lily/side-position-interface.cc

   1 /*
   2   This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
   3
   4   Copyright (C) 1998--2014 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
   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 "side-position-interface.hh"
  21
  22 #include <cmath>                // ceil.
  23 #include <algorithm>
  24 #include <set>
  25 #include <map>
  26
  27 using namespace std;
  28
  29 #include "accidental-interface.hh"
  30 #include "accidental-placement.hh"
  31 #include "axis-group-interface.hh"
  32 #include "directional-element-interface.hh"
  33 #include "grob.hh"
  34 #include "grob-array.hh"
  35 #include "international.hh"
  36 #include "item.hh"
  37 #include "main.hh"
  38 #include "misc.hh"
  39 #include "note-head.hh"
  40 #include "note-column.hh"
  41 #include "pointer-group-interface.hh"
  42 #include "skyline-pair.hh"
  43 #include "staff-symbol-referencer.hh"
  44 #include "staff-symbol.hh"
  45 #include "stem.hh"
  46 #include "string-convert.hh"
  47 #include "system.hh"
  48 #include "warn.hh"
  49 #include "unpure-pure-container.hh"
  50
  51 void
  52 Side_position_interface::add_support (Grob *me, Grob *e)
  53 {
  54   Pointer_group_interface::add_unordered_grob (me, ly_symbol2scm ("side-support-elements"), e);
  55 }
  56
  57 set<Grob *>
  58 get_support_set (Grob *me)
  59 {
  60   // Only slightly kludgy heuristic...
  61   // We want to make sure that all AccidentalPlacements'
  62   // accidentals make it into the side support
  63   extract_grob_set (me, "side-support-elements", proto_support);
  64   set<Grob *> support;
  65
  66   for (vsize i = 0; i < proto_support.size (); i++)
  67     {
  68       if (Accidental_placement::has_interface (proto_support[i]))
  69         {
  70           Grob *accs = proto_support[i];
  71           for (SCM acs = accs->get_object ("accidental-grobs"); scm_is_pair (acs);
  72                acs = scm_cdr (acs))
  73             for (SCM s = scm_cdar (acs); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
  74               {
  75                 Grob *a = unsmob_grob (scm_car (s));
  76                 support.insert (a);
  77               }
  78         }
  79       else
  80         support.insert (proto_support[i]);
  81     }
  82   return support;
  83 }
  84
  85 /*
  86   Position next to support, taking into account my own dimensions and padding.
  87 */
  88 SCM
  89 axis_aligned_side_helper (SCM smob, Axis a, bool pure, int start, int end, SCM current_off_scm)
  90 {
  91   Real r;
  92   Real *current_off_ptr = 0;
  93   if (scm_is_number (current_off_scm))
  94     {
  95       r = scm_to_double (current_off_scm);
  96       current_off_ptr = &r;
  97     }
  98
  99   Grob *me = unsmob_grob (smob);
 100   // We will only ever want widths of spanners after line breaking
 101   // so we can set pure to false
 102   if (dynamic_cast<Spanner *> (me) && a == X_AXIS)
 103     pure = false;
 104
 105   return Side_position_interface::aligned_side (me, a, pure, start, end, current_off_ptr);
 106 }
 107
 108 MAKE_SCHEME_CALLBACK_WITH_OPTARGS (Side_position_interface, x_aligned_side, 2, 1, "");
 109 SCM
 110 Side_position_interface::x_aligned_side (SCM smob, SCM current_off)
 111 {
 112   // Because horizontal skylines need vertical heights, we'd trigger
 113   // unpure calculations too soon if this were called before line breaking.
 114   // So, we always use pure heights.  Given that horizontal skylines are
 115   // almost always used before line breaking anyway, this doesn't cause
 116   // problems.
