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.
  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 gi (me, "stems");
  43   gi.add_element (s);
  44
  45   s->add_dependency (me);
  46
  47   assert (!Stem::beam_l (s));
  48   s->set_elt_property ("beam", me->self_scm_);
  49
  50   add_bound_item (dynamic_cast<Spanner*> (me), dynamic_cast<Item*> (s));
  51 }
  52
  53 int
  54 Beam::get_multiplicity (Score_element*me)
  55 {
  56   int m = 0;
  57   for (SCM s = me->get_elt_property ("stems"); gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
  58     {
  59       Score_element * sc = unsmob_element (gh_car (s));
  60
  61       if (Stem::has_interface (sc))
  62         m = m >? Stem::beam_count (sc,LEFT) >? Stem::beam_count (sc,RIGHT);
  63     }
  64   return m;
  65 }
  66
  67 /*
  68   After pre-processing all directions should be set.
  69   Several post-processing routines (stem, slur, script) need stem/beam
  70   direction.
  71   Currenly, this means that beam has set all stem's directions.
  72   [Alternatively, stems could set its own directions, according to
  73    their beam, during 'final-pre-processing'.]
  74  */
  75 MAKE_SCHEME_CALLBACK(Beam,before_line_breaking);
  76 SCM
  77 Beam::before_line_breaking (SCM smob)
  78 {
  79   Score_element * me =  unsmob_element (smob);
  80
  81   // Why?
  82   if (visible_stem_count (me) < 2)
  83     {
  84       warning (_ ("beam has less than two stems"));
  85     }
  86
  87   if (!Directional_element_interface (me).get ())
  88     Directional_element_interface (me).set (get_default_dir (me));
  89
  90   auto_knees (me);
  91   set_stem_directions (me);
  92   set_stem_shorten (me);
  93
  94   return SCM_EOL;
  95 }
  96
  97 /*
  98  FIXME
  99  */
 100 Direction
 101 Beam::get_default_dir (Score_element*me)
 102 {
 103   Drul_array<int> total;
 104   total[UP]  = total[DOWN] = 0;
 105   Drul_array<int> count;
 106   count[UP]  = count[DOWN] = 0;
 107   Direction d = DOWN;
 108
 109   Link_array<Item> stems=
 110         Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 111
 112   for (int i=0; i <stems.size (); i++)
 113     do { // HUH -- waar slaat dit op?
 114       Score_element *s = stems[i];
 115       Direction sd = Directional_element_interface (s).get ();
 116       int current = sd  ? (1 + d * sd)/2
 117         : Stem::get_center_distance (s, (Direction)-d);
 118
 119       if (current)
 120         {
 121           total[d] += current;
 122           count[d] ++;
 123         }
 124
 125     } while (flip(&d) != DOWN);
 126
 127
 128   SCM s = scm_eval (gh_list (ly_symbol2scm ("beam-dir-algorithm"),
 129                              ly_quote_scm (gh_cons (gh_int2scm (count[UP]),
 130                                                     gh_int2scm (count[DOWN]))),
 131                              ly_quote_scm (gh_cons (gh_int2scm (total[UP]),
 132                                                     gh_int2scm (total[DOWN]))),
 133                              SCM_UNDEFINED));
 134   if (gh_number_p (s) && gh_scm2int (s))
 135     return to_dir (s);
 136
 137   /*
 138     If dir is not determined: get default
 139   */
 140   return to_dir (me->get_elt_property ("default-neutral-direction"));
 141 }
 142
 143
 144 /*
 145   Set all stems with non-forced direction to beam direction.
 146   Urg: non-forced should become `without/with unforced' direction,
 147        once stem gets cleaned-up.
