]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/stem.cc
2003 -> 2004
[lilypond.git] / lily / stem.cc
index c87490d952e995f40decb5379147882dc14d7268..49c907879e1a19f609eb3945fbe401c81db6554d 100644 (file)
@@ -3,18 +3,23 @@
 
   source file of the GNU LilyPond music typesetter
 
-  (c) 1996--2000 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
+  (c) 1996--2004 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
     Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
 
   TODO: This is way too hairy
+
+  TODO: fix naming.
+
+  Stem-end, chord-start, etc. is all confusing naming.
 */
-#include <math.h>              // m_pi
+
+#include <math.h>              // rint
 
 #include "lookup.hh"
 #include "directional-element-interface.hh"
 #include "note-head.hh"
 #include "stem.hh"
-#include "debug.hh"
+#include "warn.hh"
 #include "paper-def.hh"
 #include "rhythmic-head.hh"
 #include "font-interface.hh"
 #include "group-interface.hh"
 #include "staff-symbol-referencer.hh"
 #include "spanner.hh"
-
+#include "side-position-interface.hh"
+#include "dot-column.hh"
+#include "stem-tremolo.hh"
 
 void
-Stem::set_beaming (Grob*me ,int i,  Direction d )
+Stem::set_beaming (Grob*me, int beam_count,  Direction d)
 {
   SCM pair = me->get_grob_property ("beaming");
   
   if (!gh_pair_p (pair))
     {
-      pair = gh_cons (gh_int2scm (0),gh_int2scm (0));
-      me->      set_grob_property ("beaming", pair);
+      pair = gh_cons (SCM_EOL, SCM_EOL);
+      me->set_grob_property ("beaming", pair);
     }
-  index_set_cell (pair, d, gh_int2scm (i));
-}
 
-int
-Stem::beam_count (Grob*me,Direction d)
-{
-  SCM p=me->get_grob_property ("beaming");
-  if (gh_pair_p (p))
-    return gh_scm2int (index_cell (p,d));
-  else
-    return 0;
+  SCM l = index_get_cell (pair, d);
+  for( int i = 0; i<  beam_count; i++)
+    {
+      l = gh_cons (gh_int2scm (i), l);
+    }
+  index_set_cell (pair, d, l);         
 }
 
+
 Interval
 Stem::head_positions (Grob*me) 
 {
-  if (!heads_i (me))
+  if (!head_count (me))
     {
       Interval iv;
       return iv;
@@ -62,15 +66,15 @@ Stem::head_positions (Grob*me)
 
   Drul_array<Grob*> e (extremal_heads (me));
 
-  return Interval (Staff_symbol_referencer::position_f (e[DOWN]),
-                  Staff_symbol_referencer::position_f ( e[UP]));
+  return Interval (Staff_symbol_referencer::get_position (e[DOWN]),
+                  Staff_symbol_referencer::get_position (e[UP]));
 }
 
 
 Real
-Stem::chord_start_f (Grob*me) 
+Stem::chord_start_y (Grob*me) 
 {
-  return head_positions(me)[get_direction (me)]
+  return head_positions (me)[get_direction (me)]
     * Staff_symbol_referencer::staff_space (me)/2.0;
 }
 
@@ -81,7 +85,6 @@ Stem::stem_end_position (Grob*me)
   Real pos;
   if (!gh_number_p (p))
     {
-
       pos = get_default_stem_end_position (me);
       me->set_grob_property ("stem-end-position", gh_double2scm (pos));
     }
@@ -94,13 +97,13 @@ Stem::stem_end_position (Grob*me)
 Direction
 Stem::get_direction (Grob*me)
 {
-  Direction d = Directional_element_interface::get (me);
+  Direction d = get_grob_direction (me);
 
   if (!d)
     {
        d = get_default_dir (me);
        // urg, AAARGH!
-       Directional_element_interface::set (me, d);
+       set_grob_direction (me, d);
     }
   return d ;
 }
@@ -112,35 +115,28 @@ Stem::set_stemend (Grob*me, Real se)
   // todo: margins
   Direction d= get_direction (me);
   
-  if (d && d * head_positions(me)[get_direction (me)] >= se*d)
-    warning (_ ("Weird stem size; check for narrow beams"));
+  if (d && d * head_positions (me)[get_direction (me)] >= se*d)
+    me->warning (_ ("Weird stem size; check for narrow beams"));
 
   me->set_grob_property ("stem-end-position", gh_double2scm (se));
 }
 
-int
-Stem::type_i (Grob*me) 
-{
-  return first_head (me) ?  Rhythmic_head::balltype_i (first_head (me)) : 2;
-}
 
 /*
   Note head that determines hshift for upstems
- */ 
+
+  WARNING: triggers direction
+*/ 
 Grob*
 Stem::support_head (Grob*me)
 {
-  SCM h = me->get_grob_property ("support-head");
-  Grob * nh = unsmob_grob (h);
-  if (nh)
-    return nh;
-  else if (heads_i (me) == 1)
+  if (head_count (me) == 1)
     {
       /*
        UGH.
        */
       
