)
 420   corresponds with some tables in [Wanske]
 421 */
 422 Real
 423 Beam::calc_slope_damping_f (Score_element*me,Real dy)
 424 {
 425   SCM damp = me->get_elt_property ("damping");
 426   int damping = gh_scm2int (damp);
 427
 428   if (damping)
 429     {
 430   // ugh -> use commonx
 431       Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS)
 432         - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 433       Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 434       dydx = 0.6 * tanh (dydx) / damping;
 435       return dydx * dx;
 436     }
 437   return dy;
 438 }
 439
 440 Real
 441 Beam::calc_stem_y_f (Score_element*me,Item* s, Real y, Real dy)
 442 {
 443   int beam_multiplicity = get_multiplicity (me);
 444   int stem_multiplicity = (Stem::flag_i (s) - 2) >? 0;
 445
 446   Real staffspace = me->paper_l ()->get_var ("staffspace");
 447
 448   SCM space_proc = me->get_elt_property ("space-function");
 449   SCM space = gh_call1 (space_proc, gh_int2scm (beam_multiplicity));
 450
 451   Real thick = gh_scm2double (me->get_elt_property ("thickness")) *staffspace;
 452   Real interbeam_f = gh_scm2double (space) * staffspace;
 453
 454   // ugh -> use commonx
 455   Real x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 456   Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 457   Real stem_y = (dy && dx ? (s->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0) / dx * dy : 0) + y;
 458
 459   /* knee */
 460    Direction dir  = Directional_element_interface::get (me);
 461    Direction sdir = Directional_element_interface::get (s);
 462
 463     /* knee */
 464    if (dir!= sdir)
 465       {
 466        stem_y -= dir
 467         * (thick / 2 + (beam_multiplicity - 1) * interbeam_f);
 468
 469
 470
 471       // huh, why not for first visible?
 472        if (Staff_symbol_referencer::staff_symbol_l (s)
 473            != Staff_symbol_referencer::staff_symbol_l (last_visible_stem (me)))
 474          stem_y += Directional_element_interface::get (me)
 475            * (beam_multiplicity - stem_multiplicity) * interbeam_f;
 476       }
 477
 478   return stem_y;
 479 }
 480
 481 Real
 482 Beam::check_stem_length_f (Score_element*me,Real y, Real dy)
 483 {
 484   Real shorten = 0;
 485   Real lengthen = 0;
 486   Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
 487
 488   Link_array<Item> stems=
 489     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 490
 491   for (int i=0; i < stems.size(); i++)
 492     {
 493       Item* s = stems[i];
 494       if (Stem::invisible_b (s))
 495         continue;
 496
 497       Real stem_y = calc_stem_y_f (me, s, y, dy);
 498
 499       stem_y *= dir;
 500       Stem_info info = Stem::calc_stem_info (s);
 501
 502       // if (0 > info.maxy_f_ - stem_y)
 503       shorten = shorten <? info.maxy_f_ - stem_y;
 504       // if (0 < info.miny_f_ - stem_y)
 505       lengthen = lengthen >? info.miny_f_ - stem_y;
 506     }
 507
 508   if (lengthen && shorten)
 509     warning (_ ("weird beam vertical offset"));
 510
 511   /* when all stems are too short, normal stems win */
 512   return dir * ((shorten) ?  shorten : lengthen);
 513 }
 514
 515 /*
 516   Hmm.  At this time, beam position and slope are determined.  Maybe,
 517   stem directions and length should set to relative to the chord's
 518   position of the beam.  */
 519 void
 520 Beam::set_stem_length (Score_element*me,Real y, Real dy)
 521 {
 522   Real half_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me)/2;
 523   Link_array<Item> stems=
 524     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 525
 526
