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[lilypond.git] / lily / note-spacing.cc
index 2839309ecb39c39aa065a1a2cc87b2693babb0dd..2cc5c70ae2369c38b47a87309ebf1ca715ca8218 100644 (file)
@@ -3,11 +3,12 @@
 
   source file of the GNU LilyPond music typesetter
 
-  (c) 2001--2007  Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
+  (c) 2001--2008  Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
 */
 
 #include "note-spacing.hh"
 
+#include "bar-line.hh"
 #include "directional-element-interface.hh"
 #include "grob-array.hh"
 #include "paper-column.hh"
 #include "warn.hh"
 #include "stem.hh"
 #include "separation-item.hh"
+#include "spacing-interface.hh"
 #include "staff-spacing.hh"
 #include "accidental-placement.hh"
 #include "output-def.hh"
 #include "pointer-group-interface.hh"
 
+static bool
+non_empty_barline (Grob *me)
+{
+  return Bar_line::has_interface (me) && !me->extent (me, X_AXIS).is_empty ();
+}
+
 /*
   TODO: detect hshifts due to collisions, and account for them in
   spacing?
 */
 
-void
+Spring
 Note_spacing::get_spacing (Grob *me, Item *right_col,
-                          Real base_space, Real increment, Real *space, Real *fixed)
+                          Real base_space, Real increment)
 {
-  Drul_array<SCM> props (me->get_object ("left-items"),
-                        me->get_object ("right-items"));
-  Direction d = LEFT;
-  Direction col_dir = right_col->break_status_dir ();
-  Drul_array<Interval> extents;
+  vector<Item*> note_columns = Spacing_interface::left_note_columns (me);
+  Real left_head_end = 0;
 
-  Interval left_head_wid;
-  do
+  for (vsize i = 0; i < note_columns.size (); i++)
     {
-      vector<Grob*> const &items (ly_scm2link_array (props [d]));
-      for (vsize i = items.size (); i--;)
-       {
-         Item *it = dynamic_cast<Item *> (items[i]);
-
-         if (d == RIGHT && it->break_status_dir () != col_dir)
-           it = it->find_prebroken_piece (col_dir);
-
-         /*
-           some kind of mismatch, eg. a note column, that is behind a
-           linebreak.
-         */
-         if (!it)
-           continue;
-
-         Item *it_col = it->get_column ();
-         if (d == RIGHT && right_col != it_col)
-           continue;
-
-         if (Separation_item::has_interface (it))
-           {
-             extents[d].unite (Separation_item::width (it));
-             continue;
-           }
-
-         if (d == LEFT
-             && Note_column::has_interface (it))
-           {
-             SCM r = it->get_object ("rest");
-             Grob *g = unsmob_grob (r);
-             if (!g)
-               g = Note_column::first_head (it);
-
-             /*
-               Ugh. If Stem is switched off, we don't know what the
-               first note head will be.
-             */
-             if (g)
-               {
-                 if (g->common_refpoint (it_col, X_AXIS) != it_col)
-                   programming_error ("Note_spacing::get_spacing (): Common refpoint incorrect");
-                 else
-                   left_head_wid = g->extent (it_col, X_AXIS);
-               }
-           }
-
-         extents[d].unite (it->extent (it_col, X_AXIS));
-         if (d == RIGHT)
-           {
-             Grob *accs = Note_column::accidentals (it);
-             if (!accs)
-               accs = Note_column::accidentals (it->get_parent (X_AXIS));
-
-             if (accs)
-               {
-                 Interval v
-                   = Accidental_placement::get_relevant_accidental_extent (accs, it_col, me);
-
-                 extents[d].unite (v);
-               }
-
-             if (Grob *arpeggio = Note_column::arpeggio (it))
-               extents[d].unite (arpeggio->extent (it_col, X_AXIS));
-           }
-       }
-
-      if (extents[d].is_empty ())
-       extents[d] = Interval (0, 0);
+       SCM r = note_columns[i]->get_object ("rest");
+       Grob *g = unsmob_grob (r);
+       Grob *col = note_columns[i]->get_column ();
+
+       if (!g)
+        g = Note_column::first_head (note_columns[i]);
+
+       /*
+        Ugh. If Stem is switched off, we don't know what the
+        first note head will be.
+       */
+       if (g)
+        {
+          if (g->common_refpoint (col, X_AXIS) != col)
+            programming_error ("Note_spacing::get_spacing (): Common refpoint incorrect");
+          else
+            left_head_end = g->extent (col, X_AXIS)[RIGHT];
+        }
     }
-  while (flip (&d) != LEFT);
 