-      return unsmob_grob (gh_car (me->get_grob_property ("heads")));
+      return unsmob_grob (ly_car (me->get_grob_property ("note-heads")));
     }
   else
     return first_head (me);
@@ -148,18 +144,35 @@ Stem::support_head (Grob*me)
 
 
 int
-Stem::heads_i (Grob*me)
+Stem::head_count (Grob*me)
 {
-  return  Pointer_group_interface::count (me, "heads");
+  return  Pointer_group_interface::count (me, "note-heads");
 }
 
 /*
   The note head which forms one end of the stem.  
- */
+
+  WARNING: triggers direction
+*/
 Grob*
 Stem::first_head (Grob*me)
 {
-  return extremal_heads (me)[-get_direction (me)];
+  Direction d = get_direction (me);
+  if (!d)
+    return 0;
+  return extremal_heads (me)[-d];
+}
+
+/*
+  The note head opposite to the first head.
+ */
+Grob*
+Stem::last_head (Grob*me)
+{
+  Direction d = get_direction (me);
+  if (!d)
+    return 0;
+  return extremal_heads (me)[d];
 }
 
 /*
@@ -176,12 +189,12 @@ Stem::extremal_heads (Grob*me)
   Drul_array<Grob *> exthead;
   exthead[LEFT] = exthead[RIGHT] =0;
   
-  for (SCM s = me->get_grob_property ("heads"); gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
+  for (SCM s = me->get_grob_property ("note-heads"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
     {
-      Grob * n = unsmob_grob (gh_car (s));
+      Grob * n = unsmob_grob (ly_car (s));
 
       
-      int p = int(Staff_symbol_referencer::position_f (n));
+      int p = int (Staff_symbol_referencer::get_position (n));
 
       Direction d = LEFT;
       do {
@@ -196,82 +209,97 @@ Stem::extremal_heads (Grob*me)
   return exthead;
 }
 
+static int
+icmp (int const &a, int const &b)
+{
+  return a-b;
+}
+
+Array<int>
+Stem::note_head_positions (Grob *me)
+{
+  Array<int> ps ;
+  for (SCM s = me->get_grob_property ("note-heads"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
+    {
+      Grob * n = unsmob_grob (ly_car (s));
+      int p = int (Staff_symbol_referencer::get_position (n));
+
+      ps.push (p);
+    }
+  
+  ps.sort (icmp);
+  return ps; 
+}
+
+
 void
 Stem::add_head (Grob*me, Grob *n)
 {
   n->set_grob_property ("stem", me->self_scm ());
   n->add_dependency (me);
 
+  /*
+    TODO: why not store Rest pointers? 
+  */
   if (Note_head::has_interface (n))
     {
-      Pointer_group_interface::add_element (me, "heads",n);
-    }
-  else
-    {
-      n->set_grob_property ("rest", n->self_scm ());
+      Pointer_group_interface::add_grob (me, ly_symbol2scm ("note-heads"), n);
     }
 }
 
 bool
 Stem::invisible_b (Grob*me)
 {
-  return !(heads_i (me) && Rhythmic_head::balltype_i (support_head (me)) >= 1);
-}
-
-int
-Stem::get_center_distance (Grob*me, Direction d)
-{
-  int staff_center = 0;
-  int distance = (int) (d*(head_positions(me)[d] - staff_center));
-  return distance >? 0;
+  return ! (head_count (me)
+           && gh_scm2int (me->get_grob_property ("duration-log")) >= 1);
 }
 
 Direction
 Stem::get_default_dir (Grob*me) 
 {
-  int du = get_center_distance (me,UP);
-  int dd = get_center_distance (me,DOWN);
-
-  if (sign (dd - du))
-    return Direction (sign (dd -du));
+  int staff_center = 0;
+  Interval hp = head_positions (me);
+  if (hp.is_empty ())
+    {
+      return CENTER;
+    }
+  
+  int udistance = (int) (UP * hp[UP] - staff_center);
+  int ddistance = (int) (DOWN* hp[DOWN] - staff_center);  
+  
+  if (sign (ddistance - udistance))
+    return Direction (sign (ddistance -udistance));
 
-  return to_dir (me->get_grob_property ("default-neutral-direction"));
+  return to_dir (me->get_grob_property ("neutral-direction"));
 }
 
 Real
 Stem::get_default_stem_end_position (Grob*me) 
 {
-  bool grace_b = to_boolean (me->get_grob_property ("grace"));
+  Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me); 
+
+  int durlog = duration_log (me);
+    
   SCM s;
   Array<Real> a;
 
-  Real length_f = 0.;
-  SCM scm_len = me->get_grob_property("length");
+  
+  Real length = 7;             // WARNING: IN HALF SPACES
+  SCM scm_len = me->get_grob_property ("length");
   if (gh_number_p (scm_len))
     {
-      length_f = gh_scm2double (scm_len);
+      length = gh_scm2double (scm_len);
     }
   else
     {
-      s = me->get_grob_property("lengths");
-      for (SCM q = s; q != SCM_EOL; q = gh_cdr (q))
-       a.push (gh_scm2double (gh_car (q)));
-               
-      // stem uses half-spaces
-      length_f = a[((flag_i (me) - 2) >? 0) <? (a.size () - 1)] * 2;
+      s = me->get_grob_property ("lengths");
+      if (gh_pair_p (s))
+       {
+         length = 2* gh_scm2double (robust_list_ref (durlog -2, s));
+       }
     }
 
