lib/drawer.c

   1 /*  drawer.c
   2     part of swftools
   3
   4     A generic structure for providing vector drawing.
   5     (Helper routines, spline approximation, simple text drawers)
   6
   7     Copyright (C) 2003 Matthias Kramm <kramm@quiss.org>
   8
   9     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10     it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12     (at your option) any later version.
  13
  14     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17     GNU General Public License for more details.
  18
  19     You should have received a copy of the GNU General Public License
  20     along with this program; if not, write to the Free Software
  21     Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA */
  22
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <stdio.h>
  25 #include <string.h>
  26 #include <memory.h>
  27 #include <math.h>
  28 #include "drawer.h"
  29
  30 static char* getToken(const char**p)
  31 {
  32     const char*start;
  33     char*result;
  34     while(**p && strchr(" ,\t\n\r", **p)) {
  35         (*p)++;
  36     }
  37     start = *p;
  38     while(**p && !strchr(" ,\t\n\r", **p)) {
  39         (*p)++;
  40     }
  41     result = malloc((*p)-start+1);
  42     memcpy(result,start,(*p)-start+1);
  43     result[(*p)-start] = 0;
  44     return result;
  45 }
  46
  47 void draw_conicTo(drawer_t*draw, FPOINT*  c, FPOINT*  to)
  48 {
  49     FPOINT* pos = &draw->pos;
  50     FPOINT c1,c2;
  51     c1.x = (pos->x + 2 * c->x) / 3;
  52     c1.y = (pos->y + 2 * c->y) / 3;
  53     c2.x = (2 * c->x + to->x) / 3;
  54     c2.y = (2 * c->y + to->y) / 3;
  55     draw_cubicTo(draw, &c1,&c2,to);
  56
  57     draw->pos = *to;
  58 }
  59
  60 void draw_string(drawer_t*draw, const char*string)
  61 {
  62     const char*p = string;
  63     while(*p) {
  64         char*token = getToken(&p);
  65         if(!token || !*token)
  66             break;
  67         if(!strncmp(token, "moveTo", 6) ||
  68            !strncmp(token, "M", 1) //svg
  69            ) {
  70             FPOINT to;
  71             to.x = atoi(getToken(&p));
  72             to.y = atoi(getToken(&p));
  73             draw->moveTo(draw, &to);
  74         }
  75         else if(!strncmp(token, "lineTo", 6) ||
  76                 !strncmp(token, "L", 1) //svg
  77              ) {
  78             FPOINT to;
  79             to.x = atoi(getToken(&p));
  80             to.y = atoi(getToken(&p));
  81             draw->lineTo(draw, &to);
  82         }
  83         else if(!strncmp(token, "curveTo", 7) || !strncmp(token, "splineTo", 8)) {
  84             FPOINT mid,to;
  85             mid.x = atoi(getToken(&p));
  86             mid.y = atoi(getToken(&p));
  87             to.x = atoi(getToken(&p));
  88             to.y = atoi(getToken(&p));
  89             draw->splineTo(draw, &mid, &to);
  90         }
  91         else if(!strncmp(token, "conicTo", 5)) {
  92             FPOINT mid,to;
  93             mid.x = atoi(getToken(&p));
  94             mid.y = atoi(getToken(&p));
  95             to.x = atoi(getToken(&p));
  96             to.y = atoi(getToken(&p));
  97             draw_conicTo(draw, &mid, &to);
  98         }
  99         else if(!strncmp(token, "cubicTo", 5) ||
 100                 !strncmp(token, "C", 1) //svg
 101                 ) {
 102             FPOINT mid1,mid2,to;
 103             mid1.x = atoi(getToken(&p));
 104             mid1.y = atoi(getToken(&p));
 105             mid2.x = atoi(getToken(&p));