 527   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 528     {
 529       Item* s = stems[i];
 530       if (Stem::invisible_b (s))
 531         continue;
 532
 533       Real stem_y = calc_stem_y_f (me, s, y, dy);
 534
 535       /* caution: stem measures in staff-positions */
 536       Stem::set_stemend (s,(stem_y + calc_interstaff_dist (s, dynamic_cast<Spanner*> (me))) / half_space);
 537     }
 538 }
 539
 540 /*
 541   [Ross] (simplification of)
 542   Set dy complying with:
 543     - zero
 544     - thick / 2 + staffline_f / 2
 545     - thick + staffline_f
 546   + n * staff_space
 547 */
 548 Real
 549 Beam::quantise_dy_f (Score_element*me,Real dy)
 550 {
 551   Array<Real> a;
 552
 553   SCM proc = me->get_elt_property ("height-quants");
 554   SCM quants = gh_call2 (proc, me->self_scm (),
 555                          gh_double2scm (me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness")
 556                                         / me->paper_l ()->get_var ("staffspace")));
 557
 558
 559   for (SCM s = quants; gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
 560     a.push (gh_scm2double (gh_car (s)));
 561
 562   if (a.size () <= 1)
 563     return dy;
 564
 565   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 566
 567   Interval iv = quantise_iv (a, abs (dy)/staff_space) * staff_space;
 568   Real q = (abs (dy) - iv[SMALLER] <= iv[BIGGER] - abs (dy))
 569     ? iv[SMALLER]
 570     : iv[BIGGER];
 571
 572   return q * sign (dy);
 573 }
 574
 575 /*
 576   Prevent interference from stafflines and beams.
 577   See Documentation/tex/fonts.doc
 578
 579   We only need to quantise the (left) y-position of the beam,
 580   since dy is quantised too.
 581   if extend_b then stems must *not* get shorter
 582  */
 583 Real
 584 Beam::quantise_y_f (Score_element*me,Real y, Real dy, int quant_dir)
 585 {
 586   int multiplicity = get_multiplicity (me);
 587
 588   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 589   Real thick = me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
 590
 591
 592   SCM proc = me->get_elt_property ("vertical-position-quant-function");
 593   SCM quants = scm_apply (proc,
 594                           me->self_scm (),
 595                           gh_list (gh_int2scm (multiplicity),
 596                                    gh_double2scm (dy/staff_space),
 597                                    gh_double2scm (thick/staff_space),
 598                                    SCM_EOL, SCM_UNDEFINED));
 599
 600   Array<Real> a;
 601
 602   for (; gh_pair_p (quants); quants = gh_cdr (quants))
 603     a.push (gh_scm2double (gh_car (quants)));
 604
 605   if (a.size () <= 1)
 606     return y;
 607
 608   Real up_y = Directional_element_interface::get (me) * y;
 609   Interval iv = quantise_iv (a, up_y/staff_space) * staff_space;
 610
 611   Real q = up_y - iv[SMALLER] <= iv[BIGGER] - up_y
 612     ? iv[SMALLER] : iv[BIGGER];
 613   if (quant_dir)
 614     q = iv[(Direction)quant_dir];
 615
 616   return q * Directional_element_interface::get (me);
 617 }
 618
 619 void
 620 Beam::set_beaming (Score_element*me,Beaming_info_list *beaming)
 621 {
 622   Link_array<Score_element> stems=
 623     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Score_element*)0, "stems");
 624
 625   Direction d = LEFT;
 626   for (int i=0; i  < stems.size(); i++)
 627     {
 628       do
 629         {
 630           if (Stem::beam_count (stems[i], d) == 0)
 631             Stem::set_beaming ( stems[i], beaming->infos_.elem (i).beams_i_drul_[d],d);
 632         }
 633       while (flip (&d) != LEFT);
 634     }
 635 }
 636
 637
 638
 639 /*
 640   beams to go with one stem.