 
-  a.clear ();
-  s = me->get_grob_property ("stem-shorten");
-  for (SCM q = s; gh_pair_p (q); q = gh_cdr (q))
-    a.push (gh_scm2double (gh_car (q)));
-
-
-  // stem uses half-spaces
-
-  // fixme: use gh_list_ref () iso. array[]
-  Real shorten_f = a[((flag_i (me) - 2) >? 0) <? (a.size () - 1)] * 2;
 
   /* URGURGURG
      'set-default-stemlen' sets direction too
@@ -280,45 +308,141 @@ Stem::get_default_stem_end_position (Grob*me)
   if (!dir)
     {
       dir = get_default_dir (me);
-      Directional_element_interface::set (me, dir);
+      set_grob_direction (me, dir);
     }
-  
-  /* 
-    stems in unnatural (forced) direction should be shortened, 
-    according to [Roush & Gourlay]
-   */
-  if (((int)chord_start_f (me))
-      && (get_direction (me) != get_default_dir (me)))
-    length_f -= shorten_f;
 
 
-   Real st = head_positions(me)[dir] + dir * length_f;
+  /* stems in unnatural (forced) direction should be shortened, 
+    according to [Roush & Gourlay] */
+  if (!chord_start_y (me)
+      || (get_direction (me) != get_default_dir (me)))
+    {
+      
+  
+      SCM sshorten = me->get_grob_property ("stem-shorten");
+      SCM scm_shorten = gh_pair_p (sshorten) ?
+       robust_list_ref ((duration_log (me) - 2) >? 0, sshorten): SCM_EOL;
+      Real shorten = 2* robust_scm2double (scm_shorten,0);
+      
+  
+      /* On boundary: shorten only half */
+      if (abs (head_positions (me)[get_direction (me)]) <= 1)
+       shorten *= 0.5;
   
-   bool no_extend_b = to_boolean (me->get_grob_property ("no-stem-extend"));
-   if (!grace_b && !no_extend_b && dir * st < 0) // junkme?
-      st = 0.0;
+      length -= shorten;
+    }
+
+  /*
+    Tremolo stuff: 
+  */
+  Grob * trem = unsmob_grob (me->get_grob_property ("tremolo-flag"));
+  if (trem &&  !unsmob_grob (me->get_grob_property ("beam")))
+    {
+      /*
+       Crude hack: add extra space if tremolo flag is there.
+
+       We can't do this for the beam, since we get into a loop
+       (Stem_tremolo::raw_molecule() looks at the beam.)
+       
+        --hwn 
+      */
+      
+      Real minlen =
+       1.0 + 2 * Stem_tremolo::raw_molecule (trem).extent (Y_AXIS).length  () / ss;
+      
+      if (durlog >= 3)
+       {
+         Interval flag_ext = flag (me).extent (Y_AXIS) ;
+         if (!flag_ext.is_empty ())
+           minlen += 2 * flag_ext.length () / ss ;
+
+         /*
+           The clash is smaller for down stems (since the tremolo is
+           angled up.)
+          */
+         if (dir == DOWN)
+           minlen -= 1.0;
+       }
+      
+      length = length >? (minlen + 1.0);
+    }
+   
+  Interval hp = head_positions (me);  
+  Real st = hp[dir] + dir * length;
+
+  /*
+    TODO: change name  to extend-stems to staff/center/'()
+  */
+  bool no_extend_b = to_boolean (me->get_grob_property ("no-stem-extend"));
+  if (!no_extend_b && dir * st < 0) // junkme?
+    st = 0.0;
+
+  /*
+    Make a little room if we have a upflag and there is a dot.
+    previous approach was to lengthen the stem. This is not
+    good typesetting practice. 
+    
+  */
+  if (!get_beam (me) && dir == UP
+      && durlog > 2)
+    {
+      Grob * closest_to_flag = extremal_heads (me)[dir];
+      Grob * dots = closest_to_flag
+       ? Rhythmic_head::get_dots (closest_to_flag ) : 0;
+
+      if (dots)
+       {
+         Real dp = Staff_symbol_referencer::get_position (dots);
+         Real flagy =  flag (me).extent (Y_AXIS)[-dir] * 2
+           / ss;
+
+         /*
+           Very gory: add myself to the X-support of the parent,
+           which should be a dot-column.
+          */
+         if (dir * (st + flagy -  dp) < 0.5)
+           {
+             Grob *par = dots->get_parent (X_AXIS);
+
+             if (Dot_column::has_interface (par))
+               {
+                 Side_position_interface::add_support (par, me);
+
+                 /*
+                   TODO: apply some better logic here. The flag is
+                   curved inwards, so this will typically be too
+                   much.
+                 */
+               }
+           }
+       }
+    }
+
 
   return st;
 }
 
+
+
 /*
-  Number of hooks on the flag, ie. the log of the duration.
+  
+  the log of the duration (Number of hooks on the flag minus two)
  */
 int
-Stem::flag_i (Grob*me) 
+Stem::duration_log (Grob*me) 
 {
   SCM s = me->get_grob_property ("duration-log");
-  return  (gh_number_p (s)) ? gh_scm2int (s) : 2;
+  return (gh_number_p (s)) ? gh_scm2int (s) : 2;
 }
 
 void
 Stem::position_noteheads (Grob*me)
 {
-  if (!heads_i (me))
+  if (!head_count (me))
     return;
   
