]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/beaming-pattern.cc
Run grand-replace (issue 3765)
[lilypond.git] / lily / beaming-pattern.cc
index 542ce8e455c61f6191a48c7a4d040948abd61285..4415debf98677e04888299dde09e760479b57245 100644 (file)
 /*
-  beaming-info.cc -- implement Beam_rhythmic_element, Beaming_pattern
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
 
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
+  Copyright (C) 1999--2014 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
 
-  (c) 1999--2007 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
+  LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  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.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-#include "beaming-pattern.hh"
 #include "context.hh"
+#include "beaming-pattern.hh"
 
+/*
+  Represents a stem belonging to a beam. Sometimes (for example, if the stem
+  belongs to a rest and stemlets aren't used) the stem will be invisible.
+
+  The rhythmic_importance_ of an element tells us the significance of the
+  moment at which this element occurs. For example, an element that occurs at
+  a beat is more significant than one that doesn't. Smaller number are
+  more important. The rhythmic_importance_ is decided and filled in by
+  Beaming_pattern. A rhythmic_importance_ smaller than zero has extra
+  significance: it represents the start of a beat and therefore beams may
+  need to be subdivided.
+*/
 Beam_rhythmic_element::Beam_rhythmic_element ()
 {
   start_moment_ = 0;
+  rhythmic_importance_ = 0;
   beam_count_drul_[LEFT] = 0;
   beam_count_drul_[RIGHT] = 0;
-
+  invisible_ = false;
+  factor_ = Rational (1);
+  tuplet_start_ = false;
 }
 
-Beam_rhythmic_element::Beam_rhythmic_element (Moment m, int i)
+Beam_rhythmic_element::Beam_rhythmic_element (Moment m, int i, bool inv,
+                                              Rational factor, bool tuplet_start)
 {
   start_moment_ = m;
+  rhythmic_importance_ = 0;
   beam_count_drul_[LEFT] = i;
   beam_count_drul_[RIGHT] = i;
+  invisible_ = inv;
+  factor_ = factor;
+  tuplet_start_ = tuplet_start;
 }
 
-
 void
 Beam_rhythmic_element::de_grace ()
 {
   if (start_moment_.grace_part_)
     {
-      start_moment_.main_part_ = start_moment_.grace_part_; 
+      start_moment_.main_part_ = start_moment_.grace_part_;
       start_moment_.grace_part_ = 0;
     }
 }
 
 int
-count_factor_twos (int x)
+Beam_rhythmic_element::count (Direction d) const
 {
-  int c = 0;
-  while (x && x % 2 == 0)
-    {
-      x /= 2;
-      c ++;
-    }
-        
-  return c;
+  return beam_count_drul_[d];
 }
 
-int
-Beaming_pattern::best_splitpoint_index (bool *at_boundary) const
+/*
+  Finds the appropriate direction for the flags at the given index that
+  hang below the neighbouring flags. If
+  the stem has no more flags than either of its neighbours, this returns
+  CENTER.
+*/
+Direction
+Beaming_pattern::flag_direction (Beaming_options const &options, vsize i) const
 {
-  *at_boundary = true;
-  for (vsize i = 1; i < infos_.size (); i++)  
-    {
-      if (infos_[i].group_start_  == infos_[i].start_moment_)
-       return i;
-    }
-
-  for (vsize i = 1; i < infos_.size (); i++)  
+  // The extremal stems shouldn't be messed with, so it's appropriate to
+  // return CENTER here also.
+  if (i == 0 || i == infos_.size () - 1)
+    return CENTER;
+
+  int count = infos_[i].count (LEFT); // Both directions should still be the same
+  int left_count = infos_[i - 1].count (RIGHT);
+  int right_count = infos_[i + 1].count (LEFT);
+
+  // If we are told to subdivide beams and we are next to a beat, point the
+  // beamlet away from the beat.
+  if (options.subdivide_beams_)
     {
-      if (infos_[i].beat_start_  == infos_[i].start_moment_)
-       return i;
+      if (infos_[i].rhythmic_importance_ < 0)
+        return RIGHT;
+      else if (infos_[i + 1].rhythmic_importance_ < 0)
+        return LEFT;
     }
 