 148  */
 149 void
 150 Beam::set_stem_directions (Score_element*me)
 151 {
 152   Link_array<Item> stems
 153     =Pointer_group_interface__extract_elements (me,  (Item*) 0, "stems");
 154   Direction d = Directional_element_interface (me).get ();
 155
 156   for (int i=0; i <stems.size (); i++)
 157     {
 158       Score_element *s = stems[i];
 159       SCM force = s->remove_elt_property ("dir-forced");
 160       if (!gh_boolean_p (force) || !gh_scm2bool (force))
 161         Directional_element_interface (s).set (d);
 162     }
 163 }
 164
 165 void
 166 Beam::auto_knees (Score_element*me)
 167 {
 168   if (!auto_knee (me,"auto-interstaff-knee-gap", true))
 169     auto_knee (me, "auto-knee-gap", false);
 170 }
 171
 172 /*
 173   Simplistic auto-knees; only consider vertical gap between two
 174   adjacent chords.
 175
 176   `Forced' stem directions are ignored.  If you don't want auto-knees,
 177   don't set, or unset autoKneeGap/autoInterstaffKneeGap.
 178  */
 179 bool
 180 Beam::auto_knee (Score_element*me, String gap_str, bool interstaff_b)
 181 {
 182   bool knee_b = false;
 183   int knee_y = 0;
 184   SCM gap = me->get_elt_property (gap_str.ch_C());
 185
 186   Direction d = Directional_element_interface (me).get ();
 187       Link_array<Item> stems=
 188         Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 189
 190   if (gh_number_p (gap))
 191     {
 192       Spanner*sp = dynamic_cast<Spanner*> (me);
 193       int auto_gap_i = gh_scm2int (gap);
 194       for (int i=1; i < stems.size (); i++)
 195         {
 196           bool is_b = (bool)(calc_interstaff_dist (stems[i], sp)
 197             - calc_interstaff_dist (stems[i-1], sp));
 198           int l_y = (int)(Stem::head_positions(stems[i-1])[d])
 199             + (int)calc_interstaff_dist (stems[i-1], sp);
 200           int r_y = (int)(Stem::head_positions(stems[i])[d])
 201             + (int)calc_interstaff_dist (stems[i], sp);
 202           int gap_i = r_y - l_y;
 203
 204           if ((abs (gap_i) >= auto_gap_i) && (!interstaff_b || is_b))
 205             {
 206               knee_y = (r_y + l_y) / 2;
 207               knee_b = true;
 208               break;
 209             }
 210         }
 211     }
 212   if (knee_b)
 213     {
 214       for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 215         {
 216           Item *s = stems[i];
 217           int y = (int)(Stem::head_positions(s)[d])
 218             + (int)calc_interstaff_dist (s, dynamic_cast<Spanner*> (me));
 219
 220           Directional_element_interface (s).set (y < knee_y ? UP : DOWN);
 221           s->set_elt_property ("dir-forced", SCM_BOOL_T);
 222         }
 223     }
 224   return knee_b;
 225 }
 226
 227 /*
 228  Set stem's shorten property if unset.
 229  TODO:
 230     take some y-position (chord/beam/nearest?) into account
 231     scmify forced-fraction
 232  */
 233 void
 234 Beam::set_stem_shorten (Score_element*m)
 235 {
 236   Spanner*me = dynamic_cast<Spanner*> (m);
 237   if (!visible_stem_count (me))
 238     return;
 239
 240   Real forced_fraction = forced_stem_count (me) / visible_stem_count (me);
 241   if (forced_fraction < 0.5)
 242     return;
 243
 244   int multiplicity = get_multiplicity (me);
 245
 246   // grace stems?