 117   return axis_aligned_side_helper (smob, X_AXIS, true, 0, 0, current_off);
 118 }
 119
 120 MAKE_SCHEME_CALLBACK_WITH_OPTARGS (Side_position_interface, y_aligned_side, 2, 1, "");
 121 SCM
 122 Side_position_interface::y_aligned_side (SCM smob, SCM current_off)
 123 {
 124   return axis_aligned_side_helper (smob, Y_AXIS, false, 0, 0, current_off);
 125 }
 126
 127 MAKE_SCHEME_CALLBACK_WITH_OPTARGS (Side_position_interface, pure_y_aligned_side, 4, 1, "");
 128 SCM
 129 Side_position_interface::pure_y_aligned_side (SCM smob, SCM start, SCM end, SCM cur_off)
 130 {
 131   return axis_aligned_side_helper (smob, Y_AXIS, true,
 132                                    scm_to_int (start),
 133                                    scm_to_int (end),
 134                                    cur_off);
 135 }
 136
 137 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Side_position_interface, calc_cross_staff, 1)
 138 SCM
 139 Side_position_interface::calc_cross_staff (SCM smob)
 140 {
 141   Grob *me = unsmob_grob (smob);
 142   extract_grob_set (me, "side-support-elements", elts);
 143
 144   Direction my_dir = get_grob_direction (me) ;
 145
 146   for (vsize i = 0; i < elts.size (); i++)
 147     {
 148       /*
 149         If 'me' is placed relative to any cross-staff element with a
 150         'direction callback defined, the placement of 'me' is likely
 151         to depend on staff-spacing, thus 'me' should be considered
 152         cross-staff.
 153       */
 154       if (to_boolean (elts[i]->get_property ("cross-staff"))
 155            && !is_direction (elts[i]->get_property_data ("direction")))
 156         return SCM_BOOL_T;
 157
 158       /*
 159         If elts[i] is cross-staff and is pointing in the same
 160         direction as 'me', we assume that the alignment
 161         of 'me' is influenced the cross-staffitude of elts[i]
 162         and thus we mark 'me' as cross-staff.
 163       */
 164       if (to_boolean (elts[i]->get_property ("cross-staff"))
 165            && my_dir == get_grob_direction (elts[i]))
 166         return SCM_BOOL_T;
 167     }
 168
 169   Grob *myvag = Grob::get_vertical_axis_group (me);
 170   for (vsize i = 0; i < elts.size (); i++)
 171     if (myvag != Grob::get_vertical_axis_group (elts[i]))
 172       return SCM_BOOL_T;
 173
 174   return SCM_BOOL_F;
 175 }
 176
 177 // long function - each stage is clearly marked
 178
 179 SCM
 180 Side_position_interface::aligned_side (Grob *me, Axis a, bool pure, int start, int end,
 181                                        Real *current_off)
 182 {
 183   Direction dir = get_grob_direction (me);
 184
 185   set<Grob *> support = get_support_set (me);
 186
 187   Grob *common[2];
 188   for (Axis ax = X_AXIS; ax < NO_AXES; incr (ax))
 189     common[ax] = common_refpoint_of_array (support,
 190                                            (ax == a
 191                                            ? me->get_parent (ax)
 192                                            : me),
 193                                            ax);
 194
 195   Grob *staff_symbol = Staff_symbol_referencer::get_staff_symbol (me);
 196   bool quantize_position = to_boolean (me->get_maybe_pure_property ("quantize-position", pure, start, end));
 197   bool me_cross_staff = to_boolean (me->get_property ("cross-staff"));
 198
 199   bool include_staff
 200     = staff_symbol
 201       && a == Y_AXIS
 202       && scm_is_number (me->get_maybe_pure_property ("staff-padding", pure, start, end))
 203       && !quantize_position;
 204
 205   if (include_staff)
 206     common[Y_AXIS] = staff_symbol->common_refpoint (common[Y_AXIS], Y_AXIS);
 207
 208   Skyline my_dim;
 209   SCM skyp = me->get_maybe_pure_property (a == X_AXIS
 210                                           ? "horizontal-skylines"
 211                                           : "vertical-skylines",
 212                                           pure,
 213                                           start,
 214                                           end);
 215   if (Skyline_pair::unsmob (skyp))
 216     {
 217       // for spanner pure heights, we don't know horizontal spacing,
 218       // so a spanner can never have a meaningful x coordiante
 219       // we just give it the parents' coordinate because its
 220       // skyline will likely be of infinite width anyway
 221       // and we don't want to prematurely trigger H spacing
 222       Real xc = a == X_AXIS || (pure && dynamic_cast<Spanner *> (me))
