lily/side-position-interface.cc

   1 /*
   2   This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
   3
   4   Copyright (C) 1998--2012 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
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  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 "side-position-interface.hh"
  21
  22 #include <cmath>                // ceil.
  23 #include <algorithm>
  24 #include <set>
  25 #include <map>
  26
  27 using namespace std;
  28
  29 #include "accidental-interface.hh"
  30 #include "accidental-placement.hh"
  31 #include "axis-group-interface.hh"
  32 #include "directional-element-interface.hh"
  33 #include "grob.hh"
  34 #include "grob-array.hh"
  35 #include "international.hh"
  36 #include "item.hh"
  37 #include "main.hh"
  38 #include "misc.hh"
  39 #include "note-head.hh"
  40 #include "note-column.hh"
  41 #include "pointer-group-interface.hh"
  42 #include "skyline-pair.hh"
  43 #include "staff-symbol-referencer.hh"
  44 #include "staff-symbol.hh"
  45 #include "stem.hh"
  46 #include "string-convert.hh"
  47 #include "system.hh"
  48 #include "warn.hh"
  49 #include "unpure-pure-container.hh"
  50
  51 void
  52 Side_position_interface::add_support (Grob *me, Grob *e)
  53 {
  54   Pointer_group_interface::add_unordered_grob (me, ly_symbol2scm ("side-support-elements"), e);
  55 }
  56
  57 void
  58 Side_position_interface::recursive_add_support (Grob *me, Grob *e)
  59 {
  60   Pointer_group_interface::add_unordered_grob (me, ly_symbol2scm ("side-support-elements"), e);
  61   extract_grob_set (e, "side-support-elements", sse);
  62   for (vsize i = 0; i < sse.size (); i++)
  63     recursive_add_support (me, sse[i]);
  64 }
  65
  66 set<Grob *>
  67 get_support_set (Grob *me)
  68 {
  69   // Only slightly kludgy heuristic...
  70   // We want to make sure that all AccidentalPlacements'
  71   // accidentals make it into the side support
  72   extract_grob_set (me, "side-support-elements", proto_support);
  73   set<Grob *> support;
  74
  75   for (vsize i = 0; i < proto_support.size (); i++)
  76     {
  77       if (Accidental_placement::has_interface (proto_support[i]))
  78         {
  79           Grob *accs = proto_support[i];
  80           for (SCM acs = accs->get_object ("accidental-grobs"); scm_is_pair (acs);
  81                acs = scm_cdr (acs))
  82             for (SCM s = scm_cdar (acs); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
  83               {
  84                 Grob *a = unsmob_grob (scm_car (s));
  85                 support.insert (a);
  86               }
  87         }
  88       else
  89         support.insert (proto_support[i]);
  90     }
  91   return support;
  92 }
  93
  94 /*
  95   Position next to support, taking into account my own dimensions and padding.
  96 */
  97 SCM
  98 axis_aligned_side_helper (SCM smob, Axis a, bool pure, int start, int end, SCM current_off_scm)
  99 {
 100   Real r;
 101   Real *current_off_ptr = 0;
 102   if (scm_is_number (current_off_scm))
 103     {
 104       r = scm_to_double (current_off_scm);
 105       current_off_ptr = &r;
 106     }
 107
 108   Grob *me = unsmob_grob (smob);
 109   // We will only ever want widths of spanners after line breaking
 110   // so we can set pure to false
 111   if (dynamic_cast<Spanner *> (me) && a == X_AXIS)
 112     pure = false;
 113
 114   return Side_position_interface::aligned_side (me, a, pure, start, end, current_off_ptr);
 115 }
 116
 117 MAKE_SCHEME_CALLBACK_WITH_OPTARGS (Side_position_interface, x_aligned_side, 2, 1, "");
 118 SCM
 119 Side_position_interface::x_aligned_side (SCM smob, SCM current_off)
 120 {
 121   // Because horizontal skylines need vertical heights, we'd trigger
 122   // unpure calculations too soon if this were called before line breaking.
 123   // So, we always use pure heights.  Given that horizontal skylines are
 124   // almost always used before line breaking anyway, this doesn't cause
 125   // problems.
