]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/third-try.cc
release: 1.5.27
[lilypond.git] / lily / third-try.cc
index b66e5f61290a18381697e5772d340e13a489d130..bfc1a34ac8597f9e4229f32d5a7ae8c2059bb3a7 100644 (file)
   (c) 1999--2001 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
   
  */
+#include "line-of-score.hh"
+#include "paper-score.hh"
+#include "paper-column.hh"
+#include "item.hh"
+#include "moment.hh"
+#include "note-spacing.hh"
+#include "misc.hh"
+#include "warn.hh"
 
+/*
+  paper-column:
 
-#include "paper-column.hh"
+    right-neighbors = List of spacing-wish grobs that are close to the
+    current column.
+  
+ */
 
 
 class Third_spacing_spanner
 {
 public:
-  void find_loose_columns () {}
-  void prune_loose_colunms (Link_array<Grob> *cols);
-  void find_loose_columns (Link_array<Grob> cols);
+  static Real default_bar_spacing (Grob*,Grob*,Grob*,Moment)  ;
+  static Real note_spacing (Grob*,Grob*,Grob*,Moment)  ;
+  static Real get_duration_space (Grob*,Moment dur, Moment shortest) ;
+  
+  static   void breakable_column_spacing (Item* l, Item *r);
+  static  void find_loose_columns () {}
+  static  void prune_loose_colunms (Link_array<Grob> *cols);
+  static void find_loose_columns (Link_array<Grob> cols);
+  static void set_explicit_neighbor_columns (Link_array<Grob> cols);
+  static void set_implicit_neighbor_columns (Link_array<Grob> cols);
+  static void do_measure (Grob*me,Link_array<Grob> *cols);
+  DECLARE_SCHEME_CALLBACK (set_springs, (SCM ));
 };
 
 
 
+/*
+  Return whether COL is fixed to its neighbors by some kind of spacing
+  constraint.
+*/
 static bool
-fixed_neighbor (Grob *col, SCM nm)
+loose_column (Grob *l, Grob *c, Grob *r) 
 {
-  SCM l = col->internal_get_grob_property (nm);
+  SCM rns = c->get_grob_property ("right-neighbors");
+  SCM lns = c->get_grob_property ("left-neighbors");
+
+ /*
+    If this column doesn't have a proper neighbor, we should really
+    make it loose, but spacing it correctly is more than we can
+    currently can handle.
+
+    (this happens in the following situation:
+
+       |
+       |    clef G 
+      *
+
+       |               |      ||
+       |               |      || 
+      O               O       ||
+
+
+    the column containing the clef is really loose, and should be
+    attached right to the first column, but that is a lot of work for
+    such a border line case.
 
-  if (!gh_pair_p (l))
+    )
+    
+  */  
+  if (!gh_pair_p (lns) || !gh_pair_p (rns))
     return false;
 
-  Item * left = dynamic_cast<Item*>  (unsmob_grob (gh_car (l)));
-  return abs (Paper_column::rank_i (left->column_l ()) - Paper_column::rank_i (col)) == 1 ;
+  Item * l_neighbor = dynamic_cast<Item*>  (unsmob_grob (gh_car (lns)));
+  Item * r_neighbor = dynamic_cast<Item*>  (unsmob_grob (gh_car (rns)));
+
+  if (!l_neighbor || !r_neighbor)
+    return false;
+
+  l_neighbor = l_neighbor->column_l();
+  r_neighbor = r_neighbor->column_l();
+
+  if (l == l_neighbor && r == r_neighbor)
+    return false;
+
+
+  /*
+    Only declare loose if the bounds make a little sense.  This means
+    some cases (two isolated, consecutive clef changes) won't be
+    nicely folded, but hey, then don't do that.
+  */
+  if( (Paper_column::musical_b (l_neighbor) || Item::breakable_b (l_neighbor))
+      && (Paper_column::musical_b (r_neighbor) || Item::breakable_b (r_neighbor)))
+    {
+      return true;
+    }
+
+
+  /*
+    If in doubt: we're not loose; the spacing engine should space for
+    it, risking suboptimal spacing.
+
+    (Otherwise, we might risk core dumps, and other weird stuff.)
+
+
+  */
+  return false;
 }
 