 247   SCM shorten = scm_eval (ly_symbol2scm ("beamed-stem-shorten"));
 248
 249   if (shorten == SCM_EOL)
 250     return;
 251
 252   int sz = scm_ilength (shorten);
 253
 254   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 255   SCM shorten_elt = scm_list_ref (shorten, gh_int2scm (multiplicity <? (sz - 1)));
 256   Real shorten_f = gh_scm2double (shorten_elt) * staff_space;
 257
 258   /* cute, but who invented me -- how to customise ? */
 259   if (forced_fraction < 1)
 260     shorten_f /= 2;
 261
 262   Link_array<Item> stems=
 263     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 264
 265   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 266     {
 267       Item* s = stems[i];
 268       if (Stem::invisible_b (s))
 269         continue;
 270       if (gh_number_p (s->get_elt_property ("shorten")))
 271         s->set_elt_property ("shorten", gh_double2scm (shorten_f));
 272     }
 273 }
 274
 275 /*
 276   Set elt properties height and y-position if not set.
 277   Adjust stem lengths to reach beam.
 278  */
 279 MAKE_SCHEME_CALLBACK(Beam,after_line_breaking);
 280 SCM
 281 Beam::after_line_breaking (SCM smob)
 282 {
 283   Score_element * me =  unsmob_element (smob);
 284
 285   /* first, calculate y, dy */
 286   Real y, dy;
 287 calc_default_position_and_height (me, &y, &dy);
 288   if (visible_stem_count (me))
 289     {
 290       if (suspect_slope_b (me, y, dy))
 291         dy = 0;
 292
 293       Real damped_dy = calc_slope_damping_f (me, dy);
 294       Real quantised_dy = quantise_dy_f (me, damped_dy);
 295
 296       y += (dy - quantised_dy) / 2;
 297       dy = quantised_dy;
 298     }
 299   /*
 300     until here, we used only stem_info, which acts as if dir=up
 301    */
 302   y *= Directional_element_interface (me).get ();
 303   dy *= Directional_element_interface (me).get ();
 304
 305
 306   Real half_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me) / 2;
 307
 308   /* check for user-override of dy */
 309   SCM s = me->remove_elt_property ("height-hs");
 310   if (gh_number_p (s))
 311     {
 312       dy = gh_scm2double (s) * half_space;
 313     }
 314   me->set_elt_property ("height", gh_double2scm (dy));
 315
 316   /* check for user-override of y */
 317   s = me->remove_elt_property ("y-position-hs");
 318   if (gh_number_p (s))
 319     {
 320       y = gh_scm2double (s) * half_space;
 321     }
 322   else
 323     {
 324       /* we can modify y, so we should quantise y */
 325       Real y_shift = check_stem_length_f (me, y, dy);
 326       y += y_shift;
 327       y = quantise_y_f (me,y, dy, 0);
 328       set_stem_length (me, y, dy);
 329       y_shift = check_stem_length_f (me, y, dy);
 330
 331       if (y_shift > half_space / 4)
 332         {
 333           y += y_shift;
 334
 335           /*
 336             for significantly lengthened or shortened stems,
 337             request quanting the other way.
 338           */
 339           int quant_dir = 0;
 340           if (abs (y_shift) > half_space / 2)
 341             quant_dir = sign (y_shift) * Directional_element_interface (me).get ();
 342           y = quantise_y_f (me, y, dy, quant_dir);
 343         }
 344     }
 345   // UGH. Y is not in staff position unit?
 346   // Ik dacht datwe daar juist van weg wilden?