 126   return axis_aligned_side_helper (smob, X_AXIS, true, 0, 0, current_off);
 127 }
 128
 129 MAKE_SCHEME_CALLBACK_WITH_OPTARGS (Side_position_interface, y_aligned_side, 2, 1, "");
 130 SCM
 131 Side_position_interface::y_aligned_side (SCM smob, SCM current_off)
 132 {
 133   return axis_aligned_side_helper (smob, Y_AXIS, false, 0, 0, current_off);
 134 }
 135
 136 MAKE_SCHEME_CALLBACK_WITH_OPTARGS (Side_position_interface, pure_y_aligned_side, 4, 1, "");
 137 SCM
 138 Side_position_interface::pure_y_aligned_side (SCM smob, SCM start, SCM end, SCM cur_off)
 139 {
 140   return axis_aligned_side_helper (smob, Y_AXIS, true,
 141                                    scm_to_int (start),
 142                                    scm_to_int (end),
 143                                    cur_off);
 144 }
 145
 146 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Side_position_interface, calc_cross_staff, 1)
 147 SCM
 148 Side_position_interface::calc_cross_staff (SCM smob)
 149 {
 150   Grob *me = unsmob_grob (smob);
 151   extract_grob_set (me, "side-support-elements", elts);
 152
 153   Direction my_dir = get_grob_direction (me) ;
 154
 155   for (vsize i = 0; i < elts.size (); i++)
 156     {
 157       /*
 158         If 'me' is placed relative to any cross-staff element with a
 159         'direction callback defined, the placement of 'me' is likely
 160         to depend on staff-spacing, thus 'me' should be considered
 161         cross-staff.
 162       */
 163       if (to_boolean (elts[i]->get_property ("cross-staff"))
 164            && !is_direction (elts[i]->get_property_data ("direction")))
 165         return SCM_BOOL_T;
 166
 167       /*
 168         If elts[i] is cross-staff and is pointing in the same
 169         direction as 'me', we assume that the alignment
 170         of 'me' is influenced the cross-staffitude of elts[i]
 171         and thus we mark 'me' as cross-staff.
 172       */
 173       if (to_boolean (elts[i]->get_property ("cross-staff"))
 174            && my_dir == get_grob_direction (elts[i]))
 175         return SCM_BOOL_T;
 176     }
 177
 178   Grob *myvag = Grob::get_vertical_axis_group (me);
 179   for (vsize i = 0; i < elts.size (); i++)
 180     if (myvag != Grob::get_vertical_axis_group (elts[i]))
 181       return SCM_BOOL_T;
 182
 183   return SCM_BOOL_F;
 184 }
 185
 186 // long function - each stage is clearly marked
 187
 188 SCM
 189 Side_position_interface::aligned_side (Grob *me, Axis a, bool pure, int start, int end,
 190                                        Real *current_off)
 191 {
 192   Direction dir = get_grob_direction (me);
 193
 194   set<Grob *> support = get_support_set (me);
 195
 196   Grob *common[2];
 197   for (Axis ax = X_AXIS; ax < NO_AXES; incr (ax))
 198     common[ax] = common_refpoint_of_array (support,
 199                                            (ax == a
 200                                            ? me->get_parent (ax)
 201                                            : me),
 202                                            ax);
 203
 204   Grob *staff_symbol = Staff_symbol_referencer::get_staff_symbol (me);
 205   bool quantize_position = to_boolean (me->get_maybe_pure_property ("quantize-position", pure, start, end));
 206
 207   bool include_staff
 208     = staff_symbol
 209       && a == Y_AXIS
 210       && scm_is_number (me->get_maybe_pure_property ("staff-padding", pure, start, end))
 211       && !quantize_position;
 212
 213   if (include_staff)
 214     common[Y_AXIS] = staff_symbol->common_refpoint (common[Y_AXIS], Y_AXIS);
 215
 216   Skyline my_dim;
 217   Skyline_pair *skyp = Skyline_pair::unsmob (
 218                          me->get_maybe_pure_property (a == X_AXIS
 219                                                       ? "horizontal-skylines"
 220                                                       : "vertical-skylines",
 221                                                       pure,
 222                                                       start,
 223                                                       end));
 224   if (skyp)
 225     {
 226       // for spanner pure heights, we don't know horizontal spacing,
 227       // so a spanner can never have a meaningful x coordiante
 228       // we just give it the parents' coordinate because its
 229       // skyline will likely be of infinite width anyway
 230       // and we don't want to prematurely trigger H spacing
 231       Real xc = a == X_AXIS || (pure && dynamic_cast<Spanner *> (me))
 232                 ? me->get_parent (X_AXIS)->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS)
