]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/beam.cc
2002-07-13 Han-Wen <hanwen@cs.uu.nl>
[lilypond.git] / lily / beam.cc
index 246c64d313fda1cc9070be6fb2cc03e18f248caf..915363e4acedddd3060a0e7df2dd3b32cb5c9ed3 100644 (file)
@@ -1,26 +1,26 @@
 /*
   beam.cc -- implement Beam
-
+  
   source file of the GNU LilyPond music typesetter
-
-   (c)  1997--2002 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
-    Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
-
+  
+  (c)  1997--2002 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
+  Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
+  
 */
 
 /*
-  [TODO]
-
-  * Fix TODO
   
   * Junk stem_info.
+
+  * Use Number_pair i.s.o Interval to represent (yl, yr).
+
+Notes:
+
+ - Stems run to the Y-center of the beam.
   
-  * Remove #'direction from beam.  A beam has no direction per se.
-    It may only set directions for stems.
+ - beam_space is the offset between Y centers of the beam.
 
-  * Rewrite stem_beams.
-    
-  */
+*/
 
 
 #include <math.h> // tanh.
 #include "item.hh"
 #include "spanner.hh"
 #include "warn.hh"
+
+
+#define DEBUG_QUANTING 0
+
+
+#if DEBUG_QUANTING
 #include "text-item.hh"  // debug output.
 #include "font-interface.hh"  // debug output.
+#endif
+
 
+const int INTER_QUANT_PENALTY = 1000; 
+const int SECONDARY_BEAM_DEMERIT  = 15;
+const int STEM_LENGTH_DEMERIT_FACTOR = 5;
+// possibly ridiculous, but too short stems just won't do
+const int STEM_LENGTH_LIMIT_PENALTY = 5000;
+const int DAMPING_DIRECTIION_PENALTY = 800;
+const int MUSICAL_DIRECTION_FACTOR = 400;
+const int IDEAL_SLOPE_FACTOR = 10;
+const int REGION_SIZE = 2;
 
 
 static Real
 shrink_extra_weight (Real x)
 {
-  return fabs(x) * ((x < 0) ? 1.5 : 1.0);
+  return fabs (x) * ((x < 0) ? 1.5 : 1.0);
+}
+
+// move to somewhree?
+Slice
+int_list_to_slice (SCM l)
+{
+  Slice s;
+  s.set_empty ();
+  for (; gh_pair_p (l); l = gh_cdr (l))
+    {
+      if (gh_number_p (gh_car (l)))
+       s.add_point (gh_scm2int (gh_car (l))); 
+    }
+
+  return s;
 }
 
+// move to stem?
+Slice
+stem_beam_multiplicity (Grob *stem)
+{
+  SCM beaming= stem->get_grob_property ("beaming");
+  Slice l = int_list_to_slice (gh_car (beaming));
+  Slice r = int_list_to_slice (gh_cdr (beaming));
+  l.unite (r);
+
+  return l;
+}
 
 void
 Beam::add_stem (Grob *me, Grob *s)
@@ -64,20 +107,49 @@ Beam::add_stem (Grob *me, Grob *s)
   add_bound_item (dynamic_cast<Spanner*> (me), dynamic_cast<Item*> (s));
 }
 
+Real
+Beam::get_beam_space (Grob *me)
+{
+  SCM func = me->get_grob_property ("space-function");
+  SCM s = gh_call2 (func, me->self_scm (), gh_int2scm (get_beam_count (me)));
+  return gh_scm2double (s);
+}
+
+/*
+  Maximum beam_count.
+ */
 int
-Beam::get_multiplicity (Grob *me) 
+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))
     {
       Grob *sc = unsmob_grob (ly_car (s));
-
-      if (Stem::has_interface (sc))
-       m = m >? Stem::beam_count (sc, LEFT) >? Stem::beam_count (sc, RIGHT);
+      
+      m = m >? (stem_beam_multiplicity (sc).length () + 1);
     }
   return m;
 }
 
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, space_function, 2);
+SCM
+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->paper_l ()->get_var ("linethickness");
+  Real thickness = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
+    * staff_space;
+  
+  Real beam_space = gh_scm2int (beam_count) < 4
+    ? (2*staff_space + line - thickness) / 2.0
+    : (3*staff_space + line - thickness) / 3.0;
+  
+  return gh_double2scm (beam_space);
+}
+
+
 /* After pre-processing all directions should be set.
    Several post-processing routines (stem, slur, script) need stem/beam
    direction.
@@ -121,16 +193,264 @@ Beam::before_line_breaking (SCM smob)
     }
   if (count >= 1)
     {
-      if (!Directional_element_interface::get (me))
-       Directional_element_interface::set (me, get_default_dir (me));
-      
-      consider_auto_knees (me);
-      set_stem_directions (me);
+      Direction d = get_default_dir (me);
+
+      consider_auto_knees (me, d);
+      set_stem_directions (me, d);
+
+      connect_beams (me);
+
       set_stem_shorten (me);
     }
+
   return SCM_EOL;
 }
 