 347   set_stem_length (me, y, dy);
 348   me->set_elt_property ("y-position", gh_double2scm (y));
 349
 350   return SCM_UNDEFINED;
 351 }
 352
 353 /*
 354   See Documentation/tex/fonts.doc
 355  */
 356 void
 357 Beam::calc_default_position_and_height (Score_element*me,Real* y, Real* dy)
 358 {
 359   *y = 0;
 360   *dy = 0;
 361   if (visible_stem_count (me) <= 1)
 362     return;
 363
 364   Real first_ideal = Stem::calc_stem_info (first_visible_stem (me)).idealy_f_;
 365   if (first_ideal == Stem::calc_stem_info (last_visible_stem (me)).idealy_f_)
 366     {
 367       *dy = 0;
 368       *y = first_ideal;
 369       return;
 370     }
 371
 372   Array<Offset> ideals;
 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 first_ideal = Stem::calc_stem_info (first_visible_stem (me)).idealy_f_;
 400   Real last_ideal = Stem::calc_stem_info (last_visible_stem (me)).idealy_f_;
 401   Real lengthened = me->paper_l ()->get_var ("beam_lengthened");
 402   Real steep = me->paper_l ()->get_var ("beam_steep_slope");
 403
 404   Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 405   Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 406
 407   if (((y - first_ideal > lengthened) && (dydx > steep))
 408       || ((y + dy - last_ideal > lengthened) && (dydx < -steep)))
 409     {
 410       return true;
 411     }
 412   return false;
 413 }
 414
 415 /*
 416   This neat trick is by Werner Lemberg,
 417   damped = tanh (slope)
 418   corresponds with some tables in [Wanske]
 419 */
 420 Real
 421 Beam::calc_slope_damping_f (Score_element*me,Real dy)
 422 {
 423   SCM damp = me->get_elt_property ("damping");
 424   int damping = gh_scm2int (damp);
 425
 426   if (damping)
 427     {
 428       Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS)
 429         - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 430       Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 431       dydx = 0.6 * tanh (dydx) / damping;
 432       return dydx * dx;
 433     }
 434   return dy;
 435 }
 436
 437 Real
 438 Beam::calc_stem_y_f (Score_element*me,Item* s, Real y, Real dy)
 439 {
 440   Real thick = gh_scm2double (me->get_elt_property ("beam-thickness"));
 441   thick *= me->paper_l ()->get_var ("staffspace");
 442
 443   int beam_multiplicity = get_multiplicity (me);
 444   int stem_multiplicity = (Stem::flag_i (s) - 2) >? 0;
 445
 446   Real interbeam_f = me->paper_l ()->interbeam_f (beam_multiplicity);
 447   Real x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 448   Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 449   Real stem_y = (dy && dx ? (s->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0) / dx * dy : 0) + y;
 450
 451   /* knee */
 452    Direction dir  = Directional_element_interface(me).get ();
 453    Direction sdir = Directional_element_interface (s).get ();
 454
 455     /* knee */
 456    if (dir!= sdir)
 457       {
 458        stem_y -= dir
 459         * (thick / 2 + (beam_multiplicity - 1) * interbeam_f);
 460
 461
 462
 463       // huh, why not for first visible?
 464        if (Staff_symbol_referencer::staff_symbol_l (s)
 465            != Staff_symbol_referencer::staff_symbol_l (last_visible_stem (me)))
 466          stem_y += Directional_element_interface (me).get ()
 467            * (beam_multiplicity - stem_multiplicity) * interbeam_f;
 468       }
 469
 470   return stem_y;
 471 }
 472
 473 Real
 474 Beam::check_stem_length_f (Score_element*me,Real y, Real dy)
 475 {
 476   Real shorten = 0;
 477   Real lengthen = 0;
 478   Direction dir = Directional_element_interface (me).get ();
 479
 480   Link_array<Item> stems=
 481     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 482
 483   for (int i=0; i < stems.size(); i++)
 484     {
 485       Item* s = stems[i];
 486       if (Stem::invisible_b (s))
 487         continue;
 488
 489       Real stem_y = calc_stem_y_f (me, s, y, dy);
 490
 491       stem_y *= dir;
 492       Stem_info info = Stem::calc_stem_info (s);
 493