   /*
-    We look at the width of the note head, since smaller heads get less space
+    The main factor that determines the amount of space is the width of the
+    note head (or the rest). For example, a quarter rest gets almost 0.5 ss
+    less horizontal space than a note.
 
-    eg. a quarter rest gets almost 0.5 ss less horizontal space than a note.
+    The other parts of a note column (eg. flags, accidentals, etc.) don't get
+    the full amount of space. We give them half the amount of space, but then
+    adjust things so there are no collisions.
+  */
+  Drul_array<Skyline> skys = Spacing_interface::skylines (me, right_col);
+  Real distance = skys[LEFT].distance (skys[RIGHT]);
+  Real min_dist = max (0.0, distance);
+  Real min_desired_space = left_head_end + (min_dist - left_head_end + base_space - increment) / 2;
+  Real ideal = base_space - increment + left_head_end;
+
+  /* If we have a NonMusical column on the right, we measure the ideal distance
+     to the bar-line (if present), not the start of the column. */
+  if (!Paper_column::is_musical (right_col)
+      && !skys[RIGHT].is_empty ()
+      && to_boolean (me->get_property ("space-to-barline")))
+    {
+      Grob *bar = Pointer_group_interface::find_grob (right_col,
+                                                     ly_symbol2scm ("elements"),
+                                                     non_empty_barline);
 
-    What is sticking out of the note head (eg. a flag), doesn't get
-    the full amount of space.
+      if (bar)
+       {
+         Real shift = bar->extent (right_col, X_AXIS)[LEFT];
+         ideal -= shift;
+         min_desired_space -= max (shift, 0.0);
+       }
+      else
+       ideal -= right_col->extent (right_col, X_AXIS)[RIGHT];
+    }
 
-    FIXED also includes the left part of the right object.
-  */
-  *fixed
-    = (left_head_wid.is_empty () ? increment
-       :        /*
-                 Size of the head:
-               */
-       (left_head_wid[RIGHT]+
-
-       /*
-         What's sticking out of the head, eg. a flag:
-       */
-       (extents[LEFT][RIGHT] - left_head_wid[RIGHT]) / 2))
-
-    /*
-      What is sticking out on the left side of the right note:
-    */
-    + (extents[RIGHT].is_empty ()
-       ? 0.0
-       : ((- extents[RIGHT][LEFT] / 2)
+  ideal = max (ideal, min_desired_space);
+  stem_dir_correction (me, right_col, increment, &ideal, &min_desired_space);
 
-         /*
-           Add that which sticks out a lot.
-         */
-         + max (0.0, -extents[RIGHT][LEFT] - (base_space - 0.5 * increment))));
+  /* TODO: grace notes look bad when things are stretched. Should we increase
+     their stretch strength? */
+  Spring ret (max (0.0, ideal), min_dist);
+  ret.set_inverse_compress_strength (max (0.0, ideal - min_desired_space));
+  ret.set_inverse_stretch_strength (max (0.1, base_space - increment));
+  return ret;
+}
 
-  /*
-    We don't do complicated stuff: (base_space - increment) is the
-    normal amount of white, which also determines the amount of
-    stretch. Upon (extreme) stretching, notes with accidentals should
-    stretch as much as notes without accidentals.
-  */
-  *space = (base_space - increment) + *fixed;
+static Real
+knee_correction (Grob *note_spacing, Grob *right_stem, Real increment)
+{
+  Real note_head_width = increment;
+  Grob *head = right_stem ? Stem::support_head (right_stem) : 0;
+  Grob *rcolumn = dynamic_cast<Item*> (head)->get_column ();
 