 106             mid2.y = atoi(getToken(&p));
 107             to.x = atoi(getToken(&p));
 108             to.y = atoi(getToken(&p));
 109             draw_cubicTo(draw, &mid1, &mid2, &to);
 110         }
 111         else if(!strncmp(token, "z", 1) //svg
 112                ) {
 113             // ignore
 114         }
 115         else
 116             fprintf(stderr, "drawer: Warning: unknown primitive '%s'\n", token);
 117
 118         free(token);
 119     }
 120 }
 121
 122 struct SPLINEPOINT
 123 {
 124     double x,y;
 125 };
 126
 127 struct qspline
 128 {
 129     struct SPLINEPOINT start;
 130     struct SPLINEPOINT control;
 131     struct SPLINEPOINT end;
 132 };
 133
 134 struct cspline
 135 {
 136     struct SPLINEPOINT start;
 137     struct SPLINEPOINT control1;
 138     struct SPLINEPOINT control2;
 139     struct SPLINEPOINT end;
 140 };
 141
 142 static inline struct SPLINEPOINT cspline_getpoint(const struct cspline*s, double t)
 143 {
 144     struct SPLINEPOINT p;
 145     double tt = t*t;
 146     double ttt = tt*t;
 147     double mt = (1-t);
 148     double mtmt = mt*(1-t);
 149     double mtmtmt = mtmt*(1-t);
 150     p.x= s->end.x*ttt + 3*s->control2.x*tt*mt
 151             + 3*s->control1.x*t*mtmt + s->start.x*mtmtmt;
 152     p.y= s->end.y*ttt + 3*s->control2.y*tt*mt
 153             + 3*s->control1.y*t*mtmt + s->start.y*mtmtmt;
 154     return p;
 155 }
 156 static struct SPLINEPOINT qspline_getpoint(const struct qspline*s, double t)
 157 {
 158     struct SPLINEPOINT p;
 159     p.x= s->end.x*t*t + 2*s->control.x*t*(1-t) + s->start.x*(1-t)*(1-t);
 160     p.y= s->end.y*t*t + 2*s->control.y*t*(1-t) + s->start.y*(1-t)*(1-t);
 161     return p;
 162 }
 163
 164 static int approximate3(const struct cspline*s, struct qspline*q, int size, double quality2)
 165 {
 166     unsigned int gran = 0;
 167     unsigned int istep = 0x80000000;
 168     unsigned int istart = 0;
 169     int num = 0;
 170     int level = 0;
 171
 172     while(istart<0x80000000)
 173     {
 174         unsigned int iend = istart + istep;
 175         double start = istart/(double)0x80000000;
 176         double end = iend/(double)0x80000000;
 177         struct qspline test;
 178         double pos,qpos;
 179         char left = 0,recurse=0;
 180         int t;
 181         int probes = 15;
 182         double dx,dy;
 183
 184         /* create simple approximation: a qspline which run's through the
 185            qspline point at 0.5 */
 186         test.start = cspline_getpoint(s, start);
 187         test.control = cspline_getpoint(s, (start+end)/2);
 188         test.end = cspline_getpoint(s, end);
 189         /* fix the control point:
 190            move it so that the new spline does runs through it */
 191         test.control.x = -(test.end.x + test.start.x)/2 + 2*(test.control.x);
 192         test.control.y = -(test.end.y + test.start.y)/2 + 2*(test.control.y);
 193
 194         /* depending on where we are in the spline, we either try to match
 195            the left or right tangent */
 196         if(start<0.5)
 197             left=1;
 198         /* get derivative */
 199         pos = left?start:end;
 200         qpos = pos*pos;
 201         test.control.x = s->end.x*(3*qpos) + 3*s->control2.x*(2*pos-3*qpos) +
 202                     3*s->control1.x*(1-4*pos+3*qpos) + s->start.x*(-3+6*pos-3*qpos);
 203         test.control.y = s->end.y*(3*qpos) + 3*s->control2.y*(2*pos-3*qpos) +
 204                     3*s->control1.y*(1-4*pos+3*qpos) + s->start.y*(-3+6*pos-3*qpos);