+
+
+void
+Beam::connect_beams (Grob *me)
+{
+  Link_array<Grob> stems=
+    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
+
+  Slice last_int;
+  last_int.set_empty();
+  for (int i = 0; i< stems.size(); i++)
+    {
+      Grob *this_stem = stems[i];
+      SCM this_beaming = this_stem->get_grob_property ("beaming");
+
+      Direction this_dir = Directional_element_interface::get(this_stem);
+      if (i > 0)
+       {
+         int start_point = last_int [this_dir];
+         
+         Direction d = LEFT;
+         Slice new_slice ; 
+         do
+           {
+             if (d == RIGHT && i == stems.size()-1)
+               continue;
+             
+             new_slice.set_empty();
+             SCM s = index_get_cell (this_beaming, d);
+             for (; gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
+               {
+                 int new_beam_pos =
+                   start_point - this_dir * gh_scm2int (gh_car (s));
+
+                 new_slice.add_point (new_beam_pos);
+                 gh_set_car_x (s, gh_int2scm (new_beam_pos));
+               }
+           }
+         while (flip (&d) != LEFT);
+
+         last_int =  new_slice;
+       }
+      else
+       {
+         SCM s = gh_cdr (this_beaming);
+         for (; gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
+           {
+             int np = - this_dir * gh_scm2int (gh_car(s));
+             gh_set_car_x (s, gh_int2scm (np));
+             last_int.add_point (np);
+           }
+       }
+    }
+}
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, brew_molecule, 1);
+SCM
+Beam::brew_molecule (SCM grob)
+{
+  Grob *me = unsmob_grob (grob);
+  Link_array<Grob> stems=
+    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
+  Grob* xcommon = common_refpoint_of_array (stems, me, X_AXIS);
+
+  Real x0, dx;
+  if (visible_stem_count (me))
+    {
+      // ugh -> use commonx
+      x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (xcommon, X_AXIS);
+      dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (xcommon, X_AXIS) - x0;
+    }
+  else
+    {
+      x0 = stems[0]->relative_coordinate (xcommon, X_AXIS);
+      dx = stems.top ()->relative_coordinate (xcommon, X_AXIS) - x0;
+    }
+
+  SCM posns = me->get_grob_property ("positions");
+  Interval pos;
+  if (!ly_number_pair_p (posns))
+    {
+      programming_error ("No beam posns");
+      pos = Interval (0,0);
+    }
+  else
+    pos= ly_scm2interval (posns);
+
+  Real dy = pos.delta ();
+  Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
+  
+  Real thick = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"));
+  Real bdy = get_beam_space (me);
+
+  SCM last_beaming = SCM_EOL;;
+  Real last_xposn = -1;
+  Real last_width = -1 ;
+  
+
+  * Determine auto knees based on positions if it's set by the user.
+  
+  Molecule the_beam;
+  Real lt = me->paper_l ()->get_var ("linethickness");
+  for (int i = 0; i< stems.size(); i++)
+    {
+      Grob * st =stems[i];
+      
+      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);
+
+         Array<int> fullbeams;
+         Array<int> lfliebertjes;
+         Array<int> rfliebertjes;        
+
+         for (SCM s = left;
+              gh_pair_p (s); s =gh_cdr (s))
+           {
+             int b = gh_scm2int (gh_car (s));
+             if (scm_memq (gh_car(s), right) != SCM_BOOL_F)
+               {
+                 fullbeams.push (b);
+               }
+             else
+               {
+                 lfliebertjes.push (b); 
+               }
+           }
+         for (SCM s = right;
+              gh_pair_p (s); s =gh_cdr (s))
+           {
+             int b = gh_scm2int (gh_car (s));
+             if (scm_memq (gh_car(s), left) == SCM_BOOL_F)
+               {
+                 rfliebertjes.push (b);
+               }
+           }
+
+         
+         Real w = xposn - last_xposn;
+         Real stem_offset = 0.0;
+         Real width_corr = 0.0;
+         if (i == 1)
+           {
+             stem_offset -= last_width/2;
+             width_corr += last_width/2;
+           }
+         
+         if (i == stems.size() -1)
+           {
+             width_corr += stem_width/2;
+           }
+         
+         Molecule whole = Lookup::beam (dydx, w + width_corr, thick);
+         for (int j = fullbeams.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);              
+           }
+
+         if (lfliebertjes.size() || rfliebertjes.size())
+           {
+
+             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, gh_int2scm (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);          
+               }
+           }
+       }
+
+      last_xposn = xposn;
+      last_width = stem_width;
+      last_beaming = this_beaming;
+    }
+
+  the_beam.translate_axis (x0 - me->relative_coordinate (xcommon, X_AXIS), X_AXIS);
+  the_beam.translate_axis (pos[LEFT], Y_AXIS);
+
+#if (DEBUG_QUANTING)
+    {
+      /*
+       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_str (gh_scm2int (me->get_grob_property ("best-idx")));
+         str += ":";
+       }
+      str += to_str (gh_scm2double (me->get_grob_property ("quant-score")),
+                    "%.2f");
+
+      SCM properties = Font_interface::font_alist_chain (me);
+
+      
+      Molecule tm = Text_item::text2molecule (me, ly_str02scm (str.ch_C ()), properties);
+      the_beam.add_at_edge (Y_AXIS, UP, tm, 5.0);
+    }
+#endif
+    
+  
+  
+  return the_beam.smobbed_copy();
+}
+  
+
+
+
 Direction
 Beam::get_default_dir (Grob *me) 
 {
@@ -147,8 +467,9 @@ Beam::get_default_dir (Grob *me)
     do {
       Grob *s = stems[i];
       Direction sd = Directional_element_interface::get (s);
-      int current = sd ? (1 + d * sd)/2
-       : Stem::get_center_distance (s, (Direction)-d);
+
+      int center_distance = int(- d * Stem::head_positions (s) [-d]) >? 0;
+      int current = sd ? (1 + d * sd)/2 : center_distance;
 
       if (current)
        {
@@ -176,11 +497,10 @@ Beam::get_default_dir (Grob *me)
    Urg: non-forced should become `without/with unforced' direction,
    once stem gets cleaned-up. */
 void
-Beam::set_stem_directions (Grob *me)
+Beam::set_stem_directions (Grob *me, Direction d)
 {
   Link_array<Item> stems
     =Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Item*) 0, "stems");
-  Direction d = Directional_element_interface::get (me);
   
   for (int i=0; i <stems.size (); i++)
     {
@@ -197,7 +517,7 @@ Beam::set_stem_directions (Grob *me)
   `Forced' stem directions are ignored.  If you don't want auto-knees,
   don't set, or unset auto-knee-gap. */
 void
-Beam::consider_auto_knees (Grob *me)
+Beam::consider_auto_knees (Grob *me, Direction d)
 {
   SCM scm = me->get_grob_property ("auto-knee-gap");
 
@@ -208,7 +528,7 @@ Beam::consider_auto_knees (Grob *me)
       Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
       Real gap = gh_scm2double (scm) / staff_space;
 
-      Direction d = Directional_element_interface::get (me);
+
       Link_array<Item> stems=
        Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Item*)0, "stems");
       
@@ -246,9 +566,10 @@ Beam::consider_auto_knees (Grob *me)
        {
          for (int i=0; i < stems.size (); i++)
            {
-             if (Stem::invisible_b (stems[i]))
-               continue;
              Item *s = stems[i];         
+             if (Stem::invisible_b (s) || 
+                 s->get_grob_property ("dir-forced") == SCM_BOOL_T)
+               continue;
              Real y = Stem::extremal_heads (stems[i])[d]
                ->relative_coordinate (common, Y_AXIS);
 
@@ -260,9 +581,16 @@ Beam::consider_auto_knees (Grob *me)
 }
 
 /* Set stem's shorten property if unset.
-   TODO:
+
+ TODO:
    take some y-position (chord/beam/nearest?) into account
-   scmify forced-fraction */
+   scmify forced-fraction
+
+   TODO:
+   
+   why is shorten stored in beam, and not directly in stem?
+
+*/
 void
 Beam::set_stem_shorten (Grob *m)
 {
@@ -270,7 +598,7 @@ Beam::set_stem_shorten (Grob *m)
 
   Real forced_fraction = forced_stem_count (me) / visible_stem_count (me);
 
-  int multiplicity = get_multiplicity (me);
+  int beam_count = get_beam_count (me);
 
   SCM shorten = me->get_grob_property ("beamed-stem-shorten");
   if (shorten == SCM_EOL)
@@ -280,23 +608,20 @@ Beam::set_stem_shorten (Grob *m)
   
   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
   SCM shorten_elt = scm_list_ref (shorten,
-                                 gh_int2scm (multiplicity <? (sz - 1)));
+                                 gh_int2scm (beam_count <? (sz - 1)));
   Real shorten_f = gh_scm2double (shorten_elt) * staff_space;
 
   /* your similar cute comment here */
   shorten_f *= forced_fraction;
-  
-  me->set_grob_property ("shorten", gh_double2scm (shorten_f));
+
+  if (shorten_f)
+    me->set_grob_property ("shorten", gh_double2scm (shorten_f));
 }
 
 /*  Call list of y-dy-callbacks, that handle setting of
-    grob-properties y, dy.
-    
-    User may set grob-properties: y-position-hs and height-hs
-    (to be fixed) that override the calculated y and dy.
-    
-    Because y and dy cannot be calculated and quanted separately, we
-    always calculate both, then check for user override. */
+    grob-properties
+
+*/
 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, after_line_breaking, 1);
 SCM
 Beam::after_line_breaking (SCM smob)
@@ -307,13 +632,16 @@ Beam::after_line_breaking (SCM smob)
   SCM s = ly_deep_copy (me->get_grob_property ("positions"));
   me->set_grob_property ("positions", s);
 
-  if (ly_car (s) != SCM_BOOL_F)
-    return SCM_UNSPECIFIED;
+  if (ly_car (s) == SCM_BOOL_F)
+    {
 
-  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);
+      // 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);
+    }
 
+  set_stem_lengths (me);  
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
@@ -325,19 +653,34 @@ struct Quant_score
 };
 
