]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/bezier.cc
release: 0.1.57
[lilypond.git] / lily / bezier.cc
index 657cfea0d720e342f346f1fb314ea8cd7abbc6ad..27b8329fc2c8a98e635396780ed5793519f65e31 100644 (file)
 */
 
 #include <math.h>
-#include "offset.hh"
 #include "bezier.hh"
+#include "direction.hh"
+
+#ifndef STANDALONE
+#include "direction.hh"
 #include "dimen.hh"
 #include "paper-def.hh"
+#include "debug.hh"
+#include "main.hh"
+#define SLUR_DOUT if (check_debug && !monitor->silent_b ("Slur")) cout
+#else
+#define SLUR_DOUT cerr
+#endif
+
+void
+Curve::flipy ()
+{
+  // ugh, Offset should have mirror funcs
+  for (int i = 0; i < size (); i++)
+    (*this)[i].mirror (Y_AXIS);
+}
+
+int
+Curve::largest_disturbing ()
+{
+  Real alpha = 0;
+  int j = 0;
+  for (int i = 1; i < size (); i++)
+    {
+      if ((*this)[i].y () > 0)
+        {
+         Real phi = (*this)[i].y () / (*this)[i].x ();
+         if (phi > alpha)
+           {
+             alpha = phi;
+             j = i;
+           }
+       }
+    }
+  return j;
+}
 
-Bezier::Bezier (int steps_i)
+void
+Curve::rotate (Real phi)
 {
-  steps_i_ = steps_i;
-  curve_ = new Offset [steps_i_ + 1];
+  Offset rot (complex_exp (Offset (0,phi)));
+
+  for (int i = 1; i < size (); i++)
+    (*this)[i] = complex_multiply (rot, (*this)[i]);
 }
 
-Bezier::~Bezier ()
+void
+Curve::translate (Offset o)
 {
-  delete[] curve_;
+  for (int i = 1; i < size (); i++)
+    (*this)[i] += o;
+}
+
+Bezier::Bezier (int steps)
+{
+  control_.set_size (4);
+  curve_.set_size (steps);
 }
 
 //from GNU gs3.33: ega.c
 void
-Bezier::calc (Offset control[4])
+Bezier::calc ()
 {       
-  Real dt = 1.0 / steps_i_;
-  Real cx = 3.0 * (control[1].x() - control[0].x());
-  Real bx = 3.0 * (control[2].x() - control[1].x()) - cx;
-  Real ax = control[3].x() - (control[0].x() + cx + bx);
-  Real cy = 3.0 * (control[1].y () - control[0].y ());
-  Real by = 3.0 * (control[2].y () - control[1].y ()) - cy; 
-  Real ay = control[3].y () - (control[0].y () + cy + by);
+  Real dt = 1.0 / curve_.size ();
+  Offset c = 3.0 * (control_[1] - control_[0]);
+  Offset b = 3.0 * (control_[2] - control_[1]) - c;
+  Offset a = control_[3] - (control_[0] + c + b);
   Real t = 0.0;
-  int i = 0;
-  while ( t <= 1.0 )
+  for (int i = 0; i < curve_.size (); i++ )
     {    
-      curve_[i].x() = ((ax * t + bx) * t + cx) * t + control[0].x();
-      curve_[i++].y () = ((ay * t + by) * t + cy) * t + control[0].y ();
+      curve_[i] = ((a * t + b) * t + c) * t + control_[0];
       t += dt;
     }
 }
 
+void
+Bezier::set (Array<Offset> points)
+{       
+  assert (points.size () == 4);
+  control_ = points;
+}
+
 Real
 Bezier::y (Real x)
 {
-  if (x <= curve_[0].x())
+  if (x <= curve_[0].x ())
     return curve_[0].y ();
-  for (int i = 1; i < steps_i_; i++ )
+  for (int i = 1; i < curve_.size (); i++ )
     {
-      if (x < curve_[i].x())
+      if (x < curve_[i].x ())
+       //           ^ ? see below   
        {
-         Real lin = (x - curve_[i-1].x()) / (curve_[i].x() - curve_[i-1].x());
-         return curve_[i-1].y () + lin * (curve_[i].y () - curve_[i-1].y ());
+         Real lin = (x - curve_[i-1].x ()) / (curve_[i] - curve_[i-1]).x ();
+         //                     ^ ?
+         return (curve_[i-1] + lin * (curve_[i] - curve_[i-1])).y ();
         }
     }
-  return curve_[steps_i_-1].y ();
+  return curve_[curve_.size ()-1].y ();
 }
 
