]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/beam.cc
*** empty log message ***
[lilypond.git] / lily / beam.cc
index bceef613bbd8978c7b977803a3ed177d9628df6c..61e27d7ce31ed01a044c31bb5fbf2d0d76a08e14 100644 (file)
@@ -3,22 +3,22 @@
   
   source file of the GNU LilyPond music typesetter
   
-  (c)  1997--2002 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
+  (c) 1997--2005 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
   Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
-  
 */
 
 /*
 TODO:
 
-  * Use Number_pair i.s.o Interval to represent (yl, yr).
-  
   - Determine auto knees based on positions if it's set by the user.
 
+  - the code is littered with * and / staff_space calls for
+    #'positions. Consider moving to real-world coordinates?
 
+    Problematic issue is user tweaks (user tweaks are in staff-coordinates.) 
+  
 Notes:
 
-
  - Stems run to the Y-center of the beam.
   
  - beam_translation is the offset between Y centers of the beam.
@@ -26,16 +26,17 @@ Notes:
 */
 
 
+
 #include <math.h> // tanh.
 
-#include "molecule.hh" 
+#include "beam.hh"
+#include "interval-set.hh"
 #include "directional-element-interface.hh"
 #include "beaming.hh"
-#include "beam.hh"
 #include "misc.hh"
 #include "least-squares.hh"
 #include "stem.hh"
-#include "paper-def.hh"
+#include "output-def.hh"
 #include "lookup.hh"
 #include "group-interface.hh"
 #include "staff-symbol-referencer.hh"
@@ -44,9 +45,6 @@ Notes:
 #include "warn.hh"
 
 
-#define DEBUG_QUANTING 0
-
-
 #if DEBUG_QUANTING
 #include "text-item.hh"  // debug output.
 #include "font-interface.hh"  // debug output.
@@ -61,7 +59,7 @@ Beam::add_stem (Grob *me, Grob *s)
   s->add_dependency (me);
 
   assert (!Stem::get_beam (s));
-  s->set_grob_property ("beam", me->self_scm ());
+  s->set_property ("beam", me->self_scm ());
 
   add_bound_item (dynamic_cast<Spanner*> (me), dynamic_cast<Item*> (s));
 }
@@ -70,20 +68,25 @@ Beam::add_stem (Grob *me, Grob *s)
 Real
 Beam::get_thickness (Grob * me)
 {
-  SCM th = me->get_grob_property ("thickness");
-  if (gh_number_p (th))
-    return gh_scm2double (th)* Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
-  else
-    return 0.0;
+  return robust_scm2double (me->get_property ("thickness"), 0)
+    * Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 }
 
 /* Return the translation between 2 adjoining beams. */
 Real
 Beam::get_beam_translation (Grob *me)
 {
-  SCM func = me->get_grob_property ("space-function");
-  SCM s = gh_call2 (func, me->self_scm (), scm_int2num (get_beam_count (me)));
-  return gh_scm2double (s);
+  SCM func = me->get_property ("space-function");
+
+  if (ly_c_procedure_p (func))
+    {
+      SCM s = scm_call_2 (func, me->self_scm (), scm_int2num (get_beam_count (me)));
+      return scm_to_double (s);
+    }
+  else
+    {
+      return 0.81;
+    }
 }
 
 /* Maximum beam_count. */
@@ -91,14 +94,18 @@ int
 Beam::get_beam_count (Grob *me) 
 {
   int m = 0;
-  for (SCM s = me->get_grob_property ("stems"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
+  for (SCM s = me->get_property ("stems"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
     {
-      Grob *stem = unsmob_grob (ly_car (s));
+      Grob *stem = unsmob_grob (scm_car (s));
       m = m >? (Stem::beam_multiplicity (stem).length () + 1);
     }
   return m;
 }
 
+
+/*
+  Space return space between beams.
+ */
 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, space_function, 2);
 SCM
 Beam::space_function (SCM smob, SCM beam_count)
@@ -106,14 +113,14 @@ Beam::space_function (SCM smob, SCM beam_count)
   Grob *me = unsmob_grob (smob);
   
   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
-  Real line = me->get_paper ()->get_var ("linethickness");
+  Real line = Staff_symbol_referencer::line_thickness (me);
   Real thickness = get_thickness (me);
   
-  Real beam_translation = gh_scm2int (beam_count) < 4
+  Real beam_translation = scm_to_int (beam_count) < 4
     ? (2*staff_space + line - thickness) / 2.0
     : (3*staff_space + line - thickness) / 3.0;
   
-  return gh_double2scm (beam_translation);
+  return scm_make_real (beam_translation);
 }
 
 
@@ -142,12 +149,12 @@ Beam::before_line_breaking (SCM smob)
     {
       me->warning (_ ("beam has less than two visible stems"));
 
-      SCM stems = me->get_grob_property ("stems");
+      SCM stems = me->get_property ("stems");
       if (scm_ilength (stems) == 1)
        {
-         me->warning (_ ("Beam has less than two stems. Removing beam."));
+         me->warning (_ ("removing beam with less than two stems"));
 
-         unsmob_grob (gh_car (stems))->set_grob_property ("beam", SCM_EOL);
+         unsmob_grob (scm_car (stems))->set_property ("beam", SCM_EOL);
          me->suicide ();
 
          return SCM_UNSPECIFIED;
@@ -193,18 +200,18 @@ position_with_maximal_common_beams (SCM left_beaming, SCM right_beaming,
                                    Direction left_dir,
                                    Direction right_dir)
 {
-  Slice lslice = int_list_to_slice (gh_cdr (left_beaming));
+  Slice lslice = int_list_to_slice (scm_cdr (left_beaming));
 
   int best_count = 0;
   int best_start = 0;
   for (int i = lslice[-left_dir];
        (i - lslice[left_dir])* left_dir <= 0 ; i+= left_dir) 
     {
-      int count =0;
-      for ( SCM s = gh_car (right_beaming); gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
+      int count = 0;
+      for ( SCM s = scm_car (right_beaming); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
        {
-         int k = - right_dir * gh_scm2int (gh_car (s)) + i;
-         if (scm_memq (scm_int2num (k), left_beaming) != SCM_BOOL_F)
+         int k = - right_dir * scm_to_int (scm_car (s)) + i;
+         if (scm_c_memq (scm_int2num (k), left_beaming) != SCM_BOOL_F)
            count ++;
        }
 
@@ -221,20 +228,20 @@ position_with_maximal_common_beams (SCM left_beaming, SCM right_beaming,
 void
 Beam::connect_beams (Grob *me)
 {
-  Link_array<Grob> stems=
+  Link_array<Grob> stems =
     Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
 
   Slice last_int;
-  last_int.set_empty();
+  last_int.set_empty ();
   SCM last_beaming = SCM_EOL;
   Direction last_dir = CENTER;
-  for (int i = 0; i< stems.size(); i++)
+  for (int i = 0; i< stems.size (); i++)
     {
       Grob *this_stem = stems[i];
-      SCM this_beaming = this_stem->get_grob_property ("beaming");
+      SCM this_beaming = this_stem->get_property ("beaming");
 
-      Direction this_dir = Directional_element_interface::get(this_stem);
-      if (gh_pair_p (last_beaming) && gh_pair_p (this_beaming))
+      Direction this_dir = get_grob_direction (this_stem);
+      if (scm_is_pair (last_beaming) && scm_is_pair (this_beaming))
        {
          int start_point = position_with_maximal_common_beams
            (last_beaming, this_beaming,
@@ -244,45 +251,45 @@ Beam::connect_beams (Grob *me)
          Slice new_slice ; 
          do
            {
-             if (d == RIGHT && i == stems.size()-1)
+             if (d == RIGHT && i == stems.size ()-1)
                continue;
              