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, new_quanting, 1);
+/*
+  TODO:
+  
+   - Make all demerits customisable
+
+   - One sensible check per demerit (what's this --hwn)
+
+   - Add demerits for quants per se, as to forbid a specific quant
+     entirely
+
+*/
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, quanting, 1);
 SCM
-Beam::new_quanting (SCM smob)
+Beam::quanting (SCM smob)
 {
   Grob *me = unsmob_grob (smob);
 
   SCM s = me->get_grob_property ("positions");
-  Real yl = gh_scm2double (gh_car(s));
-  Real yr = gh_scm2double (gh_cdr(s));
+  Real yl = gh_scm2double (gh_car (s));
+  Real yr = gh_scm2double (gh_cdr (s));
 
   Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
   Real thickness = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness")) / ss;
-  Real slt = me->paper_l()->get_var ("stafflinethickness") / ss;
+  Real slt = me->paper_l ()->get_var ("linethickness") / ss;
+
+
+  SCM sdy = me->get_grob_property ("least-squares-dy");
+  Real dy_mus = gh_number_p (sdy) ? gh_scm2double (sdy) : 0.0;
   
   Real straddle = 0.0;
   Real sit = (thickness - slt) / 2;
@@ -345,13 +688,60 @@ Beam::new_quanting (SCM smob)
   Real hang = 1.0 - (thickness - slt) / 2;
   Real quants [] = {straddle, sit, inter, hang };
   
-  int num_quants = int(sizeof(quants)/sizeof (Real));
+  int num_quants = int (sizeof (quants)/sizeof (Real));
   Array<Real> quantsl;
   Array<Real> quantsr;
 
-  const int REGION_SIZE = 3;
-  // -> result indexes between 70 and 575
-  for (int i  = -REGION_SIZE ; i < REGION_SIZE; i++)
+  /*
+    going to REGION_SIZE == 2, yields another 0.6 second with
+    wtk1-fugue2.
+
+
+    (result indexes between 70 and 575)  ? --hwn. 
+
+  */
+
+
+  
+  /*
+    Do stem computations.  These depend on YL and YR linearly, so we can
+    precompute for every stem 2 factors.
+   */
+  Link_array<Grob> stems=
+    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "stems");
+  Array<Stem_info> stem_infos;
+  Array<Real> lbase_lengths;
+  Array<Real> rbase_lengths;  
+
+  Drul_array<bool> dirs_found(0,0);
+
+  bool french = to_boolean (me->get_grob_property ("french-beaming"));
+  for (int i= 0; i < stems.size(); i++)
+    {
+      Grob*s = stems[i];
+      stem_infos.push (Stem::calc_stem_info (s));
+      dirs_found[stem_infos.top ().dir_] = true;
+
+      Real b = calc_stem_y (me, s, Interval (1,0), french && i > 0&& (i < stems.size  () -1));
+      lbase_lengths.push (b);
+
+      Real a = calc_stem_y (me, s, Interval (0,1),  french && i > 0&& (i < stems.size  () -1));
+      rbase_lengths.push (a);
+    }
+
+  Direction ldir = Direction (stem_infos[0].dir_);
+  Direction rdir = Direction (stem_infos.top ().dir_);
+  bool knee_b = dirs_found[LEFT] && dirs_found[RIGHT];
+
+
+  int region_size = REGION_SIZE;
+  /*
+    Knees are harder, lets try some more possibilities for knees. 
+   */
+  if (knee_b)
+    region_size += 2;
+  
+  for (int i = -region_size ; i < region_size; i++)
     for (int j = 0; j < num_quants; j++)
       {
        quantsl.push (i + quants[j] + int (yl));
@@ -360,8 +750,8 @@ Beam::new_quanting (SCM smob)
 
   Array<Quant_score> qscores;
   
-  for(int l =0; l < quantsl.size(); l++)  
-    for(int r =0; r < quantsr.size(); r++)
+  for (int l =0; l < quantsl.size (); l++)  
+    for (int r =0; r < quantsr.size (); r++)
       {
        Quant_score qs;
        qs.yl = quantsl[l];
@@ -372,29 +762,51 @@ Beam::new_quanting (SCM smob)
       }
 
 
-  SCM score_funcs = me->get_grob_property("quant-score-functions");
-  for (SCM s = score_funcs; gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
-    {
-      SCM f = gh_car (s);
-      for (int i = qscores.size(); i--;)
-       {
-         // best scores < 30;
-         // if (qscores[i].demerits < 1000)
-         if (qscores[i].demerits < 100)
-           {
-             SCM score = gh_call3 (f,
-                                   me->self_scm(),
-                                   gh_double2scm (qscores[i].yl),
-                                   gh_double2scm (qscores[i].yr));
-             
-             qscores[i].demerits += gh_scm2double (score); 
-           }
-       }
-    }
-  
+  /*
+    This is a longish function, but we don't separate this out into
+    neat modular separate subfunctions, as the subfunctions would be
+    called for many values of YL, YR. By precomputing various
+    parameters outside of the loop, we can save a lot of time.
+
+  */
+  for (int i = qscores.size (); i--;)
+    if (qscores[i].demerits < 100)
+      {
+       qscores[i].demerits
+         += score_slopes_dy (me, qscores[i].yl, qscores[i].yr,
+                             dy_mus, yr- yl); 
+      }
+
+  Real rad = Staff_symbol_referencer::staff_radius (me);
+  int beam_count = get_beam_count (me);
+  Real beam_space = beam_count < 4
+    ? (2*ss + slt - thickness) / 2.0
+     : (3*ss + slt - thickness) / 3.0;
+
+  for (int i = qscores.size (); i--;)
+    if (qscores[i].demerits < 100)
+      {
+       qscores[i].demerits
+         += score_forbidden_quants (me, qscores[i].yl, qscores[i].yr,
+                                    rad, slt, thickness, beam_space,
+                                    beam_count, ldir, rdir); 
+      }
+
+
+  for (int i = qscores.size (); i--;)
+    if (qscores[i].demerits < 100)
+      {
+       qscores[i].demerits
+         += score_stem_lengths (stems, stem_infos,
+                                lbase_lengths, rbase_lengths,
+                                knee_b,
+                                me, qscores[i].yl, qscores[i].yr);
+      }
+
+
   Real best = 1e6;
   int best_idx = -1;
-  for (int i = qscores.size(); i--;)
+  for (int i = qscores.size (); i--;)
     {
       if (qscores[i].demerits < best)
        {
@@ -408,177 +820,175 @@ Beam::new_quanting (SCM smob)
                         gh_cons (gh_double2scm (qscores[best_idx].yl),
                                  gh_double2scm (qscores[best_idx].yr))
                         );
+
+#if DEBUG_QUANTING
+
+  // debug quanting
   me->set_grob_property ("quant-score",
                         gh_double2scm (qscores[best_idx].demerits));
   me->set_grob_property ("best-idx", gh_int2scm (best_idx));
+#endif
 
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, score_slopes_dy, 3);
-SCM
-Beam::score_slopes_dy (SCM smob, SCM syl, SCM syr)
+Real
+Beam::score_stem_lengths (Link_array<Grob>stems,
+                         Array<Stem_info> stem_infos,
+                         Array<Real> left_factor,
+                         Array<Real> right_factor,
+                         bool knee, 
+                         Grob*me,
+                         Real yl, Real yr)
 {
-  Grob*me = unsmob_grob(smob);
-  Real yl = gh_scm2double (syl);
-  Real yr = gh_scm2double (syr);
-  Real dy = yr - yl;
+  Real demerit_score = 0.0 ;
+  Real pen = STEM_LENGTH_LIMIT_PENALTY;
+  
+  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+    {
+      Grob* s = stems[i];
+      if (Stem::invisible_b (s))
+       continue;
 
