added background color support.
[swftools.git] / 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 /* convenience routine */
61 static void draw_conicTo2(drawer_t*draw, double x1, double y1, double  x2, double y2)
62 {
63     FPOINT c1,c2;
64     c1.x = x1;
65     c1.y = y1;
66     c2.x = x2;
67     c2.y = y2;
68     draw_conicTo(draw, &c1, &c2);
69 }
70 /* convenience routine */
71 static void draw_moveTo2(drawer_t*draw, double x, double y)
72 {
73     FPOINT c;
74     c.x = x; c.y = y;
75     draw->moveTo(draw, &c);
76 }
77 /* convenience routine */
78 static void draw_lineTo2(drawer_t*draw, double x, double y)
79 {
80     FPOINT c;
81     c.x = x; c.y = y;
82     draw->lineTo(draw, &c);
83 }
84
85
86 void draw_string(drawer_t*draw, const char*string)
87 {
88     const char*p = string;
89     while(*p) {
90         char*token = getToken(&p);
91         if(!token || !*token) 
92             break;
93         if(!strncmp(token, "moveTo", 6) ||
94            !strncmp(token, "M", 1) //svg
95            ) {
96             FPOINT to;
97             to.x = atoi(getToken(&p));
98             to.y = atoi(getToken(&p));
99             draw->moveTo(draw, &to);
100         }
101         else if(!strncmp(token, "lineTo", 6) ||
102                 !strncmp(token, "L", 1) //svg
103              ) {
104             FPOINT to;
105             to.x = atoi(getToken(&p));
106             to.y = atoi(getToken(&p));
107             draw->lineTo(draw, &to);
108         }
109         else if(!strncmp(token, "curveTo", 7) || !strncmp(token, "splineTo", 8)) {
110             FPOINT mid,to;
111             mid.x = atoi(getToken(&p));
112             mid.y = atoi(getToken(&p));
113             to.x = atoi(getToken(&p));
114             to.y = atoi(getToken(&p));
115             draw->splineTo(draw, &mid, &to);
116         }
117         else if(!strncmp(token, "conicTo", 5)) {
118             FPOINT mid,to;
119             mid.x = atoi(getToken(&p));
120             mid.y = atoi(getToken(&p));
121             to.x = atoi(getToken(&p));
122             to.y = atoi(getToken(&p));
123             draw_conicTo(draw, &mid, &to);
124         }
125         else if(!strncmp(token, "circle", 6)) {
126             int mx,my,r;
127             double r2 = 0.70710678118654757*r;
128             mx = atoi(getToken(&p));
129             my = atoi(getToken(&p));
130             r = atoi(getToken(&p));
131             draw_moveTo2(draw, mx, my-r);
132             draw_conicTo2(draw, mx+r2, my-r2, mx+r, my);
133             draw_conicTo2(draw, mx+r2, my+r2, mx, my+r);
134             draw_conicTo2(draw, mx-r2, my+r2, mx-r, my);
135             draw_conicTo2(draw, mx-r2, my-r2, mx, my-r);
136         }
137         else if(!strncmp(token, "box", 3)) {
138             int x1,y1,x2,y2;
139             x1 = atoi(getToken(&p));
140             y1 = atoi(getToken(&p));
141             x2 = atoi(getToken(&p));
142             y2 = atoi(getToken(&p));
143             draw_moveTo2(draw, x1, y1);
144             draw_lineTo2(draw, x1, y2);
145             draw_lineTo2(draw, x2, y2);
146             draw_lineTo2(draw, x2, y1);
147             draw_lineTo2(draw, x1, y1);
148         }
149         else if(!strncmp(token, "cubicTo", 5) ||
150                 !strncmp(token, "C", 1) //svg
151                 ) {
152             FPOINT mid1,mid2,to;
153             mid1.x = atoi(getToken(&p));
154             mid1.y = atoi(getToken(&p));
155             mid2.x = atoi(getToken(&p));
156             mid2.y = atoi(getToken(&p));
157             to.x = atoi(getToken(&p));
158             to.y = atoi(getToken(&p));
159             draw_cubicTo(draw, &mid1, &mid2, &to);
160         }
161         else if(!strncmp(token, "z", 1) //svg
162                ) {
163             // ignore
164         }
165         else    
166             fprintf(stderr, "drawer: Warning: unknown primitive '%s'\n", token);
167         
168         free(token);
169     }
170 }
171
172 struct SPLINEPOINT
173 {
174     double x,y;
175 };
176
177 struct qspline
178 {
179     struct SPLINEPOINT start;
180     struct SPLINEPOINT control;
181     struct SPLINEPOINT end;
182 };
183
184 struct cspline
185 {
186     struct SPLINEPOINT start;
187     struct SPLINEPOINT control1;
188     struct SPLINEPOINT control2;
189     struct SPLINEPOINT end;
190 };
191
192 static inline struct SPLINEPOINT cspline_getpoint(const struct cspline*s, double t)
193 {
194     struct SPLINEPOINT p;
195     double tt = t*t;
196     double ttt = tt*t;
197     double mt = (1-t);
198     double mtmt = mt*(1-t);
199     double mtmtmt = mtmt*(1-t);
200     p.x= s->end.x*ttt + 3*s->control2.x*tt*mt
201             + 3*s->control1.x*t*mtmt + s->start.x*mtmtmt;
202     p.y= s->end.y*ttt + 3*s->control2.y*tt*mt
203             + 3*s->control1.y*t*mtmt + s->start.y*mtmtmt;
204     return p;
205 }
206 static struct SPLINEPOINT qspline_getpoint(const struct qspline*s, double t)
207 {
208     struct SPLINEPOINT p;
209     p.x= s->end.x*t*t + 2*s->control.x*t*(1-t) + s->start.x*(1-t)*(1-t);
210     p.y= s->end.y*t*t + 2*s->control.y*t*(1-t) + s->start.y*(1-t)*(1-t);
211     return p;
212 }
213