-             new_slice.set_empty();
+             new_slice.set_empty ();
              SCM s = index_get_cell (this_beaming, d);
-             for (; gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
+             for (; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
                {
                  int new_beam_pos =
-                   start_point - this_dir * gh_scm2int (gh_car (s));
+                   start_point - this_dir * scm_to_int (scm_car (s));
 
                  new_slice.add_point (new_beam_pos);
-                 gh_set_car_x (s, scm_int2num (new_beam_pos));
+                 scm_set_car_x (s, scm_int2num (new_beam_pos));
                }
 
 
            }
          while (flip (&d) != LEFT);
 
-         if (!new_slice.empty_b())
+         if (!new_slice.is_empty ())
            last_int =  new_slice;
        }
       else
        {
-         gh_set_car_x ( this_beaming, SCM_EOL);
-         SCM s = gh_cdr (this_beaming);
-         for (; gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
+         scm_set_car_x ( this_beaming, SCM_EOL);
+         SCM s = scm_cdr (this_beaming);
+         for (; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
            {
-             int np = - this_dir * gh_scm2int (gh_car(s));
-             gh_set_car_x (s, scm_int2num (np));
+             int np = - this_dir * scm_to_int (scm_car (s));
+             scm_set_car_x (s, scm_int2num (np));
              last_int.add_point (np);
            }
        }
 
       if (i == stems.size () -1)
        {
-         gh_set_cdr_x (this_beaming, SCM_EOL);
+         scm_set_cdr_x (this_beaming, SCM_EOL);
        }
 
-      if (scm_ilength (gh_cdr (this_beaming)) > 0)
+      if (scm_ilength (scm_cdr (this_beaming)) > 0)
        {
          last_beaming = this_beaming;
          last_dir = this_dir;
@@ -290,15 +297,24 @@ Beam::connect_beams (Grob *me)
     }
  }
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, brew_molecule, 1);
+
+/*
+  TODO: should not make beams per stem, but per Y-level.
+ */
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, print, 1);
 SCM
-Beam::brew_molecule (SCM grob)
+Beam::print (SCM grob)
 {
-  Grob *me = unsmob_grob (grob);
-  Link_array<Grob> stems=
+  Spanner *me = unsmob_spanner (grob);
+  position_beam (me);
+  
+  Link_array<Grob> stems =
     Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
   Grob* xcommon = common_refpoint_of_array (stems, me, X_AXIS);
 
+  xcommon = me->get_bound (LEFT)->common_refpoint (xcommon, X_AXIS);
+  xcommon = me->get_bound (RIGHT)->common_refpoint (xcommon, X_AXIS);
+
   Real x0, dx;
   if (visible_stem_count (me))
     {
@@ -312,142 +328,179 @@ Beam::brew_molecule (SCM grob)
       dx = stems.top ()->relative_coordinate (xcommon, X_AXIS) - x0;
     }
 
-  SCM posns = me->get_grob_property ("positions");
-  Interval pos;
-  if (!ly_number_pair_p (posns))
+  SCM posns = me->get_property ("positions");
+  Drul_array<Real> pos;
+  if (!is_number_pair (posns))
     {
       programming_error ("No beam posns");
       pos = Interval (0,0);
     }
   else
-    pos= ly_scm2interval (posns);
+    pos = ly_scm2realdrul (posns);
 
-  Real dy = pos.delta ();
-  Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
+  scale_drul (&pos,  Staff_symbol_referencer::staff_space (me));
+  
+  Real dy = pos[RIGHT] - pos[LEFT];
+  Real slope = (dy && dx) ? dy/dx : 0;
   
   Real thick = get_thickness (me);
   Real bdy = get_beam_translation (me);
 
-  SCM last_beaming = SCM_EOL;;
+  SCM last_beaming = SCM_EOL;
   Real last_xposn = -1;
-  Real last_width = -1 ;
+  Real last_stem_width = -1 ;
 
-
-  SCM gap = me->get_grob_property ("gap");
-  Molecule the_beam;
-  Real lt = me->get_paper ()->get_var ("linethickness");
-  for (int i = 0; i< stems.size(); i++)
+  Real gap_length = robust_scm2double (me->get_property ("gap"), 0.0);
+  
+  Stencil the_beam;
+  Real lt = me->get_layout ()->get_dimension (ly_symbol2scm ("linethickness"));
+  
+  for (int i = 0; i<= stems.size (); i++)
     {
-      Grob * st =stems[i];
+      Grob * st = (i < stems.size ()) ? stems[i] : 0;
       
-      SCM this_beaming = st->get_grob_property ("beaming");
-      Real xposn = st->relative_coordinate (xcommon, X_AXIS);
-      Real stem_width = gh_scm2double (st->get_grob_property ("thickness")) *lt;
-
-      if (i > 0)
-       {
-         SCM left = gh_cdr (last_beaming);
-         SCM right = gh_car (this_beaming);
+      SCM this_beaming = st ? st->get_property ("beaming") : SCM_EOL;
+      Real xposn = st ? st->relative_coordinate (xcommon, X_AXIS) : 0.0;
+      Real stem_width = st ? robust_scm2double (st->get_property ("thickness"), 1.0) *lt : 0 ;
+      Direction stem_dir = st ? to_dir (st->get_property ("direction")) : CENTER;
+      /*
+       We do the space left of ST, with lfliebertjes pointing to the
+       right from the left stem, and rfliebertjes pointing left from
+       right stem.
+       */
+      SCM left = (i > 0) ? scm_cdr (last_beaming) : SCM_EOL;
+      SCM right = st ? scm_car (this_beaming) : SCM_EOL;
 
-         Array<int> fullbeams;
-         Array<int> lfliebertjes;
-         Array<int> rfliebertjes;        
+      Array<int> full_beams;
+      Array<int> lfliebertjes;
+      Array<int> rfliebertjes;   
 
-         for (SCM s = left;
-              gh_pair_p (s); s =gh_cdr (s))
+      for (SCM s = left;
+          scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
+       {
+         int b = scm_to_int (scm_car (s));
+         if (scm_c_memq (scm_car (s), right) != SCM_BOOL_F)
            {
-             int b = gh_scm2int (gh_car (s));
-             if (scm_memq (gh_car(s), right) != SCM_BOOL_F)
-               {
-                 fullbeams.push (b);
-               }
-             else
-               {
-                 lfliebertjes.push (b); 
-               }
+             full_beams.push (b);
            }
-         for (SCM s = right;
-              gh_pair_p (s); s =gh_cdr (s))
+         else
            {
-             int b = gh_scm2int (gh_car (s));
-             if (scm_memq (gh_car(s), left) == SCM_BOOL_F)
-               {
-                 rfliebertjes.push (b);
-               }
+             lfliebertjes.push (b); 
            }
-
-         
-         Real w = xposn - last_xposn;
-         Real stem_offset = 0.0;
-         Real width_corr = 0.0;
-         if (i == 1)
+       }
+      for (SCM s = right;
+          scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
+       {
+         int b = scm_to_int (scm_car (s));
+         if (scm_c_memq (scm_car (s), left) == SCM_BOOL_F)
            {
-             stem_offset -= last_width/2;
-             width_corr += last_width/2;
+             rfliebertjes.push (b);
            }
+       }
+
+      /*
+       how much to stick out for beams across linebreaks
+       */
+      Real break_overshoot = 3.0;
+      Real w = (i > 0 && st) ? (xposn - last_xposn) : break_overshoot;
+
+      Real stem_offset = 0.0;
+      if (i > 0)
+       {
+         w += last_stem_width / 2;
+         stem_offset = -last_stem_width / 2;
+       }
+
+      if (st)
+       w += stem_width/ 2 ;
+      
+
+      Real blot = me->get_layout ()->get_dimension (ly_symbol2scm ("blotdiameter"));
+      Stencil whole = Lookup::beam (slope, w, thick, blot);
+      Stencil gapped;
+
+      int gap_count = 0;
+      if (scm_is_number (me->get_property ("gap-count")))
+       {
+         gap_count = scm_to_int (me->get_property ("gap-count"));
+         gapped = Lookup::beam (slope, w - 2 * gap_length, thick, blot);
+
+         full_beams.sort (default_compare);
+         if (stem_dir == UP)
+           full_beams.reverse ();
+       }
+
+      int k = 0;
+      for (int j = full_beams.size (); j--;)
+       {
+         Stencil b (whole);
          
