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Issue 5167/6: Changes: show \markup xxx = ... \etc assignments
[lilypond.git] / lily / tie.cc
index 8668d994cad5b992c583d801b5fa4a01c5d94f23..dcc53ad44e61c7af5ee5522ce3d8b18a19b56eb4 100644 (file)
 /*
-  tie.cc -- implement Tie
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
 
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
+  Copyright (C) 1997--2015 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
 
-  (c) 1997--2005 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
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+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
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+
+  LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
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+  along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
 #include "tie.hh"
 
-#include <math.h>
-
-#include "spanner.hh"
+#include "main.hh"
+#include "bezier.hh"
+#include "directional-element-interface.hh"
+#include "font-interface.hh"
+#include "grob-array.hh"
 #include "lookup.hh"
+#include "note-head.hh"
 #include "output-def.hh"
-#include "rhythmic-head.hh"
-#include "bezier.hh"
 #include "paper-column.hh"
-#include "warn.hh"
+#include "pointer-group-interface.hh"
+#include "rhythmic-head.hh"
+#include "semi-tie.hh"
+#include "spanner.hh"
 #include "staff-symbol-referencer.hh"
-#include "directional-element-interface.hh"
-#include "bezier.hh"
 #include "stem.hh"
-#include "note-head.hh"
+#include "text-interface.hh"
 #include "tie-column.hh"
+#include "tie-configuration.hh"
+#include "tie-formatting-problem.hh"
+#include "warn.hh"
+#include "semi-tie-column.hh"
 
-/*
-  tie: Connect two noteheads.
-
-  What if we have
-
-  c4 ~ \clef bass ; c4 or
+bool
+Tie::less (Grob *g1, Grob *g2)
+{
+  Spanner *s1 = dynamic_cast<Spanner *> (g1);
+  if (!s1)
+    {
+      g1->programming_error ("grob is not a tie");
+      return false;
+    }
 
-  c4 \staffchange c4
+  Spanner *s2 = dynamic_cast<Spanner *> (g2);
+  if (!s2)
+    {
+      g2->programming_error ("grob is not a tie");
+      return true;
+    }
 
-  do we have non-horizontal ties then?
-*/
+  return get_position (s1) < get_position (s2);
+}
 
 void
-Tie::set_head (Grob *me, Direction d, Grob *h)
+Tie::set_head (Spanner *me, Direction d, Grob *h)
 {
-  assert (!head (me, d));
-  index_set_cell (me->get_property ("head-pair"), d, h->self_scm ());
-
-  dynamic_cast<Spanner *> (me)->set_bound (d, h);
-  me->add_dependency (h);
+  me->set_bound (d, h);
 }
 
-void
-Tie::set_interface (Grob *me)
+Item *
+Tie::head (Spanner *me, Direction d)
 {
-  me->set_property ("head-pair", scm_cons (SCM_EOL, SCM_EOL));
+  Item *it = me->get_bound (d);
+  return has_interface<Note_head> (it) ? it : 0;
 }
 
-Grob *
-Tie::head (Grob *me, Direction d)
+int
+Tie::get_column_rank (Spanner *me, Direction d)
 {
-  SCM c = me->get_property ("head-pair");
-
-  if (scm_is_pair (c))
-    return unsmob_grob (index_get_cell (c, d));
-  else
-    return 0;
+  return Paper_column::get_rank (me->get_bound (d)->get_column ());
 }
 
 int
-Tie::get_column_rank (Grob *me, Direction d)
+Tie::get_position (Spanner *me)
 {
-  Spanner *span = dynamic_cast<Spanner *> (me);
-  Grob *h = head (me, d);
-  if (!h)
-    h = span->get_bound (d);
+  for (LEFT_and_RIGHT (d))
+    {
+      Grob *h = head (me, d);
+      if (h)
+        return (int) rint (Staff_symbol_referencer::get_position (h));
+    }
 
-  Grob *col = dynamic_cast<Item *> (h)->get_column ();
-  return Paper_column::get_rank (col);
-}
+  /*
+    TODO: this is theoretically possible for ties across more than 2
+    systems.. We should look at the first broken copy.
 