 494       // if (0 > info.maxy_f_ - stem_y)
 495       shorten = shorten <? info.maxy_f_ - stem_y;
 496       // if (0 < info.miny_f_ - stem_y)
 497       lengthen = lengthen >? info.miny_f_ - stem_y;
 498     }
 499
 500   if (lengthen && shorten)
 501     warning (_ ("weird beam vertical offset"));
 502
 503   /* when all stems are too short, normal stems win */
 504   return dir * ((shorten) ?  shorten : lengthen);
 505 }
 506
 507 /*
 508   Hmm.  At this time, beam position and slope are determined.  Maybe,
 509   stem directions and length should set to relative to the chord's
 510   position of the beam.  */
 511 void
 512 Beam::set_stem_length (Score_element*me,Real y, Real dy)
 513 {
 514   Real half_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me)/2;
 515   Link_array<Item> stems=
 516     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*)0, "stems");
 517
 518
 519   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 520     {
 521       Item* s = stems[i];
 522       if (Stem::invisible_b (s))
 523         continue;
 524
 525       Real stem_y = calc_stem_y_f (me, s, y, dy);
 526
 527       /* caution: stem measures in staff-positions */
 528       Stem::set_stemend (s,(stem_y + calc_interstaff_dist (s, dynamic_cast<Spanner*> (me))) / half_space);
 529     }
 530 }
 531
 532 /*
 533   [Ross] (simplification of)
 534   Set dy complying with:
 535     - zero
 536     - thick / 2 + staffline_f / 2
 537     - thick + staffline_f
 538   + n * staff_space
 539 */
 540 Real
 541 Beam::quantise_dy_f (Score_element*me,Real dy)
 542 {
 543   Array<Real> a;
 544   for (SCM s = scm_eval (ly_symbol2scm ("beam-height-quants")); s !=SCM_EOL; s = gh_cdr (s))
 545     a.push (gh_scm2double (gh_car (s)));
 546
 547   if (a.size () <= 1)
 548     return dy;
 549
 550   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 551
 552   Interval iv = quantise_iv (a, abs (dy)/staff_space) * staff_space;
 553   Real q = (abs (dy) - iv[SMALLER] <= iv[BIGGER] - abs (dy))
 554     ? iv[SMALLER]
 555     : iv[BIGGER];
 556
 557   return q * sign (dy);
 558 }
 559
 560 /*
 561   Prevent interference from stafflines and beams.
 562   See Documentation/tex/fonts.doc
 563
 564   We only need to quantise the (left) y-position of the beam,
 565   since dy is quantised too.
 566   if extend_b then stems must *not* get shorter
 567  */
 568 Real
 569 Beam::quantise_y_f (Score_element*me,Real y, Real dy, int quant_dir)
 570 {
 571   int multiplicity = get_multiplicity (me);
 572
 573   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 574   SCM quants = scm_eval (gh_list (ly_symbol2scm ("beam-vertical-position-quants"),
 575                                   gh_int2scm (multiplicity),
 576                                   gh_double2scm (dy/staff_space),
 577                                   SCM_UNDEFINED));
 578
 579   Array<Real> a;
 580
 581   for (; quants != SCM_EOL; quants = gh_cdr (quants))
 582     a.push (gh_scm2double (gh_car (quants)));
 583
 584   if (a.size () <= 1)
 585     return y;
 586
 587   Real up_y = Directional_element_interface (me).get () * y;
 588   Interval iv = quantise_iv (a, up_y/staff_space) * staff_space;
 589
 590   Real q = up_y - iv[SMALLER] <= iv[BIGGER] - up_y
 591     ? iv[SMALLER] : iv[BIGGER];
 592   if (quant_dir)
 593     q = iv[(Direction)quant_dir];
 594
 595   return q * Directional_element_interface (me).get ();
 596 }
 597
 598 void
 599 Beam::set_beaming (Score_element*me,Beaming_info_list *beaming)
 600 {
 601   Link_array<Score_element> stems=
 602     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Score_element*)0, "stems");
 603
 604   Direction d = LEFT;
 605   for (int i=0; i  < stems.size(); i++)
 606     {
 607       do
 608         {
 609           if (Stem::beam_count (stems[i], d) == 0)
 610             Stem::set_beaming ( stems[i], beaming->infos_.elem (i).beams_i_drul_[d],d);
 611         }
 612       while (flip (&d) != LEFT);
 613     }
 614 }
 615
 616
 617
 618 /*
 619   beams to go with one stem.