-         if (i == stems.size() -1)
+         if (k++ < gap_count)
            {
-             width_corr += stem_width/2;
+             b = gapped;
+             b.translate_axis (gap_length, X_AXIS);
            }
+         b.translate_axis (last_xposn -  x0 + stem_offset, X_AXIS);
+         b.translate_axis (slope * (last_xposn - x0) + bdy * full_beams[j], Y_AXIS);
+
+         the_beam.add_stencil (b);           
+       }
+         
+      if (lfliebertjes.size () || rfliebertjes.size ())
+       {
+         Real nw_f;
 
-         if (gh_number_p (gap))
+         if (st)
            {
-             Real g = gh_scm2double (gap);
-             stem_offset += g;
-             width_corr -= 2*g; 
+             int t = Stem::duration_log (st); 
+
+             SCM proc = me->get_property ("flag-width-function");
+             SCM result = scm_call_1 (proc, scm_int2num (t));
+             nw_f = scm_to_double (result);
            }
+         else
+           nw_f = break_overshoot / 2;
+             
+         /* Half beam should be one note-width,
+            but let's make sure two half-beams never touch */
+         Real lw = nw_f;
+         Real rw = nw_f;
+         if (i > 0)
+           rw = nw_f <? ( (xposn - last_xposn) / 2);
+         else
+           /*
+             TODO: 0.5 is a guess.
+           */
+           rw = xposn - me->get_bound (LEFT)->extent (xcommon, X_AXIS)[RIGHT]
+             - 0.5;
          
-         Molecule whole = Lookup::beam (dydx, w + width_corr, thick);
-         for (int j = fullbeams.size(); j--;)
+         if (st)
+           lw = nw_f <? ( (xposn - last_xposn) / 2);
+         else
+           lw = me->get_bound (RIGHT)->relative_coordinate (xcommon, X_AXIS)
+             - last_xposn;
+
+         Stencil rhalf = Lookup::beam (slope, rw, thick, blot);
+         Stencil lhalf = Lookup::beam (slope, lw, thick, blot);
+         for (int j = lfliebertjes.size (); j--;)
            {
-             Molecule b (whole);
-             b.translate_axis (last_xposn -  x0 + stem_offset, X_AXIS);
-             b.translate_axis (dydx * (last_xposn - x0) + bdy * fullbeams[j], Y_AXIS);
-             the_beam.add_molecule (b);              
+             Stencil b (lhalf);
+             b.translate_axis (last_xposn -  x0, X_AXIS);
+             b.translate_axis (slope * (last_xposn-x0) + bdy * lfliebertjes[j], Y_AXIS);
+             the_beam.add_stencil (b);       
            }
-
-         if (lfliebertjes.size() || rfliebertjes.size())
+         for (int j = rfliebertjes.size (); j--;)
            {
-
-             Real nw_f;
-             if (!Stem::first_head (st))
-               nw_f = 0;
-             else
-               {
-                 int t = Stem::duration_log (st); 
-
-                 SCM proc = me->get_grob_property ("flag-width-function");
-                 SCM result = gh_call1 (proc, scm_int2num (t));
-                 nw_f = gh_scm2double (result);
-               }
-             
-             /* Half beam should be one note-width,
-                but let's make sure two half-beams never touch */
-             
-             Real w = xposn - last_xposn;
-             w = w/2 <? nw_f;
-
-             Molecule half = Lookup::beam (dydx, w, thick);
-             for (int j = lfliebertjes.size(); j--;)
-               {
-                 Molecule b (half);
-                 b.translate_axis (last_xposn -  x0, X_AXIS);
-                 b.translate_axis (dydx * (last_xposn-x0) + bdy * lfliebertjes[j], Y_AXIS);
-                 the_beam.add_molecule (b);          
-               }
-             for (int j = rfliebertjes.size(); j--;)
-               {
-                 Molecule b (half);
-                 b.translate_axis (xposn -  x0 - w , X_AXIS);
-                 b.translate_axis (dydx * (xposn-x0 -w) + bdy * rfliebertjes[j], Y_AXIS);
-                 the_beam.add_molecule (b);          
-               }
+             Stencil b (rhalf);
+             b.translate_axis (xposn -  x0 - rw , X_AXIS);
+             b.translate_axis (slope * (xposn-x0 -rw) + bdy * rfliebertjes[j], Y_AXIS);
+             the_beam.add_stencil (b);       
            }
-       }
+       }
+
 
       last_xposn = xposn;
-      last_width = stem_width;
+      last_stem_width = stem_width;
       last_beaming = this_beaming;
     }
 
@@ -455,32 +508,28 @@ Beam::brew_molecule (SCM grob)
   the_beam.translate_axis (pos[LEFT], Y_AXIS);
 
 #if (DEBUG_QUANTING)
+  SCM quant_score = me->get_property ("quant-score");
+  if (to_boolean (me->get_layout ()->lookup_variable (ly_symbol2scm ("debug-beam-quanting")))
+      && scm_is_string (quant_score))
     {
+      
       /*
        This code prints the demerits for each beam. Perhaps this
        should be switchable for those who want to twiddle with the
        parameters.
       */
       String str;
-      if (1)
-       {
-         str += to_string (gh_scm2int (me->get_grob_property ("best-idx")));
-         str += ":";
-       }
-      str += to_string (gh_scm2double (me->get_grob_property ("quant-score")),
-                    "%.2f");
-
-      SCM properties = Font_interface::font_alist_chain (me);
+      SCM properties = Font_interface::text_font_alist_chain (me);
 
-      
-      Molecule tm = Text_item::text2molecule (me, scm_makfrom0str (str.to_str0 ()), properties);
-      the_beam.add_at_edge (Y_AXIS, UP, tm, 5.0);
+      Direction stem_dir = stems.size() ? to_dir (stems[0]->get_property ("direction")) : UP;
+    
+      Stencil tm = *unsmob_stencil (Text_interface::interpret_markup
+        (me->get_layout ()->self_scm (), properties, quant_score));
+      the_beam.add_at_edge (Y_AXIS, stem_dir, tm, 1.0, 0);
     }
 #endif
-    
   
-  
-  return the_beam.smobbed_copy();
+  return the_beam.smobbed_copy ();
 }
   
 
@@ -495,15 +544,15 @@ Beam::get_default_dir (Grob *me)
   count[UP]  = count[DOWN] = 0;
   Direction d = DOWN;
 
-  Link_array<Grob> stems=
+  Link_array<Grob> stems =
        Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
 
-  for (int i=0; i <stems.size (); i++)
+  for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
     do {
       Grob *s = stems[i];
-      Direction sd = Directional_element_interface::get (s);
+      Direction sd = get_grob_direction (s);
 