214 static int approximate3(const struct cspline*s, struct qspline*q, int size, double quality2)
215 {
216     unsigned int gran = 0;
217     unsigned int istep = 0x80000000;
218     unsigned int istart = 0;
219     int num = 0;
220     int level = 0;
221     
222     while(istart<0x80000000)
223     {
224         unsigned int iend = istart + istep;
225         double start = istart/(double)0x80000000;
226         double end = iend/(double)0x80000000;
227         struct qspline test;
228         double pos,qpos;
229         char left = 0,recurse=0;
230         int t;
231         int probes = 15;
232         double dx,dy;
233
234         /* create simple approximation: a qspline which run's through the
235            qspline point at 0.5 */
236         test.start = cspline_getpoint(s, start);
237         test.control = cspline_getpoint(s, (start+end)/2);
238         test.end = cspline_getpoint(s, end);
239         /* fix the control point:
240            move it so that the new spline does runs through it */
241         test.control.x = -(test.end.x + test.start.x)/2 + 2*(test.control.x);
242         test.control.y = -(test.end.y + test.start.y)/2 + 2*(test.control.y);
243
244         /* depending on where we are in the spline, we either try to match
245            the left or right tangent */
246         if(start<0.5) 
247             left=1;
248         /* get derivative */
249         pos = left?start:end;
250         qpos = pos*pos;
251         test.control.x = s->end.x*(3*qpos) + 3*s->control2.x*(2*pos-3*qpos) + 
252                     3*s->control1.x*(1-4*pos+3*qpos) + s->start.x*(-3+6*pos-3*qpos);
253         test.control.y = s->end.y*(3*qpos) + 3*s->control2.y*(2*pos-3*qpos) + 
254                     3*s->control1.y*(1-4*pos+3*qpos) + s->start.y*(-3+6*pos-3*qpos);
255         if(left) {
256             test.control.x *= (end-start)/2;
257             test.control.y *= (end-start)/2;
258             test.control.x += test.start.x;
259             test.control.y += test.start.y;
260         } else {
261             test.control.x *= -(end-start)/2;
262             test.control.y *= -(end-start)/2;
263             test.control.x += test.end.x;
264             test.control.y += test.end.y;
265         }
266
267 #define PROBES
268 #ifdef PROBES
269         /* measure the spline's accurancy, by taking a number of probes */
270         for(t=0;t<probes;t++) {
271             struct SPLINEPOINT qr1,qr2,cr1,cr2;
272             double pos = 0.5/(probes*2)*(t*2+1);
273             double dx,dy;
274             double dist1,dist2;
275             qr1 = qspline_getpoint(&test, pos);
276             cr1 = cspline_getpoint(s, start+pos*(end-start));
277
278             dx = qr1.x - cr1.x;
279             dy = qr1.y - cr1.y;
280             dist1 = dx*dx+dy*dy;
281
282             if(dist1>quality2) {
283                 recurse=1;break;
284             }
285             qr2 = qspline_getpoint(&test, (1-pos));
286             cr2 = cspline_getpoint(s, start+(1-pos)*(end-start));
287
288             dx = qr2.x - cr2.x;
289             dy = qr2.y - cr2.y;
290             dist2 = dx*dx+dy*dy;
291
292             if(dist2>quality2) {
293                 recurse=1;break;
294             }
295         }
296 #else // quadratic error: *much* faster!
297
298         /* convert control point representation to 
299            d*x^3 + c*x^2 + b*x + a */
300
301         /* FIXME: we need to do this for the subspline between [start,end],
302            not [0,1] */
303         dx= s->end.x  - s->control2.x*3 + s->control1.x*3 - s->start.x;
304         dy= s->end.y  - s->control2.y*3 + s->control1.y*3 - s->start.y;
305         
306         /* use the integral over (f(x)-g(x))^2 between 0 and 1
307            to measure the approximation quality. 
308            (it boils down to const*d^2)
309          */
310         recurse = (dx*dx + dy*dy > quality2);
311 #endif
312
313         if(recurse && istep>1 && size-level > num) {
314             istep >>= 1;
315             level++;
316         } else {
317             *q++ = test;
318             num++;
319             istart += istep;
320             while(!(istart & istep)) {
321                 level--;
322                 istep <<= 1;
323             }
324         }
325     }
326     return num;
327 }
328
329 void draw_cubicTo(drawer_t*draw, FPOINT*  control1, FPOINT* control2, FPOINT*  to)
330 {
331     struct qspline q[128];
332     struct cspline c;
333     double quality = 80;
334     double maxerror = (500-(quality*5)>1?500-(quality*5):1)/20.0;
335     int t,num;
336
337     c.start.x = draw->pos.x;
338     c.start.y = draw->pos.y;
339     c.control1.x = control1->x;
340     c.control1.y = control1->y;
341     c.control2.x = control2->x;
342     c.control2.y = control2->y;
343     c.end.x = to->x;
344     c.end.y = to->y;
345     
346     num = approximate3(&c, q, 128, maxerror*maxerror);
347
348     for(t=0;t<num;t++) {
349         FPOINT mid;
350         FPOINT to;
351         mid.x = q[t].control.x;
352         mid.y = q[t].control.y;
353         to.x = q[t].end.x;
354         to.y = q[t].end.y;
355         draw->splineTo(draw, &mid, &to);
356     }
357 }
358
359