lily/auto-beam-engraver.cc

   1 /*
   2   This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
   3
   4   Copyright (C) 1999--2015 Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
   5
   6   LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20 #include "beaming-pattern.hh"
  21 #include "beam.hh"
  22 #include "context.hh"
  23 #include "context-handle.hh"
  24 #include "duration.hh"
  25 #include "engraver.hh"
  26 #include "grob-properties.hh"
  27 #include "item.hh"
  28 #include "rest.hh"
  29 #include "spanner.hh"
  30 #include "stream-event.hh"
  31 #include "stem.hh"
  32 #include "warn.hh"
  33
  34 #include "translator.icc"
  35
  36 class Auto_beam_engraver : public Engraver
  37 {
  38   TRANSLATOR_DECLARATIONS (Auto_beam_engraver);
  39
  40 protected:
  41   void stop_translation_timestep ();
  42   void process_acknowledged ();
  43
  44   virtual void process_music ();
  45   virtual void finalize ();
  46   virtual void derived_mark () const;
  47
  48   void acknowledge_rest (Grob_info);
  49   void acknowledge_beam (Grob_info);
  50   void acknowledge_bar_line (Grob_info);
  51   void acknowledge_breathing_sign (Grob_info);
  52   void acknowledge_stem (Grob_info);
  53   void listen_beam_forbid (Stream_event *);
  54
  55 private:
  56   virtual bool test_moment (Direction, Moment, Moment);
  57   void consider_begin (Moment, Moment);
  58   void consider_end (Moment, Moment);
  59   Spanner *create_beam ();
  60   void begin_beam ();
  61   void end_beam ();
  62   void junk_beam ();
  63   virtual bool is_same_grace_state (Moment, Moment);
  64   void recheck_beam ();
  65   void typeset_beam ();
  66   vector<Item *> *remove_end_stems (vsize);
  67
  68   Stream_event *forbid_;
  69   /*
  70     shortest_mom_ is the shortest note in the beam.
  71   */
  72   Moment shortest_mom_;
  73   Spanner *finished_beam_;
  74   vector<Item *> *stems_;
  75
  76   int process_acknowledged_count_;
  77   Moment last_add_mom_;
  78   /*
  79     Projected ending of the  beam we're working on.
  80   */
  81   Moment extend_mom_;
  82   Moment beam_start_moment_;
  83   Moment beam_start_location_;
  84   /*
  85     Handle on the starting staff keeps it alive until beam is comlete
  86   */
  87   Context_handle beam_start_context_;
  88
  89   // We act as if beam were created, and start a grouping anyway.
  90   Beaming_pattern *grouping_;
  91   SCM beam_settings_;
  92
  93   Beaming_pattern *finished_grouping_;
  94
  95   Beaming_options beaming_options_;
  96   Beaming_options finished_beaming_options_;
  97
  98   void check_bar_property ();
  99 };
 100
 101 void
 102 Auto_beam_engraver::derived_mark () const
 103 {
 104   scm_gc_mark (beam_settings_);
 105 }
 106
 107 void
 108 Auto_beam_engraver::check_bar_property ()
 109 {
 110   /* Duplicated from process_music (), since
 111      Repeat_acknowledge_engraver::process_music () may also set whichBar.  */
 112
 113   Moment now = now_mom ();
 114   if (scm_is_string (get_property ("whichBar"))
 115       && beam_start_moment_ < now)
 116     {
 117       consider_end (measure_position (context ()), shortest_mom_);
 118       junk_beam ();
 119     }
 120 }
 121
 122 void
 123 Auto_beam_engraver::process_music ()
 124 {
 125   Moment now = now_mom ();
 126   /*
 127     don't beam over skips
 128   */
 129   if (stems_)
 130     {
 131       if (extend_mom_ < now)
 132         end_beam ();
 133     }
 134
 135   if (scm_is_string (get_property ("whichBar")))