-      int center_distance = int(- d * Stem::head_positions (s) [-d]) >? 0;
+      int center_distance = int (- d * Stem::head_positions (s) [-d]) >? 0;
       int current = sd ? (1 + d * sd)/2 : center_distance;
 
       if (current)
@@ -513,18 +562,18 @@ Beam::get_default_dir (Grob *me)
        }
     } while (flip (&d) != DOWN);
   
-  SCM func = me->get_grob_property ("dir-function");
-  SCM s = gh_call2 (func,
-                   gh_cons (scm_int2num (count[UP]),
+  SCM func = me->get_property ("dir-function");
+  SCM s = scm_call_2 (func,
+                   scm_cons (scm_int2num (count[UP]),
                             scm_int2num (count[DOWN])),
-                   gh_cons (scm_int2num (total[UP]),
+                   scm_cons (scm_int2num (total[UP]),
                             scm_int2num (total[DOWN])));
 
-  if (gh_number_p (s) && gh_scm2int (s))
+  if (scm_is_number (s) && scm_to_int (s))
     return to_dir (s);
   
   /* If dir is not determined: get default */
-  return to_dir (me->get_grob_property ("neutral-direction"));
+  return to_dir (me->get_property ("neutral-direction"));
 }
 
 
@@ -535,77 +584,18 @@ void
 Beam::set_stem_directions (Grob *me, Direction d)
 {
   Link_array<Grob> stems
-    =Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*) 0, "stems");
+    = Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*) 0, "stems");
   
-  for (int i=0; i <stems.size (); i++)
+  for (int i = 0; i <stems.size (); i++)
     {
       Grob *s = stems[i];
   
-      SCM forcedir = s->get_grob_property ("direction");
+      SCM forcedir = s->get_property ("direction");
       if (!to_dir (forcedir))
-       Directional_element_interface::set (s, d);
+       set_grob_direction (s,  d);
     }
 }
 
-/*
-  A union of intervals in the real line.
-
-  Abysmal performance (quadratic) for large N, hopefully we don't have
-  that large N. In any case, this should probably be rewritten to use
-  a balanced tree.
- */
-struct Int_set
-{
-  Array<Interval> allowed_regions_;
-
-  Int_set()
-  {
-    set_full();
-  }
-
-  void set_full()
-  {
-    allowed_regions_.clear();
-    Interval s;
-    s.set_full ();
-    allowed_regions_.push (s);
-  }
-
-  void remove_interval (Interval rm)
-  {
-    for (int i = 0; i < allowed_regions_.size(); )
-      {
-       Interval s = rm;
-
-       s.intersect (allowed_regions_[i]);
-
-       if (!s.empty_b ())
-         {
-           Interval before = allowed_regions_[i];
-           Interval after = allowed_regions_[i];
-
-           before[RIGHT] = s[LEFT];
-           after[LEFT] = s[RIGHT];
-
-           if (!before.empty_b() && before.length () > 0.0)
-             {
-               allowed_regions_.insert (before, i);
-               i++;
-             }
-           allowed_regions_.del (i);
-           if (!after.empty_b () && after.length () > 0.0)
-             {
-               allowed_regions_.insert (after, i);
-               i++;
-             }
-         }
-       else
-         i++;
-      }
-  }
-};
-
-
 /*
   Only try horizontal beams for knees.  No reliable detection of
   anything else is possible here, since we don't know funky-beaming
@@ -615,94 +605,98 @@ struct Int_set
 void
 Beam::consider_auto_knees (Grob* me)
 {
-  SCM scm = me->get_grob_property ("auto-knee-gap");
-  if (!gh_number_p (scm))
+  SCM scm = me->get_property ("auto-knee-gap");
+  if (!scm_is_number (scm))
     return ;
 
-  Real threshold = gh_scm2double (scm);
-  
-  Int_set gaps;
+  Interval_set gaps;
 
   gaps.set_full ();
 
-  Link_array<Grob> stems=
-    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
-      
+  Link_array<Grob> stems =
+    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*) 0, "stems");
+  
   Grob *common = common_refpoint_of_array (stems, me,  Y_AXIS);
   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
   
-  Array<Interval> hps_array;  
-  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+  Array<Interval> head_positions_array;  
+  for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
     {
       Grob* stem = stems[i];
-      if (Stem::invisible_b (stem))
+      if (Stem::is_invisible (stem))
        continue;
 
-      Interval hps = Stem::head_positions (stem);
-      if(!hps.empty_b())
+      Interval head_positions = Stem::head_positions (stem);
+      if (!head_positions.is_empty ())
        {
-         hps[LEFT] += -1;
-         hps[RIGHT] += 1; 
-         hps *= staff_space * 0.5 ;
+         head_positions[LEFT] += -1;
+         head_positions[RIGHT] += 1; 
+         head_positions *= staff_space * 0.5 ;
 
          /*
            We could subtract beam Y position, but this routine only
            sets stem directions, a constant shift does not have an
            influence.
-           
           */
-         hps += stem->relative_coordinate (common, Y_AXIS);
+         head_positions += stem->relative_coordinate (common, Y_AXIS);
 
-         if (to_dir (stem->get_grob_property ("direction")))
+         if (to_dir (stem->get_property ("direction")))
            {
-             Direction stemdir = to_dir (stem->get_grob_property ("direction"));
-             hps[-stemdir] = - stemdir * infinity_f;
+             Direction stemdir = to_dir (stem->get_property ("direction"));
+             head_positions[-stemdir] = - stemdir * infinity_f;
            }
        }
-      hps_array.push (hps);
+      head_positions_array.push (head_positions);
 
-      gaps.remove_interval (hps);
+      gaps.remove_interval (head_positions);
     }
 
   Interval max_gap;
-  Real max_gap_len =0.0;
+  Real max_gap_len = 0.0;
 
-  for (int i  = gaps.allowed_regions_.size() -1;  i >=  0 ; i--)
+  for (int i  = gaps.allowed_regions_.size () -1;  i >=  0 ; i--)
     {
       Interval gap = gaps.allowed_regions_[i];
 
       /*
        the outer gaps are not knees.
        */
-      if (isinf (gap[LEFT]) || isinf(gap[RIGHT]))
+      if (isinf (gap[LEFT]) || isinf (gap[RIGHT]))
        continue;
       
       if (gap.length () >= max_gap_len)
        {
-         max_gap_len = gap.length();
+         max_gap_len = gap.length ();
          max_gap = gap;
        }
     }
 
+  Real beam_translation = get_beam_translation (me);
+  Real beam_thickness = Beam::get_thickness (me);
+  int beam_count = Beam::get_beam_count (me);  
+  Real height_of_beams = beam_thickness / 2
+    + (beam_count - 1) * beam_translation;
+  Real threshold = scm_to_double (scm) +  height_of_beams;
+  
   if (max_gap_len > threshold)
     {
       int j = 0;
-      for (int i = 0; i < stems.size(); i++)
+      for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
        {
          Grob* stem = stems[i];
-         if (Stem::invisible_b (stem))
+         if (Stem::is_invisible (stem))
            continue;
 
-         Interval hps = hps_array[j++];
+         Interval head_positions = head_positions_array[j++];
 
 
-         Direction d =  (hps.center () < max_gap.center()) ?
+         Direction d =  (head_positions.center () < max_gap.center ()) ?
            UP : DOWN ;
          
-         stem->set_grob_property ("direction", scm_int2num (d));
+         stem->set_property ("direction", scm_int2num (d));
          
-         hps.intersect (max_gap);
-         assert (hps.empty_b () || hps.length () < 1e-6 );
+         head_positions.intersect (max_gap);
+         assert (head_positions.is_empty () || head_positions.length () < 1e-6 );
        }
     }
 }
@@ -725,7 +719,7 @@ Beam::set_stem_shorten (Grob *me)
   /*
     shortening looks silly for x staff beams
    */
-  if (knee_b(me))
+  if (is_knee (me))
     return ;
   