-Real
-Tie::get_position (Grob *me)
-{
-  Direction d = head (me, LEFT) ? LEFT : RIGHT;
-  return Staff_symbol_referencer::get_position (head (me, d));
+  */
+  programming_error ("Tie without heads.  Suicide");
+  me->suicide ();
+  return 0;
 }
 
 /*
@@ -93,248 +111,151 @@ Tie::get_position (Grob *me)
   (what about linebreaks? )
 */
 Direction
-Tie::get_default_dir (Grob *me)
+Tie::get_default_dir (Spanner *me)
 {
-  Item *sl = head (me, LEFT) ? Rhythmic_head::get_stem (head (me, LEFT)) : 0;
-  Item *sr = head (me, RIGHT) ? Rhythmic_head::get_stem (head (me, RIGHT)) : 0;
-  if (sl && sr)
+  Drul_array<Grob *> stems;
+  for (LEFT_and_RIGHT (d))
     {
-      if (get_grob_direction (sl) == UP
-         && get_grob_direction (sr) == UP)
-       return DOWN;
+      Grob *one_head = head (me, d);
+      if (!one_head)
+        one_head = head (me->broken_neighbor (d), d);
+
+      Grob *stem = one_head ? Rhythmic_head::get_stem (one_head) : 0;
+      stems[d] = (stem && !Stem::is_invisible (stem)) ? stem : 0;
     }
-  else if (sl || sr)
+
+  if (stems[LEFT] && stems[RIGHT])
     {
-      Item *s = sl ? sl : sr;
-      return -get_grob_direction (s);
-    }
+      if (get_grob_direction (stems[LEFT]) == UP
+          && get_grob_direction (stems[RIGHT]) == UP)
+        return DOWN;
 
-  return UP;
-}
+      // And why not return UP if both stems are DOWN?
 
-void
-Tie::set_direction (Grob *me)
-{
-  if (!get_grob_direction (me))
-    {
-      if (Tie_column::has_interface (me->get_parent (Y_AXIS)))
-       Tie_column::set_directions (me->get_parent (Y_AXIS));
-      else
-       set_grob_direction (me, Tie::get_default_dir (me));
+      // And when stems conflict, why fall directly through to using
+      // neutral-direction without considering get_position (me)?
     }
+  else if (stems[LEFT])
+    return -get_grob_direction (stems[LEFT]);
+  else if (stems[RIGHT])
+    return -get_grob_direction (stems[RIGHT]);
+  else if (int p = get_position (me))
+    return Direction (sign (p));
+
+  return to_dir (me->get_property ("neutral-direction"));
 }
 
-/*
-  TODO: we should also use thickness for computing the clearance
-  between head and tie. Very thick ties will now touch the note head.
-*/
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Tie, calc_direction, 1);
 SCM
-Tie::get_control_points (SCM smob)
+Tie::calc_direction (SCM smob)
 {
-  Spanner *me = unsmob_spanner (smob);
-  Direction headdir = CENTER;
-  if (head (me, LEFT))
-    headdir = LEFT;
-  else if (head (me, RIGHT))
-    headdir = RIGHT;
-  else
-    {
-      programming_error ("tie without heads");
-      me->suicide ();
-      return SCM_EOL;
-    }
-
-  set_direction (me);
-
-  Direction dir = get_grob_direction (me);
-
-  Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
-
-  Real x_gap_f = robust_scm2double (me->get_property ("x-gap"), 0);
-
-  Grob *l = me->get_bound (LEFT);
-  Grob *r = me->get_bound (RIGHT);
-
-  Grob *commonx = me->common_refpoint (l, X_AXIS);
-  commonx = me->common_refpoint (r, X_AXIS);
-
-  Real left_x;
-
-  /*
-    the tie has to be long enough to be visible, but should not go
-    through key sigs. In the 1.5 series the pref.matter - note
-    distance is fixed , so this won't be a problem anymore.
-  */
-  Real lambda = 0.9;
-
-  if (Note_head::has_interface (l))
+  // In this method, Tie and Semi_tie require the same logic with different
+  // types.  It might be clearer to use a template.
+  Grob *me = unsmob<Grob> (smob);
+  Grob *yparent = me->get_parent (Y_AXIS);
+  if ((has_interface<Tie_column> (yparent)
+       || has_interface<Semi_tie_column> (yparent))
+      && unsmob<Grob_array> (yparent->get_object ("ties"))
+      //      && unsmob<Grob_array> (yparent->get_object ("ties"))->size () > 1
+     )
     {
-      Real where = RIGHT;
+      /* trigger positioning. */
+      (void) yparent->get_property ("positioning-done");
 