   Link_array<Grob> heads =
-    Pointer_group_interface__extract_elements (me, (Grob*)0, "heads");
+    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "note-heads");
 
   heads.sort (compare_position);
   Direction dir =get_direction (me);
@@ -327,26 +451,64 @@ Stem::position_noteheads (Grob*me)
     heads.reverse ();
 
 
+  Real thick = thickness (me);
+      
   Grob *hed = support_head (me);
-  Real w = hed->extent (hed, X_AXIS)[dir];
+  Real w = Note_head::head_extent (hed,X_AXIS)[dir];
   for (int i=0; i < heads.size (); i++)
     {
-      heads[i]->translate_axis (w - heads[i]->extent (heads[i], X_AXIS)[dir], X_AXIS);
+      heads[i]->translate_axis (w - Note_head::head_extent (heads[i],X_AXIS)[dir],
+                               X_AXIS);
     }
   
-  bool parity= true;           // todo: make me settable.
-  int lastpos = int (Staff_symbol_referencer::position_f (heads[0]));
+  bool parity= true;
+  Real lastpos = Real (Staff_symbol_referencer::get_position (heads[0]));
   for (int i=1; i < heads.size (); i ++)
     {
-      Real p = Staff_symbol_referencer::position_f (heads[i]);
-      int dy =abs (lastpos- (int)p);
+      Real p = Staff_symbol_referencer::get_position (heads[i]);
+      Real dy =fabs (lastpos- p);
 
-      if (dy <= 1)
+      /*
+       dy should always be 0.5, 0.0, 1.0, but provide safety margin
+       for rounding errors.
+      */
+      if (dy < 1.1)            
        {
          if (parity)
            {
-             Real l = heads[i]->extent (heads[i], X_AXIS).length ();
-             heads[i]->translate_axis (l * get_direction (me), X_AXIS);
+             Real l = Note_head::head_extent (heads[i], X_AXIS).length ();
+
+             Direction d = get_direction (me);
+             /*
+               Reversed head should be shifted l-thickness, but this
+               looks too crowded, so we only shift l-0.5*thickness.
+
+               This leads to assymetry: Normal heads overlap the
+               stem 100% whereas reversed heads only overlaps the
+               stem 50%
+
+             */
+
+             Real reverse_overlap =0.5;
+             heads[i]->translate_axis ((l-thick*reverse_overlap) * d, X_AXIS);
+
+             if (invisible_b(me))
+               heads[i]->translate_axis (-thick*(2 - reverse_overlap) * d , X_AXIS);
+
+             
+            /* TODO:
+                
+             For some cases we should kern some more: when the
+             distance between the next or prev note is too large, we'd 
+             get large white gaps, eg.
+             
+               |
+              X|
+              |X  <- kern this.
+              |
+             X
+             
+             */
            }
          parity = !parity;
        }
@@ -357,25 +519,30 @@ Stem::position_noteheads (Grob*me)
     }
 }
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK(Stem,before_line_breaking,1);
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,before_line_breaking,1);
 SCM
 Stem::before_line_breaking (SCM smob)
 {
   Grob*me = unsmob_grob (smob);
-  stem_end_position (me);      // ugh. Trigger direction calc.
-  position_noteheads (me);
 
-  if (invisible_b (me))
+
+  /*
+    Do the calculations for visible stems, but also for invisible stems
+    with note heads (i.e. half notes.)
+   */
+  if (head_count (me))
+    {
+      stem_end_position (me);  // ugh. Trigger direction calc.
+      position_noteheads (me);
+    }
+  else
     {
-      me->remove_grob_property ("molecule-callback");
-      // suicide();
+      me->set_grob_property ("molecule-callback", SCM_EOL);
     }
   
-  set_spacing_hints (me);
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
-
 /*
   ugh.
   When in a beam with tuplet brackets, brew_mol is called early,
@@ -387,81 +554,151 @@ Stem::height (SCM smob, SCM ax)
 {
   Axis a = (Axis)gh_scm2int (ax);
   Grob * me = unsmob_grob (smob);
-  assert ( a == Y_AXIS);
+  assert (a == Y_AXIS);
 
   SCM mol = me->get_uncached_molecule ();
   Interval iv;
   if (mol != SCM_EOL)
     iv = unsmob_molecule (mol)->extent (a);
+  if (Grob *b =get_beam (me))
+    {
+      Direction d = get_direction (me);
+      iv[d] += d * Beam::get_thickness (b) /2.0 ;
+    }
+
   return ly_interval2scm (iv);
 }
 