 136     {
 137       consider_end (measure_position (context ()), shortest_mom_);
 138       junk_beam ();
 139     }
 140
 141   if (forbid_)
 142     {
 143       if (stems_)
 144         end_beam ();
 145       else
 146         junk_beam ();
 147     }
 148 }
 149
 150 Auto_beam_engraver::Auto_beam_engraver (Context *c)
 151   : Engraver (c)
 152 {
 153   forbid_ = 0;
 154   process_acknowledged_count_ = 0;
 155   stems_ = 0;
 156   shortest_mom_ = Moment (Rational (1, 4));
 157   extend_mom_ = Moment (-1);
 158   finished_beam_ = 0;
 159   finished_grouping_ = 0;
 160   grouping_ = 0;
 161   beam_settings_ = SCM_EOL;
 162 }
 163
 164 void
 165 Auto_beam_engraver::listen_beam_forbid (Stream_event *ev)
 166 {
 167   ASSIGN_EVENT_ONCE (forbid_, ev);
 168 }
 169
 170 bool
 171 Auto_beam_engraver::test_moment (Direction dir, Moment test_mom, Moment dur)
 172 {
 173   return scm_is_true (scm_call_4 (get_property ("autoBeamCheck"),
 174                                     context ()->self_scm (),
 175                                     scm_from_int (dir),
 176                                     test_mom.smobbed_copy (),
 177                                     dur.smobbed_copy ()));
 178 }
 179
 180 void
 181 Auto_beam_engraver::consider_begin (Moment test_mom, Moment dur)
 182 {
 183   bool on = to_boolean (get_property ("autoBeaming"));
 184   if (!stems_ && on
 185       && !forbid_)
 186     {
 187       bool b = test_moment (START, test_mom, dur);
 188       if (b)
 189         begin_beam ();
 190     }
 191 }
 192
 193 void
 194 Auto_beam_engraver::consider_end (Moment test_mom, Moment dur)
 195 {
 196   if (stems_)
 197     {
 198       /* Allow already started autobeam to end:
 199          don't check for autoBeaming */
 200       bool b = test_moment (STOP, test_mom, dur);
 201       if (b)
 202         end_beam ();
 203     }
 204 }
 205
 206 Spanner *
 207 Auto_beam_engraver::create_beam ()
 208 {
 209   if (to_boolean (get_property ("skipTypesetting")))
 210     return 0;
 211
 212   for (vsize i = 0; i < stems_->size (); i++)
 213     if (Stem::get_beam ((*stems_)[i]))
 214       return 0;
 215
 216   /*
 217     Can't use make_spanner () because we have to use
 218     beam_settings_.
 219   */
 220   Spanner *beam = new Spanner (beam_settings_);
 221
 222   for (vsize i = 0; i < stems_->size (); i++)
 223     Beam::add_stem (beam, (*stems_)[i]);
 224
 225   Grob_info i = make_grob_info (beam, (*stems_)[0]->self_scm ());
 226   announce_grob (i, beam_start_context_.get_context ());
 227
 228   return beam;
 229 }
 230
 231 void
 232 Auto_beam_engraver::begin_beam ()
 233 {
 234   if (stems_ || grouping_)
 235     {
 236       programming_error ("already have autobeam");
 237       return;
 238     }
 239
 240   stems_ = new vector<Item *>;
 241   grouping_ = new Beaming_pattern ();
 242   beaming_options_.from_context (context ());
 243   beam_settings_ = Grob_property_info (context (), ly_symbol2scm ("Beam")).updated ();
 244
 245   beam_start_context_.set_context (context ()->get_parent_context ());
 246   beam_start_moment_ = now_mom ();
 247   beam_start_location_
 248     = robust_scm2moment (get_property ("measurePosition"), Moment (0));
 249 }
 250
 251 void
 252 Auto_beam_engraver::junk_beam ()
 253 {
 254   if (!stems_)
 255     return;
 256
 257   delete stems_;
 258   stems_ = 0;
 259   delete grouping_;
 260   grouping_ = 0;
 261   beam_settings_ = SCM_EOL;
 262
 263   shortest_mom_ = Moment (Rational (1, 4));