-  SCM sdy = me->get_grob_property("least-squares-dy");
-  SCM posns = me->get_grob_property ("positions");
+      Real current_y =
+       yl * left_factor[i] + right_factor[i]* yr;
 
-  Real dy_mus = gh_number_p (sdy) ? gh_scm2double (sdy) : 0.0;
-  Real dy_damp = - gh_scm2double (gh_car(posns)) + gh_scm2double (gh_cdr (posns));
+      Stem_info info = stem_infos[i];
+      Direction d = info.dir_;
 
-  Real dem = 0.0;
-  if (sign (dy_damp) != sign (dy))
-    {
-      dem += 800;
+      demerit_score += pen
+       * ( 0 >? (info.dir_ * (info.shortest_y_ - current_y)));
+      
+      demerit_score += STEM_LENGTH_DEMERIT_FACTOR
+       * shrink_extra_weight (d * current_y  - info.dir_ * info.ideal_y_);
     }
-  
-   dem += 400* (0 >? (fabs(dy) - fabs(dy_mus)));
-  
 
-   dem += shrink_extra_weight (fabs (dy_damp) - fabs(dy))* 10;
-   return gh_double2scm  (dem);
+  demerit_score *= 2.0 / stems.size (); 
+
+  return demerit_score;
 }
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, score_stem_lengths, 3);
-SCM
-Beam::score_stem_lengths (SCM smob, SCM syl, SCM syr)
+Real
+Beam::score_slopes_dy (Grob *me,
+                      Real yl, Real yr,
+                      Real dy_mus, Real dy_damp)
 {
-  Grob*me = unsmob_grob(smob);
-  Real yl = gh_scm2double (syl);
-  Real yr = gh_scm2double (syr);
+  Real dy = yr - yl;
 
-  Link_array<Item> stems=
-    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Item*)0, "stems");
-
-  Real demerit_score = 0.0 ;
-  
-  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+  Real dem = 0.0;
+  if (sign (dy_damp) != sign (dy))
     {
-      Item* s = stems[i];
-      if (Stem::invisible_b (s))
-       continue;
-
-      Real current_y = calc_stem_y_f (me, s, Interval(yl,yr));
-      Stem_info info = Stem::calc_stem_info (s);
-      Direction d = Directional_element_interface::get (s);
-      
-      demerit_score += 500 * ( 0 >? (info.miny_f_ - d*current_y));
-      demerit_score += 500 * ( 0 >? (d * current_y  - info.maxy_f_));
-
-      demerit_score += 5 * shrink_extra_weight (d * current_y  - info.idealy_f_);
+      dem += DAMPING_DIRECTIION_PENALTY;
     }
 
-  demerit_score *= 2.0  /stems.size(); 
+   dem += MUSICAL_DIRECTION_FACTOR * (0 >? (fabs (dy) - fabs (dy_mus)));
+   dem += shrink_extra_weight (fabs (dy_damp) - fabs (dy))* IDEAL_SLOPE_FACTOR;
 
-  return gh_double2scm (demerit_score);
+   return dem;
 }
 
 static Real
 my_modf (Real x)
 {
-  return x - floor(x);
+  return x - floor (x);
 }
 
-
-
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, score_forbidden_quants, 3);
-SCM
-Beam::score_forbidden_quants (SCM smob, SCM syl, SCM syr)
+Real
+Beam::score_forbidden_quants (Grob*me,
+                             Real yl, Real yr,
+                             Real rad,
+                             Real slt,
+                             Real thickness, Real beam_space,
+                             int beam_count,
+                             Direction ldir, Direction rdir)
 {
-  Grob*me = unsmob_grob(smob);
-  Real yl = gh_scm2double (syl);
-  Real yr = gh_scm2double (syr);
   Real dy = yr - yl;
-  Real rad = Staff_symbol_referencer::staff_radius (me);
-  Real dem = 0.0;
-  if (fabs (yl) < rad && fabs( my_modf(yl) - 0.5) < 1e-3)
-    dem += 1000;
-  if (fabs (yr) < rad && fabs( my_modf(yr) - 0.5) < 1e-3)
-    dem += 1000;
 
+  Real dem = 0.0;
+  if (fabs (yl) < rad && fabs ( my_modf (yl) - 0.5) < 1e-3)
+    dem += INTER_QUANT_PENALTY;
+  if (fabs (yr) < rad && fabs ( my_modf (yr) - 0.5) < 1e-3)
+    dem += INTER_QUANT_PENALTY;
 
-  int multiplicity = get_multiplicity (me);
-  // todo: use multiplicity of outer stems.
-  if (multiplicity >= 2)
+  // todo: use beam_count of outer stems.
+  if (beam_count >= 2)
     {
-      Real slt = me->paper_l()->get_var("stafflinethickness");
-      Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space(me);
-      Real thickness = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
-       * ss;
-
-      Real beam_space= (2*ss + slt  - 3 *thickness) / 2.0;
-      if (multiplicity >= 4)
-       {
-         beam_space = (3*ss + slt - 4 * thickness) /3.0;
-       }
-
+     
       Real straddle = 0.0;
       Real sit = (thickness - slt) / 2;
       Real inter = 0.5;
       Real hang = 1.0 - (thickness - slt) / 2;
       
-      Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
-      if (fabs (yl - dir * (beam_space + thickness)) < rad
+
+      if (fabs (yl - ldir * beam_space) < rad
          && fabs (my_modf (yl) - inter) < 1e-3)
-       dem += 15;
-      if (fabs (yr - dir * (beam_space + thickness)) < rad
+       dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
+      if (fabs (yr - rdir * beam_space) < rad
          && fabs (my_modf (yr) - inter) < 1e-3)
-       dem += 15;
+       dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
+
+      Real eps = 1e-3;
+
+      /*
+       Can't we simply compute the distance between the nearest
+       staffline and the secondary beam? That would get rid of the
+       silly case analysis here (which is probably not when we have
+       different beam-thicknesses.)
+
+       --hwn
+       */
+
 
       // hmm, without Interval/Drul_array, you get ~ 4x same code...
-      if (fabs (yl - dir * (beam_space + thickness)) < rad + inter)
+      if (fabs (yl - ldir * beam_space) < rad + inter)
        {
-         if (dir == UP && dy <= 1e-3
-             && fabs (my_modf (yl) - sit) < 1e-3)
-           dem += 15;
+         if (ldir == UP && dy <= eps
+             && fabs (my_modf (yl) - sit) < eps)
+           dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
          
-         if (dir == DOWN && dy >= 1e-3
-             && fabs (my_modf (yl) - hang) < 1e-3)
-           dem += 15;
+         if (ldir == DOWN && dy >= eps
+             && fabs (my_modf (yl) - hang) < eps)
+           dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
        }
 
-      if (fabs (yr - dir * (beam_space + thickness)) < rad + inter)
+      if (fabs (yr - rdir * beam_space) < rad + inter)
        {
-         if (dir == UP && dy >= 1e-3
-             && fabs (my_modf (yr) - sit) < 1e-3)
-           dem += 15;
+         if (rdir == UP && dy >= eps
+             && fabs (my_modf (yr) - sit) < eps)
+           dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
          
-         if (dir == DOWN && dy <= 1e-3
-             && fabs (my_modf (yr) - hang) < 1e-3)
-           dem += 15;
+         if (rdir == DOWN && dy <= eps
+             && fabs (my_modf (yr) - hang) < eps)
+           dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
        }
-
-      if (multiplicity >= 3)
+      
+      if (beam_count >= 3)
        {
-         if (fabs (yl - 2 * dir * (beam_space + thickness)) < rad + inter)
+         if (fabs (yl - 2 * ldir * beam_space) < rad + inter)
            {
-             if (dir == UP && dy <= 1e-3
-                 && fabs (my_modf (yl) - straddle) < 1e-3)
-               dem += 15;
+             if (ldir == UP && dy <= eps
+                 && fabs (my_modf (yl) - straddle) < eps)
+               dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
              