 
-/**
-   set stem directions for hinting the optical spacing correction.
-
-   Modifies DIR_LIST property of the Stem's Paper_column
-
-   TODO: more advanced: supply height of noteheads as well, for more advanced spacing possibilities
- */
-void
-Stem::set_spacing_hints (Grob*me) 
+Molecule
+Stem::flag (Grob*me)
 {
-  if (!invisible_b (me))
+  /* TODO: maybe property stroke-style should take different values,
+     e.g. "" (i.e. no stroke), "single" and "double" (currently, it's
+     '() or "grace").  */
+  String flag_style;
+  
+  SCM flag_style_scm = me->get_grob_property ("flag-style");
+  if (gh_symbol_p (flag_style_scm))
     {
-      SCM scmdir  = gh_int2scm (get_direction (me));
+      flag_style = ly_symbol2string (flag_style_scm);
+    }
 
-      Item* item = dynamic_cast<Item*> (me);
-      Item * col =  item->column_l ();
-      SCM dirlist =col->get_grob_property ("dir-list");
-      if (scm_sloppy_memq (scmdir, dirlist) == SCM_BOOL_F)
-       {
-         dirlist = gh_cons (scmdir, dirlist);
-         col->set_grob_property ("dir-list", dirlist);
+  if (flag_style == "no-flag")
+    {
+      return Molecule ();
+    }
+
+  bool adjust = to_boolean (me->get_grob_property ("adjust-if-on-staffline"));
+
+  String staffline_offs;
+  if (String::compare (flag_style, "mensural") == 0)
+    /* Mensural notation: For notes on staff lines, use different
+       flags than for notes between staff lines.  The idea is that
+       flags are always vertically aligned with the staff lines,
+       regardless if the note head is on a staff line or between two
+       staff lines.  In other words, the inner end of a flag always
+       touches a staff line.
+    */
+    {
+      if (adjust)
+        {
+         /* Urrgh!  We have to detect wether this stem ends on a staff
+            line or between two staff lines.  But we can not call
+            stem_end_position(me) or get_default_stem_end_position(me),
+            since this encounters the flag and hence results in an
+            infinite recursion.  However, in pure mensural notation,
+            there are no multiple note heads attached to a single stem,
+            neither is there usually need for using the stem_shorten
+            property (except for 32th and 64th notes, but that is not a
+            problem since the stem length in this case is augmented by
+            an integral multiple of staff_space).  Hence, it should be
+            sufficient to just take the first note head, assume it's
+            the only one, look if it's on a staff line, and select the
+            flag's shape accordingly.  In the worst case, the shape
+            looks slightly misplaced, but that will usually be the
+            programmer's fault (e.g. when trying to attach multiple
+            note heads to a single stem in mensural notation).
+         */
+
+         /*
+           perhaps the detection whether this correction is needed should
+           happen in a different place  to avoid the recursion.
+           
+           --hwn.
+         */
+         int p = (int)rint (Staff_symbol_referencer::get_position (first_head (me)));
+         staffline_offs = Staff_symbol_referencer::on_staffline (me, p) ?
+           "1" : "0";
+       }
+      else
+        {
+         staffline_offs = "2";
        }
     }
-}
+  else
+    {
+      staffline_offs = "";
+    }
 
-Molecule
-Stem::flag (Grob*me)
-{
-  String style;
-  SCM st = me->get_grob_property ("flag-style");
-  if ( gh_string_p (st))
+  char dir = (get_direction (me) == UP) ? 'u' : 'd';
+  String font_char =
+    flag_style + to_string (dir) + staffline_offs + to_string (duration_log (me));
+  Font_metric *fm = Font_interface::get_default_font (me);
+  Molecule flag = fm->find_by_name ("flags-" + font_char);
+  if (flag.is_empty ())
     {
-      style = ly_scm2string (st);
+      me->warning (_f ("flag `%s' not found", font_char));
+    }
+
+  SCM stroke_style_scm = me->get_grob_property ("stroke-style");
+  if (gh_string_p (stroke_style_scm))
+    {
+      String stroke_style = ly_scm2string (stroke_style_scm);
+      if (!stroke_style.is_empty ())
+       {
+         String font_char = to_string (dir) + stroke_style;
+         Molecule stroke = fm->find_by_name ("flags-" + font_char);
+         if (stroke.is_empty ())
+           {
+             me->warning (_f ("flag stroke `%s' not found", font_char));
+           }
+         else
+           {
+             flag.add_molecule (stroke);
+           }
+       }
     }
 