 620
 621   BURP
 622   clean  me up.
 623   */
 624 Molecule
 625 Beam::stem_beams (Score_element*me,Item *here, Item *next, Item *prev)
 626 {
 627   if ((next && !(next->relative_coordinate (0, X_AXIS) > here->relative_coordinate (0, X_AXIS))) ||
 628       (prev && !(prev->relative_coordinate (0, X_AXIS) < here->relative_coordinate (0, X_AXIS))))
 629       programming_error ("Beams are not left-to-right");
 630
 631   Real staffline_f = me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
 632   int multiplicity = get_multiplicity (me);
 633
 634
 635   Real interbeam_f = me->paper_l ()->interbeam_f (multiplicity);
 636   Real thick = gh_scm2double (me->get_elt_property ("beam-thickness"));
 637   thick *= me->paper_l ()->get_var ("staffspace");
 638
 639   Real bdy = interbeam_f;
 640   Real stemdx = staffline_f;
 641
 642   Real dx = visible_stem_count (me) ?
 643     last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS)
 644     : 0.0;
 645   Real dy = gh_scm2double (me->get_elt_property ("height"));
 646   Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 647
 648   Molecule leftbeams;
 649   Molecule rightbeams;
 650
 651   // UGH
 652   Real nw_f;
 653   if (!Stem::first_head (here))
 654     nw_f = 0;
 655   else if (Stem::type_i (here)== 1)
 656     nw_f = me->paper_l ()->get_var ("wholewidth");
 657   else if (Stem::type_i (here) == 2)
 658     nw_f = me->paper_l ()->get_var ("notewidth") * 0.8;
 659   else
 660     nw_f = me->paper_l ()->get_var ("quartwidth");
 661
 662
 663   Direction dir = Directional_element_interface (me).get ();
 664
 665   /* half beams extending to the left. */
 666   if (prev)
 667     {
 668       int lhalfs= lhalfs = Stem::beam_count (here,LEFT) - Stem::beam_count (prev,RIGHT);
 669       int lwholebeams= Stem::beam_count (here,LEFT) <? Stem::beam_count (prev,RIGHT) ;
 670       /*
 671        Half beam should be one note-width,
 672        but let's make sure two half-beams never touch
 673        */
 674       Real w = here->relative_coordinate (0, X_AXIS) - prev->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 675       w = w/2 <? nw_f;
 676       Molecule a;
 677       if (lhalfs)               // generates warnings if not
 678         a =  me->lookup_l ()->beam (dydx, w, thick);
 679       a.translate (Offset (-w, -w * dydx));
 680       for (int j = 0; j  < lhalfs; j++)
 681         {
 682           Molecule b (a);
 683           b.translate_axis (-dir * bdy * (lwholebeams+j), Y_AXIS);
 684           leftbeams.add_molecule (b);
 685         }
 686     }
 687
 688   if (next)
 689     {
 690       int rhalfs  = Stem::beam_count (here,RIGHT) - Stem::beam_count (next,LEFT);
 691       int rwholebeams= Stem::beam_count (here,RIGHT) <? Stem::beam_count (next,LEFT) ;
 692
 693       Real w = next->relative_coordinate (0, X_AXIS) - here->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 694       Molecule a = me->lookup_l ()->beam (dydx, w + stemdx, thick);
 695       a.translate_axis( - stemdx/2, X_AXIS);
 696       int j = 0;
 697       Real gap_f = 0;
 698
 699       SCM gap = me->get_elt_property ("beam-gap");
 700       if (gh_number_p (gap))
 701         {
 702           int gap_i = gh_scm2int ( (gap));
 703           int nogap = rwholebeams - gap_i;
 704
 705           for (; j  < nogap; j++)
 706             {
 707               Molecule b (a);