+/*
+  Remove columns that are not tightly fitting from COLS. In the
+  removed columns, set 'between-cols to the columns where it is in
+  between.
+*/
 void
 Third_spacing_spanner::prune_loose_colunms (Link_array<Grob> *cols)
 {
-   for (int i=cols->size ();  i--; )
-     {
-
-       if (Item::breakable_b (cols->elem(i)))
-        continue;
-       
-       if (!fixed_neighbor (cols->elem(i), ly_symbol2scm ("left-neighbors"))
-          || !fixed_neighbor (cols->elem(i), ly_symbol2scm ("right-neighbors")))
-        cols->del (i);
-     }
+  Link_array<Grob> newcols;
+  
+  for (int i=0; i < cols->size ();  i++)
+    {
+      if (Item::breakable_b (cols->elem(i)) || Paper_column::musical_b (cols->elem (i)))
+       {
+         newcols.push (cols->elem(i));
+         continue;
+       }
+
+      Grob *c = cols->elem(i);
+      if (loose_column (cols->elem (i-1), c, cols->elem (i+1)))
+       {
+         SCM lns = c->get_grob_property ("left-neighbors");
+         lns = gh_pair_p (lns) ? gh_car (lns) : SCM_BOOL_F;
+
+         SCM rns = c->get_grob_property ("right-neighbors");
+         rns = gh_pair_p (rns) ? gh_car (rns) : SCM_BOOL_F;
+
+         /*
+           Either object can be non existent, if the score ends
+           prematurely.
+          */
+         rns = gh_car (unsmob_grob (rns)->get_grob_property ("right-items"));
+         c->set_grob_property ("between-cols", gh_cons (lns,
+                                                        rns));
+       }
+      else
+       {
+         newcols.push (c);
+       }
+    }
+
+  *cols = newcols;
 }
 
+/*
+  Set neighboring columns determined by the spacing-wishes grob property.  
+*/
 void
-Third_spacing_spanner::find_loose_columns (Link_array<Grob> cols)
+Third_spacing_spanner::set_explicit_neighbor_columns (Link_array<Grob> cols)
 {
-  for (int i=0; i< cols.size(); i++)
+  for (int i=0; i < cols.size(); i++)
     {
       SCM right_neighbors = SCM_EOL;
       int min_rank = 100000;   // inf.
-      
-      for (SCM s = cols[i]-> get_grob_property ("spacing-wishes");
-          gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
-       {
-         Grob * wish = unsmob_grob (gh_car (s));
 
-         Grob * left = unsmob_grob (wish->get_grob_property ("left-item"));
-         Grob * right = unsmob_grob (wish->get_grob_property ("right-item"));
 
-         Item * li = dynamic_cast<Item*> (left);
-         Item * ri = dynamic_cast<Item*> (right);        
 
-         assert (li->column_l () == cols[i]);
+      SCM wishes=  cols[i]-> get_grob_property ("spacing-wishes");
+      for (SCM s =wishes; gh_pair_p (s); s = gh_cdr (s))
+       {
+         Item * wish = dynamic_cast<Item*> (unsmob_grob (gh_car (s)));
+
+         Item * lc = wish->column_l ();
+         Grob * right = unsmob_grob (wish->get_grob_property ("right-column"));
+
+         if (!right)
+           continue;
 
-         Item * rc = ri->column_l ();
-         Item * lc = li->column_l ();
-         int newrank = Paper_column::rank_i (lc);
+         Item * rc = dynamic_cast<Item*> (right);
 
-         SCM neighbors = rc->get_grob_property ("left-neighbors");
-         Item  * left_neighbor = gh_pair_p (neighbors)
-           ? dynamic_cast<Item*> (unsmob_grob (gh_car (neighbors))) : 0;
+         int right_rank = Paper_column::rank_i (rc);
+         int left_rank = Paper_column::rank_i (lc);      
 