   Real forced_fraction = 1.0 * forced_stem_count (me)
@@ -733,7 +727,7 @@ Beam::set_stem_shorten (Grob *me)
 
   int beam_count = get_beam_count (me);
 
-  SCM shorten_list = me->get_grob_property ("beamed-stem-shorten");
+  SCM shorten_list = me->get_property ("beamed-stem-shorten");
   if (shorten_list == SCM_EOL)
     return;
 
@@ -741,13 +735,13 @@ Beam::set_stem_shorten (Grob *me)
   
   SCM shorten_elt =
     robust_list_ref (beam_count -1, shorten_list);
-  Real shorten_f = gh_scm2double (shorten_elt) * staff_space;
+  Real shorten_f = scm_to_double (shorten_elt) * staff_space;
 
   /* your similar cute comment here */
   shorten_f *= forced_fraction;
 
   if (shorten_f)
-    me->set_grob_property ("shorten", gh_double2scm (shorten_f));
+    me->set_property ("shorten", scm_make_real (shorten_f));
 }
 
 /*  Call list of y-dy-callbacks, that handle setting of
@@ -759,24 +753,63 @@ SCM
 Beam::after_line_breaking (SCM smob)
 {
   Grob *me = unsmob_grob (smob);
-  
+
+  position_beam (me);
+  return SCM_UNSPECIFIED;
+}
+
+void
+Beam::position_beam (Grob *me)
+{
+  if (!me->is_live ())
+    return ;
+  if (to_boolean (me->get_property ("positioning-done")))
+    return ;
+
+  me->set_property ("positioning-done", SCM_BOOL_T);
+
   /* Copy to mutable list. */
-  SCM s = ly_deep_copy (me->get_grob_property ("positions"));
-  me->set_grob_property ("positions", s);
+  SCM s = ly_deep_copy (me->get_property ("positions"));
+  me->set_property ("positions", s);
 
-  if (ly_car (s) == SCM_BOOL_F)
+  if (scm_car (s) == SCM_BOOL_F)
     {
-
       // one wonders if such genericity is necessary  --hwn.
-      SCM callbacks = me->get_grob_property ("position-callbacks");
-      for (SCM i = callbacks; gh_pair_p (i); i = ly_cdr (i))
-       gh_call1 (ly_car (i), smob);
+      SCM callbacks = me->get_property ("position-callbacks");
+      for (SCM i = callbacks; scm_is_pair (i); i = scm_cdr (i))
+       scm_call_1 (scm_car (i), me->self_scm ());
     }
 
   set_stem_lengths (me);  
-  return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
+
+void
+set_minimum_dy (Grob *me, Real * dy)
+{
+  if (*dy)
+    {
+      /*
+       If dy is smaller than the smallest quant, we
+       get absurd direction-sign penalties. 
+      */
+         
+      Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
+      Real thickness = Beam::get_thickness (me) / ss ;
+      Real slt = Staff_symbol_referencer::line_thickness (me) / ss;
+      Real sit = (thickness - slt) / 2;
+      Real inter = 0.5;
+      Real hang = 1.0 - (thickness - slt) / 2;
+         
+      *dy = sign (*dy) * (fabs (*dy)
+                       >?
+                       (sit <? inter <? hang));
+    }
+}
+
+/*
+  Compute  a first approximation to the beam slope.
+ */
 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, least_squares, 1);
 SCM
 Beam::least_squares (SCM smob)
@@ -786,15 +819,15 @@ Beam::least_squares (SCM smob)
   int count = visible_stem_count (me);
   Interval pos (0, 0);
   
-  if (count <= 1)
+  if (count < 1)
     {
-      me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
+      me->set_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
       return SCM_UNSPECIFIED;
     }
 
 
   Array<Real> x_posns ;
-  Link_array<Grob> stems=
+  Link_array<Grob> stems =
     Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
   Grob *commonx = common_refpoint_of_array (stems, me, X_AXIS);
   Grob *commony = common_refpoint_of_array (stems, me, Y_AXIS);  
@@ -810,7 +843,7 @@ Beam::least_squares (SCM smob)
                  + lvs->relative_coordinate (commony, Y_AXIS) - my_y);
   
   Real x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (commonx, X_AXIS);
-  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+  for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
     {
       Grob* s = stems[i];
 
@@ -819,8 +852,9 @@ Beam::least_squares (SCM smob)
     }
   Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (commonx, X_AXIS) - x0;
 
-  Real y =0;  
-  Real dydx = 0;
+  
+  Real y = 0;  
+  Real slope = 0;
   Real dy = 0;
   
   if (!ideal.delta ())
@@ -839,7 +873,7 @@ Beam::least_squares (SCM smob)
        {
          /* FIXME. -> UP */
          Direction d = (Direction) (sign (chord.delta ()) * UP);
-         pos[d] = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness")) / 2;
+         pos[d] = get_thickness (me) / 2;
          pos[-d] = - pos[d];
        }
       else
@@ -847,31 +881,43 @@ Beam::least_squares (SCM smob)
          pos = ideal;
        }
 
-      y = pos[LEFT];
-      dy = pos[RIGHT]- y;
-      dydx = dy/dx;
+      /*
+       For broken beams this doesn't work well. In this case, the
+       slope esp. of the first part of a broken beam should predict
+       where the second part goes.
+      */
+      me->set_property ("least-squares-dy",
+                       scm_make_real (pos[RIGHT] - pos[LEFT]));
     }
   else
     {
       Array<Offset> ideals;
-      for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+      for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
        {
          Grob* s = stems[i];
-         if (Stem::invisible_b (s))
+         if (Stem::is_invisible (s))
            continue;
          ideals.push (Offset (x_posns[i],
                               Stem::get_stem_info (s).ideal_y_
                               + s->relative_coordinate (commony, Y_AXIS)
                               - my_y));
        }
-      minimise_least_squares (&dydx, &y, ideals);
+      
+      minimise_least_squares (&slope, &y, ideals);
+
+      dy = slope * dx;
 
-      dy = dydx * dx;
-      me->set_grob_property ("least-squares-dy", gh_double2scm (dy));
+      set_minimum_dy (me,&dy);
+      me->set_property ("least-squares-dy", scm_make_real (dy));
       pos = Interval (y, (y+dy));
     }
 
-  me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
+  /*
+    "position" is relative to the staff.
+   */
+  scale_drul (&pos,  1/ Staff_symbol_referencer::staff_space (me)); 
+  
+  me->set_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
  
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
@@ -880,7 +926,11 @@ Beam::least_squares (SCM smob)
 /*
   We can't combine with previous function, since check concave and
   slope damping comes first.
- */
+
+  TODO: we should use the concaveness to control the amount of damping
+  applied.
+  
+*/
 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, shift_region_to_valid, 1);
 SCM
 Beam::shift_region_to_valid (SCM grob)
@@ -890,7 +940,7 @@ Beam::shift_region_to_valid (SCM grob)
     Code dup.
    */
   Array<Real> x_posns ;
-  Link_array<Grob> stems=
+  Link_array<Grob> stems =
     Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
   Grob *commonx = common_refpoint_of_array (stems, me, X_AXIS);
   Grob *commony = common_refpoint_of_array (stems, me, Y_AXIS);  
@@ -900,8 +950,8 @@ Beam::shift_region_to_valid (SCM grob)
   if (!fvs)
     return SCM_UNSPECIFIED;
     