 641
 642   FIXME: clean me up.
 643   */
 644 Molecule
 645 Beam::stem_beams (Score_element*me,Item *here, Item *next, Item *prev)
 646 {
 647   // ugh -> use commonx
 648   if ((next && !(next->relative_coordinate (0, X_AXIS) > here->relative_coordinate (0, X_AXIS))) ||
 649       (prev && !(prev->relative_coordinate (0, X_AXIS) < here->relative_coordinate (0, X_AXIS))))
 650       programming_error ("Beams are not left-to-right");
 651
 652   Real staffline_f = me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
 653   int multiplicity = get_multiplicity (me);
 654   Real staffspace =me->paper_l ()->get_var ("staffspace");
 655
 656   SCM space_proc = me->get_elt_property ("space-function");
 657   SCM space = gh_call1 (space_proc, gh_int2scm (multiplicity));
 658
 659   Real thick = gh_scm2double (me->get_elt_property ("thickness")) *staffspace;
 660   Real interbeam_f = gh_scm2double (space) * staffspace;
 661
 662   Real bdy = interbeam_f;
 663   Real stemdx = staffline_f;
 664
 665     // ugh -> use commonx
 666   Real dx = visible_stem_count (me) ?
 667     last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS)
 668     : 0.0;
 669   Real dy = gh_scm2double (me->get_elt_property ("height"));
 670   Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 671
 672   Molecule leftbeams;
 673   Molecule rightbeams;
 674
 675   Real nw_f;
 676   if (!Stem::first_head (here))
 677     nw_f = 0;
 678   else {
 679     int t = Stem::type_i (here);
 680
 681     SCM proc = me->get_elt_property ("flag-width-function");
 682     SCM result = gh_call1 (proc, gh_int2scm (t));
 683     nw_f = gh_scm2double (result) * staffspace;
 684   }
 685
 686
 687   Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
 688
 689   /* half beams extending to the left. */
 690   if (prev)
 691     {
 692       int lhalfs= lhalfs = Stem::beam_count (here,LEFT) - Stem::beam_count (prev,RIGHT);
 693       int lwholebeams= Stem::beam_count (here,LEFT) <? Stem::beam_count (prev,RIGHT) ;
 694       /*
 695        Half beam should be one note-width,
 696        but let's make sure two half-beams never touch
 697        */
 698       Real w = here->relative_coordinate (0, X_AXIS) - prev->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 699       w = w/2 <? nw_f;
 700       Molecule a;
 701       if (lhalfs)               // generates warnings if not
 702         a =  me->lookup_l ()->beam (dydx, w, thick);
 703       a.translate (Offset (-w, -w * dydx));
 704       for (int j = 0; j  < lhalfs; j++)
 705         {
 706           Molecule b (a);
 707           b.translate_axis (-dir * bdy * (lwholebeams+j), Y_AXIS);
 708           leftbeams.add_molecule (b);
 709         }
 710     }
 711
 712   if (next)
 713     {
 714       int rhalfs  = Stem::beam_count (here,RIGHT) - Stem::beam_count (next,LEFT);
 715       int rwholebeams= Stem::beam_count (here,RIGHT) <? Stem::beam_count (next,LEFT) ;
 716
 717       Real w = next->relative_coordinate (0, X_AXIS) - here->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 718       Molecule a = me->lookup_l ()->beam (dydx, w + stemdx, thick);
 719       a.translate_axis( - stemdx/2, X_AXIS);
 720       int j = 0;
 721       Real gap_f = 0;
 722
 723       SCM gap = me->get_elt_property ("gap");
 724       if (gh_number_p (gap))
 725         {
 726           int gap_i = gh_scm2int ( (gap));
 727           int nogap = rwholebeams - gap_i;
 728
 729           for (; j  < nogap; j++)
 730             {
 731               Molecule b (a);
 732               b.translate_axis (-dir  * bdy * j, Y_AXIS);
 733               rightbeams.add_molecule (b);
 734             }
 735           // TODO: notehead widths differ for different types
 736           gap_f = nw_f / 2;
 737           w -= 2 * gap_f;
 738           a = me->lookup_l ()->beam (dydx, w + stemdx, thick);
 739         }
 740
 741       for (; j  < rwholebeams; j++)
 742         {
 743           Molecule b (a);
 744           b.translate (Offset (Stem::invisible_b (here) ? 0 : gap_f, -dir * bdy * j));
 745           rightbeams.add_molecule (b);
 746         }
 747
 748       w = w/2 <? nw_f;
 749       if (rhalfs)
 750         a = me->lookup_l ()->beam (dydx, w, thick);
 751
 752       for (; j  < rwholebeams + rhalfs; j++)
 753         {
 754           Molecule b (a);
 755           b.translate_axis (- dir * bdy * j, Y_AXIS);
 756           rightbeams.add_molecule (b);
 757         }
 758
 759     }
 760   leftbeams.add_molecule (rightbeams);