 223                 ? me->get_parent (X_AXIS)->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS)
 224                 : me->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS);
 225       // same here, for X_AXIS spacing, if it's happening, it should only be
 226       // before line breaking.  because there is no thing as "pure" x spacing,
 227       // we assume that it is all pure
 228       Real yc = a == X_AXIS
 229                 ? me->pure_relative_y_coordinate (common[Y_AXIS], start, end)
 230                 : me->get_parent (Y_AXIS)->maybe_pure_coordinate (common[Y_AXIS], Y_AXIS, pure, start, end);
 231       Skyline_pair copy = *Skyline_pair::unsmob (skyp);
 232       copy.shift (a == X_AXIS ? yc : xc);
 233       copy.raise (a == X_AXIS ? xc : yc);
 234       my_dim = copy[-dir];
 235     }
 236   else
 237     me->warning ("cannot find skylines - strange alignment will follow");
 238
 239
 240   vector<Box> boxes;
 241   vector<Skyline_pair> skyps;
 242   set<Grob *>::iterator it;
 243
 244   for (it = support.begin (); it != support.end (); it++)
 245     {
 246       Grob *e = *it;
 247
 248       bool cross_staff = to_boolean (e->get_property ("cross-staff"));
 249       if (a == Y_AXIS
 250           && !me_cross_staff // 'me' promised not to adapt to staff-spacing
 251           && cross_staff) // but 'e' might move based on staff-pacing
 252         continue; // so 'me' may not move in response to 'e'
 253
 254       if (a == Y_AXIS
 255           && Stem::has_interface (e))
 256         {
 257           // If called as 'pure' we may not force a stem to set its direction,
 258           if (pure && !is_direction (e->get_property_data ("direction")))
 259             continue;
 260           // There is no need to consider stems pointing away.
 261           if (dir == -get_grob_direction (e))
 262             continue;
 263         }
 264
 265       if (e)
 266         {
 267            SCM sp = e->get_maybe_pure_property (a == X_AXIS
 268                                                 ? "horizontal-skylines"
 269                                                 : "vertical-skylines",
 270                                                 pure,
 271                                                 start,
 272                                                 end);
 273
 274            if (Skyline_pair::unsmob (sp))
 275              {
 276                Real xc = pure && dynamic_cast<Spanner *> (e)
 277                          ? e->get_parent (X_AXIS)->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS)
 278                          : e->relative_coordinate (common[X_AXIS], X_AXIS);
 279                // same logic as above
 280                // we assume horizontal spacing is always pure
 281                Real yc = a == X_AXIS
 282                          ? e->pure_relative_y_coordinate (common[Y_AXIS], start, end)
 283                          : e->maybe_pure_coordinate (common[Y_AXIS], Y_AXIS, pure, start, end);
 284                Skyline_pair copy = *Skyline_pair::unsmob (sp);
 285                if (a == Y_AXIS
 286                    && Stem::has_interface (e)
 287                    && to_boolean (me->get_maybe_pure_property ("add-stem-support", pure, start, end)))
 288                  copy[dir].set_minimum_height (copy[dir].max_height ());
 289                copy.shift (a == X_AXIS ? yc : xc);
 290                copy.raise (a == X_AXIS ? xc : yc);
 291                skyps.push_back (copy);
 292              }
 293            else { /* no warning*/ }
 294         }
 295     }
 296
 297   Skyline dim (boxes, other_axis (a), dir);
 298   if (skyps.size ())
 299     {
 300       Skyline_pair merged (skyps);
 301       dim.merge (merged[dir]);
 302     }
 303
 304   if (include_staff)
 305     {
 306       Interval staff_extents;
 307       common[Y_AXIS] = staff_symbol->common_refpoint (common[Y_AXIS], Y_AXIS);
 308       staff_extents = staff_symbol->maybe_pure_extent (common[Y_AXIS], Y_AXIS, pure, start, end);
 309       dim.set_minimum_height (staff_extents[dir]);
 310     }
 311
 312   // Sometimes, we want to side position for grobs but they
 313   // don't position against anything.  Some cases where this is true:
 314   //   - StanzaNumber if the supporting lyrics are hara-kiri'd
 315   //     SystemStartBracket
 316   //     InstrumentName
 317   // In all these cases, we set the height of the support to 0.