-      /*
-       This correction is due te the shape of the black note head.
-      */
-      if (Rhythmic_head::duration_log (l) == 2)
-       where += dir * 0.2;
-      left_x = l->extent (l, X_AXIS).linear_combination (where)
-       + x_gap_f;
-    }
-  else
-    left_x = l->extent (l, X_AXIS).linear_combination (lambda);
-
-  Real width;
-  if (Note_head::has_interface (l) && Note_head::has_interface (r))
-    {
-      width
-       = + r->extent (commonx, X_AXIS)[LEFT]
-       - l->extent (commonx, X_AXIS)[RIGHT]
-       -2 * x_gap_f;
-    }
-  else
-    {
-      if (Note_head::has_interface (l))
-       width = r->relative_coordinate (commonx, X_AXIS)
-         - l->extent (commonx, X_AXIS)[RIGHT]
-         - 2 * x_gap_f;
-      else
-       width
-         = -l->extent (commonx, X_AXIS).linear_combination (lambda)
-         + r->extent (commonx, X_AXIS)[LEFT]
-         - 2 * x_gap_f;
+      return me->get_property_data ("direction");
     }
 
-  SCM details = me->get_property ("details");
-
-  SCM lim // groetjes aan de chirurgendochter.
-    = scm_assq (ly_symbol2scm ("height-limit"), details);
+  programming_error ("no Tie_column or Semi_tie_column.  Killing grob.");
+  me->suicide ();
+  return scm_from_int (CENTER);
+}
 
-  Real h_inf = scm_to_double (scm_cdr (lim)) * staff_space;
-  Real r_0 = scm_to_double (scm_cdr (scm_assq (ly_symbol2scm ("ratio"), details)));
+SCM
+Tie::get_default_control_points (Spanner *me)
+{
+  Grob *common = me;
+  common = me->get_bound (LEFT)->common_refpoint (common, X_AXIS);
+  common = me->get_bound (RIGHT)->common_refpoint (common, X_AXIS);
 
-  Bezier b = slur_shape (width, h_inf, r_0);
+  Tie_formatting_problem problem;
+  problem.from_tie (me);
 
-  /*
-    I think this better, particularly for small ties. It always allows the user to move ties if
-    they seem in the wrong place
+  if (!me->is_live ())
+    return SCM_EOL;
 
-    TODO: what if 2 heads have different size.
+  Ties_configuration conf
+    = problem.generate_optimal_configuration ();
 
-  */
+  return get_control_points (me, problem.common_x_refpoint (),
+                             conf[0], problem.details_);
+}
 
-  Real ypos = Tie::get_position (me) * staff_space / 2
-    + dir * scm_to_double (me->get_property ("y-offset"));;
+SCM
+Tie::get_control_points (Grob *me,
+                         Grob *common,
+                         Tie_configuration const &conf,
+                         Tie_details const &details)
+{
+  Bezier b = conf.get_transformed_bezier (details);
+  b.translate (Offset (- me->relative_coordinate (common, X_AXIS), 0));
 