 708               b.translate_axis (-dir  * bdy * j, Y_AXIS);
 709               rightbeams.add_molecule (b);
 710             }
 711           // TODO: notehead widths differ for different types
 712           gap_f = nw_f / 2;
 713           w -= 2 * gap_f;
 714           a = me->lookup_l ()->beam (dydx, w + stemdx, thick);
 715         }
 716
 717       for (; j  < rwholebeams; j++)
 718         {
 719           Molecule b (a);
 720           b.translate (Offset (Stem::invisible_b (here) ? 0 : gap_f, -dir * bdy * j));
 721           rightbeams.add_molecule (b);
 722         }
 723
 724       w = w/2 <? nw_f;
 725       if (rhalfs)
 726         a = me->lookup_l ()->beam (dydx, w, thick);
 727
 728       for (; j  < rwholebeams + rhalfs; j++)
 729         {
 730           Molecule b (a);
 731           b.translate_axis (- dir * bdy * j, Y_AXIS);
 732           rightbeams.add_molecule (b);
 733         }
 734
 735     }
 736   leftbeams.add_molecule (rightbeams);
 737
 738   /*
 739     Does beam quanting think  of the asymetry of beams?
 740     Refpoint is on bottom of symbol. (FIXTHAT) --hwn.
 741    */
 742   return leftbeams;
 743 }
 744
 745 MAKE_SCHEME_CALLBACK(Beam,brew_molecule);
 746 SCM
 747 Beam::brew_molecule (SCM smob)
 748 {
 749   Score_element * me =unsmob_element (smob);
 750
 751   Molecule mol;
 752   if (!gh_pair_p (me->get_elt_property ("stems")))
 753     return SCM_EOL;
 754   Real x0,dx;
 755   Link_array<Item>stems =
 756     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*) 0, "stems");
 757   if (visible_stem_count (me))
 758     {
 759       x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 760       dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 761     }
 762   else
 763     {
 764       x0 = stems[0]->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 765       dx = stems.top()->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 766     }
 767
 768
 769   Real dy = gh_scm2double (me->get_elt_property ("height"));
 770   Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
 771   Real y = gh_scm2double (me->get_elt_property ("y-position"));
 772
 773
 774   for (int j=0; j <stems.size  (); j++)
 775     {
 776       Item *i = stems[j];
 777       Item * prev = (j > 0)? stems[j-1] : 0;
 778       Item * next = (j < stems.size()-1) ? stems[j+1] :0;
 779
 780       Molecule sb = stem_beams (me, i, next, prev);
 781       Real x = i->relative_coordinate (0, X_AXIS)-x0;
 782       sb.translate (Offset (x, x * dydx + y));
 783       mol.add_molecule (sb);
 784     }
 785   mol.translate_axis (x0
 786     - dynamic_cast<Spanner*> (me)->get_bound (LEFT)->relative_coordinate (0, X_AXIS), X_AXIS);
 787
 788   return mol.create_scheme ();
 789 }
 790
 791 int
 792 Beam::forced_stem_count (Score_element*me)
 793 {
 794   Link_array<Item>stems =
 795     Pointer_group_interface__extract_elements ( me, (Item*) 0, "stems");
 796   int f = 0;
 797   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
 798     {
 799       Item *s = stems[i];
 800
 801       if (Stem::invisible_b (s))
 802         continue;
 803
 804       if (((int)Stem::chord_start_f (s))
 805         && (Stem::get_direction (s ) != Stem::get_default_dir (s )))
 806         f++;
 807     }
 808   return f;
 809 }
 810
 811
 812
 813
 814 /* TODO:
 815    use filter and standard list functions.
