Fix code style
[ardour.git] / libs / canvas / curve.cc
index 44637b8063fced5990fcbf43584faac67d703015..dac9983e07701de4050ced07834432c80c0ec5c7 100644 (file)
@@ -17,6 +17,7 @@
 
 */
 
+#include <cmath>
 #include <exception>
 #include <algorithm>
 
@@ -26,29 +27,20 @@ using namespace ArdourCanvas;
 using std::min;
 using std::max;
 
-Curve::Curve (Group* parent)
-       : Item (parent)
-       , PolyItem (parent)
-       , Fill (parent)
+Curve::Curve (Canvas* c)
+       : PolyItem (c)
        , n_samples (0)
-       , n_segments (512)
+       , points_per_segment (16)
+       , curve_fill (None)
 {
-       set_n_samples (256);
 }
 
-/** Set the number of points to compute when we smooth the data points into a
- * curve. 
- */
-void
-Curve::set_n_samples (Points::size_type n)
+Curve::Curve (Item* parent)
+       : PolyItem (parent)
+       , n_samples (0)
+       , points_per_segment (16)
+       , curve_fill (None)
 {
-       /* this only changes our appearance rather than the bounding box, so we
-          just need to schedule a redraw rather than notify the parent of any
-          changes
-       */
-       n_samples = n;
-       samples.assign (n_samples, Duple (0.0, 0.0));
-       interpolate ();
 }
 
 /** When rendering the curve, we will always draw a fixed number of straight
@@ -57,13 +49,14 @@ Curve::set_n_samples (Points::size_type n)
  * render.
  */
 void
-Curve::set_n_segments (uint32_t n)
+Curve::set_points_per_segment (uint32_t n)
 {
        /* this only changes our appearance rather than the bounding box, so we
           just need to schedule a redraw rather than notify the parent of any
           changes
        */
-       n_segments = n;
+       points_per_segment = n;
+       interpolate ();
        redraw ();
 }
 