-  Real x0 =fvs->relative_coordinate (commonx, X_AXIS);
-  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+  Real x0 = fvs->relative_coordinate (commonx, X_AXIS);
+  for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
     {
       Grob* s = stems[i];
 
@@ -915,10 +965,13 @@ Beam::shift_region_to_valid (SCM grob)
   
   Real dx = lvs->relative_coordinate (commonx, X_AXIS) - x0;
 
-  Interval pos = ly_scm2interval ( me->get_grob_property ("positions"));
-  Real dy = pos.delta();
+  Drul_array<Real> pos = ly_scm2interval ( me->get_property ("positions"));
+
+  scale_drul (&pos,  Staff_symbol_referencer::staff_space (me));
+  
+  Real dy = pos[RIGHT] - pos[LEFT];
   Real y = pos[LEFT];
-  Real dydx =dy/dx;
+  Real slope = dy/dx;
 
   
   /*
@@ -927,17 +980,17 @@ Beam::shift_region_to_valid (SCM grob)
    */
   Interval feasible_left_point;
   feasible_left_point.set_full ();
-  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+  for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
     {
       Grob* s = stems[i];
-      if (Stem::invisible_b (s))
+      if (Stem::is_invisible (s))
        continue;
 
       Direction d = Stem::get_direction (s);
 
       Real left_y =
        Stem::get_stem_info (s).shortest_y_
-       - dydx * x_posns [i];
+       - slope * x_posns [i];
 
       /*
        left_y is now relative to the stem S. We want relative to
@@ -954,11 +1007,9 @@ Beam::shift_region_to_valid (SCM grob)
       feasible_left_point.intersect (flp);
     }
       
-  if (feasible_left_point.empty_b())
-    {
-      warning (_("Not sure that we can find a nice beam slope (no viable initial configuration found)."));
-    }
-  else if (!feasible_left_point.elem_b(y))
+  if (feasible_left_point.is_empty ())
+    warning (_ ("no viable initial configuration found: may not find good beam slope"));
+  else if (!feasible_left_point.contains (y))
     {
       if (isinf (feasible_left_point[DOWN]))
        y = feasible_left_point[UP] - REGION_SIZE;
@@ -967,130 +1018,11 @@ Beam::shift_region_to_valid (SCM grob)
       else
        y = feasible_left_point.center ();
     }
-  pos = Interval (y, (y+dy));
-  me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
-  return SCM_UNSPECIFIED;
-}
-
-
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, check_concave, 1);
-SCM
-Beam::check_concave (SCM smob)
-{
-  Grob *me = unsmob_grob (smob);
-
-  Link_array<Grob> stems = 
-    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*) 0, "stems");
-
-  for (int i = 0; i < stems.size ();)
-    {
-      if (Stem::invisible_b (stems[i]))
-       stems.del (i);
-      else
-       i++;
-    }
-  
-  if (stems.size () < 3)
-    return SCM_UNSPECIFIED;
-
-
-  /* Concaveness #1: If distance of an inner notehead to line between
-     two outer noteheads is bigger than CONCAVENESS-GAP (2.0ss),
-     beam is concave (Heinz Stolba).
-
-     In the case of knees, the line connecting outer heads is often
-     not related to the beam slope (it may even go in the other
-     direction). Skip the check when the outer stems point in
-     different directions. --hwn
-     
-  */
-  bool concaveness1 = false;
-  SCM gap = me->get_grob_property ("concaveness-gap");
-  if (gh_number_p (gap)
-      && Stem::get_direction(stems.top ())
-         == Stem::get_direction(stems[0]))
-    {
-      Real r1 = gh_scm2double (gap);
-      Real dy = Stem::chord_start_y (stems.top ())
-       - Stem::chord_start_y (stems[0]);
-
-      
-      Real slope = dy / (stems.size () - 1);
-      
-      Real y0 = Stem::chord_start_y (stems[0]);
-      for (int i = 1; i < stems.size () - 1; i++)
-       {
-         Real c = (Stem::chord_start_y (stems[i]) - y0) - i * slope;
-         if (c > r1)
-           {
-             concaveness1 = true;
-             break;
-           }
-       }
-    }
-
-    
-  /* Concaveness #2: Sum distances of inner noteheads that fall
-     outside the interval of the two outer noteheads.
-
-     We only do this for beams where first and last stem have the same
-     direction. --hwn.
-
-
-     Note that "convex" stems compensate for "concave" stems.
-     (is that intentional?) --hwn.
-  */
   
-  Real concaveness2 = 0;
-  SCM thresh = me->get_grob_property ("concaveness-threshold");
-  Real r2 = infinity_f;
-  if (!concaveness1 && gh_number_p (thresh)
-      && Stem::get_direction(stems.top ())
-         == Stem::get_direction(stems[0]))
-    {
-      r2 = gh_scm2double (thresh);
-
-      Direction dir = Stem::get_direction(stems.top ());
-      Real concave = 0;
-      Interval iv (Stem::chord_start_y (stems[0]),
-                  Stem::chord_start_y (stems.top ()));
-      
-      if (iv[MAX] < iv[MIN])
-       iv.swap ();
-      
-      for (int i = 1; i < stems.size () - 1; i++)
-       {
-         Real f = Stem::chord_start_y (stems[i]);
-         concave += ((f - iv[MAX] ) >? 0) +
-           ((f - iv[MIN] ) <? 0);
-       }
-      concave *= dir;
-      concaveness2 = concave / (stems.size () - 2);
-      
-      /* ugh: this is the a kludge to get
-        input/regression/beam-concave.ly to behave as
-        baerenreiter. */
-
-      /*
-       huh? we're dividing twice (which is not scalable) meaning that
-       the longer the beam, the more unlikely it will be
-       concave. Maybe you would even expect the other way around??
-
-       --hwn.
-       
-       */
-      concaveness2 /= (stems.size () - 2);
-    }
+  pos = Drul_array<Real> (y, (y+dy));
+  scale_drul (&pos, 1/ Staff_symbol_referencer::staff_space (me));
   
-  /* TODO: some sort of damping iso -> plain horizontal */
-  if (concaveness1 || concaveness2 > r2)
-    {
-      Interval pos = ly_scm2interval (me->get_grob_property ("positions"));
-      Real r = pos.linear_combination (0);
-      me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (Interval (r, r)));
-      me->set_grob_property ("least-squares-dy", gh_double2scm (0));
-    }
-
+  me->set_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
@@ -1106,13 +1038,15 @@ Beam::slope_damping (SCM smob)
   if (visible_stem_count (me) <= 1)
     return SCM_UNSPECIFIED;
 
-  SCM s = me->get_grob_property ("damping"); 
-  int damping = gh_scm2int (s);
+  SCM s = me->get_property ("damping"); 
+  Real damping = scm_to_double (s);
 
   if (damping)
     {
-      Interval pos = ly_scm2interval (me->get_grob_property ("positions"));
-      Real dy = pos.delta ();
+      Drul_array<Real> pos = ly_scm2interval (me->get_property ("positions"));
+      scale_drul (&pos,  Staff_symbol_referencer::staff_space (me));
+      
+      Real dy = pos[RIGHT] - pos[LEFT];
 
       Grob *fvs  = first_visible_stem (me);
       Grob *lvs  = last_visible_stem (me);
@@ -1122,14 +1056,23 @@ Beam::slope_damping (SCM smob)
 
       Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (commonx, X_AXIS)
        - first_visible_stem (me)->relative_coordinate (commonx, X_AXIS);
-      Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
-      dydx = 0.6 * tanh (dydx) / damping;
 