 233                 : me->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS);
 234       // same here, for X_AXIS spacing, if it's happening, it should only be
 235       // before line breaking.  because there is no thing as "pure" x spacing,
 236       // we assume that it is all pure
 237       Real yc = a == X_AXIS
 238                 ? me->pure_relative_y_coordinate (common[Y_AXIS], start, end)
 239                 : me->get_parent (Y_AXIS)->maybe_pure_coordinate (common[Y_AXIS], Y_AXIS, pure, start, end);
 240       Skyline_pair copy = Skyline_pair (*skyp);
 241       copy.shift (a == X_AXIS ? yc : xc);
 242       copy.raise (a == X_AXIS ? xc : yc);
 243       my_dim = copy[-dir];
 244     }
 245   else
 246     me->warning ("cannot find skylines - strange alignment will follow");
 247
 248
 249   vector<Box> boxes;
 250   vector<Skyline_pair> skyps;
 251   set<Grob *>::iterator it;
 252   Real max_raise = -dir * infinity_f;
 253   bool aligns_to_cross_staff = false;
 254
 255   for (it = support.begin (); it != support.end (); it++)
 256     {
 257       Grob *e = *it;
 258
 259       // In the case of a stem, we will find a note head as well
 260       // ignoring the stem solves cyclic dependencies if the stem is
 261       // attached to a cross-staff beam.
 262       bool cross_staff = to_boolean (e->get_property ("cross-staff"));
 263
 264       // avoid cyclic dependency for direction
 265       if (a == Y_AXIS
 266           && pure
 267           && Stem::has_interface (e)
 268           && cross_staff
 269           && !is_direction (e->get_property_data ("direction")))
 270         continue;
 271
 272       // avoid unnecessary stem look up (if pointing away, it is not
 273       // supporting anything)
 274       if (a == Y_AXIS
 275           && Stem::has_interface (e)
 276           && dir == - get_grob_direction (e))
 277         continue;
 278
 279       if (e)
 280         {
 281
 282
 283            Skyline_pair *sp = Skyline_pair::unsmob
 284              (e->get_maybe_pure_property (a == X_AXIS
 285                                           ? "horizontal-skylines"
 286                                           : "vertical-skylines",
 287                                           pure,
 288                                           start,
 289                                           end));
 290
 291            aligns_to_cross_staff |= cross_staff;
 292            if (sp)
 293              {
 294                Real xc = pure && dynamic_cast<Spanner *> (e)
 295                          ? e->get_parent (X_AXIS)->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS)
 296                          : e->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS);
 297                // same logic as above
 298                // we assume horizontal spacing is always pure
 299                Real yc = a == X_AXIS
 300                          ? e->pure_relative_y_coordinate (common[Y_AXIS], start, end)
 301                          : e->maybe_pure_coordinate (common[Y_AXIS], Y_AXIS, pure, start, end);
 302                Skyline_pair copy = Skyline_pair (*sp);
 303                if (a == Y_AXIS
 304                    && Stem::has_interface (e)
 305                    && to_boolean (me->get_maybe_pure_property ("add-stem-support", pure, start, end)))
 306                  copy[dir].set_minimum_height (copy[dir].max_height ());
 307                copy.shift (a == X_AXIS ? yc : xc);
 308                copy.raise (a == X_AXIS ? xc : yc);
 309                max_raise = minmax (dir, max_raise, a == X_AXIS ? xc : yc);
 310                skyps.push_back (copy);
 311              }
 312            else { /* no warning*/ }
 313         }
 314     }
 315
 316   Skyline dim (boxes, other_axis (a), dir);
 317   if (skyps.size ())
 318     {
 319       Skyline_pair merged (skyps);
 320       dim.merge (merged[dir]);
 321     }
 322
 323   if (include_staff)
 324     {
 325       Interval staff_extents;
 326       common[Y_AXIS] = staff_symbol->common_refpoint (common[Y_AXIS], Y_AXIS);
 327       staff_extents = staff_symbol->maybe_pure_extent (common[Y_AXIS], Y_AXIS, pure, start, end);
 328       dim.set_minimum_height (staff_extents[dir]);
 329     }
 330
 331   // Sometimes, we want to side position for grobs but they
 332   // don't position against anything.  Some cases where this is true:
 333   //   - StanzaNumber if the supporting lyrics are hara-kiri'd
 334   //     SystemStartBracket
 335   //     InstrumentName
 336   // In all these cases, we set the height of the support to 0.