@@ -85,230 +78,33 @@ Curve::set (Points const& p)
 void
 Curve::interpolate ()
 {
-       Points::size_type npoints = _points.size ();
-
-       if (npoints < 3) {
-               return;
-       }
-
-       Duple p;
-       double boundary;
-
-       const double xfront = _points.front().x;
-       const double xextent = _points.back().x - xfront;
-
-       /* initialize boundary curve points */
-
-       p = _points.front();
-       boundary = round (((p.x - xfront)/xextent) * (n_samples - 1));
-
-       for (Points::size_type i = 0; i < boundary; ++i) {
-               samples[i] = Duple (i, p.y);
-       }
-
-       p = _points.back();
-       boundary = round (((p.x - xfront)/xextent) * (n_samples - 1));
-
-       for (Points::size_type i = boundary; i < n_samples; ++i) {
-               samples[i] = Duple (i, p.y);
-       }
-
-       for (int i = 0; i < (int) npoints - 1; ++i) {
-
-               Points::size_type p1, p2, p3, p4;
-               
-               p1 = max (i - 1, 0);
-               p2 = i;
-               p3 = i + 1;
-               p4 = min (i + 2, (int) npoints - 1);
-
-               smooth (p1, p2, p3, p4, xfront, xextent);
-       }
-       
-       /* make sure that actual data points are used with their exact values */
-
-       for (Points::const_iterator p = _points.begin(); p != _points.end(); ++p) {
-               uint32_t idx = (((*p).x - xfront)/xextent) * (n_samples - 1);
-               samples[idx].y = (*p).y;
-       }
-}
-
-/*
- * This function calculates the curve values between the control points
- * p2 and p3, taking the potentially existing neighbors p1 and p4 into
- * account.
- *
- * This function uses a cubic bezier curve for the individual segments and
- * calculates the necessary intermediate control points depending on the
- * neighbor curve control points.
- *
- */
-
-void
-Curve::smooth (Points::size_type p1, Points::size_type p2, Points::size_type p3, Points::size_type p4,
-              double xfront, double xextent)
-{
-       int i;
-       double x0, x3;
-       double y0, y1, y2, y3;
-       double dx, dy;
-       double slope;
-
-       /* the outer control points for the bezier curve. */
-
-       x0 = _points[p2].x;
-       y0 = _points[p2].y;
-       x3 = _points[p3].x;
-       y3 = _points[p3].y;
-
-       /*
-        * the x values of the inner control points are fixed at
-        * x1 = 2/3*x0 + 1/3*x3   and  x2 = 1/3*x0 + 2/3*x3
-        * this ensures that the x values increase linearily with the
-        * parameter t and enables us to skip the calculation of the x
-        * values altogehter - just calculate y(t) evenly spaced.
-        */
-
-       dx = x3 - x0;
-       dy = y3 - y0;
-
-       if (dx <= 0) {
-               /* error? */
-               return;
-       }
-
-       if (p1 == p2 && p3 == p4) {
-               /* No information about the neighbors,
-                * calculate y1 and y2 to get a straight line
-                */
-               y1 = y0 + dy / 3.0;
-               y2 = y0 + dy * 2.0 / 3.0;
-
-       } else if (p1 == p2 && p3 != p4) {
-
-               /* only the right neighbor is available. Make the tangent at the
-                * right endpoint parallel to the line between the left endpoint
-                * and the right neighbor. Then point the tangent at the left towards
-                * the control handle of the right tangent, to ensure that the curve
-                * does not have an inflection point.
-                */
-               slope = (_points[p4].y - y0) / (_points[p4].x - x0);
-
-               y2 = y3 - slope * dx / 3.0;
-               y1 = y0 + (y2 - y0) / 2.0;
-
-       } else if (p1 != p2 && p3 == p4) {
-
-               /* see previous case */
-               slope = (y3 - _points[p1].y) / (x3 - _points[p1].x);
-
-               y1 = y0 + slope * dx / 3.0;
-               y2 = y3 + (y1 - y3) / 2.0;
-
-
-       } else /* (p1 != p2 && p3 != p4) */ {
-
-               /* Both neighbors are available. Make the tangents at the endpoints
-                * parallel to the line between the opposite endpoint and the adjacent
-                * neighbor.
-                */
-
-               slope = (y3 - _points[p1].y) / (x3 - _points[p1].x);
-
-               y1 = y0 + slope * dx / 3.0;
-
-               slope = (_points[p4].y - y0) / (_points[p4].x - x0);
-
-               y2 = y3 - slope * dx / 3.0;
-       }
-
-       /*
-        * finally calculate the y(t) values for the given bezier values. We can
-        * use homogenously distributed values for t, since x(t) increases linearily.
-        */
-
-       dx = dx / xextent;
-
-       int limit = round (dx * (n_samples - 1));
-       const int idx_offset = round (((x0 - xfront)/xextent) * (n_samples - 1));
-
-       for (i = 0; i <= limit; i++) {
-               double y, t;
-               Points::size_type index;
-
-               t = i / dx / (n_samples - 1);
-               
-               y =     y0 * (1-t) * (1-t) * (1-t) +
-                       3 * y1 * (1-t) * (1-t) * t     +
-                       3 * y2 * (1-t) * t     * t     +
-                       y3 * t     * t     * t;
-
-               index = i + idx_offset;
-               
-               if (index < n_samples) {
-                       Duple d (i, max (y, 0.0));
-                       samples[index] = d;
-               }
-       }
-}
-
-/** Given a fractional position within the x-axis range of the
- * curve, return the corresponding y-axis value
- */
-
-double
-Curve::map_value (double x) const
-{
-       if (x > 0.0 && x < 1.0) {
-
-               double f;
-               Points::size_type index;
-               
-               /* linearly interpolate between two of our smoothed "samples"
-                */
-               
-               x = x * (n_samples - 1);
-               index = (Points::size_type) x; // XXX: should we explicitly use floor()?
-               f = x - index;
-
-               return (1.0 - f) * samples[index].y + f * samples[index+1].y;
-               
-       } else if (x >= 1.0) {
-               return samples.back().y;
-       } else {
-               return samples.front().y;
-       }
+       samples.clear ();
+       InterpolatedCurve::interpolate (_points, points_per_segment, CatmullRomCentripetal, false, samples);
+       n_samples = samples.size();
 }
 
 void
 Curve::render (Rect const & area, Cairo::RefPtr<Cairo::Context> context) const
 {
-       if (!_outline || _points.size() < 2) {
+       if (!_outline || _points.size() < 2 || !_bounding_box) {
                return;
        }
 