 205         if(left) {
 206             test.control.x *= (end-start)/2;
 207             test.control.y *= (end-start)/2;
 208             test.control.x += test.start.x;
 209             test.control.y += test.start.y;
 210         } else {
 211             test.control.x *= -(end-start)/2;
 212             test.control.y *= -(end-start)/2;
 213             test.control.x += test.end.x;
 214             test.control.y += test.end.y;
 215         }
 216
 217 #define PROBES
 218 #ifdef PROBES
 219         /* measure the spline's accurancy, by taking a number of probes */
 220         for(t=0;t<probes;t++) {
 221             struct SPLINEPOINT qr1,qr2,cr1,cr2;
 222             double pos = 0.5/(probes*2)*(t*2+1);
 223             double dx,dy;
 224             double dist1,dist2;
 225             qr1 = qspline_getpoint(&test, pos);
 226             cr1 = cspline_getpoint(s, start+pos*(end-start));
 227
 228             dx = qr1.x - cr1.x;
 229             dy = qr1.y - cr1.y;
 230             dist1 = dx*dx+dy*dy;
 231
 232             if(dist1>quality2) {
 233                 recurse=1;break;
 234             }
 235             qr2 = qspline_getpoint(&test, (1-pos));
 236             cr2 = cspline_getpoint(s, start+(1-pos)*(end-start));
 237
 238             dx = qr2.x - cr2.x;
 239             dy = qr2.y - cr2.y;
 240             dist2 = dx*dx+dy*dy;
 241
 242             if(dist2>quality2) {
 243                 recurse=1;break;
 244             }
 245         }
 246 #else // quadratic error: *much* faster!
 247
 248         /* convert control point representation to
 249            d*x^3 + c*x^2 + b*x + a */
 250
 251         /* FIXME: we need to do this for the subspline between [start,end],
 252            not [0,1] */
 253         dx= s->end.x  - s->control2.x*3 + s->control1.x*3 - s->start.x;
 254         dy= s->end.y  - s->control2.y*3 + s->control1.y*3 - s->start.y;
 255
 256         /* use the integral over (f(x)-g(x))^2 between 0 and 1
 257            to measure the approximation quality.
 258            (it boils down to const*d^2)
 259          */
 260         recurse = (dx*dx + dy*dy > quality2);
 261 #endif
 262
 263         if(recurse && istep>1 && size-level > num) {
 264             istep >>= 1;
 265             level++;
 266         } else {
 267             *q++ = test;
 268             num++;
 269             istart += istep;
 270             while(!(istart & istep)) {
 271                 level--;
 272                 istep <<= 1;
 273             }
 274         }
 275     }
 276     return num;
 277 }
 278
 279 void draw_cubicTo(drawer_t*draw, FPOINT*  control1, FPOINT* control2, FPOINT*  to)
 280 {
 281     struct qspline q[128];
 282     struct cspline c;
 283     double quality = 80;
 284     double maxerror = (500-(quality*5)>1?500-(quality*5):1)/20.0;
 285     int t,num;
 286
 287     c.start.x = draw->pos.x;
 288     c.start.y = draw->pos.y;
 289     c.control1.x = control1->x;
 290     c.control1.y = control1->y;
 291     c.control2.x = control2->x;
 292     c.control2.y = control2->y;
 293     c.end.x = to->x;
 294     c.end.y = to->y;
 295
 296     num = approximate3(&c, q, 128, maxerror*maxerror);
 297
 298     for(t=0;t<num;t++) {
 299         FPOINT mid;
 300         FPOINT to;
 301         mid.x = q[t].control.x;
 302         mid.y = q[t].control.y;
 303         to.x = q[t].end.x;
 304         to.y = q[t].end.y;
 305         draw->splineTo(draw, &mid, &to);
 306     }
 307 }
 308
 309