-      Real damped_dy = dydx * dx;
+      Real slope = dy && dx ? dy/dx : 0;
+
+      Real concaveness = robust_scm2double (me->get_property ("concaveness"), 0.0);
+      
+      slope = 0.6 * tanh (slope) / (damping + concaveness);
+
+      Real damped_dy = slope * dx;
+
+      set_minimum_dy (me, &damped_dy);
+      
       pos[LEFT] += (dy - damped_dy) / 2;
       pos[RIGHT] -= (dy - damped_dy) / 2;
+
+      scale_drul (&pos, 1/Staff_symbol_referencer::staff_space (me));
       
-      me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
+      me->set_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
     }
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
@@ -1139,15 +1082,15 @@ Beam::slope_damping (SCM smob)
   and (cdr BEAMING)
  */
 Slice
-where_are_the_whole_beams(SCM beaming)
+where_are_the_whole_beams (SCM beaming)
 {
   Slice l; 
   
-  for( SCM s = gh_car (beaming); gh_pair_p (s) ; s = gh_cdr (s))
+  for ( SCM s = scm_car (beaming); scm_is_pair (s) ; s = scm_cdr (s))
     {
-      if (scm_memq (gh_car (s), gh_cdr (beaming)) != SCM_BOOL_F)
+      if (scm_c_memq (scm_car (s), scm_cdr (beaming)) != SCM_BOOL_F)
        
-       l.add_point (gh_scm2int (gh_car (s)));
+       l.add_point (scm_to_int (scm_car (s)));
     }
 
   return l;
@@ -1158,34 +1101,34 @@ where_are_the_whole_beams(SCM beaming)
 Real
 Beam::calc_stem_y (Grob *me, Grob* s, Grob ** common,
                   Real xl, Real xr,
-                  Interval pos, bool french) 
+                  Drul_array<Real> pos, bool french) 
 {
   Real beam_translation = get_beam_translation (me);
 
     
   Real r = s->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS) - xl;
-  Real dy = pos.delta ();
+  Real dy = pos[RIGHT] - pos[LEFT];
   Real dx = xr - xl;
   Real stem_y_beam0 = (dy && dx
                       ? r / dx
                       * dy
                       : 0) + pos[LEFT];
   
-  Direction my_dir = Directional_element_interface::get (s);
-  SCM beaming = s->get_grob_property ("beaming");
+  Direction my_dir = get_grob_direction (s);
+  SCM beaming = s->get_property ("beaming");
  
   Real stem_y = stem_y_beam0;
   if (french)
     {
       Slice bm = where_are_the_whole_beams (beaming);
-      if (!bm.empty_b())
+      if (!bm.is_empty ())
        stem_y += beam_translation * bm[-my_dir];
     }
   else
     {
-      Slice bm = Stem::beam_multiplicity(s);
-      if (!bm.empty_b())
-       stem_y +=bm[my_dir] * beam_translation;
+      Slice bm = Stem::beam_multiplicity (s);
+      if (!bm.is_empty ())
+       stem_y += bm[my_dir] * beam_translation;
     }
   
   Real id = me->relative_coordinate (common[Y_AXIS], Y_AXIS)
@@ -1201,30 +1144,28 @@ Beam::calc_stem_y (Grob *me, Grob* s, Grob ** common,
 void
 Beam::set_stem_lengths (Grob *me)
 {
-  Link_array<Grob> stems=
+  Link_array<Grob> stems =
     Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
 
-  if (stems.size () <= 1)
+  if (!stems.size ())
     return;
   
   Grob *common[2];
   for (int a = 2; a--;)
-    common[a] = common_refpoint_of_array (stems, me, Axis(a));
+    common[a] = common_refpoint_of_array (stems, me, Axis (a));
   
-  Interval pos = ly_scm2interval (me->get_grob_property ("positions"));
+  Drul_array<Real> pos = ly_scm2realdrul (me->get_property ("positions"));
   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
+  scale_drul (&pos,  staff_space);
 
-  bool french = to_boolean (me->get_grob_property ("french-beaming"));
-
-  
   bool gap = false;
-  Real thick =0.0;
-  if (gh_number_p (me->get_grob_property ("gap"))
-      &&gh_scm2double (me->get_grob_property ("gap")))
-  {
-    gap = true;
-    thick = get_thickness(me);
-  }
+  Real thick = 0.0;
+  if (scm_is_number (me->get_property ("gap-count"))
+      &&scm_to_int (me->get_property ("gap-count")))
+    {
+      gap = true;
+      thick = get_thickness (me);
+    }
       
   // ugh -> use commonx
   Grob * fvs = first_visible_stem (me);
@@ -1233,23 +1174,24 @@ Beam::set_stem_lengths (Grob *me)
   Real xl = fvs ? fvs->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS) : 0.0;
   Real xr = lvs ? lvs->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS) : 0.0;
   
-  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+  for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
     {
       Grob* s = stems[i];
-      if (Stem::invisible_b (s))
+      if (Stem::is_invisible (s))
        continue;
 
+      bool french = to_boolean (s->get_property ("french-beaming"));
       Real stem_y = calc_stem_y (me, s, common,
                                 xl, xr,
-                                pos, french && i > 0&& (i < stems.size  () -1));
+                                pos, french && s != lvs && s!= fvs);
 
       /*
        Make the stems go up to the end of the beam. This doesn't matter
        for normal beams, but for tremolo beams it looks silly otherwise.
        */
       if (gap)
-       stem_y += thick * 0.5 * Directional_element_interface::get(s);
-      
+       stem_y += thick * 0.5 * get_grob_direction (s);
+
       Stem::set_stemend (s, 2* stem_y / staff_space);
     }
 }
@@ -1257,11 +1199,11 @@ Beam::set_stem_lengths (Grob *me)
 void
 Beam::set_beaming (Grob *me, Beaming_info_list *beaming)
 {
-  Link_array<Grob> stems=
+  Link_array<Grob> stems =
     Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob *)0, "stems");
   
   Direction d = LEFT;
-  for (int i=0; i  < stems.size (); i++)
+  for (int i = 0; i  < stems.size (); i++)
     {
       /*
        Don't overwrite user settings.
@@ -1270,17 +1212,22 @@ Beam::set_beaming (Grob *me, Beaming_info_list *beaming)
       do
        {
          /* Don't set beaming for outside of outer stems */      
-         if ((d == LEFT && i == 0)
-             ||(d == RIGHT && i == stems.size () -1))
+         if ( (d == LEFT && i == 0)
+             || (d == RIGHT && i == stems.size () -1))
            continue;
 
-
-         SCM beaming_prop = stems[i]->get_grob_property ("beaming");
+         Grob *st =  stems[i];
+         SCM beaming_prop = st->get_property ("beaming");
          if (beaming_prop == SCM_EOL ||
              index_get_cell (beaming_prop, d) == SCM_EOL)
            {
              int b = beaming->infos_.elem (i).beams_i_drul_[d];
-             Stem::set_beaming (stems[i], b, d);
+             if (i>0
+                 && i < stems.size () -1
+                 && Stem::is_invisible (st))
+               b = b <? beaming->infos_.elem (i).beams_i_drul_[-d];
+             
+             Stem::set_beaming (st, b, d);
            }
        }
       while (flip (&d) != LEFT);
@@ -1293,11 +1240,11 @@ Beam::forced_stem_count (Grob *me)
   Link_array<Grob>stems = 
     Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*) 0, "stems");
   int f = 0;
-  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+  for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
     {
       Grob *s = stems[i];
 
-      if (Stem::invisible_b (s))
+      if (Stem::is_invisible (s))
        continue;
 