 
@@ -65,9 +117,9 @@ Bezier_bow::Bezier_bow (Paper_def* paper_l)
   : Bezier(10)
 {
   paper_l_ = paper_l;
+  return_.set_size (4);
 }
 
-
 /* 
   from feta-sleur.ly
 
@@ -90,36 +142,306 @@ Bezier_bow::Bezier_bow (Paper_def* paper_l)
 */
 
 void
-Bezier_bow::calc (Real dx, Real dy, Real h, Real d)
+Bezier_bow::blow_fit ()
+{
+  Real dy1 = check_fit_f ();
+  if (!dy1)
+    return;
+
+  // be careful not to take too big step
+  Real f = 0.75;
+  Real h1 = dy1 * f;
+  control_[1].y () += h1; 
+  control_[2].y () += h1; 
+  return_[1].y () += h1; 
+  return_[2].y () += h1; 
+
+  Real dy2 = check_fit_f ();
+  if (!dy2)
+    return;
+
+#ifndef STANDALONE
+  Real epsilon = paper_l_->rule_thickness ();
+#else
+  Real epsilon = 1.5 * 0.4 PT;
+#endif
+  if (abs (dy2 - dy1) < epsilon)
+    return;
+  
+  /*
+    Assume 
+      dy = B (h) 
+    with 
+      B (h) = a * h + b;
+
+    Then we get for h : B (h) = 0
+
+     B(0)  = dy1 = a * 0 + b   =>   b = dy1
+     B(h1) = dy2 = a * h1 + b  =>   a * f * dy1 + b = dy2
+
+        =>
+
+     a * dy1 / 2 + dy1 = dy2  =>  a = (dy2 - dy1) / (f * dy1)
+   */
+
+  Real a = (dy2 - dy1) / (f * dy1);
+  Real b = dy1;
+  Real h = -b / a;
+
+  control_[1].y () += -h1 +h; 
+  control_[2].y () = -h1 +h; 
+  return_[1].y () = -h1 +h;
+  return_[2].y () = -h1 +h; 
+}
+
+Real
+Bezier_bow::calc_f (Real height)
+{
+  transform ();
+  calc_default (height);
+  Bezier::calc ();
+  
+  Real dy = check_fit_f ();
+  calc_return (0, 0);
+
+  transform_controls_back ();
+  return dy;
+}
+
+void
+Bezier_bow::calc ()
 {
+  transform ();
+  calc_default (0);
+  Bezier::calc ();
+  
+  if (check_fit_bo ())
+    calc_return (0, 0);
+  else
+    {
+      calc_controls ();
+      blow_fit ();
+    }
+
+  transform_controls_back ();
+}
+
+void
+Bezier_bow::calc_return (Real begin_alpha, Real end_alpha)
+{
+#ifndef STANDALONE
+  Real thick = 1.8 * paper_l_->rule_thickness ();
+#else
+  Real thick = 10.0 * 1.8 * 0.4 PT;
+#endif
+  return_[0] = control_[3];
+
+  return_[1] = control_[2] - thick * complex_exp (Offset (0, 90 + end_alpha));
+  return_[2] = control_[1] - thick * complex_exp (Offset (0, 90 - begin_alpha));  
+  
+  /*
+  return_[1].x () = control_[2].x () - thick * cos (90 + end_alpha);
+  return_[1].y () = control_[2].y () - thick * sin (90 + end_alpha);
+  return_[2].x () = control_[1].x () - thick * cos (90 - begin_alpha);
+  return_[2].y () = control_[1].y () - thick * sin (90 - begin_alpha);
+  */
+  return_[3] = control_[0];
+}
+
+void
+Bezier_bow::calc_controls ()
+{
+  // ugh: tooo steep
+//  Real default_rc = atan (control_[1].y () / control_[1].x ());
+  
+  Offset ijk_p (control_[3].x () / 2, control_[1].y ());
+  SLUR_DOUT << "ijk: " << ijk_p.x () << ", " << ijk_p.y () << endl;
+
+  Real default_rc = ijk_p.y () / ijk_p.x ();
+
+  int begin_disturb = encompass_.largest_disturbing ();
+  Offset begin_p = begin_disturb ? Offset (encompass_[begin_disturb].x (), 
+    encompass_[begin_disturb].y ()) : ijk_p;
+  Real begin_rc = begin_p.y () / begin_p.x ();
+  if (default_rc > begin_rc)
+    {
+      begin_p = ijk_p;
+      begin_rc = default_rc;
+    }
+
   // ugh
+  Curve reversed;
+  reversed.set_size (encompass_.size ());
+  Real b = control_[3].x ();
+  for (int i = 0; i < encompass_.size (); i++ )
+    {
+      reversed[i] = Offset (b,0) - encompass_[encompass_.size () - i -1];
+      /*
+      reversed[i].x () = b - encompass_[encompass_.size () - i - 1].x ();
+      reversed[i].y () = encompass_[encompass_.size () - i - 1].y ();
+      */
+    }
+
+  int end_disturb = reversed.largest_disturbing ();
+  end_disturb = end_disturb ? encompass_.size () - end_disturb - 1 : 0;
+  Offset end_p = end_disturb ? Offset (encompass_[end_disturb].x (), 