-#if 0
-  /*
-    The below situation is now handled by the "sticks out a lot" case
-    above. However we keep around the code for a few releases before
-    we drop it.
-   */
-  if (!extents[RIGHT].is_empty ()
-      && (Paper_column::is_breakable (right_col)))
+  Interval head_extent;
+  if (head)
     {
-      /*
-       This is for the situation
-
-       rest | 3/4 (eol)
+      head_extent = head->extent (rcolumn, X_AXIS);
 
-       Since we only take half of the right-object space above, the
-       barline will bump into the notes preceding it, if the right
-       thing is big. We add the rest of the extents here:
-      */
+      if (!head_extent.is_empty ())
+       note_head_width = head_extent[RIGHT];
 
-      *space += -extents[RIGHT][LEFT] / 2;
-      *fixed += -extents[RIGHT][LEFT] / 2;
+      note_head_width -= Stem::thickness (right_stem);
     }
-#endif
-  
-  stem_dir_correction (me, right_col, increment, space, fixed);
-}
-
-Item *
-Note_spacing::left_column (Grob *me)
-{
-  if (!me->is_live ())
-    return 0;
 
-  return dynamic_cast<Item *> (me)->get_column ();
+  return -note_head_width * get_grob_direction (right_stem)
+    * robust_scm2double (note_spacing->get_property ("knee-spacing-correction"), 0);
 }
 
-/*
-  Compute the column of the right-items.  This is a big function,
-  since RIGHT-ITEMS may span more columns (eg. if a clef if inserted,
-  this will add a new columns to RIGHT-ITEMS. Here we look at the
-  columns, and return the left-most. If there are multiple columns, we
-  prune RIGHT-ITEMS.
-*/
-Item *
-Note_spacing::right_column (Grob *me)
+static Real
+different_directions_correction (Grob *note_spacing,
+                                Drul_array<Interval> stem_posns,
+                                Direction left_stem_dir)
 {
-  if (!me->is_live ())
-    return 0;
+  Real ret = 0.0;
+  Interval intersect = stem_posns[LEFT];
+  intersect.intersect (stem_posns[RIGHT]);
 
-  Grob_array *a = unsmob_grob_array (me->get_object ("right-items"));
-  Item *mincol = 0;
-  int min_rank = INT_MAX;
-  bool prune = false;
-  for (vsize i = 0; a && i < a->size (); i++)
+  if (!intersect.is_empty ())
     {
-      Item *ri = a->item (i);
-      Item *col = ri->get_column ();
-
-      int rank = Paper_column::get_rank (col);
-
-      if (rank < min_rank)
-       {
-         min_rank = rank;
-         if (mincol)
-           prune = true;
+      ret = abs (intersect.length ());
 
-         mincol = col;
-       }
+      /*
+       Ugh. 7 is hardcoded.
+      */
+      ret = min (ret / 7, 1.0)
+       * left_stem_dir
+       * robust_scm2double (note_spacing->get_property ("stem-spacing-correction"), 0);
     }
+  return ret;
+}
 
-  if (prune && a)
-    {
-      vector<Grob*> &right = a->array_reference ();
-      for (vsize i = right.size (); i--;)
-       {
-         if (dynamic_cast<Item *> (right[i])->get_column () != mincol)
-           right.erase (right.begin () + i);
-       }
-    }
+static Real
+same_direction_correction (Grob *note_spacing, Drul_array<Interval> head_posns)
+{
+  /*
+    Correct for the following situation:
+    
+    X      X
+    |      |
+    |      |
+    |   X  |
+    |  |   |
+    ========
+    
+    ^ move the center one to the left.
+    
+    
+    this effect seems to be much more subtle than the
+    stem-direction stuff (why?), and also does not scale with the
+    difference in stem length.
+    
+  */
 