-  *at_boundary = false;
-  
-  int min_den = INT_MAX;
-  int min_index = -1;
-  
-  Moment beat_pos;
-  for (vsize i = 1; i < infos_.size (); i++)  
+  if (count <= left_count && count <= right_count)
+    return CENTER;
+  else if (!options.strict_beat_beaming_)
     {
-      Moment dt = infos_[i].start_moment_ - infos_[i].beat_start_;
-
-      /*
-       This is a kludge, for the most common case of 16th, 32nds
-       etc. What should really happen is that \times x/y should
-       locally introduce a voice-specific beat duration.  (or
-       perhaps: a list of beat durations for nested tuplets.)
-       
-       */
-      
-      dt /= infos_[i].beat_length_;
-      
-      if (dt.den () < min_den)
-       {
-         min_den = dt.den ();
-         min_index = i;
-       }
+      // Try to avoid sticking-out flags as much as possible by pointing
+      // my flags at the neighbor with the most flags.
+      if (right_count > left_count)
+        return RIGHT;
+      else if (left_count > right_count)
+        return LEFT;
     }
 
-  return min_index;
-}
-
-int
-Beaming_pattern::beam_extend_count (Direction d) const
-{
-  if (infos_.size () == 1)
-    return infos_[0].beam_count_drul_[d];
-
-  Beam_rhythmic_element thisbeam = boundary (infos_, d, 0);
-  Beam_rhythmic_element next = boundary (infos_, d, 1);
-
-  return min (thisbeam.beam_count_drul_[-d], next.beam_count_drul_[d]);
+  // If all else fails, point the beamlet away from the important moment.
+  return (infos_[i].rhythmic_importance_ < infos_[i + 1].rhythmic_importance_)
+         ? RIGHT : LEFT;
 }
 
 void
 Beaming_pattern::de_grace ()
 {
-  for (vsize i = 0; i < infos_.size (); i ++)
+  for (vsize i = 0; i < infos_.size (); i++)
     {
       infos_[i].de_grace ();
     }
 }
 
 void
-Beaming_pattern::beamify (Context *context)
+Beaming_pattern::beamify (Beaming_options const &options)
 {
   if (infos_.size () <= 1)
     return;
 
+  unbeam_invisible_stems ();
+
   if (infos_[0].start_moment_.grace_part_)
     de_grace ();
-  
-  bool subdivide_beams = to_boolean (context->get_property ("subdivideBeams"));
-  Moment beat_length = robust_scm2moment (context->get_property ("beatLength"), Moment (1, 4));
-  Moment measure_length = robust_scm2moment (context->get_property ("measureLength"), Moment (1, 4));
 
   if (infos_[0].start_moment_ < Moment (0))
-    for (vsize i = 0; i < infos_.size(); i++)
-      infos_[i].start_moment_ += measure_length;
-  
-  SCM grouping = context->get_property ("beatGrouping");
-  Moment measure_pos (0);
-  
-  vector<Moment> group_starts;
-  vector<Moment> beat_starts;
-  
-  while (measure_pos <= infos_.back().start_moment_)
-    {
-      int count = 2;
-      if (scm_is_pair (grouping))
-       {
-         count = scm_to_int (scm_car (grouping));
-         grouping = scm_cdr (grouping);
-       }
-
-      group_starts.push_back (measure_pos);
-      for (int i = 0; i < count; i++)
-       {
-         beat_starts.push_back (measure_pos + beat_length * i);
-       }
-      measure_pos += beat_length * count;
-    }
-   
-  vsize j = 0;
-  vsize k = 0;
-  for (vsize i = 0; i  < infos_.size(); i++)
-    {
-      while (j + 1 < group_starts.size()
-            && group_starts[j+1] <= infos_[i].start_moment_)
-       j++;
+    for (vsize i = 0; i < infos_.size (); i++)
+      infos_[i].start_moment_ += options.measure_length_;
 