 761
 762   /*
 763     Does beam quanting think  of the asymetry of beams?
 764     Refpoint is on bottom of symbol. (FIXTHAT) --hwn.
 765    */
 766   return leftbeams;
 767 }
 768
 769 MAKE_SCHEME_CALLBACK(Beam,brew_molecule,1);
 770 SCM
 771 Beam::brew_molecule (SCM smob)
 772 {
 773   Score_element * me =unsmob_element (smob);
 774
 775   Molecule mol;
 776   if (!gh_pair_p (me->get_elt_property ("stems")))
 777     return SCM_EOL;
 778   Real x0,dx;
 779   Link_array<Item>stems =
 780     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*) 0, "stems");
 781   if (visible_stem_count (me))
 782     {
 783   // ugh -> use commonx
 784       x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 785       dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 786     }
 787   else
 788     {
 789       x0 = stems[0]->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 790       dx = stems.top()->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 791     }
 792
 793
 794   Real dy = gh_scm2double (me->get_elt_property ("height"));
 795   Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 796   Real y = gh_scm2double (me->get_elt_property ("y-position"));
 797
 798
 799   for (int j=0; j <stems.size  (); j++)
 800     {
 801       Item *i = stems[j];
 802       Item * prev = (j > 0)? stems[j-1] : 0;
 803       Item * next = (j < stems.size()-1) ? stems[j+1] :0;
 804
 805       Molecule sb = stem_beams (me, i, next, prev);
 806       Real x = i->relative_coordinate (0, X_AXIS)-x0;
 807       sb.translate (Offset (x, x * dydx + y));
 808       mol.add_molecule (sb);
 809     }
 810   mol.translate_axis (x0
 811     - dynamic_cast<Spanner*> (me)->get_bound (LEFT)->relative_coordinate (0, X_AXIS), X_AXIS);
 812
 813   return mol.create_scheme ();
 814 }
 815
 816 int
 817 Beam::forced_stem_count (Score_element*me)
 818 {
 819   Link_array<Item>stems =
 820     Pointer_group_interface__extract_elements ( me, (Item*) 0, "stems");
 821   int f = 0;
 822   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 823     {
 824       Item *s = stems[i];
 825
 826       if (Stem::invisible_b (s))
 827         continue;
 828
 829       if (((int)Stem::chord_start_f (s))
 830         && (Stem::get_direction (s ) != Stem::get_default_dir (s )))
 831         f++;
 832     }
 833   return f;
 834 }
 835
 836
 837
 838
 839 /* TODO:
 840    use filter and standard list functions.