 318   // This becomes then like the self-alignment-interface with the
 319   // caveat that there is padding added.
 320   // TODO: if there is a grob that never has side-support-elements
 321   // (like InstrumentName), why are we using this function? Isn't it
 322   // overkill? A function like self-alignment-interface with padding
 323   // works just fine.
 324   // One could even imagine the two interfaces merged, as the only
 325   // difference is that in self-alignment-interface we align on the parent
 326   // where as here we align on a group of grobs.
 327   if (dim.is_empty ())
 328     {
 329       dim = Skyline (dim.direction ());
 330       dim.set_minimum_height (0.0);
 331     }
 332
 333   Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
 334   Real dist = dim.distance (my_dim, robust_scm2double (me->get_maybe_pure_property ("horizon-padding", pure, start, end), 0.0));
 335   Real total_off = !isinf (dist) ? dir * dist : 0.0;
 336
 337   total_off += dir * ss * robust_scm2double (me->get_maybe_pure_property ("padding", pure, start, end), 0.0);
 338
 339   Real minimum_space = ss * robust_scm2double (me->get_maybe_pure_property ("minimum-space", pure, start, end), -1);
 340
 341   if (minimum_space >= 0
 342       && dir
 343       && total_off * dir < minimum_space)
 344     total_off = minimum_space * dir;
 345
 346   if (current_off)
 347     total_off = dir * max (dir * total_off,
 348                            dir * (*current_off));
 349
 350   /* FIXME: 1000 should relate to paper size.  */
 351   if (fabs (total_off) > 1000)
 352     {
 353       string msg
 354         = String_convert::form_string ("Improbable offset for grob %s: %f",
 355                                        me->name ().c_str (), total_off);
 356
 357       programming_error (msg);
 358       if (strict_infinity_checking)
 359         scm_misc_error (__FUNCTION__, "Improbable offset.", SCM_EOL);
 360     }
 361
 362   /*
 363     Ensure 'staff-padding' from my refpoint to the staff.  This is similar to
 364     side-position with padding, but it will put adjoining objects on a row if
 365     stuff sticks out of the staff a little.
 366   */
 367   Grob *staff = Staff_symbol_referencer::get_staff_symbol (me);
 368   if (staff && a == Y_AXIS)
 369     {
 370       if (quantize_position)
 371         {
 372           Grob *common = me->common_refpoint (staff, Y_AXIS);
 373           Real my_off = me->get_parent (Y_AXIS)->maybe_pure_coordinate (common, Y_AXIS, pure, start, end);
 374           Real staff_off = staff->maybe_pure_coordinate (common, Y_AXIS, pure, start, end);
 375           Real ss = Staff_symbol::staff_space (staff);
 376           Real position = 2 * (my_off + total_off - staff_off) / ss;
 377           Real rounded = directed_round (position, dir);
 378           Grob *head = me->get_parent (X_AXIS);
 379
 380           Interval staff_span = Staff_symbol::line_span (staff);
 381           staff_span.widen (1);
 382           if (staff_span.contains (position)
 383               /* In case of a ledger lines, quantize even if we're outside the staff. */
 384               || (Note_head::has_interface (head)
 385
 386                   && abs (Staff_symbol_referencer::get_position (head)) > abs (position)))
 387             {
 388               total_off += (rounded - position) * 0.5 * ss;
 389               if (Staff_symbol_referencer::on_line (me, int (rounded)))
 390                 total_off += dir * 0.5 * ss;
 391             }
 392         }
 393       else if (scm_is_number (me->get_maybe_pure_property ("staff-padding", pure, start, end)) && dir)
 394         {
 395           Real staff_padding
 396             = Staff_symbol_referencer::staff_space (me)
 397               * scm_to_double (me->get_maybe_pure_property ("staff-padding", pure, start, end));
 398
 399           Grob *parent = me->get_parent (Y_AXIS);
 400           Grob *common = me->common_refpoint (staff, Y_AXIS);
 401           Real parent_position = parent->maybe_pure_coordinate (common, Y_AXIS, pure, start, end);
