lily/note-collision.cc

   1 /*
   2   collision.cc -- implement Collision
   3
   4   source file of the GNU LilyPond music typesetter
   5
   6   (c) 1997--2004 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
   7 */
   8
   9 #include <math.h>
  10
  11 #include "warn.hh"
  12 #include "note-collision.hh"
  13 #include "note-column.hh"
  14 #include "note-head.hh"
  15 #include "rhythmic-head.hh"
  16 #include "output-def.hh"
  17 #include "axis-group-interface.hh"
  18 #include "item.hh"
  19 #include "stem.hh"
  20 #include "side-position-interface.hh"
  21 #include "dot-column.hh"
  22
  23 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Note_collision_interface,force_shift_callback,2);
  24
  25 SCM
  26 Note_collision_interface::force_shift_callback (SCM element_smob, SCM axis)
  27 {
  28   Grob *me = unsmob_grob (element_smob);
  29   Axis a = (Axis) ly_scm2int (axis);
  30   assert (a == X_AXIS);
  31
  32    me = me->get_parent (a);
  33
  34    if (! to_boolean (me->get_property ("positioning-done")))
  35     {
  36       me->set_property ("positioning-done", SCM_BOOL_T);
  37       do_shifts (me);
  38     }
  39
  40   return scm_make_real (0.0);
  41 }
  42
  43
  44 void
  45 check_meshing_chords (Grob *me,
  46                       Drul_array< Array < Real > > *offsets,
  47                       Drul_array< Array < Slice > > const &extents,
  48                       Drul_array<Link_array<Grob> > const &clash_groups)
  49
  50 {
  51   if (!extents[UP].size () || ! extents[DOWN].size ())
  52     return;
  53
  54   Grob *cu = clash_groups[UP][0];
  55   Grob *cd = clash_groups[DOWN][0];
  56
  57   /* Every note column should have a stem, but avoid a crash. */
  58   if (!Note_column::get_stem (cu) || !Note_column::get_stem (cd))
  59     return;
  60
  61   Grob *nu = Note_column::first_head (cu);
  62   Grob *nd = Note_column::first_head (cd);
  63
  64   Array<int> ups = Stem::note_head_positions (Note_column::get_stem (cu));
  65   Array<int> dps = Stem::note_head_positions (Note_column::get_stem (cd));
  66
  67   /* Too far apart to collide.  */
  68   if (ups[0] > dps.top () + 1)
  69     return;
  70
  71   // FIXME: what's this?
  72   bool merge_possible = (ups[0] >= dps[0]) && (ups.top () >= dps.top ());
  73
  74
  75
  76   /* Do not merge notes typeset in different style. */
  77   if ( !ly_c_equal_p (nu->get_property ("style"),
  78                      nd->get_property ("style") ) )
  79     merge_possible = false;
  80
  81   int upball_type = Note_head::get_balltype (nu);
  82   int dnball_type = Note_head::get_balltype (nd);
  83
  84   /* Do not merge whole notes (or longer, like breve, longa, maxima).  */
  85   if (merge_possible && (upball_type <= 0 || dnball_type <= 0))
  86     merge_possible = false;
  87
  88   if (merge_possible
  89       && Rhythmic_head::dot_count (nu) != Rhythmic_head::dot_count (nd)
  90       && !to_boolean (me->get_property ("merge-differently-dotted")))
  91     merge_possible = false;
  92
  93   /* Can only merge different heads if merge-differently-headed is
  94      set. */
  95   if (merge_possible
  96       && upball_type != dnball_type
  97       && !to_boolean (me->get_property ("merge-differently-headed")))
  98     merge_possible = false;
  99
 100   /* Should never merge quarter and half notes, as this would make
 101      them indistinguishable.  */
 102   if (merge_possible
 103       && ((Rhythmic_head::duration_log (nu) == 1
 104            && Rhythmic_head::duration_log (nd) == 2)
 105           || (Rhythmic_head::duration_log (nu) == 2
 106              && Rhythmic_head::duration_log (nd) == 1)))
 107     merge_possible = false;
 108
 109
 110   /*
 111     this case (distant half collide),
 112
 113         |
 114       x |
 115      | x
 116      |
 117
 118    the noteheads may be closer than this case (close half collide)
 119
 120        |
 121        |
 122       x
 123      x
 124     |
 125     |
 126
 127    */
 128
 129   /* TODO: filter out the 'o's in this configuration, since they're no
 130   part in the collision.