-  /*
-    Make sure we don't start on a dots
-  */
-  if (Note_head::has_interface (l) && Rhythmic_head::get_dots (l))
+  SCM controls = SCM_EOL;
+  for (int i = 4; i--;)
     {
-      Grob *dots = Rhythmic_head::get_dots (l);
-      if (fabs (staff_space * Staff_symbol_referencer::get_position (dots) / 2
-               - ypos) < 0.5)
-       ypos += 0.5 * dir;
+      if (!b.control_[i].is_sane ())
+        programming_error ("Insane offset");
+      controls = scm_cons (ly_offset2scm (b.control_[i]), controls);
     }
+  return controls;
+}
 
-  /*
-    todo: prevent ending / staffline collision.
-
-    todo: tie / stem collision
-  */
-
-  b = slur_shape (width, h_inf, r_0);
-  b.scale (1, dir);
-  b.translate (Offset (left_x, ypos));
-
-  /*
-    Avoid colliding of the horizontal part with stafflines.
-
-
-    TODO: redo this, heuristic is half-baken, and ties often look ugly
-    as a result.
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Tie, calc_control_points, 1);
+SCM
+Tie::calc_control_points (SCM smob)
+{
+  Spanner *me = LY_ASSERT_SMOB(Spanner, smob, 1);
 
-    TODO: doesn't work when on staff with even number of lines.
-  */
-  Array<Real> horizontal (b.solve_derivative (Offset (1, 0)));
-  if (horizontal.size ())
+  Grob *yparent = me->get_parent (Y_AXIS);
+  if ((has_interface<Tie_column> (yparent)
+       || has_interface<Semi_tie_column> (yparent))
+      && unsmob<Grob_array> (yparent->get_object ("ties")))
     {
-      /*
-       ugh. Doesnt work for non-horizontal curves.
-      */
-      Real y = b.curve_point (horizontal[0])[Y_AXIS];
-
-      Real ry = rint (y / staff_space) * staff_space;
-      Real diff = ry - y;
-      Real newy = y;
-
-      Real clear = staff_space * scm_to_double (me->get_property ("staffline-clearance"));
-
-      if (fabs (y)
-         <= Staff_symbol_referencer::staff_radius (me) * staff_space + clear
-         && fabs (diff) < clear)
-       {
-         Real y1 = ry + clear;
-         Real y2 = ry - clear;
-
-         /*
-           ugh, we shove the 0.5 out of our sleeves.
-
-           Any way. This test is to make sure that staffline
-           collision avoidance does not result in completely flat
-           ties.
-         */
-         if (fabs (y1 - ypos) < 0.5)
-           y1 = y2;
-         else if (fabs (y2 - ypos) < 0.5)
-           y2 = y1;
-
-         newy = (fabs (y1 - y) < fabs (y2 - y)) ? y1 : y2;
-
-         // newy = ry - 0.5 * staff_space * sign (diff) ;
-
-         /*
-           we don't want horizontal ties
-         */
-         if (fabs (newy - b.control_[0][Y_AXIS]) < 1e-2)
-           newy = newy + dir * staff_space;
-       }
-
-      Real y0 = b.control_ [0][Y_AXIS];
-      b.control_[2][Y_AXIS]
-       = b.control_[1][Y_AXIS]
-       = (b.control_[1][Y_AXIS] - y0) * ((newy - y0) / (y - y0)) + y0;
+      extract_grob_set (yparent, "ties", ties);
+      if (me->original () && ties.size () == 1
+          && !to_dir (me->get_property_data ("direction")))
+        {
+          assert (ties[0] == me);
+          set_grob_direction (me, Tie::get_default_dir (me));
+        }
+      /* trigger positioning. */
+      (void) yparent->get_property ("positioning-done");
     }
-  else
-    programming_error ("tie is nowhere horizontal");
 
-  SCM controls = SCM_EOL;
-  for (int i = 4; i--;)
-    controls = scm_cons (ly_offset2scm (b.control_[i]), controls);
-  return controls;
+  SCM cp = me->get_property_data ("control-points");
+  if (!scm_is_pair (cp))
+    cp = get_default_control_points (me);
+
+  return cp;
 }
 