-  char c = (get_direction (me) == UP) ? 'u' : 'd';
-  Molecule m = Font_interface::get_default_font (me)->find_by_name (String ("flags-") + to_str (c) + 
-                                     to_str (flag_i (me)));
-  if (!style.empty_b ())
-    m.add_molecule(Font_interface::get_default_font (me)->find_by_name (String ("flags-") + to_str (c) + style));
-  return m;
+  return flag;
 }
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK(Stem,dim_callback,2);
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,dim_callback,2);
 SCM
 Stem::dim_callback (SCM e, SCM ax)
 {
   Axis a = (Axis) gh_scm2int (ax);
   assert (a == X_AXIS);
-  Grob *se = unsmob_grob (e);
+  Grob *me = unsmob_grob (e);
   Interval r (0, 0);
-  if (unsmob_grob (se->get_grob_property ("beam")) || abs (flag_i (se)) <= 2)
+  if (unsmob_grob (me->get_grob_property ("beam")) || abs (duration_log (me)) <= 2)
     ;  // TODO!
   else
     {
-      r = flag (se).extent (X_AXIS);
+      r = flag (me).extent (X_AXIS)
+       + thickness (me)/2;
     }
-  return ly_interval2scm ( r);
+  return ly_interval2scm (r);
+}
+Real
+Stem::thickness (Grob* me)
+{
+  return gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
+    * Staff_symbol_referencer::line_thickness (me);
 }
 
-
-const Real ANGLE = 20* (2.0*M_PI/360.0); // ugh! Should be settable.
-
-
-MAKE_SCHEME_CALLBACK(Stem,brew_molecule,1);
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,brew_molecule,1);
 
 SCM
 Stem::brew_molecule (SCM smob) 
@@ -469,195 +706,289 @@ Stem::brew_molecule (SCM smob)
   Grob*me = unsmob_grob (smob);
   Molecule mol;
   Direction d = get_direction (me);
+     
+  /*
+    TODO: make the stem start a direction ?
+
+    This is required to avoid stems passing in tablature chords...
+  */
+  Grob *lh = to_boolean (me->get_grob_property ("avoid-note-head")) 
+    ? last_head (me) :  lh = first_head (me);
+
+  if (!lh)
+    return SCM_EOL;
+
+  if (invisible_b (me))
+    return SCM_EOL;
   
-  
-  Real y1 = Staff_symbol_referencer::position_f (first_head (me));
+  Real y1 = Staff_symbol_referencer::get_position (lh);
   Real y2 = stem_end_position (me);
   
-  Interval stem_y(y1,y2);
-  stem_y.unite (Interval (y2,y1));
+  Interval stem_y (y1 <? y2,y2 >? y1);
+
+  // dy?
+  Real dy = Staff_symbol_referencer::staff_space (me) * 0.5;
 
-  Real dy = Staff_symbol_referencer::staff_space (me)/2.0;
-  Real head_wid = 0;
-  
   if (Grob *hed = support_head (me))
-    head_wid = hed->extent (hed,X_AXIS).length ();
-  stem_y[Direction(-d)] += d * head_wid * tan(ANGLE)/(2*dy);
-  
-  if (!invisible_b (me))
     {
-      Real stem_width = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness")) * me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
-      Molecule ss =Lookup::filledbox (Box (Interval (-stem_width/2, stem_width/2),
-                                          Interval (stem_y[DOWN]*dy, stem_y[UP]*dy)));
-      mol.add_molecule (ss);
+      /*
+       must not take ledgers into account.
+       */
+      Interval head_height = Note_head::head_extent (hed,Y_AXIS);
+      Real y_attach = Note_head::stem_attachment_coordinate (hed, Y_AXIS);
+
+      y_attach = head_height.linear_combination (y_attach);
+      stem_y[Direction (-d)] += d * y_attach/dy;
     }
 
-  if (!beam_l (me) && abs (flag_i (me)) > 2)
+  
+  // URG
+  Real stem_width = thickness (me);
+  Real blot = 
+       me->get_paper ()->get_realvar (ly_symbol2scm ("blotdiameter"));
+  
+  Box b = Box (Interval (-stem_width/2, stem_width/2),
+              Interval (stem_y[DOWN]*dy, stem_y[UP]*dy));
+
+  Molecule ss = Lookup::round_filled_box (b, blot);
+  mol.add_molecule (ss);
+
+  if (!get_beam (me) && abs (duration_log (me)) > 2)
     {
       Molecule fl = flag (me);
-      fl.translate_axis(stem_y[d]*dy, Y_AXIS);
+      fl.translate_axis (stem_y[d]*dy - d * blot/2, Y_AXIS);
+      fl.translate_axis (stem_width/2, X_AXIS);
       mol.add_molecule (fl);
     }
 
   return mol.smobbed_copy ();
 }
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK(Stem,off_callback,2);
+/*
+  move the stem to right of the notehead if it is up.
+ */
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,off_callback,2);
 SCM
-Stem::off_callback (SCM element_smob, SCM )
+Stem::off_callback (SCM element_smob, SCM)
 {
   Grob *me = unsmob_grob (element_smob);
   
   Real r=0;
+
+  if (head_count (me) == 0)
+    {
+      return gh_double2scm (0.0);
+    }
+  
   if (Grob * f = first_head (me))
     {
-      Interval head_wid(0, f->extent (f,X_AXIS).length ());
-
-      if (to_boolean (me->get_grob_property ("stem-centered")))
-       return gh_double2scm ( head_wid.center ());
+      Interval head_wid = Note_head::head_extent(f, X_AXIS);
       