-      infos_[i].group_start_ = group_starts[j];
-      infos_[i].beat_length_ = beat_length;  
-      while (k + 1 < beat_starts.size() 
-            && beat_starts[k+1] <= infos_[i].start_moment_)
-       k++;
+  find_rhythmic_importance (options);
 
-      infos_[i].beat_start_ = beat_starts[k];
+  vector <Direction> flag_directions;
+  // Get the initial flag directions
+  for (vsize i = 0; i < infos_.size (); i++)
+    flag_directions.push_back (flag_direction (options, i));
+
+  // Correct flag directions for subdivision
+  for (vsize i = 1; i < infos_.size () - 1; i++)
+    {
+      if ((flag_directions[i] == CENTER) && (flag_directions[i - 1] == LEFT))
+        flag_directions[i] = RIGHT;
+      if ((flag_directions[i] == CENTER) && (flag_directions[i + 1] == RIGHT))
+        flag_directions[i] = LEFT;
     }
-  
-  beamify (subdivide_beams);
-}
 
+  // Set the count on each side of the stem
+  // We need to run this code twice to make both the
+  // left and the right counts work properly
+  for (int i = 0; i < 2; i++)
+    for (vsize i = 1; i < infos_.size () - 1; i++)
+      {
+        Direction non_flag_dir = other_dir (flag_directions[i]);
+        if (non_flag_dir)
+          {
+            int importance = infos_[i + 1].rhythmic_importance_;
+            int count = (importance < 0 && options.subdivide_beams_)
+                        ? 1 : min (min (infos_[i].count (non_flag_dir),
+                                        infos_[i + non_flag_dir].count (-non_flag_dir)),
+                                   infos_[i - non_flag_dir].count (non_flag_dir));
+
+            infos_[i].beam_count_drul_[non_flag_dir] = count;
+          }
+      }
+}
 
+/*
+   Set the tuplet start moment as necessary
+*/
 void
-Beaming_pattern::beamify (bool subdivide_beams)
+update_tuplet (Moment start_moment, Rational factor, Moment *tuplet_start_moment)
 {
-  if (infos_.size () <= 1)
-    return;
-  
-  Drul_array<Beaming_pattern> splits;
-
-  bool at_boundary = false;
-  int m = best_splitpoint_index (&at_boundary);
+  int tuplet_number = (int) factor.den ();
+  if ((tuplet_number > 1) && (tuplet_start_moment->num () < 0))
+    *tuplet_start_moment = start_moment;
+  else if (tuplet_number == 1)
+    *tuplet_start_moment = Moment (-1, 1);
+}
 
-  splits[LEFT].infos_ = vector<Beam_rhythmic_element> (infos_.begin (),
-                                             infos_.begin () + m);
-  splits[RIGHT].infos_ = vector<Beam_rhythmic_element> (infos_.begin () + m,
-                                              infos_.end ());
+/*
+   Get the group start position, the next group starting position, and the
+   next beat starting position, given start_moment, base_moment,
+   grouping, and factor
+*/
+void
+find_location (SCM grouping, Moment base_moment, Moment start_moment,
+               Rational factor, Moment *group_pos, Moment *next_group_pos,
+               Moment *next_beat_pos)
+{
+  *group_pos = Moment (0);
+  *next_group_pos = Moment (0);
+  *next_beat_pos = base_moment;
 
-  Direction d = LEFT;
+  while (*next_beat_pos <= start_moment)
+    *next_beat_pos += base_moment;
 
-  do
+  while (*next_group_pos < *next_beat_pos)
     {
-      splits[d].beamify (subdivide_beams);
+      I64 group_count = 1;  //default -- 1 base moments in a beam
+      if (scm_is_pair (grouping))
+        {
+          group_count = scm_to_int (scm_car (grouping));
+          grouping = scm_cdr (grouping);
+        }
+
+      // If we have a tuplet, the count should be determined from
+      // the maximum tuplet size for beamed tuplets.
+      U64 tuplet_number = factor.den ();
+      if (tuplet_number > 1U)
+        {
+          // We use 1/8 as the base moment for the tuplet because it's
+          // the largest beamed value.  If the tuplet is shorter, it's
+          // OK, the code still works
+          I64 test_count = ( Moment (Rational (1, 8) / factor) / base_moment).num ();
+          if (test_count > group_count) group_count = test_count;
+        }
+      *group_pos = *next_group_pos;
+      *next_group_pos = *group_pos + Rational(group_count) * base_moment;
     }
-  while (flip (&d) != LEFT);
-
-  int middle_beams = ((at_boundary && subdivide_beams)
-                     ? 1       
-                     : min (splits[RIGHT].beam_extend_count (LEFT),
-                            splits[LEFT].beam_extend_count (RIGHT)));
+}
 