 131
 132      |
 133     x|o
 134     x|o
 135     x
 136
 137    */
 138
 139   bool close_half_collide = false;
 140   bool distant_half_collide = false;
 141   bool full_collide = false;
 142
 143   int i = 0, j=0;
 144   while (i < ups.size () && j < dps.size ())
 145   {
 146     if (abs (ups[i] - dps[j]) == 1)
 147       {
 148         merge_possible = false;
 149         if (ups[i] > dps[j])
 150           close_half_collide = true;
 151         else
 152           distant_half_collide = true;
 153       }
 154     else if (ups[i]==dps[j])
 155       full_collide = true;
 156     else if (ups[i] >dps[0] && ups[i] < dps.top ())
 157       merge_possible = false;
 158     else if (dps[j] >ups[0] && dps[j] < ups.top ())
 159       merge_possible = false;
 160
 161     if (ups[i] < dps[j])
 162       i++;
 163     else if (ups[i] > dps[j])
 164       j++;
 165     else
 166       {
 167         i++;
 168         j++;
 169       }
 170   }
 171
 172   full_collide = full_collide || (close_half_collide
 173                                   && distant_half_collide);
 174
 175   Drul_array<Real> center_note_shifts;
 176   center_note_shifts[LEFT] = 0.0;
 177   center_note_shifts[RIGHT] = 0.0;
 178
 179
 180   Real shift_amount = 1;
 181
 182   bool touch = (ups[0] >= dps.top ());
 183   if (touch)
 184     shift_amount *= -1;
 185
 186   /* For full collisions, the right hand head may obscure dots, so
 187      make sure the dotted heads go to the right.  */
 188   bool stem_to_stem = false;
 189   if (full_collide)
 190     if (Rhythmic_head::dot_count (nu) > Rhythmic_head::dot_count (nd))
 191       shift_amount = 1;
 192     else if (Rhythmic_head::dot_count (nu) < Rhythmic_head::dot_count (nd))
 193       stem_to_stem = true;
 194
 195   if (merge_possible)
 196     {
 197       shift_amount = 0;
 198
 199
 200       /* If possible, don't wipe any heads. Else, wipe shortest head,
 201          or head with smallest amount of dots.  Note: when merging
 202          different heads, dots on the smaller one disappear. */
 203       Grob *wipe_ball = 0;
 204       Grob *dot_wipe_head = nu;
 205
 206       if (upball_type == dnball_type)
 207         {
 208           if (Rhythmic_head::dot_count (nd) < Rhythmic_head::dot_count (nu))
 209             {
 210               wipe_ball = nd;
 211               dot_wipe_head = nd;
 212             }
 213           else if (Rhythmic_head::dot_count (nd) > Rhythmic_head::dot_count (nu))
 214             {
 215               dot_wipe_head = nu;
 216               wipe_ball = nu;
 217             }
 218           else
 219             {
 220               dot_wipe_head = nu;
 221             }
 222         }
 223       else if (dnball_type > upball_type)
 224         {
 225           wipe_ball = nd;
 226           dot_wipe_head = nd;
 227         }
 228       else if (dnball_type < upball_type)
 229         {
 230           wipe_ball = nu;
 231           dot_wipe_head = nu;
 232         }
 233
 234       if (dot_wipe_head)
 235         {
 236           if (Grob *d = unsmob_grob (dot_wipe_head->get_property ("dot")))
 237             d->suicide ();
 238         }
 239
 240       if (wipe_ball && wipe_ball->is_live ())
 241         {
 242           wipe_ball->set_property ("transparent", SCM_BOOL_T);
 243           wipe_ball->set_property ("stencil", SCM_EOL);
 244         }
 245     }
 246   /* TODO: these numbers are magic; should devise a set of grob props
 247      to tune this behavior.  */
 248   else if (stem_to_stem)
 249     shift_amount = -abs (shift_amount) * 0.65;