+    encompass_[end_disturb].y ()) : ijk_p;
+  Real end_rc = end_p.y () / (control_[3].x () - end_p.x ());
+  if (default_rc > end_rc)
+    {
+      end_p = ijk_p;
+      end_rc = default_rc;
+    }
+  SLUR_DOUT << "begin " << begin_p.x () << ", " << begin_p.y () << endl;
+  SLUR_DOUT << "end " << end_p.x () << ", " << end_p.y () << endl;
+
+  Real height =control_[1].y (); 
+  for (int i = 0; i < encompass_.size (); i++ )
+    height = height >? encompass_[i].y ();
+
+  // emperic computer science:
+  //   * tangents somewhat steeper than minimal line
+  Real rc_correct = 2.4;
+
+  begin_rc *= rc_correct;
+  end_rc *= rc_correct;
+  Real rc1 = begin_rc;
+  Real rc2 = -end_rc;
+  
+  Real begin_alpha = atan (begin_rc);
+  Real end_alpha = atan (-end_rc);
+  Real theta = (begin_alpha - end_alpha) / 2;
+
+  // if we have two disturbing points, have height line through those...
+  /*
+    UGH UGH UGH! NEVER compare floats with == 
+   */
+  if (!((begin_p.x () == end_p.x ()) && (begin_p.y () == end_p.y ())))
+      theta = atan (end_p.y () - begin_p.y ()) / (end_p.x () - begin_p.x ());
+
+  Real rc3 = tan (theta);
+  // ugh: be less steep
+  rc3 /= 2*rc_correct;
+
+  Real c2 = -rc2 * control_[3].x ();
+  Real c3 = begin_p.y () > end_p.y () ? begin_p.y () 
+    - rc3 * begin_p.x () : end_p.y () - rc3 * end_p.x ();
+
+  SLUR_DOUT << "y1 = " << rc1 << " x + 0" << endl;
+  SLUR_DOUT << "y2 = " << rc2 << " x + " << c2 << endl;
+  SLUR_DOUT << "y3 = " << rc3 << " x + " << c3 << endl;
+  control_[1].x () = c3 / (rc1 - rc3);
+  control_[1].y () = rc1 * control_[1].x ();
+  control_[2].x () = (c3 - c2) / (rc2 - rc3);
+  SLUR_DOUT << "c2.x () = " << control_[2].x () << endl;
+  SLUR_DOUT << "(c3 - c2) = " << (c3 - c2) << endl;
+  SLUR_DOUT << "(rc2 - rc3) = " << (rc2 - rc3) << endl;
+  control_[2].y () = rc2 * control_[2].x () + c2;
+  SLUR_DOUT << "c2.y ()" << control_[2].y () << endl;
+
+  calc_return (begin_alpha, end_alpha);
+}
+
+bool
+Bezier_bow::check_fit_bo ()
+{
+  for (int i = 1; i < encompass_.size () - 1; i++)
+    if (encompass_[i].y () > y (encompass_[i].x ()))
+      return false;
+  return true;
+}
+
+Real
+Bezier_bow::check_fit_f ()
+{
+  Real dy = 0;
+  for (int i = 1; i < encompass_.size () - 1; i++)
+    dy = dy >? (encompass_[i].y () - y (encompass_[i].x ()));
+  return dy;
+}
+
+void
+Bezier_bow::set (Array<Offset> points, int dir)
+{
+  dir_ = dir;
+  encompass_ = points;
+}
+
+void
+Bezier_bow::transform ()
+{
+  origin_ = encompass_[0];
+  encompass_.translate (-origin_);
+
+  Offset delta = encompass_[encompass_.size () - 1] - encompass_[0];
+  /*
+  Real dx = encompass_[encompass_.size () - 1].x () - encompass_[0].x (); 
+  Real dy = encompass_[encompass_.size () - 1].y () - encompass_[0].y ();
+  */
+
+  alpha_ = delta.arg ();
+  encompass_.rotate (-alpha_);
+
+  if (dir_ == DOWN)
+    encompass_.flipy ();
+}
+
+void
+Bezier_bow::transform_controls_back ()
+{
+  // silly name; let's transform encompass back too
+  // to allow recalculation without re-set()ting encompass array
+  if (dir_ == DOWN)
+    {
+      control_.flipy ();
+      return_.flipy ();
+      encompass_.flipy ();
+    }
+
+  control_.rotate (alpha_);
+  control_.translate (origin_);
+
+  return_.rotate (alpha_);
+  return_.translate (origin_);
+
+  encompass_.rotate (alpha_);
+  encompass_.translate (origin_);
+}
+
+void
+Bezier_bow::calc_default (Real h)
+{
   Real pi = M_PI;
-  // ugh
+#ifndef STANDALONE
   Real staffsize_f = paper_l_->get_var ("barsize");
+#else
+  Real staffsize_f = 16 PT;
+#endif
+
   Real height_limit = staffsize_f;
   Real alpha = height_limit * pi / 2.0;
   Real ratio = 1.0/3.0;
   Real beta = 3.0/4.0 * pi * ratio/alpha;
 