-  do
+void
+Beaming_pattern::find_rhythmic_importance (Beaming_options const &options)
+{
+  Moment group_pos (0);  // 0 is the start of the first group
+  Moment next_group_pos (0);
+  Moment next_beat_pos (options.base_moment_);
+  Moment tuplet_start_moment (-1, 1);
+  I64 tuplet_number = 1;
+
+  SCM grouping = options.grouping_;
+  vsize i = 0;
+
+  // Find where we are in the beat structure of the measure
+  if (infos_.size ())
+    find_location (grouping, options.base_moment_, infos_[i].start_moment_,
+                   infos_[i].factor_, &group_pos, &next_group_pos, &next_beat_pos);
+
+  // Mark the importance of stems that start at a beat or a beat group.
+  while (i < infos_.size ())
     {
-      if (splits[d].infos_.size () != 1)
-       boundary (splits[d].infos_, -d, 0).beam_count_drul_[-d] = middle_beams;
+      if ((next_beat_pos > next_group_pos)
+          || (infos_[i].start_moment_ > next_beat_pos))
+        // Find the new group ending point
+        find_location (grouping, options.base_moment_, infos_[i].start_moment_,
+                       infos_[i].factor_, &group_pos, &next_group_pos, &next_beat_pos);
+      // Mark the start of this beat group
+      if (infos_[i].start_moment_ == group_pos)
+        infos_[i].rhythmic_importance_ = -2;
+      // Work through the end of the beat group or the end of the beam
+      while (i < infos_.size () && infos_[i].start_moment_ < next_group_pos)
+        {
+          // Set the tuplet start as necessary
+          update_tuplet (infos_[i].start_moment_, infos_[i].factor_, &tuplet_start_moment);
+          Moment dt = infos_[i].start_moment_ - group_pos;
+          Rational tuplet = infos_[i].factor_;
+          Moment tuplet_moment (tuplet);
+          Moment tuplet_dt = infos_[i].start_moment_ - tuplet_start_moment;
+          tuplet_number = tuplet.den ();
+          // set the beat end and increment the next beat
+          if (infos_[i].start_moment_ == next_beat_pos)
+            {
+              infos_[i].rhythmic_importance_ = -1;
+              next_beat_pos += options.base_moment_;
+            }
+          // The rhythmic importance of a stem between beats depends on its fraction
+          // of a beat: those stems with a lower denominator are deemed more
+          // important.  For tuplets, we need to make sure that we use
+          // the fraction of the tuplet, instead of the fraction of
+          // a beat.
+          Moment ratio = (tuplet_number == 1)
+                         ? dt / options.base_moment_
+                         : tuplet_dt / Moment (1, 8) / tuplet_moment;
+          if (infos_[i].rhythmic_importance_ >= 0)
+            infos_[i].rhythmic_importance_ = (int) ratio.den ();
+
+          i++;
+        }
+
+      if (i < infos_.size () && infos_[i].start_moment_ == next_beat_pos)
+        {
+          if (tuplet_number == 1)
+            infos_[i].rhythmic_importance_ = -1;
+          next_beat_pos += options.base_moment_;
+          if (infos_[i].start_moment_ == next_group_pos)
+            infos_[i].rhythmic_importance_ = -2;
+        }
     }
-  while (flip (&d) != LEFT);
-
-  infos_ = splits[LEFT].infos_;
-  infos_.insert (infos_.end (),
-                splits[RIGHT].infos_.begin (),
-                splits[RIGHT].infos_.end ());
 }
 