-             if (dir == DOWN && dy >= 1e-3
-                 && fabs (my_modf (yl) - straddle) < 1e-3)
-               dem += 15;
+             if (ldir == DOWN && dy >= eps
+                 && fabs (my_modf (yl) - straddle) < eps)
+               dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
        }
          
-         if (fabs (yr - 2 * dir * (beam_space + thickness)) < rad + inter)
+         if (fabs (yr - 2 * rdir * beam_space) < rad + inter)
            {
-             if (dir == UP && dy >= 1e-3
-                 && fabs (my_modf (yr) - straddle) < 1e-3)
-               dem += 15;
+             if (rdir == UP && dy >= eps
+                 && fabs (my_modf (yr) - straddle) < eps)
+               dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
              
-             if (dir == DOWN && dy <= 1e-3
-                 && fabs (my_modf (yr) - straddle) < 1e-3)
-               dem += 15;
+             if (rdir == DOWN && dy <= eps
+                 && fabs (my_modf (yr) - straddle) < eps)
+               dem += SECONDARY_BEAM_DEMERIT;
            }
        }
     }
   
-  return gh_double2scm ( dem);
+  return dem;
 }
 
   
@@ -597,72 +1007,180 @@ Beam::least_squares (SCM smob)
       me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
       return SCM_UNSPECIFIED;
     }
-  
-  Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
 
-  Interval ideal (Stem::calc_stem_info (first_visible_stem (me)).idealy_f_,
-                 Stem::calc_stem_info (last_visible_stem (me)).idealy_f_);
+  Interval ideal (Stem::calc_stem_info (first_visible_stem (me)).ideal_y_,
+                 Stem::calc_stem_info (last_visible_stem (me)).ideal_y_);
+
+
+
+  Array<Real> x_posns ;
+  Link_array<Item> stems=
+    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Item*)0, "stems");
+  Grob *common = stems[0];
+  for (int i=1; i < stems.size (); i++)
+    common = stems[i]->common_refpoint (common, X_AXIS);
+
+  Real x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (common, X_AXIS);
+  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+    {
+      Item* s = stems[i];
+
+      Real x = s->relative_coordinate (common, X_AXIS) - x0;
+      x_posns.push (x);
+    }
+  Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (common, X_AXIS) - x0;
+
+  Real y =0;  
+  Real dydx = 0;
+  Real dy = 0;
   
   if (!ideal.delta ())
     {
-      Interval chord (Stem::chord_start_f (first_visible_stem (me)),
-                     Stem::chord_start_f (last_visible_stem (me)));
+      Interval chord (Stem::chord_start_y (first_visible_stem (me)),
+                     Stem::chord_start_y (last_visible_stem (me)));
 
 
       /*
-       TODO  : use scoring for this.
+       TODO -- use scoring for this.
 
        complicated, because we take stem-info.ideal for determining
        beam slopes.
-       
        */
       /* Make simple beam on middle line have small tilt */
       if (!ideal[LEFT] && chord.delta () && count == 2)
        {
-         Direction d = (Direction)(sign (chord.delta ()) * dir);
-         pos[d] = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness")) / 2
-           * dir;
+
+         /*
+           FIXME. -> UP
+         */
+         Direction d = (Direction) (sign (chord.delta ()) * UP);
+         pos[d] = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness")) / 2;
+         //                * dir;
          pos[-d] = - pos[d];
        }
       else
        {
          pos = ideal;
-         pos[LEFT] *= dir ;
-         pos[RIGHT] *= dir ;
        }
+
+      y = pos[LEFT];
+      dy = pos[RIGHT]- y;
+      dydx = dy/dx;
     }
   else
     {
       Array<Offset> ideals;
-
-      // ugh -> use commonx
-      Real x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
-      Link_array<Item> stems=
-       Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Item*)0, "stems");
-
       for (int i=0; i < stems.size (); i++)
        {
          Item* s = stems[i];
          if (Stem::invisible_b (s))
            continue;
-         ideals.push (Offset (s->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0,
-                              Stem::calc_stem_info (s).idealy_f_));
+         ideals.push (Offset (x_posns[i],
+                              Stem::calc_stem_info (s).ideal_y_));
        }
-      Real y; 
-      Real dydx;
       minimise_least_squares (&dydx, &y, ideals);
 
-      Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
-      Real dy = dydx * dx;
-      me->set_grob_property ("least-squares-dy", gh_double2scm (dy * dir));
+      dy = dydx * dx;
+      me->set_grob_property ("least-squares-dy", gh_double2scm (dy));
+      pos = Interval (y, (y+dy));
+    }
 
-      pos = Interval (y*dir, (y+dy) * dir);
+  me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
+  return SCM_UNSPECIFIED;
+}
+
+
+/*
+  We can't combine with previous function, since check concave and
+  slope damping comes first.
+ */
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, shift_region_to_valid, 1);
+SCM
+Beam::shift_region_to_valid (SCM grob)
+{
+  Grob *me = unsmob_grob (grob);
+  /*
+    Code dup.
+   */
+  Array<Real> x_posns ;
+  Link_array<Item> stems=
+    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Item*)0, "stems");
+  Grob *common = stems[0];
+  for (int i=1; i < stems.size (); i++)
+    common = stems[i]->common_refpoint (common, X_AXIS);
+
+  Grob *fvs = first_visible_stem (me);
+
+  if (!fvs)
+    return SCM_UNSPECIFIED;
+    
+  Real x0 =fvs->relative_coordinate (common, X_AXIS);
+  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+    {
+      Item* s = stems[i];
+
+      Real x = s->relative_coordinate (common, X_AXIS) - x0;
+      x_posns.push (x);
     }
 
+  Grob *lvs = last_visible_stem (me);
+  if (!lvs)
+    return SCM_UNSPECIFIED;
+  
+  Real dx = lvs->relative_coordinate (common, X_AXIS) - x0;
+
+  Interval pos = ly_scm2interval ( me->get_grob_property ("positions"));
+  Real dy = pos.delta();
+  Real y = pos[LEFT];
+  Real dydx =dy/dx;
+
+  
+  /*
+    Shift the positions so that we have a chance of finding good
+    quants (i.e. no short stem failures.)
+   */
+  Interval feasible_left_point;
+  feasible_left_point.set_full ();
+  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+    {
+      Item* s = stems[i];
+      if (Stem::invisible_b (s))
+       continue;
+
+
+      Direction d = Stem::get_direction (s);
+
+
+      Real left_y = Stem::calc_stem_info (s).shortest_y_
+       - dydx * x_posns [i];
+
+      Interval flp ;
+      flp.set_full ();
+      flp[-d] = left_y;
+
+      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 (isinf (feasible_left_point[DOWN]))
+       y = feasible_left_point[UP] - REGION_SIZE;
+      else if (isinf (feasible_left_point[UP]))
+       y = feasible_left_point[DOWN]+ REGION_SIZE;
+      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)
@@ -683,37 +1201,97 @@ Beam::check_concave (SCM smob)
   if (stems.size () < 3)
     return SCM_UNSPECIFIED;
 