 337   // This becomes then like the self-alignment-interface with the
 338   // caveat that there is padding added.
 339   // TODO: if there is a grob that never has side-support-elements
 340   // (like InstrumentName), why are we using this function? Isn't it
 341   // overkill? A function like self-alignment-interface with padding
 342   // works just fine.
 343   // One could even imagine the two interfaces merged, as the only
 344   // difference is that in self-alignment-interface we align on the parent
 345   // where as here we align on a group of grobs.
 346   if (dim.is_empty ())
 347     {
 348       dim = Skyline (dim.direction ());
 349       dim.set_minimum_height (0.0);
 350     }
 351
 352   // Many cross-staff grobs do not have good height estimations.
 353   // We give the grob the best chance of not colliding by shifting
 354   // it to the maximum height in the case of cross-staff alignment.
 355   // This means, in other words, that the old way things were done
 356   // (using boxes instead of skylines) is just reactivated for
 357   // alignment to cross-staff grobs.
 358   if (aligns_to_cross_staff)
 359     dim.set_minimum_height (dim.max_height ());
 360
 361   Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 362   Real dist = dim.distance (my_dim, robust_scm2double (me->get_maybe_pure_property ("horizon-padding", pure, start, end), 0.0));
 363   Real total_off = !isinf (dist) ? dir * dist : 0.0;
 364
 365   total_off += dir * ss * robust_scm2double (me->get_maybe_pure_property ("padding", pure, start, end), 0.0);
 366
 367   Real minimum_space = ss * robust_scm2double (me->get_maybe_pure_property ("minimum-space", pure, start, end), -1);
 368
 369   if (minimum_space >= 0
 370       && dir
 371       && total_off * dir < minimum_space)
 372     total_off = minimum_space * dir;
 373
 374   if (current_off)
 375     total_off = dir * max (dir * total_off,
 376                            dir * (*current_off));
 377
 378   /* FIXME: 1000 should relate to paper size.  */
 379   if (fabs (total_off) > 1000)
 380     {
 381       string msg
 382         = String_convert::form_string ("Improbable offset for grob %s: %f",
 383                                        me->name ().c_str (), total_off);
 384
 385       programming_error (msg);
 386       if (strict_infinity_checking)
 387         scm_misc_error (__FUNCTION__, "Improbable offset.", SCM_EOL);
 388     }
 389
 390   /*
 391     Maintain a minimum distance to the staff. This is similar to side
 392     position with padding, but it will put adjoining objects on a row if
 393     stuff sticks out of the staff a little.
 394   */
 395   Grob *staff = Staff_symbol_referencer::get_staff_symbol (me);
 396   if (staff && a == Y_AXIS)
 397     {
 398       if (quantize_position)
 399         {
 400           Grob *common = me->common_refpoint (staff, Y_AXIS);
 401           Real my_off = me->get_parent (Y_AXIS)->maybe_pure_coordinate (common, Y_AXIS, pure, start, end);
 402           Real staff_off = staff->maybe_pure_coordinate (common, Y_AXIS, pure, start, end);
 403           Real ss = Staff_symbol::staff_space (staff);
 404           Real position = 2 * (my_off + total_off - staff_off) / ss;
 405           Real rounded = directed_round (position, dir);
 406           Grob *head = me->get_parent (X_AXIS);
 407
 408           Interval staff_span = Staff_symbol::line_span (staff);
 409           staff_span.widen (1);
 410           if (staff_span.contains (position)
 411               /* In case of a ledger lines, quantize even if we're outside the staff. */
 412               || (Note_head::has_interface (head)
 413
 414                   && abs (Staff_symbol_referencer::get_position (head)) > abs (position)))
 415             {
 416               total_off += (rounded - position) * 0.5 * ss;
 417               if (Staff_symbol_referencer::on_line (me, int (rounded)))
 418                 total_off += dir * 0.5 * ss;
 419             }
 420         }
 421       else if (scm_is_number (me->get_maybe_pure_property ("staff-padding", pure, start, end)) && dir)
 422         {
 423           Interval iv = me->maybe_pure_extent (me, a, pure, start, end);
 424
 425           Real staff_padding
 426             = Staff_symbol_referencer::staff_space (me)
 427               * scm_to_double (me->get_maybe_pure_property ("staff-padding", pure, start, end));