-         left_neighbor = left_neighbor->column_l ();
-         if (left_neighbor)
+         /*
+           update the left column.
+          */
+         if (right_rank <= min_rank)
            {
-             int oldrank = Paper_column::rank_i (left_neighbor->column_l ());
+             if (right_rank < min_rank)
+               right_neighbors  =SCM_EOL;
+             
+             min_rank = right_rank;
+             right_neighbors = gh_cons (wish->self_scm (), right_neighbors);
+           }
 
-             if (newrank > oldrank)
-               {
-                 neighbors= gh_cons (wish->self_scm (), SCM_EOL);
-               }
-             else if (newrank == oldrank)
-               {
-                 neighbors = gh_cons (wish->self_scm (), neighbors); 
-               }
+         /*
+           update the right column of the wish.
+          */
+         int maxrank = 0;
+         SCM left_neighs = rc->get_grob_property ("left-neighbors");
+         if (gh_pair_p (left_neighs)
+             && unsmob_grob (gh_car (left_neighs)))
+           {
+             Item * it = dynamic_cast<Item*> (unsmob_grob (gh_car (left_neighs)));
+             maxrank = Paper_column::rank_i (it->column_l());
            }
 
-         if (newrank < min_rank)
+         if (left_rank >= maxrank)
            {
-             right_neighbors = gh_cons (wish->self_scm(), SCM_EOL);
-             min_rank = newrank;
+             if (left_rank > maxrank)
+               left_neighs = SCM_EOL;
+
+             left_neighs = gh_cons (wish->self_scm (), left_neighs);
+             rc->set_grob_property ("left-neighbors", right_neighbors);
            }
-         else if (newrank == min_rank)
+       }
+
+      if (gh_pair_p (right_neighbors))
+       {
+         cols[i]->set_grob_property ("right-neighbors", right_neighbors);
+       }
+    }
+}
+
+/*
+  Set neighboring columns that have no left/right-neighbor set
+  yet. Only do breakable non-musical columns, and musical columns. 
+*/
+void
+Third_spacing_spanner::set_implicit_neighbor_columns (Link_array<Grob> cols)
+{
+  for (int i = 0; i < cols.size (); i++)
+    {
+      Item * it = dynamic_cast<Item*>(cols[i]);
+      if (!Item::breakable_b (it) && !Paper_column::musical_b (it))
+       continue;
+
+      // it->breakable || it->musical
+      SCM ln = cols[i] ->get_grob_property ("left-neighbors");
+      if (!gh_pair_p (ln) && i ) 
+       {
+         cols[i]->set_grob_property ("left-neighbors", cols[i-1]->self_scm());
+       }
+
+      SCM rn = cols[i] ->get_grob_property ("right-neighbors");
+      if (!gh_pair_p (rn) && i < cols.size () - 1) 
+       {
+         cols[i]->set_grob_property ("right-neighbors", cols[i + 1]->self_scm());
+       }
+    }
+}
+
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Third_spacing_spanner, set_springs,1);
+SCM
+Third_spacing_spanner::set_springs (SCM smob)
+{
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+
+  Link_array<Grob> all (me->pscore_l_->line_l_->column_l_arr ()) ;
+
+  set_explicit_neighbor_columns (all);
+  prune_loose_colunms (&all);
+  set_implicit_neighbor_columns (all);
+  
+  int j = 0;
+  for (int i = 1; i < all.size (); i++)
+    {
+      Grob *sc = all[i];
+      if (Item::breakable_b (sc))
+        {
+         Link_array<Grob> measure (all.slice (j, i+1));          
+          do_measure (me, &measure);
+         j = i;
+        }
+    }
+
+  return SCM_UNSPECIFIED;
+}
+
+
+void
+Third_spacing_spanner::do_measure (Grob*me, Link_array<Grob> *cols) 
+{
+  Moment shortest_in_measure;
+
+  /*
+    space as if this duration  is present. 
+  */
+  Moment base_shortest_duration = *unsmob_moment (me->get_grob_property ("maximum-duration-for-spacing"));
+  shortest_in_measure.set_infinite (1);
+
+  for (int i =0 ; i < cols->size (); i++)  
+    {
+      if (Paper_column::musical_b (cols->elem (i)))
+       {
+         Moment *when = unsmob_moment (cols->elem (i)->get_grob_property  ("when"));
+
+         /*
+           ignore grace notes for shortest notes.