 841  */
 842 int
 843 Beam::visible_stem_count (Score_element*me)
 844 {
 845   Link_array<Item>stems =
 846     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*) 0, "stems");
 847   int c = 0;
 848   for (int i = stems.size (); i--;)
 849     {
 850       if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
 851         c++;
 852     }
 853   return c;
 854 }
 855
 856 Item*
 857 Beam::first_visible_stem(Score_element*me)
 858 {
 859   Link_array<Item>stems =
 860     Pointer_group_interface__extract_elements ( me, (Item*) 0, "stems");
 861
 862   for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
 863     {
 864       if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
 865         return stems[i];
 866     }
 867   return 0;
 868 }
 869
 870 Item*
 871 Beam::last_visible_stem(Score_element*me)
 872 {
 873   Link_array<Item>stems =
 874     Pointer_group_interface__extract_elements ( me, (Item*) 0, "stems");
 875   for (int i = stems.size (); i--;)
 876     {
 877       if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
 878         return stems[i];
 879     }
 880   return 0;
 881 }
 882
 883
 884 /*
 885   [TODO]
 886   handle rest under beam (do_post: beams are calculated now)
 887   what about combination of collisions and rest under beam.
 888
 889   Should lookup
 890
 891     rest -> stem -> beam -> interpolate_y_position ()
 892 */
 893 MAKE_SCHEME_CALLBACK(Beam,rest_collision_callback,2);
 894 SCM
 895 Beam::rest_collision_callback (SCM element_smob, SCM axis)
 896 {
 897   Score_element *rest = unsmob_element (element_smob);
 898   Axis a = (Axis) gh_scm2int (axis);
 899
 900   assert (a == Y_AXIS);
 901
 902   Score_element * st = unsmob_element (rest->get_elt_property ("stem"));
 903   Score_element * stem = st;
 904   if (!stem)
 905     return gh_double2scm (0.0);
 906   Score_element * beam = unsmob_element (stem->get_elt_property ("beam"));
 907   if (!beam || !Beam::has_interface (beam) || !Beam::visible_stem_count (beam))
 908     return gh_double2scm (0.0);
 909
 910   // make callback for rest from this.
 911   Real beam_dy = 0;
 912   Real beam_y = 0;
 913
 914
 915   // todo: make sure this calced already.
 916   SCM s = beam->get_elt_property ("height");
 917   if (gh_number_p (s))
 918     beam_dy = gh_scm2double (s);
 919
 920   s = beam->get_elt_property ("y-position");
 921   if (gh_number_p (s))
 922     beam_y = gh_scm2double (s);
 923
 924   // ugh -> use commonx
 925   Real x0 = first_visible_stem(beam)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 926   Real dx = last_visible_stem(beam)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 927   Real dydx = beam_dy && dx ? beam_dy/dx : 0;
 928
 929   Direction d = Stem::get_direction (stem);
 930   Real beamy = (stem->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0) * dydx + beam_y;
 931
 932   Real staff_space =   Staff_symbol_referencer::staff_space (rest);
 933
 934
 935   Real rest_dim = rest->extent (rest, Y_AXIS)[d]*2.0 / staff_space ; // refp??
 936
 937   Real minimum_dist
 938     = gh_scm2double (rest->get_elt_property ("minimum-beam-collision-distance"));
 939   Real dist =
 940     minimum_dist +  -d  * (beamy - rest_dim) >? 0;
 941
 942   int stafflines = Staff_symbol_referencer::line_count (rest);
 943
 944   // move discretely by half spaces.
 945   int discrete_dist = int (ceil (dist));
 946
 947   // move by whole spaces inside the staff.
 948   if (discrete_dist < stafflines+1)
 949     discrete_dist = int (ceil (discrete_dist / 2.0)* 2.0);
 950
 951   return gh_double2scm  (-d *  discrete_dist);
 952 }
 953
 954
 955 bool
 956 Beam::has_interface (Score_element*me)
 957 {
 958   return me->has_interface (ly_symbol2scm ("beam-interface"));
 959 }
 960
 961 void
 962 Beam::set_interface (Score_element*me)
 963 {
 964   /*
 965     why the init? No way to tell difference between default and user
 966     override.  */
 967   me->set_elt_property ("height", gh_int2scm (0)); // ugh.
 968   me->set_elt_property ("y-position" ,gh_int2scm (0));
 969   me->set_interface (ly_symbol2scm("beam-interface"));
 970 }