 816  */
 817 int
 818 Beam::visible_stem_count (Score_element*me)
 819 {
 820   Link_array<Item>stems =
 821     Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Item*) 0, "stems");
 822   int c = 0;
 823   for (int i = stems.size (); i--;)
 824     {
 825       if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
 826         c++;
 827     }
 828   return c;
 829 }
 830
 831 Item*
 832 Beam::first_visible_stem(Score_element*me)
 833 {
 834   Link_array<Item>stems =
 835     Pointer_group_interface__extract_elements ( me, (Item*) 0, "stems");
 836
 837   for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
 838     {
 839       if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
 840         return stems[i];
 841     }
 842   return 0;
 843 }
 844
 845 Item*
 846 Beam::last_visible_stem(Score_element*me)
 847 {
 848   Link_array<Item>stems =
 849     Pointer_group_interface__extract_elements ( me, (Item*) 0, "stems");
 850   for (int i = stems.size (); i--;)
 851     {
 852       if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
 853         return stems[i];
 854     }
 855   return 0;
 856 }
 857
 858
 859 /*
 860   [TODO]
 861   handle rest under beam (do_post: beams are calculated now)
 862   what about combination of collisions and rest under beam.
 863
 864   Should lookup
 865
 866     rest -> stem -> beam -> interpolate_y_position ()
 867 */
 868 Real
 869 Beam::rest_collision_callback (Score_element *rest, Axis a )
 870 {
 871   assert (a == Y_AXIS);
 872
 873   Score_element * st = unsmob_element (rest->get_elt_property ("stem"));
 874   Score_element * stem = st;
 875   if (!stem)
 876     return 0.0;
 877   Score_element * beam = unsmob_element (stem->get_elt_property ("beam"));
 878   if (!beam || !Beam::has_interface (beam) || !Beam::visible_stem_count (beam))
 879     return 0.0;
 880
 881   // make callback for rest from this.
 882   Real beam_dy = 0;
 883   Real beam_y = 0;
 884
 885
 886   // todo: make sure this calced already.
 887   SCM s = beam->get_elt_property ("height");
 888   if (gh_number_p (s))
 889     beam_dy = gh_scm2double (s);
 890
 891   s = beam->get_elt_property ("y-position");
 892   if (gh_number_p (s))
 893     beam_y = gh_scm2double (s);
 894
 895   Real x0 = first_visible_stem(beam)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
 896   Real dx = last_visible_stem(beam)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
 897   Real dydx = beam_dy && dx ? beam_dy/dx : 0;
 898
 899   Direction d = Stem::get_direction (stem);
 900   Real beamy = (stem->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0) * dydx + beam_y;
 901
 902   Real staff_space =   Staff_symbol_referencer::staff_space (rest);
 903   Real rest_dim = rest->extent (Y_AXIS)[d]*2.0 / staff_space ;
 904
 905   Real minimum_dist
 906     = gh_scm2double (rest->get_elt_property ("minimum-beam-collision-distance"));
 907   Real dist =
 908     minimum_dist +  -d  * (beamy - rest_dim) >? 0;
 909
 910   int stafflines = Staff_symbol_referencer::line_count (rest);
 911
 912   // move discretely by half spaces.
 913   int discrete_dist = int (ceil (dist));
 914
 915   // move by whole spaces inside the staff.
 916   if (discrete_dist < stafflines+1)
 917     discrete_dist = int (ceil (discrete_dist / 2.0)* 2.0);
 918
 919   return  (-d *  discrete_dist);
 920 }
 921
 922
 923 bool
 924 Beam::has_interface (Score_element*me)
 925 {
 926   return me->has_interface (ly_symbol2scm ("beam-interface"));
 927 }
 928
 929 void
 930 Beam::set_interface (Score_element*me)
 931 {
 932   Pointer_group_interface g (me, "stems");
 933   g.set_interface ();
 934
 935   me->set_elt_property ("height", gh_int2scm (0)); // ugh.
 936   me->set_elt_property ("y-position" ,gh_int2scm (0));
 937   me->set_interface (ly_symbol2scm("beam-interface"));
 938 }