 264 }
 265
 266 bool
 267 Auto_beam_engraver::is_same_grace_state (Moment start, Moment now)
 268 {
 269   return bool (start.grace_part_) == bool (now.grace_part_);
 270 }
 271
 272
 273 void
 274 Auto_beam_engraver::end_beam ()
 275 {
 276   if (stems_->size () < 2)
 277     junk_beam ();
 278   else
 279     {
 280       finished_beam_ = create_beam ();
 281
 282       if (finished_beam_)
 283         {
 284           Grob_info i = make_grob_info (finished_beam_, SCM_EOL);
 285
 286           announce_end_grob (i, beam_start_context_.get_context ());
 287           finished_grouping_ = grouping_;
 288           finished_beaming_options_ = beaming_options_;
 289         }
 290       delete stems_;
 291       stems_ = 0;
 292       grouping_ = 0;
 293       beam_settings_ = SCM_EOL;
 294     }
 295
 296   beam_start_context_.set_context (NULL);
 297   shortest_mom_ = Moment (Rational (1, 4));
 298 }
 299
 300 void
 301 Auto_beam_engraver::typeset_beam ()
 302 {
 303   if (finished_beam_)
 304     {
 305       if (!finished_beam_->get_bound (RIGHT))
 306         finished_beam_->set_bound (RIGHT, finished_beam_->get_bound (LEFT));
 307
 308       finished_grouping_->beamify (finished_beaming_options_);
 309       Beam::set_beaming (finished_beam_, finished_grouping_);
 310       finished_beam_ = 0;
 311
 312       delete finished_grouping_;
 313       finished_grouping_ = 0;
 314     }
 315 }
 316
 317 void
 318 Auto_beam_engraver::stop_translation_timestep ()
 319 {
 320   typeset_beam ();
 321   process_acknowledged_count_ = 0;
 322   forbid_ = 0;
 323 }
 324
 325 void
 326 Auto_beam_engraver::finalize ()
 327 {
 328   /* finished beams may be typeset */
 329   typeset_beam ();
 330   /* but unfinished may need another announce/acknowledge pass */
 331   if (stems_)
 332     junk_beam ();
 333 }
 334
 335 void
 336 Auto_beam_engraver::acknowledge_beam (Grob_info /* info */)
 337 {
 338   check_bar_property ();
 339   if (stems_)
 340     end_beam ();
 341 }
 342
 343 void
 344 Auto_beam_engraver::acknowledge_bar_line (Grob_info /* info */)
 345 {
 346   check_bar_property ();
 347   if (stems_)
 348     end_beam ();
 349 }
 350
 351 void
 352 Auto_beam_engraver::acknowledge_breathing_sign (Grob_info /* info */)
 353 {
 354   check_bar_property ();
 355   if (stems_)
 356     end_beam ();
 357 }
 358
 359 void
 360 Auto_beam_engraver::acknowledge_rest (Grob_info /* info */)
 361 {
 362   check_bar_property ();
 363   if (stems_)
 364     end_beam ();
 365 }
 366
 367 void
 368 Auto_beam_engraver::acknowledge_stem (Grob_info info)
 369 {
 370   check_bar_property ();
 371   Item *stem = dynamic_cast<Item *> (info.grob ());
 372   Stream_event *ev = info.ultimate_event_cause ();
 373   if (!ev->in_event_class ("rhythmic-event"))
 374     {
 375       programming_error ("stem must have rhythmic structure");
 376       return;
 377     }
 378
 379   /*
 380     Don't (start) auto-beam over empty stems; skips or rests
 381   */
 382   if (!Stem::head_count (stem))
 383     {
 384       if (stems_)
 385         end_beam ();
 386       return;
 387     }
 388
 389   if (Stem::get_beam (stem))
 390     {
 391       if (stems_)
 392         junk_beam ();
 393       return;
 394     }
 395
 396   int durlog = unsmob<Duration> (ev->get_property ("duration"))->duration_log ();
 397
 398   if (durlog <= 2)
 399     {
 400       if (stems_)
 401         end_beam ();
 402       return;
 403     }
 404
 405   /*
 406     ignore interspersed grace notes.