-  /* Concaveness try #2: Sum distances of inner noteheads that
-     fall outside the interval of the two outer noteheads */
-  Real concave = 0;
-  Interval iv (Stem::chord_start_f (stems[0]),
-              Stem::chord_start_f (stems.top ()));
-  
-  if (iv[MAX] < iv[MIN])
-    iv.swap ();
-  
-  for (int i = 1; i < stems.size () - 1; i++)
+
+  /* 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 c = 0;
-      Real f = Stem::chord_start_f (stems[i]);
-      if ((c = f - iv[MAX]) > 0)
-       concave += c;
-      else if ((c = f - iv[MIN]) < 0)
-       concave += c;
-    }
+      Real r1 = gh_scm2double (gap);
+      Real dy = Stem::chord_start_y (stems.top ())
+       - Stem::chord_start_y (stems[0]);
 
-  Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
-  concave *= dir;
       
-  Real concaveness = concave / (stems.size () - 2);
-  /* ugh: this is the a kludge to get input/regression/beam-concave.ly
-     to behave as baerenreiter. */
-  concaveness /= (stems.size () - 2);
+      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 r = gh_scm2double (me->get_grob_property ("concaveness-threshold"));
+  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);
+    }
+  
   /* TODO: some sort of damping iso -> plain horizontal */
-  if (concaveness > r)
+  if (concaveness1 || concaveness2 > r2)
     {
       Interval pos = ly_scm2interval (me->get_grob_property ("positions"));
       Real r = pos.linear_combination (0);
@@ -756,276 +1334,68 @@ Beam::slope_damping (SCM smob)
       
       me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
     }
-    return SCM_UNSPECIFIED;
-}
-
-/* Prevent interference from stafflines. */
-Interval
-Beam::quantise_interval (Grob *me, Interval pos, Direction quant_dir)
-{
-  int multiplicity = get_multiplicity (me);
-
-  Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
-  Real thick = me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
-  Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
-  Real dy = pos.delta ();
-
-  Drul_array<Interval> bounds;
-  Direction d = LEFT;
-  do
-    {
-      SCM proc = d == LEFT
-       ? me->get_grob_property ("left-position-quant-function")
-       : me->get_grob_property ("right-position-quant-function");
-      
-      SCM quants = scm_apply (proc,
-                             me->self_scm (),
-                             scm_list_n (gh_int2scm (multiplicity),
-                                         gh_double2scm (dir),
-                                         gh_double2scm (dy),
-                                         gh_double2scm (thick / staff_space),
-                                         /* HUH? */
-                                         SCM_EOL,
-                                         SCM_UNDEFINED));
-      
-      Array<Real> a;
-      for (SCM i = quants; gh_pair_p (i); i = ly_cdr (i))
-       a.push (gh_scm2double (ly_car (i)));
-      
-      if (a.size () <= 1)
-       return pos;
-      
-      bounds[d] = quantise_iv (a, pos[d]*dir/staff_space) * staff_space;
-    }
-  while (flip (&d) != LEFT);
-  
-  Real ady = abs (dy);
-
-  // quant direction hints disabled for now
-  int q = 0;//(int)quant_dir;
-
-  /* TODO: make smart choice, find best left/right quants pair.
-
-     Slope should never be steeper than least_squares (before damping)
-     (save that value?)
-     Slope should never be reduced to zero.
-   */
-  SCM s = me->get_grob_property ("least-squares-dy");
-  Real lsdy = gh_number_p (s) ? gh_scm2double (s) : 0;
-    
-  //  Interval qpos (0, 1000 * sign (dy));
-  Interval qpos;
-  Real epsilon = staff_space / 10;
-  Direction ldir = LEFT;
-  do
-    {
-      Direction rdir = LEFT;
-      do
-       {
-         Interval i (bounds[LEFT][ldir]*dir, bounds[RIGHT][rdir]*dir);
-         if ((!lsdy
-              || (abs (i.delta ()) <= abs (lsdy) + epsilon
-                  && sign (i.delta ()) == sign (lsdy)))
-             && (abs (abs (i.delta ()) - ady)
-                 <= abs (abs (qpos.delta ()) - ady))
-             && sign (i.delta ()) == sign (pos.delta ())
-             && (!q
-                 || (i[LEFT]*q >= pos[LEFT]*q && i[RIGHT]*q
-                     >= pos[RIGHT]*q)))
-           qpos = i;
-       }
-      while (flip (&rdir) != LEFT);
-    }
-  while (flip (&ldir) != LEFT);
-  
-  return qpos;
+  return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
-
-/* Quantise vertical position (left and right) of beam.
-   Generalisation of [Ross]. */
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, quantise_position, 1);
-SCM
-Beam::quantise_position (SCM smob)
+Slice
+where_are_the_whole_beams(SCM beaming)
 {
-  Grob *me = unsmob_grob (smob);
-
-  Interval pos = ly_scm2interval (me->get_grob_property ("positions"));
-  Real y_shift = check_stem_length_f (me, pos);
-  pos += y_shift;
-  Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
-
-  Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
-  for (int i = 0; i < 10; i++)
-    {
-      Interval qpos = quantise_interval (me, pos, CENTER);
-      // how to check for uninitised interval,  (inf, -inf)?
-      if (qpos[LEFT] < 1000)
-       {
-         y_shift = check_stem_length_f (me, qpos);
-         if (y_shift * dir < staff_space / 2)
-           {
-             pos = qpos;
-             break;
-           }
-       }
-      pos += ((i + 1) * ((i % 2) * -2 + 1)) *  dir * staff_space / 4;
-    }
-      
+  Slice l; 
   
-  me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
-  set_stem_lengths (me);
-
-#if 0  
-  pos = ly_scm2interval (me->get_grob_property ("positions"));
-  
-  y_shift = check_stem_length_f (me, pos);
-
-  Real half_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me) / 2;
-  /* HMMM */
-  if (y_shift > half_space / 4)
+  for( SCM s = gh_car (beaming); gh_pair_p (s) ; s = gh_cdr (s))
     {
-      pos += y_shift;
-      int quant_dir = 0;
-      /* for significantly lengthened or shortened stems,
-        request quanting the other way.
-        HMMM */
-      if (abs (y_shift) > half_space / 2)
-       quant_dir = sign (y_shift) * Directional_element_interface::get (me);
-      pos = quantise_interval (me, pos, (Direction)quant_dir);
+      if (scm_memq (gh_car (s), gh_cdr (beaming)) != SCM_BOOL_F)
+       
+       l.add_point (gh_scm2int (gh_car (s)));
     }
-  
-  me->set_grob_property ("positions", ly_interval2scm (pos));
-#endif
-  
-  return SCM_UNSPECIFIED;
-}
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, end_after_line_breaking, 1);
-SCM
-Beam::end_after_line_breaking (SCM smob)
-{
-  Grob *me = unsmob_grob (smob);
-  set_stem_lengths (me);
-  
-  return SCM_UNSPECIFIED;
+  return l;
 }
 
 /*
   Calculate the Y position of the stem-end, given the Y-left, Y-right
   in POS, and for stem S.
+
+  If CORRECT, correct for beam_count of beam in case of knees.
+
+
+  TODO: junk CORRECT from this.
  */
 Real
-Beam::calc_stem_y_f (Grob *me, Item* s, Interval pos)
+Beam::calc_stem_y (Grob *me, Grob* s, Interval pos, bool french) 
 {
-  int beam_multiplicity = get_multiplicity (me);
-  int stem_multiplicity = (Stem::flag_i (s) - 2) >? 0;
-
-  SCM space_proc = me->get_grob_property ("space-function");
-  SCM space = gh_call1 (space_proc, gh_int2scm (beam_multiplicity));
-
   Real thick = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"));
-  Real interbeam_f = gh_scm2double (space);
+  Real beam_space = get_beam_space (me);
 