+/*
+  Invisible stems should be treated as though they have the same number of
+  beams as their least-beamed neighbour. Here we go through the stems and
+  modify the invisible stems to satisfy this requirement.
+*/
+void
+Beaming_pattern::unbeam_invisible_stems ()
+{
+  for (vsize i = 1; i < infos_.size (); i++)
+    if (infos_[i].invisible_)
+      {
+        int b = min (infos_[i].count (LEFT), infos_[i - 1].count (LEFT));
+        infos_[i].beam_count_drul_[LEFT] = b;
+        infos_[i].beam_count_drul_[RIGHT] = b;
+      }
+
+  if (infos_.size () > 1)
+    for (vsize i = infos_.size () - 1; i--;)
+      if (infos_[i].invisible_)
+        {
+          int b = min (infos_[i].count (LEFT), infos_[i + 1].count (LEFT));
+          infos_[i].beam_count_drul_[LEFT] = b;
+          infos_[i].beam_count_drul_[RIGHT] = b;
+        }
+}
 
 void
-Beaming_pattern::add_stem (Moment m, int b)
+Beaming_pattern::add_stem (Moment m, int b, bool invisible, Rational factor, bool tuplet_start)
 {
-  infos_.push_back (Beam_rhythmic_element (m, b));
+  infos_.push_back (Beam_rhythmic_element (m, b, invisible, factor, tuplet_start));
 }
 
 Beaming_pattern::Beaming_pattern ()
@@ -234,3 +341,82 @@ Beaming_pattern::beamlet_count (int i, Direction d) const
 {
   return infos_.at (i).beam_count_drul_[d];
 }
+
+Moment
+Beaming_pattern::start_moment (int i) const
+{
+  return infos_.at (i).start_moment_;
+}
+
+Moment
+Beaming_pattern::end_moment (int i) const
+{
+  Duration dur (2 + max (beamlet_count (i, LEFT),
+                         beamlet_count (i, RIGHT)),
+                0);
+
+  return infos_.at (i).start_moment_
+         + infos_.at (i).factor_ * dur.get_length ();
+}
+
+bool
+Beaming_pattern::invisibility (int i) const
+{
+  return infos_.at (i).invisible_;
+}
+
+Rational
+Beaming_pattern::factor (int i) const
+{
+  return infos_.at (i).factor_;
+}
+
+bool
+Beaming_pattern::tuplet_start (int i) const
+{
+  return infos_.at (i).tuplet_start_;
+}
+
+/*
+    Split a beaming pattern at index i and return a new
+    Beaming_pattern containing the removed elements
+*/
+Beaming_pattern *
+Beaming_pattern::split_pattern (int i)
+{
+  Beaming_pattern *new_pattern = 0;
+  int count;
+
+  new_pattern = new Beaming_pattern ();
+  for (vsize j = i + 1; j < infos_.size (); j++)
+    {
+      count = max (beamlet_count (j, LEFT), beamlet_count (j, RIGHT));
+      new_pattern->add_stem (start_moment (j),
+                             count,
+                             invisibility (j),
+                             factor (j),
+                             tuplet_start (j));
+    }
+  for (vsize j = i + 1; j < infos_.size ();)
+    infos_.pop_back ();
+  return (new_pattern);
+}
+
+void
+Beaming_options::from_context (Context *context)
+{
+  grouping_ = context->get_property ("beatStructure");
+  subdivide_beams_ = to_boolean (context->get_property ("subdivideBeams"));
+  strict_beat_beaming_ = to_boolean (context->get_property ("strictBeatBeaming"));
+  base_moment_ = robust_scm2moment (context->get_property ("baseMoment"),
+                                    Moment (1, 4));
+  measure_length_ = robust_scm2moment (context->get_property ("measureLength"),
+                                       Moment (4, 4));
+}
+
+Beaming_options::Beaming_options ()
+{
+  grouping_ = SCM_EOL;
+  subdivide_beams_ = false;
+  strict_beat_beaming_ = false;
+}