-      Real rule_thick = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness")) * me->paper_l ()->get_var ("stafflinethickness");
+      Real attach =0.0;
+
+      if (invisible_b (me))
+       {
+         attach = 0.0;
+       }
+      else
+       attach = Note_head::stem_attachment_coordinate(f, X_AXIS);
+
       Direction d = get_direction (me);
-      r = head_wid[d] - d * rule_thick ;
+
+      Real real_attach = head_wid.linear_combination (d * attach);
+
+      r = real_attach;
+
+      /*
+       If not centered: correct for stem thickness.
+       */
+      if (attach)
+       {
+         Real rule_thick
+           = thickness (me);
+         
+         r += - d * rule_thick * 0.5;
+       }
     }
   return gh_double2scm (r);
 }
 
 
-
 Grob*
-Stem::beam_l (Grob*me)
+Stem::get_beam (Grob*me)
 {
   SCM b=  me->get_grob_property ("beam");
   return unsmob_grob (b);
 }
 
-
-// ugh still very long.
 Stem_info
-Stem::calc_stem_info (Grob*me) 
+Stem::get_stem_info (Grob *me)
 {
-  Grob * beam = beam_l (me);
-
-  Direction beam_dir = Directional_element_interface::get (beam);
-  if (!beam_dir)
+  /* Return cached info if available */
+  SCM scm_info = me->get_grob_property ("stem-info");
+  if (!gh_pair_p (scm_info))
     {
-      programming_error ("Beam dir not set.");
-      beam_dir = UP;
+      calc_stem_info (me);
+      scm_info = me->get_grob_property ("stem-info");
     }
-    
-
-  Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
-  Real half_space = staff_space / 2;
-  int multiplicity = Beam::get_multiplicity (beam);
-
+  
+  Stem_info si;
+  si.dir_ = get_grob_direction (me); 
+  si.ideal_y_ = gh_scm2double (gh_car (scm_info)); 
+  si.shortest_y_ = gh_scm2double (gh_cadr (scm_info));
+  return si;
+}
 
-  SCM space_proc = beam->get_grob_property ("space-function");
-  SCM space = gh_call1 (space_proc, gh_int2scm (multiplicity));
-  Real interbeam_f = gh_scm2double (space) * staff_space;
 
-  Real thick = gh_scm2double (beam->get_grob_property ("thickness"));
-  Stem_info info; 
-  info.idealy_f_ = chord_start_f (me);
+/*
+  TODO: add extra space for tremolos!
+ */
+void
+Stem::calc_stem_info (Grob *me)
+{
+  Direction my_dir = get_grob_direction (me);
+  Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
+  Grob *beam = get_beam (me);
+  Real beam_translation = Beam::get_beam_translation (beam);
+  Real beam_thickness = Beam::get_thickness (beam);
+  int beam_count = Beam::get_direction_beam_count (beam, my_dir);
 
-  // for simplicity, we calculate as if dir == UP
-  info.idealy_f_ *= beam_dir;
-  SCM grace_prop = me->get_grob_property ("grace");
 
-  bool grace_b = to_boolean (grace_prop);
+  /* Simple standard stem length */
+  SCM lengths = me->get_grob_property ("beamed-lengths");
+  Real ideal_length =
+    gh_scm2double (robust_list_ref (beam_count - 1,lengths))
+               
+    * staff_space
+    /* stem only extends to center of beam */
+    - 0.5 * beam_thickness;
   
-  Array<Real> a;
-  SCM s;
+  /* Condition: sane minimum free stem length (chord to beams) */
+  lengths = me->get_grob_property ("beamed-minimum-free-lengths");
+  Real ideal_minimum_free =
+    gh_scm2double (robust_list_ref (beam_count - 1, lengths))
+    * staff_space;
   
-  s = me->get_grob_property("beamed-minimum-lengths");
-  a.clear ();
-  for (SCM q = s; q != SCM_EOL; q = gh_cdr (q))
-    a.push (gh_scm2double (gh_car (q)));
-
 
-  Real minimum_length = a[multiplicity <? (a.size () - 1)] * staff_space;
-  s = me->get_grob_property ("beamed-lengths");
+  /* UGH
+     It seems that also for ideal minimum length, we must use
+     the maximum beam count (for this direction):
+     
+     \score{ \notes\relative c''{ [a8 a32] }}
+     
+     must be horizontal. */
+  Real height_of_my_beams = beam_thickness
+    + (beam_count - 1) * beam_translation;
 
-  a.clear();
-  for (SCM q = s; q != SCM_EOL; q = gh_cdr (q))
-    a.push (gh_scm2double (gh_car (q)));
+  Real ideal_minimum_length = ideal_minimum_free
+    + height_of_my_beams
+    /* stem only extends to center of beam */
+    - 0.5 * beam_thickness;
 
-  Real stem_length =  a[multiplicity <? (a.size () - 1)] * staff_space;
+  ideal_length = ideal_length >? ideal_minimum_length;
 