 428
 429           Grob *parent = me->get_parent (Y_AXIS);
 430           Grob *common = me->common_refpoint (staff, Y_AXIS);
 431           Real parent_position = parent->maybe_pure_coordinate (common, Y_AXIS, pure, start, end);
 432           Real staff_position = staff->maybe_pure_coordinate (common, Y_AXIS, pure, start, end);
 433           Interval staff_extent = staff->maybe_pure_extent (staff, a, pure, start, end);
 434           Real diff = (dir * staff_extent[dir] + staff_padding
 435                        - dir * (total_off + iv[-dir])
 436                        + dir * (staff_position - parent_position));
 437           total_off += dir * max (diff, 0.0);
 438         }
 439     }
 440   return scm_from_double (total_off);
 441 }
 442
 443 void
 444 Side_position_interface::set_axis (Grob *me, Axis a)
 445 {
 446   if (!scm_is_number (me->get_property ("side-axis")))
 447     {
 448       me->set_property ("side-axis", scm_from_int (a));
 449       chain_offset_callback (me,
 450                              (a == X_AXIS)
 451                              ? x_aligned_side_proc
 452                              : ly_make_unpure_pure_container (y_aligned_side_proc, pure_y_aligned_side_proc),
 453                              a);
 454     }
 455 }
 456
 457 Axis
 458 Side_position_interface::get_axis (Grob *me)
 459 {
 460   if (scm_is_number (me->get_property ("side-axis")))
 461     return Axis (scm_to_int (me->get_property ("side-axis")));
 462
 463   string msg = String_convert::form_string ("side-axis not set for grob %s.",
 464                                             me->name ().c_str ());
 465   me->programming_error (msg);
 466   return NO_AXES;
 467 }
 468
 469 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Side_position_interface, move_to_extremal_staff, 1);
 470 SCM
 471 Side_position_interface::move_to_extremal_staff (SCM smob)
 472 {
 473   Grob *me = unsmob_grob (smob);
 474   System *sys = dynamic_cast<System *> (me->get_system ());
 475   Direction dir = get_grob_direction (me);
 476   if (dir != DOWN)
 477     dir = UP;
 478
 479   Interval iv = me->extent (sys, X_AXIS);
 480   iv.widen (1.0);
 481   Grob *top_staff = sys->get_extremal_staff (dir, iv);
 482
 483   if (!top_staff)
 484     return SCM_BOOL_F;
 485
 486   // Only move this grob if it is a direct child of the system.  We
 487   // are not interested in moving marks from other staves to the top
 488   // staff; we only want to move marks from the system to the top
 489   // staff.
 490   if (sys != me->get_parent (Y_AXIS))
 491     return SCM_BOOL_F;
 492
 493   me->set_parent (top_staff, Y_AXIS);
 494   me->flush_extent_cache (Y_AXIS);
 495   Axis_group_interface::add_element (top_staff, me);
 496
 497   // Remove any cross-staff side-support dependencies
 498   Grob_array *ga = unsmob_grob_array (me->get_object ("side-support-elements"));
 499   if (ga)
 500     {
 501       vector<Grob *> const &elts = ga->array ();
 502       vector<Grob *> new_elts;
 503       for (vsize i = 0; i < elts.size (); ++i)
 504         {
 505           if (me->common_refpoint (elts[i], Y_AXIS) == top_staff)
 506             new_elts.push_back (elts[i]);
 507         }
 508       ga->set_array (new_elts);
 509     }
 510   return SCM_BOOL_T;
 511 }
 512
 513 ADD_INTERFACE (Side_position_interface,
 514                "Position a victim object (this one) next to other objects"
 515                " (the support).  The property @code{direction} signifies where"
 516                " to put the victim object relative to the support (left or"
 517                " right, up or down?)\n"
 518                "\n"
 519                "The routine also takes the size of the staff into account if"
 520                " @code{staff-padding} is set.  If undefined, the staff symbol"
 521                " is ignored.",
 522
 523                /* properties */
 524                "add-stem-support "
 525                "direction "
 526                "minimum-space "
 527                "horizon-padding "
 528                "padding "
 529                "quantize-position "
 530                "side-axis "
 531                "side-support-elements "
 532                "slur-padding "
 533                "staff-padding "
 534                "use-skylines "
 535               );