+       Rect self = item_to_window (_bounding_box);
+       Rect d = self.intersection (area);
+       assert (d);
+       Rect draw = d;
+
        /* Our approach is to always draw n_segments across our total size.
         *
         * This is very inefficient if we are asked to only draw a small
         * section of the curve. For now we rely on cairo clipping to help
         * with this.
         */
-       
-       double y;
 
-       if (!_bounding_box) {
-               return;
-       }
-       Rect draw = area;
 
        setup_outline_context (context);
-/*
-       double r, g, b;
-       r = (random() % 255) /  255.0;
-       g = (random() % 255) /  255.0;
-       b = (random() % 255) /  255.0;
-       context->set_source_rgb (r, g, b);
-*/
+
        if (_points.size() == 2) {
 
                /* straight line */
@@ -320,15 +116,56 @@ Curve::render (Rect const & area, Cairo::RefPtr<Cairo::Context> context) const
                window_space = item_to_window (_points.back());
                context->line_to (window_space.x, window_space.y);
 
+
+               switch (curve_fill) {
+                       case None:
+                               context->stroke();
+                               break;
+                       case Inside:
+                               context->stroke_preserve ();
+                               window_space = item_to_window (Duple(_points.back().x, draw.height()));
+                               context->line_to (window_space.x, window_space.y);
+                               window_space = item_to_window (Duple(_points.front().x, draw.height()));
+                               context->line_to (window_space.x, window_space.y);
+                               context->close_path();
+                               setup_fill_context(context);
+                               context->fill ();
+                               break;
+                       case Outside:
+                               context->stroke_preserve ();
+                               window_space = item_to_window (Duple(_points.back().x, 0.0));
+                               context->line_to (window_space.x, window_space.y);
+                               window_space = item_to_window (Duple(_points.front().x, 0.0));
+                               context->line_to (window_space.x, window_space.y);
+                               context->close_path();
+                               setup_fill_context(context);
+                               context->fill ();
+                               break;
+               }
+
        } else {
 
                /* curve of at least 3 points */
-               
-               /* clamp actual draw to area bound by points, rather than our bounding box which is slightly different */
+
+               /* x-axis limits of the curve, in window space coordinates */
 
                Duple w1 = item_to_window (Duple (_points.front().x, 0.0));
                Duple w2 = item_to_window (Duple (_points.back().x, 0.0));
 
+               /* clamp actual draw to area bound by points, rather than our bounding box which is slightly different */
+
+               context->save ();
+               context->rectangle (draw.x0, draw.y0, draw.width(), draw.height());
+               context->clip ();
+
+               /* expand drawing area by several pixels on each side to avoid cairo stroking effects at the boundary.
+                  they will still occur, but cairo's clipping will hide them.
+                */
+
+               draw = draw.expand (4.0);
+
+               /* now clip it to the actual points in the curve */
+
                if (draw.x0 < w1.x) {
                        draw.x0 = w1.x;
                }
@@ -337,57 +174,61 @@ Curve::render (Rect const & area, Cairo::RefPtr<Cairo::Context> context) const
                        draw.x1 = w2.x;
                }
 
-               std::cerr << "Draw " << draw << " win-x = " << w1 << " .. " << w2 << std::endl;
-
-               /* full width of the curve */
-               const double xextent = _points.back().x - _points.front().x;
-               /* Determine where the first drawn point will be */
-               Duple item_space = window_to_item (Duple (draw.x0, 0)); /* y value is irrelevant */
-               /* determine the fractional offset of this location into the overall extent of the curve */
-               const double xfract_offset = (item_space.x - _points.front().x)/xextent;
-               const uint32_t pixels = draw.width ();
+               /* find left and right-most sample */
                Duple window_space;
+               Points::size_type left = 0;
+               Points::size_type right = n_samples;
 