-  if (!beam_dir || (beam_dir == Directional_element_interface::get (me)))
-    /* normal beamed stem */
+  
+  /* Convert to Y position, calculate for dir == UP */
+  Real note_start =
+    /* staff positions */
+    head_positions (me)[my_dir] * 0.5
+    * my_dir * staff_space;
+  Real ideal_y = note_start + ideal_length;
+
+
+  /* Conditions for Y position */
+
+  /* Lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
+     Reference?
+     Although this (additional) rule is probably correct,
+     I expect that highest beam (UP) should also never be lower
+     than middle staffline, just as normal stems.
+
+     Reference?
+
+     Obviously not for grace beams.
+     
+     Also, not for knees.  Seems to be a good thing. */
+  bool no_extend_b = to_boolean (me->get_grob_property ("no-stem-extend"));
+  bool knee_b = to_boolean (beam->get_grob_property ("knee"));
+  if (!no_extend_b && !knee_b)
     {
-      if (multiplicity)
-       {
-         info.idealy_f_ += thick + (multiplicity - 1) * interbeam_f;
-       }
-      info.miny_f_ = info.idealy_f_;
-      info.maxy_f_ = INT_MAX;
+      /* Highest beam of (UP) beam must never be lower than middle
+        staffline */
+      ideal_y =        ideal_y >? 0;
+      /* Lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline */
+      ideal_y =        ideal_y >? (-staff_space
+                           - beam_thickness + height_of_my_beams);
+    }
 
-      info.idealy_f_ += stem_length;
-      info.miny_f_ += minimum_length;
 
-      /*
-       lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
+  ideal_y -= robust_scm2double (beam->get_grob_property ("shorten"), 0);
 
-       Hmm, reference (Wanske?)
+  Real minimum_free =
+    gh_scm2double (robust_list_ref
+                  (beam_count - 1,
+                   me->get_grob_property
+                   ("beamed-extreme-minimum-free-lengths")))
+    * staff_space;
 
-       Although this (additional) rule is probably correct,
-       I expect that highest beam (UP) should also never be lower
-       than middle staffline, just as normal stems.
-       
-      */
-      bool no_extend_b = to_boolean (me->get_grob_property ("no-stem-extend"));
-      if (!grace_b && !no_extend_b)
-       {
-         /* highest beam of (UP) beam must never be lower than middle
-            staffline
-            lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
-          */
-         info.miny_f_ =
-           info.miny_f_ >? 0
-           >? (- 2 * half_space - thick
-               + (multiplicity > 0) * thick
-               + interbeam_f * (multiplicity - 1));
-       }
-    }
-  else
-    /* knee */
-    {
-      info.idealy_f_ -= thick;
-      info.maxy_f_ = info.idealy_f_;
-      info.miny_f_ = -INT_MAX;
+  Real minimum_length = minimum_free
+    + height_of_my_beams
+    /* stem only extends to center of beam */
+    - 0.5 * beam_thickness;
 
-      info.idealy_f_ -= stem_length;
-      info.maxy_f_ -= minimum_length;
-    }
+  Real minimum_y = note_start + minimum_length;
+  
   
-  info.idealy_f_ = (info.maxy_f_ <? info.idealy_f_) >? info.miny_f_;
+  ideal_y *= my_dir;
+  Real shortest_y = minimum_y * my_dir; 
+  
+  me->set_grob_property ("stem-info",
+                        scm_list_n (gh_double2scm (ideal_y),
+                                    gh_double2scm (shortest_y),
+                                    SCM_UNDEFINED));
+}
 
-  s = beam->get_grob_property ("shorten");
-  if (gh_number_p (s))
-    info.idealy_f_ -= gh_scm2double (s);
+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);
 
- Grob *common = me->common_refpoint (beam, Y_AXIS);
-  Real interstaff_f = beam_dir *
-    (me->relative_coordinate (common, Y_AXIS)
-     - beam->relative_coordinate (common, Y_AXIS));
+  return l;
+}
 
-  info.idealy_f_ += interstaff_f;
-  info.miny_f_ += interstaff_f;
-  info.maxy_f_ += interstaff_f ;
 
-  return info;
-}
+/*
+  these are too many props.
+ */
+ADD_INTERFACE (Stem,"stem-interface",
+              "A stem",
+              "tremolo-flag french-beaming "
+              "avoid-note-head adjust-if-on-staffline thickness "
+              "stem-info beamed-lengths beamed-minimum-free-lengths "
+              "beamed-extreme-minimum-free-lengths lengths beam stem-shorten "
+              "duration-log beaming neutral-direction stem-end-position "
+              "note-heads direction length flag-style "
+              "no-stem-extend stroke-style");
 
-bool
-Stem::has_interface (Grob*m)
+
+
+/****************************************************************/
+
+Stem_info::Stem_info()
 {
-  return m && m->has_interface (ly_symbol2scm ("stem-interface"));
+  ideal_y_ = shortest_y_ =0;
+  dir_ = CENTER;
 }
 
 void
-Stem::set_interface (Grob*me)
-{    
-  me->set_interface (ly_symbol2scm ("stem-interface"));
+Stem_info::scale (Real x)
+{
+  ideal_y_ *= x;
+  shortest_y_ *= x;
 }