 250   else if (close_half_collide && !touch)
 251     shift_amount *= 0.52;
 252   else if (distant_half_collide && !touch)
 253     shift_amount *= 0.4;
 254   else if (distant_half_collide || close_half_collide || full_collide)
 255     shift_amount *= 0.5;
 256
 257   /* we're meshing.  */
 258   else if (Rhythmic_head::dot_count (nu) || Rhythmic_head::dot_count (nd))
 259     shift_amount *= 0.1;
 260   else
 261     shift_amount *= 0.25;
 262
 263   /* For full or close half collisions, the right hand head may
 264      obscure dots.  Move dots to the right.  */
 265   if (abs (shift_amount) > 1e-6
 266       && Rhythmic_head::dot_count (nd) > Rhythmic_head::dot_count (nu)
 267       && (full_collide || close_half_collide))
 268     {
 269       Grob *d = unsmob_grob (nd->get_property ("dot"));
 270       Grob *parent = d->get_parent (X_AXIS);
 271       if (Dot_column::has_interface (parent))
 272         Side_position_interface::add_support (parent, nu);
 273     }
 274
 275   Direction d = UP;
 276   do
 277     {
 278       for (int i=0; i < clash_groups[d].size (); i++)
 279         (*offsets)[d][i] += d * shift_amount;
 280     }
 281   while ((flip (&d))!= UP);
 282 }
 283
 284 void
 285 Note_collision_interface::do_shifts (Grob* me)
 286 {
 287   Drul_array< Link_array <Grob>  > cg = get_clash_groups (me);
 288
 289   SCM autos (automatic_shift (me, cg));
 290   SCM hand (forced_shift (me));
 291
 292   Direction d = UP;
 293   Real wid = 0.0;
 294   do
 295     {
 296       if (cg[d].size ())
 297         {
 298           Grob  *h = cg[d][0];
 299           wid = Note_column::first_head (h)->extent (h,X_AXIS).length () ;
 300         }
 301     }
 302   while (flip (&d) != UP);
 303
 304   Link_array<Grob> done;
 305   Real left_most = 1e6;
 306
 307   Array<Real> amounts;
 308   for (; ly_c_pair_p (hand); hand =ly_cdr (hand))
 309     {
 310       Grob * s = unsmob_grob (ly_caar (hand));
 311       Real amount = ly_scm2double (ly_cdar (hand)) * wid;
 312
 313       done.push (s);
 314       amounts.push (amount);
 315       if (amount < left_most)
 316         left_most = amount;
 317
 318     }
 319   for (; ly_c_pair_p (autos); autos =ly_cdr (autos))
 320     {
 321       Grob * s = unsmob_grob (ly_caar (autos));
 322       Real amount = ly_scm2double (ly_cdar (autos)) *wid;
 323
 324       if (!done.find (s))
 325         {
 326           done.push (s);
 327           amounts.push (amount);
 328           if (amount < left_most)
 329             left_most = amount;
 330         }
 331     }
 332
 333   for (int i = 0; i < amounts.size(); i++)
 334     {
 335       done[i]->translate_axis (amounts[i] - left_most, X_AXIS);
 336     }
 337 }
 338
 339 Drul_array< Link_array <Grob>  >
 340 Note_collision_interface::get_clash_groups (Grob *me)
 341 {
 342   Drul_array<Link_array<Grob> > clash_groups;
 343
 344   SCM s = me->get_property ("elements");
 345   for (; ly_c_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
 346     {
 347       SCM car = ly_car (s);
 348
 349       Grob * se = unsmob_grob (car);
 350       if (Note_column::has_interface (se))
 351         clash_groups[Note_column::dir (se)].push (se);
 352     }
 353
 354   Direction d = UP;
 355   do
 356     {
 357       Link_array<Grob> & clashes (clash_groups[d]);
 358       clashes.sort (Note_column::shift_compare);
 359     }
 360   while ((flip (&d))!= UP);
 361
 362   return clash_groups;
 363 }
 364
 365 /** This complicated routine moves note columns around horizontally to
 366   ensure that notes don't clash.