   // ugh -> use commonx
-  Real x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
-  Real dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
+  Grob * fvs = first_visible_stem (me);
+  Grob *lvs = last_visible_stem (me);
+    
+  Real x0 = fvs ? fvs->relative_coordinate (0, X_AXIS) : 0.0;
+  Real dx = fvs ? lvs->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0 : 0.0;
+  Real r = s->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
   Real dy = pos.delta ();
-  Real stem_y = (dy && dx
-                ? (s->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0) / dx
-                * dy
-                : 0) + pos[LEFT];
-
-  /* knee */
-  Direction dir  = Directional_element_interface::get (me);
-  Direction sdir = Directional_element_interface::get (s);
-  
-  /* knee */
-  if (dir!= sdir)
-    {
-      stem_y -= dir * (thick / 2 + (beam_multiplicity - 1) * interbeam_f);
-      
-      // huh, why not for first visible?
-      if (Staff_symbol_referencer::staff_symbol_l (s)
-         != Staff_symbol_referencer::staff_symbol_l (last_visible_stem (me)))
-       stem_y += Directional_element_interface::get (me)
-         * (beam_multiplicity - stem_multiplicity) * interbeam_f;
-    }
+  Real stem_y_beam0 = (dy && dx
+                      ? r / dx
+                      * dy
+                      : 0) + pos[LEFT];
 
-  return stem_y;
-}
-
-/* Make very sure that we don't have stems that are too short.
-   Try our best not to have stems that are too long (think: knees).
-   
-   Optionally (testing): try to lengthen more, to reach more ideal
-   stem lengths */
-Real
-Beam::check_stem_length_f (Grob *me, Interval pos)
-{
-  Real shorten = 0;
-  Real lengthen = 0;
-  Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
 
-  Link_array<Item> stems=
-    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Item*)0, "stems");
-
-  bool knee = false;
-  int ideal_lengthen_count = 0;
-  Real ideal_lengthen = 0;
-  int ideal_shorten_count = 0;
-  Real ideal_shorten = 0;
   
-  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
+  Direction my_dir = Directional_element_interface::get (s);
+  SCM beaming = s->get_grob_property ("beaming");
+  Real stem_y = stem_y_beam0;
+  if (french)
     {
-      Item* s = stems[i];
-      if (Stem::invisible_b (s))
-       continue;
-
-      knee |= dir != Directional_element_interface::get (s);
-
-      Real stem_y = calc_stem_y_f (me, s, pos);
-      
-      stem_y *= dir;
-      Stem_info info = Stem::calc_stem_info (s);
-
-      shorten = shorten <? info.maxy_f_ - stem_y;
-      lengthen = lengthen >? info.miny_f_ - stem_y;
-
-      if (info.idealy_f_ - stem_y > 0)
-       {
-#if 0    
-         ideal_lengthen += info.idealy_f_ - stem_y;
-         ideal_lengthen_count++;
-#else
-         ideal_lengthen = ideal_lengthen >? info.idealy_f_ - stem_y;
-         ideal_lengthen_count = 1;
-#endif   
-       }
-      else if (info.idealy_f_ - stem_y < 0)
-       {
-#if 0    
-         ideal_shorten += info.idealy_f_ - stem_y;
-         ideal_shorten_count++;
-#else
-         ideal_shorten = ideal_shorten <? info.idealy_f_ - stem_y;
-         ideal_shorten_count = 1;
-#endif   
-       }
+      stem_y += beam_space * where_are_the_whole_beams (beaming)[-my_dir];
+    }
+  else
+    {
+      stem_y += (stem_beam_multiplicity(s)[my_dir]) * beam_space;
     }
-  
-  if (lengthen && shorten)
-    me->warning (_ ("weird beam vertical offset"));
-
-  if (ideal_lengthen_count)
-    lengthen = (ideal_lengthen / ideal_lengthen_count) >? lengthen;
-  if (knee && ideal_shorten_count)
-    shorten = (ideal_shorten / ideal_shorten_count) <? shorten;
 
-  if (lengthen && shorten)
-    return dir * (lengthen + shorten);
-    
-  return dir * (shorten ? shorten : lengthen);
+  return stem_y;
 }
 
 /*
@@ -1046,24 +1416,19 @@ Beam::set_stem_lengths (Grob *me)
     if (!Stem::invisible_b (stems[i]))
       common = common->common_refpoint (stems[i], Y_AXIS);
 
-  Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
   Interval pos = ly_scm2interval (me->get_grob_property ("positions"));
   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
-  Real thick = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"));
-  bool ps_testing = to_boolean (ly_symbol2scm ("ps-testing"));
+
+  bool french = to_boolean (me->get_grob_property ("french-beaming"));
   for (int i=0; i < stems.size (); i++)
     {
       Item* s = stems[i];
       if (Stem::invisible_b (s))
        continue;
 
-      Real stem_y = calc_stem_y_f (me, s, pos);
+      Real stem_y = calc_stem_y (me, s, pos, french && i > 0&& (i < stems.size  () -1));
 
-      // doesn't play well with dvips
-      if (ps_testing)
-       if (Stem::get_direction (s) == dir)
-         stem_y += Stem::get_direction (s) * thick / 2;
-      
       /* caution: stem measures in staff-positions */
       Real id = me->relative_coordinate (common, Y_AXIS)
        - stems[i]->relative_coordinate (common, Y_AXIS);
@@ -1080,13 +1445,21 @@ Beam::set_beaming (Grob *me, Beaming_info_list *beaming)
   Direction d = LEFT;
   for (int i=0; i  < stems.size (); i++)
     {
+      /*
+       Don't overwrite user settings.
+       */
+      
       do
        {
-         /* Don't overwrite user override (?) */
-         if (Stem::beam_count (stems[i], d) == -1
-             /* Don't set beaming for outside of outer stems */
-             && ! (d == LEFT && i == 0)
-             && ! (d == RIGHT && i == stems.size () -1))
+         /* Don't set beaming for outside of outer stems */      
+         if ((d == LEFT && i == 0)
+             ||(d == RIGHT && i == stems.size () -1))
+           continue;
+
+
+         SCM beaming_prop = stems[i]->get_grob_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);
@@ -1096,231 +1469,6 @@ Beam::set_beaming (Grob *me, Beaming_info_list *beaming)
     }
 }
 