 402           Real staff_position = staff->maybe_pure_coordinate (common, Y_AXIS, pure, start, end);
 403           Interval staff_extent = staff->maybe_pure_extent (staff, a, pure, start, end);
 404           Real diff = (dir * staff_extent[dir] + staff_padding
 405                        - dir * total_off
 406                        + dir * (staff_position - parent_position));
 407           total_off += dir * max (diff, 0.0);
 408         }
 409     }
 410   return scm_from_double (total_off);
 411 }
 412
 413 void
 414 Side_position_interface::set_axis (Grob *me, Axis a)
 415 {
 416   if (!scm_is_number (me->get_property ("side-axis")))
 417     {
 418       me->set_property ("side-axis", scm_from_int (a));
 419       chain_offset_callback (me,
 420                              (a == X_AXIS)
 421                              ? x_aligned_side_proc
 422                              : ly_make_unpure_pure_container (y_aligned_side_proc, pure_y_aligned_side_proc),
 423                              a);
 424     }
 425 }
 426
 427 Axis
 428 Side_position_interface::get_axis (Grob *me)
 429 {
 430   if (scm_is_number (me->get_property ("side-axis")))
 431     return Axis (scm_to_int (me->get_property ("side-axis")));
 432
 433   string msg = String_convert::form_string ("side-axis not set for grob %s.",
 434                                             me->name ().c_str ());
 435   me->programming_error (msg);
 436   return NO_AXES;
 437 }
 438
 439 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Side_position_interface, move_to_extremal_staff, 1);
 440 SCM
 441 Side_position_interface::move_to_extremal_staff (SCM smob)
 442 {
 443   Grob *me = unsmob_grob (smob);
 444   System *sys = dynamic_cast<System *> (me->get_system ());
 445   Direction dir = get_grob_direction (me);
 446   if (dir != DOWN)
 447     dir = UP;
 448
 449   Interval iv = me->extent (sys, X_AXIS);
 450   iv.widen (1.0);
 451   Grob *top_staff = sys->get_extremal_staff (dir, iv);
 452
 453   if (!top_staff)
 454     return SCM_BOOL_F;
 455
 456   // Only move this grob if it is a direct child of the system.  We
 457   // are not interested in moving marks from other staves to the top
 458   // staff; we only want to move marks from the system to the top
 459   // staff.
 460   if (sys != me->get_parent (Y_AXIS))
 461     return SCM_BOOL_F;
 462
 463   me->set_parent (top_staff, Y_AXIS);
 464   me->flush_extent_cache (Y_AXIS);
 465   Axis_group_interface::add_element (top_staff, me);
 466
 467   // Remove any cross-staff side-support dependencies
 468   Grob_array *ga = unsmob_grob_array (me->get_object ("side-support-elements"));
 469   if (ga)
 470     {
 471       vector<Grob *> const &elts = ga->array ();
 472       vector<Grob *> new_elts;
 473       for (vsize i = 0; i < elts.size (); ++i)
 474         {
 475           if (me->common_refpoint (elts[i], Y_AXIS) == top_staff)
 476             new_elts.push_back (elts[i]);
 477         }
 478       ga->set_array (new_elts);
 479     }
 480   return SCM_BOOL_T;
 481 }
 482
 483 ADD_INTERFACE (Side_position_interface,
 484                "Position a victim object (this one) next to other objects"
 485                " (the support).  The property @code{direction} signifies where"
 486                " to put the victim object relative to the support (left or"
 487                " right, up or down?)\n"
 488                "\n"
 489                "The routine also takes the size of the staff into account if"
 490                " @code{staff-padding} is set.  If undefined, the staff symbol"
 491                " is ignored.",
 492
 493                /* properties */
 494                "add-stem-support "
 495                "direction "
 496                "minimum-space "
 497                "horizon-padding "
 498                "padding "
 499                "quantize-position "
 500                "side-axis "
 501                "side-support-elements "
 502                "slur-padding "
 503                "staff-padding "
 504                "use-skylines "
 505               );