+         */
+         if (when && when->grace_part_)
+           continue;
+         
+         SCM  st = cols->elem (i)->get_grob_property ("shortest-starter-duration");
+         Moment this_shortest = *unsmob_moment (st);
+         shortest_in_measure = shortest_in_measure <? this_shortest;
+       }
+    }
+  
+  Array<Spring> springs;
+
+  for (int i= 0; i < cols->size () - 1; i++)
+    {
+      Item * l = dynamic_cast<Item*> (cols->elem (i));
+      Item * r =  dynamic_cast<Item*> (cols->elem (i+1));
+
+      Paper_column * lc = dynamic_cast<Paper_column*> (l);
+      Paper_column * rc = dynamic_cast<Paper_column*> (r);
+
+      if (!Paper_column::musical_b (l))
+       {
+         breakable_column_spacing (l, r);
+
+         /*
+           
+           The case that the right part is broken as well is rather
+           rare, but it is possible, eg. with a single empty measure,
+           or if one staff finishes a tad earlier than the rest.
+           
+          */
+         Item *lb = l->find_prebroken_piece (RIGHT);
+         Item *rb = r->find_prebroken_piece (LEFT);
+         
+         if (lb)
+           breakable_column_spacing (lb,r);
+
+         if (rb)
+           breakable_column_spacing (l, rb);
+         if (lb && rb)
+           breakable_column_spacing (lb, rb);
+         
+         continue ; 
+       }
+      
+      Real note_space = note_spacing (me,lc, rc, shortest_in_measure <? base_shortest_duration);
+      Real hinterfleisch = note_space;
+      Real headwid = gh_scm2double (me->get_grob_property ("arithmetic-multiplier"));
+
+      SCM seq  = lc->get_grob_property ("right-neighbors");
+
+      Moment dt = Paper_column::when_mom (r) - Paper_column::when_mom (l);
+      
+      /*
+       hinterfleisch = hind-meat = amount of space following a note.
+
+       
+       We adjust the space following a note only if the next note
+       happens after the current note (this is set in the grob
+       property SPACING-SEQUENCE.  */
+
+      Real stretch_distance = note_space;
+      if (shortest_in_measure <= dt)
+       {
+         /*
+           currently SPACING-SEQUENCE is set in
+           Separating_group_spanner::find_musical_sequences (), which
+           works neatly for one-voice-per staff, however,
+
+           it can't find out the actual duration of the notes on a
+           staff, so when putting tuplets and normal patterns it gets
+           confused, (ie. believes that < { c8 c8 } { d8 d8 d8 }*2/3
+           > contains 1/12 notes. ).
+
+           here we kludge, by checking if the distance we're spacing
+           for is less than the shortest note.
+
+           TODO:
+
+           Move SPACING-SEQUENCE detection into a voice
+           level-engraver --or-- make sure that every column has
+           access to the note head.
+
+         */
+         for (SCM s = seq; gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
            {
-             right_neighbors = gh_cons (wish->self_scm (), right_neighbors); 
+             Grob * wish = unsmob_grob (gh_car (s));
+
+             // TODO; configgable.
+             if (Note_spacing::has_interface (wish))
+               {
+                 hinterfleisch += -headwid + Note_spacing::get_spacing (wish);
+               }
+
+             // should move into Note_spacing
+             // hinterfleisch += stem_dir_correction (me, l, r);
            }
+
+         // ? why.
+         if (gh_pair_p (seq))
+           stretch_distance -= headwid;
+       }      
+      Spring s;
+      s.distance_f_ = hinterfleisch;
+      s.strength_f_ = 1 / stretch_distance;
+
+      s.item_l_drul_[LEFT] = l;
+      s.item_l_drul_[RIGHT] = r;
+
+      s.add_to_cols();
+      if (r->find_prebroken_piece (LEFT))
+       {
+         s.item_l_drul_[RIGHT] = r->find_prebroken_piece(LEFT);
+         s.add_to_cols();
        }
+    }
+
+}
+
+
+/*
+  Read hints from L (todo: R) and generate springs.
+ */
+void
+Third_spacing_spanner::breakable_column_spacing (Item* l, Item *r)
+{
+  Spring s;
 