-  Real b = sqrt (dx * dx + dy * dy);
+
+  Offset delta (encompass_[encompass_.size () - 1].x () - encompass_[0].x (), 0);
+
+  Real d = 1;
+
+  Real b = delta.length ();
   Real indent = 2.0/5.0 * alpha * atan (beta * b);
   // ugh, ugly height hack, see lily-ps-defs.tex
   Real height = (indent + h) * d;
  
-  Offset control[4];
-  control[0] = Offset(0, 0);
-  control[1] = Offset(indent, height);
-  control[2] = Offset(b - indent, height);
-  control[3] = Offset( b, 0 );
+//  Offset control[4] = {0, 0, indent, height, b - indent, height, b, 0 };
+  Array<Offset> control;
+  control.push (Offset (0, 0));
+  control.push (Offset (indent, height));
+  control.push (Offset (b - indent, height));
+  control.push (Offset (b, 0));
+  Bezier::set (control);
  
-  Real phi = dx ? atan (dy/dx) : sign (dy) * pi / 2.0;
-  Real sphi = sin (phi);
-  Real cphi = cos (phi);
-  for (int i = 1; i < 4; i++)
-    {
-      control[i].x() = cphi * control[i].x() - sphi * control[i].y ();
-      control[i].y () = sphi * control[i].x() + cphi * control[i].y ();
-    }
-  Bezier::calc (control);
+//  Real phi = dx ? atan (dy/dx) : sign (dy) * pi / 2.0;
+//  control.rotate (phi);
 }