lily/slur-bezier-bow.cc

   1 /*
   2   slur-bezier-bow.cc -- implement Slur_bezier_bow
   3
   4   source file of the GNU LilyPond music typesetter
   5
   6   (c) 2000  Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
   7 */
   8
   9 #include "debug.hh"
  10 #include "paper-def.hh"
  11 #include "slur-bezier-bow.hh"
  12 #include "main.hh"
  13
  14 Slur_bezier_bow::Slur_bezier_bow (Array<Offset> encompass, Direction dir,
  15                                   Real h_inf, Real r_0)
  16 {
  17   h_inf_ = h_inf;
  18   r_0_ = r_0;
  19   alpha_ = 0;
  20   dir_ = dir;
  21   encompass_ = encompass;
  22   to_canonical_form ();
  23
  24   Real w = encompass_.top ()[X_AXIS] - encompass_[0][X_AXIS];
  25   curve_ = slur_shape (w, h_inf, r_0);
  26 }
  27
  28 Bezier
  29 Slur_bezier_bow::get_bezier () const
  30 {
  31   Bezier rv = curve_;
  32   if (dir_ == DOWN)
  33     {
  34       rv.scale (1, -1);
  35     }
  36
  37   rv.rotate (alpha_);
  38   rv.translate (origin_);
  39
  40   return rv;
  41 }
  42
  43 void
  44 Slur_bezier_bow::to_canonical_form ()
  45 {
  46   origin_ = encompass_[0];
  47   translate (&encompass_, -origin_);
  48
  49   Offset delta = encompass_.top () - encompass_[0];
  50   alpha_ = delta.arg ();
  51
  52   rotate (&encompass_, -alpha_);
  53   if (dir_ == DOWN)
  54     {
  55       scale (&encompass_, 1, -1);
  56     }
  57
  58   while (encompass_.size () > 1 && encompass_[1][X_AXIS] <= 0.0)
  59     {
  60       programming_error ("Degenerate bow: infinite steepness reqd");
  61       encompass_.del (1);
  62     }
  63
  64   Real l = encompass_.top ()[X_AXIS];
  65   while (encompass_.size () > 1 && encompass_.top (1)[X_AXIS] >= l)
  66     {
  67       programming_error ("Degenerate bow: infinite steepness reqd");
  68       encompass_.del (encompass_.size ()-2);
  69     }
  70 }
  71
  72
  73
  74 void
  75 Slur_bezier_bow::blow_fit ()
  76 {
  77   Real len = curve_.control_[3][X_AXIS];
  78   Real h = curve_.control_[1][Y_AXIS] * fit_factor () / len;
  79   curve_.control_[1][Y_AXIS] = h * len;
  80   curve_.control_[2][Y_AXIS] = h * len;
  81   curve_.assert_sanity ();
  82 }
  83
  84
  85 Real
  86 Slur_bezier_bow::enclosed_area_f () const
  87 {
  88   Real a = 0;
  89   for (int i=0; i < encompass_.size (); i++)
  90     {
  91       Interval x;
  92       Interval y;
  93       if (i == 0)
  94         {
  95           x = Interval (0, encompass_[1][X_AXIS] / 2);
  96           y = Interval (0,
  97                         curve_.get_other_coordinate (X_AXIS,
  98                                                      encompass_[1][X_AXIS]
  99                                                      / 2));
 100         }
 101       else if (i == encompass_.size () - 1)
 102         {
 103           x = Interval ((encompass_[i-1][X_AXIS] + encompass_[i][X_AXIS])/2,
 104                         encompass_[i][X_AXIS]);
 105           y = Interval (0,
 106                         (curve_.get_other_coordinate (X_AXIS,
 107                                                       (x[MIN] + x[MAX]) / 2)));
 108         }
 109       else
 110         {
 111           x = Interval ((encompass_[i-1][X_AXIS] + encompass_[i][X_AXIS]) / 2,
 112                         (encompass_[i][X_AXIS] + encompass_[i+1][X_AXIS]) / 2);
 113           y = Interval (encompass_[i][Y_AXIS],
 114                         (curve_.get_other_coordinate (X_AXIS, x[MIN])
 115                          + curve_.get_other_coordinate (X_AXIS,
 116                                                         (x[MIN] + x[MAX]) / 2)
 117                          + curve_.get_other_coordinate (X_AXIS, x[MAX])) / 3);
 118         }
 119
 120       Real da = x.length () * y.length ();
 121       a += da;
 122     }
 123   return a;
 124 }
 125
 126 Array<Real>
 127 Slur_bezier_bow::area_x_gradients_array (Real area)
 128 {
 129   Real len = curve_.control_[3][X_AXIS];
 130   Real grow = len / 10.0;
 131   Array<Real> da (2);
 132   for (int i=0; i < 2; i++)
 133     {
 134       Real r = curve_.control_[i+1][X_AXIS];
 135       curve_.control_[i+1][X_AXIS] += grow;
 136       da[i] = (enclosed_area_f () - area) / grow;
 137       curve_.control_[i+1][X_AXIS] = r;
 138     }
 139   return da;
 140 }
 141
 142 /*
 143   ugh, should have another look, and use a regular optimization
 144   algorithm, instead of this homebrew.