-#if 1
-               std::cerr << "begin draw at " << draw.x0 << " (" << item_space.x << ") which is " << xfract_offset << " into " << w1.x << " .. " << w2.x 
-                         << " I = " << _points.front().x << " .. " << _points.back().x 
-                         << std::endl;
-#endif
+               for (Points::size_type idx = 0; idx < n_samples - 1; ++idx) {
+                       left = idx;
+                       window_space = item_to_window (Duple (samples[idx].x, 0.0));
+                       if (window_space.x >= draw.x0) break;
+               }
+               for (Points::size_type idx = n_samples; idx > left + 1; --idx) {
+                       window_space = item_to_window (Duple (samples[idx].x, 0.0));
+                       if (window_space.x <= draw.x1) break;
+                       right = idx;
+               }
 
-               /* draw the first point */
-
-               std::cerr << this << " redraw " << pixels << " pixels from " << draw.x0 << " .. " << draw.x0 + pixels << std::endl;
-               
-               for (uint32_t pixel = 0; pixel < pixels; ++pixel) {
-
-                       /* fractional distance into the total horizontal extent of the curve */
-                       double xfract = xfract_offset + (pixel / xextent);
-                       /* compute vertical coordinate (item-space) at that location */
-                       y = map_value (xfract);
-                       
-                       /* convert to window space for drawing */
-                       window_space = item_to_window (Duple (0.0, y)); /* x-value is irrelevant */
-
-                       /* we are moving across the draw area pixel-by-pixel */
-                       window_space.x = draw.x0 + pixel;
-                       
-                       /* plot this point */
-                       if (pixel == 0) {
-                               context->move_to (window_space.x, window_space.y);
-                       } else {
+               /* draw line between samples */
+               window_space = item_to_window (Duple (samples[left].x, samples[left].y));
+               context->move_to (window_space.x, window_space.y);
+               for (uint32_t idx = left + 1; idx < right; ++idx) {
+                       window_space = item_to_window (Duple (samples[idx].x, samples[idx].y));
+                       context->line_to (window_space.x, window_space.y);
+               }
+
+               switch (curve_fill) {
+                       case None:
+                               context->stroke();
+                               break;
+                       case Inside:
+                               context->stroke_preserve ();
+                               window_space = item_to_window (Duple (samples[right-1].x, draw.height()));
+                               context->line_to (window_space.x, window_space.y);
+                               window_space = item_to_window (Duple (samples[left].x, draw.height()));
+                               context->line_to (window_space.x, window_space.y);
+                               context->close_path();
+                               setup_fill_context(context);
+                               context->fill ();
+                               break;
+                       case Outside:
+                               context->stroke_preserve ();
+                               window_space = item_to_window (Duple (samples[right-1].x, 0.0));
                                context->line_to (window_space.x, window_space.y);
-                       }
-                       std::cerr << window_space << ' ';
+                               window_space = item_to_window (Duple (samples[left].x, 0.0));
+                               context->line_to (window_space.x, window_space.y);
+                               context->close_path();
+                               setup_fill_context(context);
+                               context->fill ();
+                               break;
                }
-               std::cerr << std::endl;
+               context->restore ();
        }
 
-       context->stroke ();
-
 #if 0
        /* add points */
-       
-       setup_fill_context (context);
+       setup_outline_context (context);
        for (Points::const_iterator p = _points.begin(); p != _points.end(); ++p) {
                Duple window_space (item_to_window (*p));
                context->arc (window_space.x, window_space.y, 5.0, 0.0, 2 * M_PI);
@@ -399,7 +240,7 @@ Curve::render (Rect const & area, Cairo::RefPtr<Cairo::Context> context) const
 bool
 Curve::covers (Duple const & pc) const
 {
-       Duple point = canvas_to_item (pc);
+       Duple point = window_to_item (pc);
 
        /* O(N) N = number of points, and not accurate */