 407   */
 408   Moment now = now_mom ();
 409   if (!is_same_grace_state (beam_start_location_, now))
 410     return;
 411
 412   Duration *stem_duration = unsmob<Duration> (ev->get_property ("duration"));
 413   Moment dur = stem_duration->get_length ();
 414
 415   //Moment dur = unsmob<Duration> (ev->get_property ("duration"))->get_length ();
 416   Moment measure_now = measure_position (context ());
 417   bool recheck_needed = false;
 418
 419   if (dur < shortest_mom_)
 420     {
 421       /* new shortest moment, so store it and set recheck_needed */
 422       shortest_mom_ = dur;
 423       recheck_needed = true;
 424     }
 425
 426   /* end should be based on shortest_mom_, begin should be
 427      based on current duration  */
 428   consider_end (measure_now, shortest_mom_);
 429   consider_begin (measure_now, dur);
 430
 431   if (!stems_)
 432     return;
 433
 434   grouping_->add_stem (now - beam_start_moment_ + beam_start_location_,
 435                        durlog - 2,
 436                        Stem::is_invisible (stem),
 437                        stem_duration->factor (),
 438                        (to_boolean (stem->get_property ("tuplet-start"))));
 439   stems_->push_back (stem);
 440   last_add_mom_ = now;
 441   extend_mom_ = max (extend_mom_, now) + get_event_length (ev, now);
 442   if (recheck_needed)
 443     recheck_beam ();
 444 }
 445
 446 void
 447 Auto_beam_engraver::recheck_beam ()
 448 {
 449   /*
 450     Recheck the beam after the shortest duration has changed
 451     If shorter duration has created a new break, typeset the
 452     first part of the beam and reset the current beam to just
 453     the last part of the beam
 454   */
 455   Beaming_pattern *new_grouping_ = 0;
 456   vector<Item *> *new_stems_ = 0;
 457   Moment temporary_shortest_mom;
 458   SCM temporary_beam_settings;
 459
 460   bool found_end;
 461
 462   for (vsize i = 0; i < stems_->size () - 1;)
 463     {
 464       found_end = test_moment (STOP,
 465                                grouping_->end_moment (i),
 466                                shortest_mom_);
 467       if (!found_end)
 468         i++;
 469       else
 470         {
 471           /*
 472             Save the current beam settings and shortest_mom_
 473             Necessary because end_beam destroys them
 474           */
 475           temporary_shortest_mom = shortest_mom_;
 476           temporary_beam_settings = beam_settings_;
 477
 478           /* Eliminate (and save) the items no longer part of the first beam */
 479
 480           new_grouping_ = grouping_->split_pattern (i);
 481           new_stems_ = remove_end_stems (i);
 482
 483           end_beam ();
 484           typeset_beam ();
 485
 486           /* now recreate the unbeamed data structures */
 487           stems_ = new_stems_;
 488           grouping_ = new_grouping_;
 489           shortest_mom_ = temporary_shortest_mom;
 490           beam_settings_ = temporary_beam_settings;
 491
 492           i = 0;
 493         }
 494
 495     }
 496
 497 }
 498
 499 /*
 500   Remove all stems with an index greater than split_index
 501   from stems_, and return a vector containing all of the
 502   removed stems
 503 */
 504 vector <Item *> *
 505 Auto_beam_engraver::remove_end_stems (vsize split_index)
 506 {
 507   vector <Item *> *removed_stems = 0;
 508   removed_stems = new vector <Item *>;
 509
 510   for (vsize j = split_index + 1; j < stems_->size (); j++)
 511     removed_stems->push_back ((*stems_).at (j));
 512   for (vsize j = split_index + 1; j < stems_->size ();)
 513     stems_->pop_back ();
 514   return removed_stems;
 515 }
 516
 517 void
 518 Auto_beam_engraver::process_acknowledged ()
 519 {
 520   Moment now = now_mom ();
 521   if (extend_mom_ > now)
 522     return;
 523
 524   if (!process_acknowledged_count_)
 525     {
 526       Moment measure_now = measure_position (context ());
 527       consider_end (measure_now, shortest_mom_);
 528     }
 529   else if (process_acknowledged_count_ > 1)
 530     {
 531       if (stems_)
 532         {
 533           if ((extend_mom_ < now)
 534               || ((extend_mom_ == now) && (last_add_mom_ != now)))
 535             end_beam ();
 536           else if (!stems_->size ())
 537             junk_beam ();
 538         }
 539     }
 540
 541   process_acknowledged_count_++;
 542 }
 543
 544 void
 545 Auto_beam_engraver::boot ()
 546 {
 547   ADD_LISTENER (Auto_beam_engraver, beam_forbid);