-      cols[i]->set_grob_property ("right-neighbors", right_neighbors);
+  Real break_dist = 0.0;
+  SCM espace = l->get_grob_property ("extra-space");
+  if (gh_pair_p (espace))
+    break_dist += gh_scm2double (ly_cdr (espace));
+
+  if (!break_dist)
+    break_dist = 1.0;
+
+  Real break_stretch = 0.0;
+
+  // todo: naming of "distance"
+  espace = l->get_grob_property ("stretch-distance");
+  if (gh_pair_p (espace))
+    break_stretch += gh_scm2double (ly_cdr (espace));
+
+  if (!break_stretch)
+    break_stretch = 1.0;
+  
+  s.distance_f_ = break_dist;
+  s.strength_f_ = 1/break_stretch;
+  s.item_l_drul_[LEFT] = l;
+  s.item_l_drul_[RIGHT] = r;
+
+  s.add_to_cols ();
+}
+
+
+/**
+  Get the measure wide ant for arithmetic spacing.
+
+  @see
+  John S. Gourlay. ``Spacing a Line of Music,'' Technical Report
+  OSU-CISRC-10/87-TR35, Department of Computer and Information Science,
+  The Ohio State University, 1987.
+
+  */
+Real
+Third_spacing_spanner::get_duration_space (Grob*me, Moment d, Moment shortest) 
+{
+  Real log =  log_2 (shortest.main_part_);
+  Real k = gh_scm2double (me->get_grob_property ("arithmetic-basicspace"))
+    - log;
+
+  Rational compdur = d.main_part_ + d.grace_part_ /Rational (3);
+  
+  return (log_2 (compdur) + k) * gh_scm2double (me->get_grob_property ("arithmetic-multiplier"));
+}
+
+
+Real
+Third_spacing_spanner::note_spacing (Grob*me, Grob *lc, Grob *rc,
+                                  Moment shortest) 
+{
+  Moment shortest_playing_len = 0;
+  SCM s = lc->get_grob_property ("shortest-playing-duration");
+
+
+  if (unsmob_moment (s))
+    shortest_playing_len = *unsmob_moment (s);
+  
+  if (! shortest_playing_len.to_bool ())
+    {
+      programming_error ("can't find a ruling note at " + Paper_column::when_mom (lc).str ());
+      shortest_playing_len = 1;
+    }
+  
+  if (! shortest.to_bool ())
+    {
+      programming_error ("no minimum in measure at " + Paper_column::when_mom (lc).str ());
+      shortest = 1;
+    }
+  Moment delta_t = Paper_column::when_mom (rc) - Paper_column::when_mom (lc);
+  Real dist = 0.0;
+
+  if (delta_t.main_part_)
+    {
+      dist = get_duration_space (me, shortest_playing_len, shortest);
+      dist *= (double) (delta_t.main_part_ / shortest_playing_len.main_part_);
+    }
+  else if (delta_t.grace_part_)
+    {
+      dist = get_duration_space (me, shortest, shortest);
+
+      Real grace_fact = 1.0;
+      SCM gf = me->get_grob_property ("grace-space-factor");
+      if (gh_number_p (gf))
+       grace_fact = gh_scm2double (gf);
+
+      dist *= grace_fact; 
+    }
+
+#if 0
+  /*
+    TODO: figure out how to space grace notes.
+   */
+
+  dist *= 
+    +  grace_fact * (double) (delta_t.grace_part_ / shortest_playing_len.main_part_);
+
+
+  Moment *lm = unsmob_moment (lc->get_grob_property ("when"));
+  Moment *rm = unsmob_moment (rc->get_grob_property ("when"));
+
+  if (lm && rm)
+    {
+      if (lm->grace_part_ && rm->grace_part_)
+       dist *= 0.5;
+      else if (!rm->grace_part_ && lm->grace_part_)
+       dist *= 0.7;
     }
+#endif
+  
+  return dist;
 }
+