+/*
+  TODO: merge with Slur::print.
+*/
 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Tie, print, 1);
 SCM
 Tie::print (SCM smob)
 {
-  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+  Grob *me = unsmob<Grob> (smob);
 
   SCM cp = me->get_property ("control-points");
-  if (!scm_is_pair (cp))               // list is more accurate
-    {
-      cp = get_control_points (smob);
-      me->set_property ("control-points", cp);
-    }
-
-  if (!scm_is_pair (cp))
-    return Stencil ().smobbed_copy ();
 
   Real staff_thick = Staff_symbol_referencer::line_thickness (me);
-  Real base_thick = robust_scm2double (me->get_property ("thickness"), 1);
-  Real thick = base_thick * staff_thick;
+  Real base_thick = staff_thick * robust_scm2double (me->get_property ("thickness"), 1);
+  Real line_thick = staff_thick * robust_scm2double (me->get_property ("line-thickness"), 1);
 
   Bezier b;
   int i = 0;
-  for (SCM s = cp; s != SCM_EOL; s = scm_cdr (s))
+  for (SCM s = cp; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
     {
       b.control_[i] = ly_scm2offset (scm_car (s));
       i++;
@@ -342,25 +263,144 @@ Tie::print (SCM smob)
 
   Stencil a;
 
-  SCM p = me->get_property ("dash-period");
-  SCM f = me->get_property ("dash-fraction");
-  if (scm_is_number (p) && scm_is_number (f))
-    a = Lookup::dashed_slur (b,
-                            thick,
-                            robust_scm2double (p, 1.0),
-                            robust_scm2double (f, 0));
-  else
-    a = Lookup::slur (b,
-                     get_grob_direction (me) * staff_thick,
-                     thick);
+  SCM dash_definition = me->get_property ("dash-definition");
+  a = Lookup::slur (b,
+                    get_grob_direction (me) * base_thick,
+                    line_thick,
+                    dash_definition);
+
+#if DEBUG_TIE_SCORING
+  SCM annotation = me->get_property ("annotation");
+  if (scm_is_string (annotation))
+    {
+      string str;
+      SCM properties = Font_interface::text_font_alist_chain (me);
+
+      Stencil tm = *unsmob<Stencil> (Text_interface::interpret_markup
+                                    (me->layout ()->self_scm (), properties,
+                                     annotation));
+      tm.translate (Offset (b.control_[3][X_AXIS] + 0.5,
+                            b.control_[0][Y_AXIS] * 2));
+      tm = tm.in_color (1, 0, 0);
+
+      /*
+        It would be nice if we could put this in a different layer,
+        but alas, this must be done with a Tie override.
+      */
+      a.add_stencil (tm);
+    }
+#endif
 