-  if (!mincol)
+  Interval hp = head_posns[LEFT];
+  hp.intersect (head_posns[RIGHT]);
+  if (!hp.is_empty ())
     return 0;
-
-  return mincol;
+  
+  Direction lowest
+    = (head_posns[LEFT][DOWN] > head_posns[RIGHT][UP]) ? RIGHT : LEFT;
+  
+  Real delta = head_posns[-lowest][DOWN] - head_posns[lowest][UP];
+  Real corr = robust_scm2double (note_spacing->get_property ("same-direction-correction"), 0);
+  
+  return (delta > 1) ? -lowest * corr : 0;
 }
 
+
 /**
    Correct for optical illusions. See [Wanske] p. 138. The combination
    up-stem + down-stem should get extra space, the combination
    down-stem + up-stem less.
 
-   TODO: have to check wether the stems are in the same staff.
+   TODO: have to check whether the stems are in the same staff.
 */
 void
 Note_spacing::stem_dir_correction (Grob *me, Item *rcolumn,
@@ -264,9 +217,13 @@ Note_spacing::stem_dir_correction (Grob *me, Item *rcolumn,
   Interval bar_xextent;
   Interval bar_yextent;
 
-  bool correct_stem_dirs = true;
   Direction d = LEFT;
-  bool acc_right = false;
+
+  Grob *bar = Spacing_interface::extremal_break_aligned_grob (me, RIGHT,
+                                                             rcolumn->break_status_dir (),
+                                                             &bar_xextent);
+  if (bar && dynamic_cast<Item*> (bar)->get_column () == rcolumn)
+    bar_yextent = Staff_spacing::bar_y_positions (bar);
 
   do
     {
@@ -274,45 +231,27 @@ Note_spacing::stem_dir_correction (Grob *me, Item *rcolumn,
       for (vsize i = 0; i < items.size (); i++)
        {
          Item *it = dynamic_cast<Item *> (items[i]);
+         if (!Note_column::has_interface (it))
+           continue;
 
-         if (d == RIGHT)
-           acc_right = acc_right || Note_column::accidentals (it);
+         /*
+           don't correct if accidentals are sticking out of the right side.
+         */
+         if (d == RIGHT && Note_column::accidentals (it))
+           return;
 
          Grob *stem = Note_column::get_stem (it);
 
-         if (!stem || !stem->is_live ())
-           {
-             if (d == RIGHT && Separation_item::has_interface (it))
-               {
-                 if (it->get_column () != rcolumn)
-                   it = it->find_prebroken_piece (rcolumn->break_status_dir ());
-
-                 Grob *last = Separation_item::extremal_break_aligned_grob (it, LEFT, &bar_xextent);
-
-                 if (last)
-                   bar_yextent = Staff_spacing::bar_y_positions (last);
-
-                 break;
-               }
-
-             return;
-           }
-
-         if (Stem::is_invisible (stem))
-           {
-             correct_stem_dirs = false;
-             continue;
-           }
+         if (!stem || !stem->is_live () || Stem::is_invisible (stem))
+           return;
 
          stems_drul[d] = stem;
          beams_drul[d] = Stem::get_beam (stem);
 
          Direction stem_dir = get_grob_direction (stem);
          if (stem_dirs[d] && stem_dirs[d] != stem_dir)
-           {
-             correct_stem_dirs = false;
-             continue;
-           }
+           return;
+
          stem_dirs[d] = stem_dir;
 
          /*
@@ -321,11 +260,10 @@ Note_spacing::stem_dir_correction (Grob *me, Item *rcolumn,
          */
          if (d == LEFT
              && Stem::duration_log (stem) > 2 && !Stem::get_beam (stem))
-           correct_stem_dirs = false;
+           return;
 
          Interval hp = Stem::head_positions (stem);
-         if (correct_stem_dirs
-             && !hp.is_empty ())
+         if (!hp.is_empty ())
            {
              Real chord_start = hp[stem_dir];
 
@@ -344,12 +282,6 @@ Note_spacing::stem_dir_correction (Grob *me, Item *rcolumn,
     }
   while (flip (&d) != LEFT);
 