 367
 368   This should be put into Scheme.
 369   */
 370 SCM
 371 Note_collision_interface::automatic_shift (Grob *me,
 372                             Drul_array< Link_array <Grob> >
 373                             clash_groups)
 374 {
 375   Drul_array<Array<int> > shifts;
 376   SCM  tups = SCM_EOL;
 377
 378
 379   Direction d = UP;
 380   do
 381     {
 382       Array<int> & shift (shifts[d]);
 383       Link_array<Grob> & clashes (clash_groups[d]);
 384
 385       for (int i=0; i < clashes.size (); i++)
 386         {
 387           SCM sh
 388             = clashes[i]->get_property ("horizontal-shift");
 389
 390           if (ly_c_number_p (sh))
 391             shift.push (ly_scm2int (sh));
 392           else
 393             shift.push (0);
 394         }
 395
 396       for (int i=1; i < shift.size (); i++)
 397         {
 398           if (shift[i-1] == shift[i])
 399             {
 400               clashes[0]->warning (_ ("Too many clashing notecolumns.  Ignoring them."));
 401               return tups;
 402             }
 403         }
 404     }
 405   while ((flip (&d))!= UP);
 406
 407   Drul_array< Array < Slice > > extents;
 408   Drul_array< Array < Real > > offsets;
 409   d = UP;
 410   do
 411     {
 412       for (int i=0; i < clash_groups[d].size (); i++)
 413         {
 414           Slice s (Note_column::head_positions_interval (clash_groups[d][i]));
 415           s[LEFT] --;
 416           s[RIGHT]++;
 417           extents[d].push (s);
 418           offsets[d].push (d * 0.5 * i);
 419         }
 420     }
 421   while ((flip (&d))!= UP);
 422
 423   /*
 424     do horizontal shifts of each direction
 425
 426        |
 427       x||
 428        x||
 429         x|
 430    */
 431
 432   do
 433     {
 434       for (int i=1; i < clash_groups[d].size (); i++)
 435         {
 436           Slice prev =extents[d][i-1];
 437           prev.intersect (extents[d][i]);
 438           if (prev.length ()> 0 ||
 439  (extents[-d].size () && d * (extents[d][i][-d] - extents[-d][0][d]) < 0))
 440             for (int j = i; j <  clash_groups[d].size (); j++)
 441               offsets[d][j] += d * 0.5;
 442         }
 443     }
 444   while ((flip (&d))!= UP);
 445
 446
 447   /*
 448     Check if chords are meshing
 449    */
 450
 451   check_meshing_chords (me, &offsets, extents, clash_groups);
 452
 453   do
 454     {
 455       for (int i=0; i < clash_groups[d].size (); i++)
 456         tups = scm_cons (scm_cons (clash_groups[d][i]->self_scm (),
 457                                  scm_make_real (offsets[d][i])),
 458                         tups);
 459     }
 460   while (flip (&d) != UP);
 461   return tups;
 462 }
 463
 464
 465 SCM
 466 Note_collision_interface::forced_shift (Grob *me)
 467 {
 468   SCM tups = SCM_EOL;
 469
 470   SCM s = me->get_property ("elements");
 471   for (; ly_c_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
 472     {
 473       Grob * se = unsmob_grob (ly_car (s));
 474
 475       SCM force =  se->get_property ("force-hshift");
 476       if (ly_c_number_p (force))
 477         {
 478           tups = scm_cons (scm_cons (se->self_scm (), force),
 479                           tups);
 480         }
 481     }
 482   return tups;
 483 }
 484
 485 void
 486 Note_collision_interface::add_column (Grob*me,Grob* ncol)
 487 {
 488   ncol->add_offset_callback (Note_collision_interface::force_shift_callback_proc, X_AXIS);
 489   Axis_group_interface::add_element (me, ncol);
 490   me->add_dependency (ncol);
 491 }
 492
 493
 494 ADD_INTERFACE (Note_collision_interface, "note-collision-interface",
 495                "An object that handles collisions between notes with different stem "
 496                "directions and horizontal shifts. Most of the interesting properties "
 497                "are to be set in @ref{note-column-interface}: these are "
 498                "@code{force-hshift} and @code{horizontal-shift}."
 499
 500                ,
 501
 502                "merge-differently-dotted merge-differently-headed positioning-done");