   return a.smobbed_copy ();
 }
 
 ADD_INTERFACE (Tie,
-              "tie-interface",
-              "A tie connecting two noteheads.\n",
-
-              "y-offset dash-period dash-fraction "
-              "staffline-clearance control-points head-pair "
-              "details thickness x-gap direction minimum-length");
+               "A tie - a horizontal curve connecting two noteheads.\n"
+               "\n"
+               "The following properties may be set in the @code{details}"
+               " list.\n"
+               "\n"
+               "@table @code\n"
+               "@item height-limit\n"
+               "The maximum height allowed for this tie.\n"
+               "@item ratio\n"
+               "Parameter for tie shape. The higher this number, the"
+               " quicker the slur attains its height-limit.\n"
+               "@item between-length-limit\n"
+               "This detail is currently unused.\n"
+               "@item wrong-direction-offset-penalty\n"
+               "Demerit for ties that are offset in the wrong"
+               " direction.\n"
+               "@item min-length\n"
+               "If the tie is shorter than this amount (in"
+               " staff-spaces) an increasingly large length penalty is"
+               " incurred.\n"
+               "@item min-length-penalty-factor\n"
+               "Demerit factor for tie lengths shorter than"
+               " @code{min-length}.\n"
+               "@item center-staff-line-clearance\n"
+               "If the center of the tie is closer to a staff line"
+               " than this amount, an increasingly large staff line"
+               " collision penalty is incurred.\n"
+               "@item tip-staff-line-clearance\n"
+               "If the tips of the tie are closer to a staff line"
+               " than this amount, an increasingly large staff line"
+               " collision penalty is incurred.\n"
+               "@item staff-line-collision-penalty\n"
+               "Demerit factor for ties whose tips or center come"
+               " close to staff lines.\n"
+               "@item dot-collision-clearance\n"
+               "If the tie comes closer to a dot than this amount, an"
+               " increasingly large dot collision penalty is incurred.\n"
+               "@item dot-collision-penalty\n"
+               "Demerit factor for ties which come close to dots.\n"
+               "@item note-head-gap\n"
+               "The distance (in staff-spaces) by which the ends of"
+               " the tie are offset horizontally from the center"
+               " line through the note head.\n"
+               "@item stem-gap\n"
+               "The distance (in staff-spaces) by which the ends of"
+               " the tie are offset horizontally from a stem which"
+               " is on the same side of the note head as the tie.\n"
+               "@item tie-column-monotonicity-penalty\n"
+               "Demerit if the y-position of this tie in the set of"
+               " ties being considered is less than the y-position"
+               " of the previous tie.\n"
+               "@item tie-tie-collision-distance\n"
+               "If this tie is closer than this amount to the previous"
+               " tie in the set being considered, an increasingly"
+               " large tie-tie collision penalty is incurred.\n"
+               "@item tie-tie-collision-penalty\n"
+               "Demerit factor for a tie in the set being considered"
+               " which is close to the previous one.\n"
+               "@item horizontal-distance-penalty-factor\n"
+               "Demerit factor for ties in the set being considered"
+               " which are horizontally distant from the note heads.\n"
+               "@item vertical-distance-penalty-factor\n"
+               "Demerit factor for ties in the set being considered"
+               " which are vertically distant from the note heads.\n"
+               "@item same-dir-as-stem-penalty\n"
+               "Demerit if tie is on the same side as a stem or on the"
+               " opposite side to the one specified.\n"
+               "@item intra-space-threshold\n"
+               "If the tie's height (in half staff-spaces) is less than"
+               " this it is positioned between two adjacent staff"
+               " lines; otherwise it is positioned to straddle a staff"
+               " line further from the note heads.\n"
+               "@item outer-tie-length-symmetry-penalty-factor\n"
+               "Demerit factor for ties horizontally positioned"
+               " unsymmetrically with respect to the two note heads.\n"
+               "@item outer-tie-vertical-distance-symmetry-penalty-factor\n"
+               "Demerit factor for ties vertically positioned"
+               " unsymmetrically with respect to the two note heads.\n"
+               "@item outer-tie-vertical-gap\n"
+               "Amount (in half staff-spaces) by which a tie is moved"
+               " away from the note heads if it is closer to either"
+               " of them than 0.25 half staff-spaces.\n"
+               "@item skyline-padding\n"
+               "Padding of the skylines around note heads in chords.\n"
+               "@item single-tie-region-size\n"
+               "The number of candidate ties to generate when only a"
+               " single tie is required.  Successive candidates differ"
+               " in their initial vertical position by half a"
+               " staff-space.\n"
+               "@item multi-tie-region-size\n"
+               "The number of variations that are tried for the"
+               " extremal ties in a chord.  Variations differ in their"
+               " initial vertical position by half a staff-space.\n"
+
+               "@end table\n",
+
+               /* properties */
+               "annotation "
+               "avoid-slur "    //  UGH.
+               "control-points "
+               "dash-definition "
+               "details "
+               "direction "
+               "head-direction "
+               "line-thickness "
+               "neutral-direction "
+               "staff-position "
+               "thickness "
+              );