-  /*
-    don't correct if accidentals are sticking out of the right side.
-  */
-  if (acc_right)
-    return;
-
   Real correction = 0.0;
 
   if (!bar_yextent.is_empty ())
@@ -359,96 +291,23 @@ Note_spacing::stem_dir_correction (Grob *me, Item *rcolumn,
       stem_posns[RIGHT] *= 2;
     }
 
-  if (correct_stem_dirs && stem_dirs[LEFT] * stem_dirs[RIGHT] == -1)
+  if (stem_dirs[LEFT] * stem_dirs[RIGHT] == -1)
     {
       if (beams_drul[LEFT] && beams_drul[LEFT] == beams_drul[RIGHT])
        {
-
-         /*
-           this is a knee: maximal correction.
-         */
-         Real note_head_width = increment;
-         Grob *st = stems_drul[RIGHT];
-         Grob *head = st ? Stem::support_head (st) : 0;
-
-         Interval head_extent;
-         if (head)
-           {
-             head_extent = head->extent (rcolumn, X_AXIS);
-
-             if (!head_extent.is_empty ())
-               note_head_width = head_extent[RIGHT];
-
-             if (st)
-               {
-                 Real thick = Stem::thickness (st);
-
-                 note_head_width -= thick;
-               }
-           }
-
-         correction = note_head_width * stem_dirs[LEFT];
-         correction *= robust_scm2double (me->get_property ("knee-spacing-correction"), 0);
+         correction = knee_correction (me, stems_drul[RIGHT], increment);
          *fixed += correction;
        }
       else
        {
-         intersect = stem_posns[LEFT];
-         intersect.intersect (stem_posns[RIGHT]);
-         correct_stem_dirs = correct_stem_dirs && !intersect.is_empty ();
-
-         if (correct_stem_dirs)
-           {
-             correction = abs (intersect.length ());
-
-             /*
-               Ugh. 7 is hardcoded.
-             */
-             correction = min (correction / 7, 1.0);
-             correction *= stem_dirs[LEFT];
-             correction
-               *= robust_scm2double (me->get_property ("stem-spacing-correction"), 0);
-           }
+         correction = different_directions_correction (me, stem_posns, stem_dirs[LEFT]);
 
          if (!bar_yextent.is_empty ())
            correction *= 0.5;
        }
     }
-  else if (correct_stem_dirs && stem_dirs[LEFT] * stem_dirs[RIGHT] == UP)
-    {
-      /*
-       Correct for the following situation:
-
-       X      X
-       |      |
-       |      |
-       |   X  |
-       |  |   |
-       ========
-
-       ^ move the center one to the left.
-
-
-       this effect seems to be much more subtle than the
-       stem-direction stuff (why?), and also does not scale with the
-       difference in stem length.
-
-      */
-
-      Interval hp = head_posns[LEFT];
-      hp.intersect (head_posns[RIGHT]);
-      if (!hp.is_empty ())
-       return;
-
-      Direction lowest
-       = (head_posns[LEFT][DOWN] > head_posns[RIGHT][UP]) ? RIGHT : LEFT;
-
-      Real delta = head_posns[-lowest][DOWN] - head_posns[lowest][UP];
-      Real corr = robust_scm2double (me->get_property ("same-direction-correction"), 0);
-
-      if (delta > 1)
-       correction = -lowest * corr;
-    }
+  else if (stem_dirs[LEFT] * stem_dirs[RIGHT] == 1)
+    correction = same_direction_correction (me, head_posns);
 
   *space += correction;
 
@@ -460,12 +319,12 @@ Note_spacing::stem_dir_correction (Grob *me, Item *rcolumn,
 ADD_INTERFACE (Note_spacing,
               "This object calculates spacing wishes for individual voices.",
 
-              
+              /* properties */
               "knee-spacing-correction "
               "left-items "
               "right-items "
               "same-direction-correction "
               "stem-spacing-correction "
-
+              "space-to-barline "
               );