 145 */
 146 void
 147 Slur_bezier_bow::minimise_enclosed_area (Paper_def* paper_l, Real beauty)
 148 {
 149   Real length = curve_.control_[3][X_AXIS];
 150   Real beautiful = beauty * length * slur_height (length, h_inf_, r_0_);
 151
 152   DEBUG_OUT << to_str ("Beautiful: %f\n", beautiful);
 153   DEBUG_OUT << to_str ("Length: %f\n", length);
 154   //  DEBUG_OUT << to_str ("D-height: %f\n", default_height);
 155   DEBUG_OUT << to_str ("FitFac: %f\n", fit_factor ());
 156
 157   if (fit_factor () > 1.0)
 158     blow_fit ();
 159
 160   Real pct_c0 = paper_l->get_var ("bezier_pct_c0");
 161   Real pct_c3 = paper_l->get_var ("bezier_pct_c3");
 162   Real pct_in_max = paper_l->get_var ("bezier_pct_in_max");
 163   Real pct_out_max = paper_l->get_var ("bezier_pct_out_max");
 164   Real steps = paper_l->get_var ("bezier_area_steps");
 165
 166   for (int i=0; i < steps; i++)
 167     {
 168       Real area = enclosed_area_f ();
 169       if (!i)
 170         DEBUG_OUT << to_str ("Init area: %f\n", area);
 171
 172       if (area <= beautiful)
 173         break;
 174
 175       Array<Real> da = area_x_gradients_array (area);
 176
 177       // urg
 178       Real pct = pct_c0 + pct_c3 * length * length * length;
 179       pct *= (steps - i) / steps;
 180       if (da[0] > 0 || da[1] < 0)
 181         pct = pct <? pct_out_max;
 182       else
 183         pct = pct <? pct_in_max;
 184
 185       Real u = (abs (curve_.control_[1][X_AXIS] / da[0])
 186                 <? abs ((curve_.control_[3][X_AXIS]
 187                          - curve_.control_[2][X_AXIS]) / da[1]));
 188
 189       DEBUG_OUT << to_str ("pct: %f\n", pct);
 190       DEBUG_OUT << to_str ("u: %f\n", u);
 191
 192       DEBUG_OUT << to_str ("da: (%f, %f)\n", da[0], da[1]);
 193       DEBUG_OUT << to_str ("da*u: (%f, %f)\n", da[0]*u*pct, da[1]*u*pct);
 194       DEBUG_OUT << to_str ("cx: (%f, %f)\n", curve_.control_[1][X_AXIS],
 195                            curve_.control_[2][X_AXIS]);
 196
 197       curve_.control_[1][X_AXIS] -= da[0] * u * pct;
 198       curve_.control_[2][X_AXIS] -= da[1] * u * pct;
 199     }
 200
 201   Real area = enclosed_area_f ();
 202   DEBUG_OUT << to_str ("Exarea: %f\n", area);
 203 }
 204
 205
 206
 207 /*
 208   max ( encompass.y / curve.y )
 209
 210  */
 211 Real
 212 Slur_bezier_bow::fit_factor () const
 213 {
 214   Real x1 = encompass_[0][X_AXIS];
 215   Real x2 = encompass_.top ()[X_AXIS];
 216
 217   Real factor = 0.0;
 218   for (int i=1; i < encompass_.size ()-1; i++)
 219     {
 220       if (encompass_[i][X_AXIS] > x1 && encompass_[i][X_AXIS] < x2)
 221         {
 222          Real y = curve_.get_other_coordinate (X_AXIS, encompass_[i][X_AXIS]);
 223          if (y>0)
 224            {
 225              Real f = encompass_[i][Y_AXIS] / y;
 226              factor = factor >? f;
 227            }
 228         }
 229     }
 230
 231
 232   return factor;
 233 }
 234
 235
 236
 237