       /* I can imagine counting those boundaries as a half forced stem,
@@ -1320,7 +1267,7 @@ Beam::visible_stem_count (Grob *me)
   int c = 0;
   for (int i = stems.size (); i--;)
     {
-      if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
+      if (!Stem::is_invisible (stems[i]))
         c++;
     }
   return c;
@@ -1334,7 +1281,7 @@ Beam::first_visible_stem (Grob *me)
   
   for (int i = 0; i < stems.size (); i++)
     {
-      if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
+      if (!Stem::is_invisible (stems[i]))
         return stems[i];
     }
   return 0;
@@ -1347,7 +1294,7 @@ Beam::last_visible_stem (Grob *me)
     Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*) 0, "stems");
   for (int i = stems.size (); i--;)
     {
-      if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
+      if (!Stem::is_invisible (stems[i]))
         return stems[i];
     }
   return 0;
@@ -1369,73 +1316,92 @@ SCM
 Beam::rest_collision_callback (SCM element_smob, SCM axis)
 {
   Grob *rest = unsmob_grob (element_smob);
-  Axis a = (Axis) gh_scm2int (axis);
+  Axis a = (Axis) scm_to_int (axis);
+
+  if (scm_is_number (rest->get_property ("staff-position")))
+    return scm_int2num (0);
   
   assert (a == Y_AXIS);
 
-  Grob *st = unsmob_grob (rest->get_grob_property ("stem"));
+  Grob *st = unsmob_grob (rest->get_property ("stem"));
   Grob *stem = st;
   if (!stem)
-    return gh_double2scm (0.0);
-  Grob *beam = unsmob_grob (stem->get_grob_property ("beam"));
+    return scm_make_real (0.0);
+  Grob *beam = unsmob_grob (stem->get_property ("beam"));
   if (!beam
       || !Beam::has_interface (beam)
       || !Beam::visible_stem_count (beam))
-    return gh_double2scm (0.0);
+    return scm_make_real (0.0);
 
-  // make callback for rest from this.
-  // todo: make sure this calced already.
-
-  //  Interval pos = ly_scm2interval (beam->get_grob_property ("positions"));
-  Interval pos (0, 0);
-  SCM s = beam->get_grob_property ("positions");
-  if (gh_pair_p (s) && gh_number_p (ly_car (s)))
+  Drul_array<Real> pos (0, 0);
+  SCM s = beam->get_property ("positions");
+  if (scm_is_pair (s) && scm_is_number (scm_car (s)))
     pos = ly_scm2interval (s);
+  Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (rest);
+
+  scale_drul (&pos, staff_space);
+  
 
-  Real dy = pos.delta ();
+  Real dy = pos[RIGHT] - pos[LEFT];
+  
   // ugh -> use commonx
   Real x0 = first_visible_stem (beam)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
   Real dx = last_visible_stem (beam)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
-  Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
+  Real slope = dy && dx ? dy/dx : 0;
   
   Direction d = Stem::get_direction (stem);
-  Real beamy = (stem->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0) * dydx + pos[LEFT];
-
-  Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (rest);
+  Real stem_y = pos[LEFT] + (stem->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0) * slope;
+  
+  Real beam_translation = get_beam_translation (beam);
+  Real beam_thickness = Beam::get_thickness (beam);
 
+  /*
+    TODO: this is not strictly correct for 16th knee beams. 
+   */
+  int beam_count = 
+    Stem::beam_multiplicity (stem).length() + 1;
   
-  Real rest_dim = rest->extent (rest, Y_AXIS)[d]*2.0 / staff_space; // refp??
+  Real height_of_my_beams = beam_thickness / 2
+    + (beam_count - 1) * beam_translation;
+  Real beam_y = stem_y - d * height_of_my_beams;
+
+  Grob *common_y = rest->common_refpoint (beam, Y_AXIS);
 
-  Real minimum_dist
-    = gh_scm2double (rest->get_grob_property ("minimum-beam-collision-distance"));
-  Real dist =
-    minimum_dist +  -d  * (beamy - rest_dim) >? 0;
+  Real rest_dim = rest->extent (common_y, Y_AXIS)[d];
+  Real minimum_distance =
+    + staff_space * (robust_scm2double (stem->get_property ("stemlet-length"), 0.0)
+                    + robust_scm2double (rest->get_property ("minimum-distance"), 0.0));
 
-  int stafflines = Staff_symbol_referencer::line_count (rest);
+  Real shift = d * ( ((beam_y - d * minimum_distance) - rest_dim) * d  <? 0.0);
 
-  // move discretely by half spaces.
-  int discrete_dist = int (ceil (dist));
+  shift /= staff_space;
+  Real rad = Staff_symbol_referencer::line_count (rest) * staff_space / 2;
 
-  // move by whole spaces inside the staff.
-  if (discrete_dist < stafflines+1)
-    discrete_dist = int (ceil (discrete_dist / 2.0)* 2.0);
+  /* Always move discretely by half spaces */
+  shift = ceil (fabs (shift * 2.0)) / 2.0 * sign (shift);
 
-  return gh_double2scm (-d *  discrete_dist);
+  /* Inside staff, move by whole spaces*/
+  if ( (rest->extent (common_y, Y_AXIS)[d] + staff_space * shift) * d
+      < rad
+      || (rest->extent (common_y, Y_AXIS)[-d] + staff_space * shift) * -d
+      < rad)
+    shift = ceil (fabs (shift)) *sign (shift);
+
+  return scm_make_real (staff_space * shift);
 }
 
 bool
-Beam::knee_b (Grob* me)
+Beam::is_knee (Grob* me)
 {
-  SCM k = me->get_grob_property ("knee");
-  if (gh_boolean_p (k))
-    return gh_scm2bool (k);
+  SCM k = me->get_property ("knee");
+  if (scm_is_bool (k))
+    return ly_scm2bool (k);
 
   bool knee = false;
   int d = 0;
-  for (SCM s = me->get_grob_property ("stems"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
+  for (SCM s = me->get_property ("stems"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
     {
-      Direction dir = Directional_element_interface::get
-       (unsmob_grob (ly_car (s)));
+      Direction dir = get_grob_direction (unsmob_grob (scm_car (s)));
       if (d && d != dir)
        {
          knee = true;
@@ -1444,7 +1410,7 @@ Beam::knee_b (Grob* me)
       d = dir;
     }
   
-  me->set_grob_property ("knee", gh_bool2scm (knee));
+  me->set_property ("knee", ly_bool2scm (knee));
 
   return knee;
 }
@@ -1470,23 +1436,14 @@ Beam::get_direction_beam_count (Grob *me, Direction d )
 
 
 ADD_INTERFACE (Beam, "beam-interface",
-  "A beam.
-
-#'thickness= weight of beams, in staffspace
-
-
-We take the least squares line through the ideal-length stems, and
-then damp that using
-
-       damped = tanh (slope)
-
-this gives an unquantized left and right position for the beam end.
-Then we take all combinations of quantings near these left and right
-positions, and give them a score (according to how close they are to
-the ideal slope, how close the result is to the ideal stems, etc.). We
-take the best scoring combination.
-
-",
-  "knee french-beaming position-callbacks concaveness-gap concaveness-threshold dir-function quant-score auto-knee-gap gap chord-tremolo beamed-stem-shorten shorten least-squares-dy damping flag-width-function neutral-direction positions space-function thickness");
+              "A beam. \n\n"
+              "The @code{thickness} property is the weight of beams, and is measured "
+              "in  staffspace"
+              ,
+              "knee positioning-done position-callbacks "
+              "concaveness dir-function quant-score auto-knee-gap gap "
+              "gap-count chord-tremolo beamed-stem-shorten shorten least-squares-dy "
+              "damping inspect-quants flag-width-function neutral-direction positions space-function "
+              "thickness");