-
-
-/*
-  beams to go with one stem.
-
-  FIXME: clean me up.
-  */
-Molecule
-Beam::stem_beams (Grob *me, Item *here, Item *next, Item *prev, Real dydx)
-{
-  // ugh -> use commonx
-  if ((next
-       && !(next->relative_coordinate (0, X_AXIS)
-           > here->relative_coordinate (0, X_AXIS)))
-      || (prev
-         && !(prev->relative_coordinate (0, X_AXIS)
-              < here->relative_coordinate (0, X_AXIS))))
-    programming_error ("Beams are not left-to-right");
-
-  int multiplicity = get_multiplicity (me);
-
-  SCM space_proc = me->get_grob_property ("space-function");
-  SCM space = gh_call1 (space_proc, gh_int2scm (multiplicity));
-
-  Real thick = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"));
-  Real interbeam_f = gh_scm2double (space);
-    
-  Real bdy = interbeam_f;
-  
-  Molecule leftbeams;
-  Molecule rightbeams;
-
-  Real nw_f;
-  if (!Stem::first_head (here))
-    nw_f = 0;
-  else {
-    int t = Stem::type_i (here); 
-
-    SCM proc = me->get_grob_property ("flag-width-function");
-    SCM result = gh_call1 (proc, gh_int2scm (t));
-    nw_f = gh_scm2double (result);
-  }
-
-
-  Direction dir = Directional_element_interface::get (me);
-
-  /* [Tremolo] beams on whole notes may not have direction set? */
- if (dir == CENTER)
-    dir = Directional_element_interface::get (here);
-
-
-  /* half beams extending to the left. */
-  if (prev)
-    {
-      int lhalfs= lhalfs = Stem::beam_count (here, LEFT)
-       - Stem::beam_count (prev, RIGHT);
-      int lwholebeams= Stem::beam_count (here, LEFT)
-       <? Stem::beam_count (prev, RIGHT);
-      
-      /* Half beam should be one note-width,
-        but let's make sure two half-beams never touch */
-
-      // FIXME: TODO (check) stem width / sloped beams
-      Real w = here->relative_coordinate (0, X_AXIS)
-       - prev->relative_coordinate (0, X_AXIS);
-      Real stem_w = gh_scm2double (prev->get_grob_property ("thickness"))
-       // URG
-       * me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
-
-      w = w/2 <? nw_f;
-      Molecule a;
-      if (lhalfs)              // generates warnings if not
-       a =  Lookup::beam (dydx, w + stem_w, thick);
-      a.translate (Offset (-w, -w * dydx));
-      a.translate_axis (-stem_w/2, X_AXIS);
-      for (int j = 0; j  < lhalfs; j++)
-       {
-         Molecule b (a);
-         b.translate_axis (-dir * bdy * (lwholebeams+j), Y_AXIS);
-         leftbeams.add_molecule (b);
-       }
-    }
-
-  if (next)
-    {
-      int rhalfs  = Stem::beam_count (here, RIGHT)
-       - Stem::beam_count (next, LEFT);
-      int rwholebeams= Stem::beam_count (here, RIGHT)
-       <? Stem::beam_count (next, LEFT);
-
-      Real w = next->relative_coordinate (0, X_AXIS)
-       - here->relative_coordinate (0, X_AXIS);
-
-      Real stem_w = gh_scm2double (next->get_grob_property ("thickness"))
-       // URG
-       * me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
-
-      Molecule a = Lookup::beam (dydx, w + stem_w, thick);
-      a.translate_axis (- stem_w/2, X_AXIS);
-      int j = 0;
-      Real gap_f = 0;
-      
-      SCM gap = me->get_grob_property ("gap");
-      if (gh_number_p (gap))
-       {
-         int gap_i = gh_scm2int ((gap));
-         int nogap = rwholebeams - gap_i;
-         
-         for (; j  < nogap; j++)
-           {
-             Molecule b (a);
-             b.translate_axis (-dir  * bdy * j, Y_AXIS);
-             rightbeams.add_molecule (b);
-           }
-         if (Stem::invisible_b (here))
-           gap_f = nw_f;
-         else
-           gap_f = nw_f / 2;
-         w -= 2 * gap_f;
-         a = Lookup::beam (dydx, w + stem_w, thick);
-       }
-
-      for (; j  < rwholebeams; j++)
-       {
-         Molecule b (a);
-         Real tx = 0;
-         if (Stem::invisible_b (here))
-           // ugh, see chord-tremolo.ly
-           tx = (-dir + 1) / 2 * nw_f * 1.5 + gap_f/4;
-         else
-           tx = gap_f;
-         b.translate (Offset (tx, -dir * bdy * j));
-         rightbeams.add_molecule (b);
-       }
-
-      w = w/2 <? nw_f;
-      if (rhalfs)
-       a = Lookup::beam (dydx, w, thick);
-
-      for (; j  < rwholebeams + rhalfs; j++)
-       {
-         Molecule b (a);
-         b.translate_axis (- dir * bdy * j, Y_AXIS);
-         rightbeams.add_molecule (b);
-       }
-
-    }
-  leftbeams.add_molecule (rightbeams);
-
-  /* Does beam quanting think  of the asymetry of beams? 
-     Refpoint is on bottom of symbol. (FIXTHAT) --hwn. */
-  return leftbeams;
-}
-
-
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Beam, brew_molecule, 1);
-SCM
-Beam::brew_molecule (SCM smob)
-{
-  Grob *me =unsmob_grob (smob);
-
-  Molecule mol;
-  if (!gh_pair_p (me->get_grob_property ("stems")))
-    return SCM_EOL;
-  Real x0, dx;
-  Link_array<Item>stems = 
-    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Item*) 0, "stems");  
-  if (visible_stem_count (me))
-    {
-      // ugh -> use commonx
-      x0 = first_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS);
-      dx = last_visible_stem (me)->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
-    }
-  else
-    {
-      x0 = stems[0]->relative_coordinate (0, X_AXIS);
-      dx = stems.top ()->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
-    }
-
-  Interval pos = ly_scm2interval (me->get_grob_property ("positions"));
-  Real dy = pos.delta ();
-  Real dydx = dy && dx ? dy/dx : 0;
-
-  for (int i=0; i < stems.size (); i++)
-    {
-      Item *item = stems[i];
-      Item *prev = (i > 0)? stems[i-1] : 0;
-      Item *next = (i < stems.size ()-1) ? stems[i+1] :0;
-
-      Molecule sb = stem_beams (me, item, next, prev, dydx);
-      Real x = item->relative_coordinate (0, X_AXIS) - x0;
-      sb.translate (Offset (x, x * dydx + pos[LEFT]));
-      mol.add_molecule (sb);
-    }
-  
-  mol.translate_axis (x0 
-                     - dynamic_cast<Spanner*> (me)
-                     ->get_bound (LEFT)->relative_coordinate (0, X_AXIS),
-                     X_AXIS);
-
-  if (0)
-    {
-      /*
-       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_str (gh_scm2int  (me->get_grob_property ("best-idx")));
-         str += ":";
-       }
-      str += to_str (gh_scm2double (me->get_grob_property ("quant-score")),
-                    "%.2f");
-
-      SCM properties = Font_interface::font_alist_chain (me);
-  
-      Molecule tm = Text_item::text2molecule (me, gh_str02scm (str.ch_C()), properties);
-      mol.add_at_edge (Y_AXIS, UP, tm, 5.0);
-    }
-  
-  return mol.smobbed_copy ();
-}
-
 int
 Beam::forced_stem_count (Grob *me) 
 {
@@ -1334,7 +1482,7 @@ Beam::forced_stem_count (Grob *me)
       if (Stem::invisible_b (s))
        continue;
 
-      if (((int)Stem::chord_start_f (s)) 
+      if (((int)Stem::chord_start_y (s)) 
         && (Stem::get_direction (s) != Stem::get_default_dir (s)))
         f++;
     }
@@ -1344,9 +1492,6 @@ Beam::forced_stem_count (Grob *me)
 
 
 
-/* TODO:
-   use filter and standard list functions.
- */
 int
 Beam::visible_stem_count (Grob *me) 
 {
@@ -1391,6 +1536,7 @@ Beam::last_visible_stem (Grob *me)
 
 /*
   [TODO]
+  
   handle rest under beam (do_post: beams are calculated now)
   what about combination of collisions and rest under beam.
 
@@ -1435,7 +1581,7 @@ Beam::rest_collision_callback (SCM element_smob, SCM axis)
   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 staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (rest);
 
   
   Real rest_dim = rest->extent (rest, Y_AXIS)[d]*2.0 / staff_space; // refp??
@@ -1458,9 +1604,26 @@ Beam::rest_collision_callback (SCM element_smob, SCM axis)
 }
 
 
-bool
-Beam::has_interface (Grob *me)
-{
-  return me->has_interface (ly_symbol2scm ("beam-interface"));
-}
+
+
+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.
+
+",
+  "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");
+