 548   ADD_ACKNOWLEDGER (Auto_beam_engraver, stem);
 549   ADD_ACKNOWLEDGER (Auto_beam_engraver, bar_line);
 550   ADD_ACKNOWLEDGER (Auto_beam_engraver, beam);
 551   ADD_ACKNOWLEDGER (Auto_beam_engraver, breathing_sign);
 552   ADD_ACKNOWLEDGER (Auto_beam_engraver, rest);
 553 }
 554
 555 ADD_TRANSLATOR (Auto_beam_engraver,
 556                 /* doc */
 557                 "Generate beams based on measure characteristics and observed"
 558                 " Stems.  Uses @code{baseMoment}, @code{beatStructure},"
 559                 " @code{beamExceptions}, @code{measureLength}, and"
 560                 " @code{measurePosition} to decide when to start and stop a"
 561                 " beam.  Overriding beaming is done through"
 562                 " @ref{Stem_engraver} properties @code{stemLeftBeamCount} and"
 563                 " @code{stemRightBeamCount}.",
 564
 565                 /* create */
 566                 "Beam ",
 567
 568                 /* read */
 569                 "autoBeaming "
 570                 "baseMoment "
 571                 "beamExceptions "
 572                 "beamHalfMeasure "
 573                 "beatStructure "
 574                 "subdivideBeams ",
 575
 576                 /* write */
 577                 ""
 578                );
 579
 580 class Grace_auto_beam_engraver : public Auto_beam_engraver
 581 {
 582   TRANSLATOR_DECLARATIONS (Grace_auto_beam_engraver);
 583   TRANSLATOR_INHERIT (Auto_beam_engraver);
 584
 585 private:
 586   Moment last_grace_start_; // Full starting time of last grace group
 587   Moment last_grace_position_; // Measure position of same
 588   virtual void process_music ();
 589   virtual bool is_same_grace_state (Moment, Moment);
 590   virtual bool test_moment (Direction, Moment, Moment);
 591 };
 592
 593 Grace_auto_beam_engraver::Grace_auto_beam_engraver (Context *c)
 594   : Auto_beam_engraver (c)
 595 {
 596   last_grace_start_.main_part_.set_infinite (-1);
 597   // grace_part_ is zero -> test_moment is false, last_grace_position_
 598   // not considered.
 599 }
 600
 601 bool
 602 Grace_auto_beam_engraver::is_same_grace_state (Moment, Moment)
 603 {
 604   // This is for ignoring interspersed grace notes in main note
 605   // beaming.  We never want to ignore something inside of grace note
 606   // beaming, so return true.
 607   return true;
 608 }
 609
 610 void
 611 Grace_auto_beam_engraver::process_music ()
 612 {
 613   Moment now = now_mom ();
 614   // Update last_grace_start_ and last_grace_position_ only when the
 615   // main time advances.
 616   if (now.main_part_ > last_grace_start_.main_part_)
 617     {
 618       last_grace_start_ = now;
 619       last_grace_position_ = measure_position (context ());
 620     }
 621
 622   Auto_beam_engraver::process_music ();
 623 }
 624
 625 bool
 626 Grace_auto_beam_engraver::test_moment (Direction dir, Moment test_mom, Moment)
 627 {
 628   // If no grace group started this main moment, we have no business
 629   // beaming.  Same if we have left the original main time step.
 630   if (!last_grace_start_.grace_part_
 631       || last_grace_position_.main_part_ != test_mom.main_part_)
 632     return false;
 633   // Autobeam start only when at the start of the grace group.
 634   if (dir == START)
 635       return last_grace_position_ == test_mom;
 636   // Autobeam end only when the grace part is finished.
 637   return !test_mom.grace_part_;
 638 }
 639
 640 void
 641 Grace_auto_beam_engraver::boot ()
 642 {
 643   ADD_LISTENER (Grace_auto_beam_engraver, beam_forbid);
 644   ADD_ACKNOWLEDGER (Grace_auto_beam_engraver, stem);
 645   ADD_ACKNOWLEDGER (Grace_auto_beam_engraver, bar_line);
 646   ADD_ACKNOWLEDGER (Grace_auto_beam_engraver, beam);
 647   ADD_ACKNOWLEDGER (Grace_auto_beam_engraver, breathing_sign);
 648   ADD_ACKNOWLEDGER (Grace_auto_beam_engraver, rest);
 649 }
 650
 651 ADD_TRANSLATOR (Grace_auto_beam_engraver,
 652                 /* doc */
 653                 "Generates one autobeam group across an entire grace phrase. "
 654                 " As usual, any manual beaming or @code{\\noBeam} will block"
 655                 " autobeaming, just like setting the context property"
 656                 " @samp{autoBeaming} to @code{##f}.",
 657
 658                 /* create */
 659                 "Beam ",
 660
 661                 /* read */
 662                 "autoBeaming ",
 663
 664                 /* write */
 665                 ""
 666                );