added prepare() to ruby gfx interface
[swftools.git] / lib / gfxpoly / stroke.c
1 #include <stdlib.h>
2 #include <stdio.h>
3 #include <math.h>
4 #include "../gfxdevice.h"
5 #include "../gfxtools.h"
6 #include "poly.h"
7 #include "wind.h"
8 #include "convert.h"
9
10 /* notice: left/right for a coordinate system where y goes up, not down */
11 typedef enum {LEFT=0, RIGHT=1} leftright_t;
12
13 /* factor that determines into how many line fragments a spline is converted */
14 #define SUBFRACTION (2.4)
15
16 // spline equation:
17 // s(t) = t*t*x2 + 2*t*(1-t)*cx + (1-t)*(1-t)*x1
18 //
19 // s(0.5) = 0.25*x2 + 0.5*cx + 0.25*x1
20 // ds(t)/dt = 2*t*x2 + (2-2t)*cx + (2t-2)*x1
21 // ds(0) = 2*(cx-x1)
22
23 static void draw_arc(gfxdrawer_t*draw, double x, double y, double a1, double a2, double r)
24 {
25     if(a2<a1) a2+=M_PI*2;
26
27     double d = (a2-a1);
28     int steps = ceil(8*d/(M_PI*2)); // we use 8 splines for a full circle
29     if(!steps) return;
30
31     int t;
32     double step = (a2-a1)/steps;
33     double lastx = x+cos(a1)*r;
34     double lasty = y+sin(a1)*r;
35
36     /* we could probably build a table for this- there are only 8
37        possible values for step */
38     double r2 = r*(2-sqrt(0.5+0.5*cos(step)));
39
40     draw->lineTo(draw, x+cos(a1)*r,y+sin(a1)*r);
41     for(t=1;t<=steps;t++) {
42         double a = a1 + t*step;
43         double c = cos(a)*r;
44         double s = sin(a)*r;
45         double xx = c + x;
46         double yy = s + y;
47         double dx = x + cos(a-step/2)*r2;
48         double dy = y + sin(a-step/2)*r2;
49         draw->splineTo(draw, dx, dy, xx, yy);
50         lastx = xx;
51         lasty = yy;
52     }
53 }
54
55 static void draw_single_stroke(gfxpoint_t*p, int num, gfxdrawer_t*draw, double width, gfx_capType cap, gfx_joinType join, double limit)
56 {
57     width/=2;
58     if(width<=0) 
59         width = 0.05;
60
61     /* remove duplicate points */
62     int s=1,t;
63     gfxpoint_t last = p[0];
64     for(t=1;t<num;t++) {
65         if(p[t].x != last.x || p[t].y != last.y) {
66             p[s++] = last = p[t];
67         }
68     }
69     num = s;
70     
71     char closed = (num>2 && p[0].x == p[num-1].x && p[0].y == p[num-1].y);
72     
73     int start = 0;
74     int end = num-1;
75     int incr = 1;
76     int pos = 0;
77
78     double lastw=0;
79     /* iterate through the points two times: first forward, then backward,
80        adding a stroke outline to the right side and line caps after each
81        pass */
82     int pass;
83     for(pass=0;pass<2;pass++) {
84         if(closed) {
85             double dx = p[end].x - p[end-incr].x;
86             double dy = p[end].y - p[end-incr].y;
87             lastw = atan2(dy,dx);
88             if(lastw<0) lastw+=M_PI*2;
89         }
90     
91         int pos;
92         for(pos=start;pos!=end;pos+=incr) {
93             //printf("%d) %.2f %.2f\n", pos, p[pos].x, p[pos].y);
94             double dx = p[pos+incr].x - p[pos].x;
95             double dy = p[pos+incr].y - p[pos].y;
96             double w = atan2(dy,dx);
97             if(w<0) w+=M_PI*2;
98             
99             if(closed || pos!=start) {
100                 double d = w-lastw;
101                 leftright_t turn;
102                 if(d>=0 && d<M_PI) turn=LEFT;
103                 else if(d<0 && d>-M_PI) turn=RIGHT;
104                 else if(d>=M_PI) {turn=RIGHT;}
105                 else if(d<=-M_PI) {turn=LEFT;d+=M_PI*2;}
106                 else {assert(0);}
107                 if(turn!=LEFT || join==gfx_joinBevel) {
108                     // nothing to do. bevel joins are easy
109                 } else if(join==gfx_joinRound) {
110                     draw_arc(draw, p[pos].x, p[pos].y, lastw-M_PI/2, w-M_PI/2, width);
111                 } else if(join==gfx_joinMiter) {
112                     double xw = M_PI/2 - d/2;
113                     if(xw>0) {
114                         double r2 = 1.0 / sin(M_PI/2-d/2);
115                         if(r2 < limit) {
116                             r2 *= width;
117                             double addx = cos(lastw-M_PI/2+d/2)*r2;
118                             double addy = sin(lastw-M_PI/2+d/2)*r2;
119                             draw->lineTo(draw, p[pos].x+addx, p[pos].y+addy);
120                         }
121                     } 
122                 }
123             }
124
125             double addx = cos(w-M_PI/2)*width;
126             double addy = sin(w-M_PI/2)*width;
127             draw->lineTo(draw, p[pos].x+addx, p[pos].y+addy);
128             double px2 = p[pos+incr].x + addx;
129             double py2 = p[pos+incr].y + addy;
130             draw->lineTo(draw, p[pos+incr].x+addx, p[pos+incr].y+addy);
131             lastw = w;
132         }
133
134         if(closed) {
135             draw->close(draw);
136         } else {
137             /* draw stroke ends. We draw duplicates of some points here. The drawer
138                implementation should be smart enough to remove them. */
139             double c = cos(lastw-M_PI/2)*width;
140             double s = sin(lastw-M_PI/2)*width;
141             if(cap == gfx_capButt) {
142                 draw->lineTo(draw, p[pos].x+c, p[pos].y+s);
143                 draw->lineTo(draw, p[pos].x-c, p[pos].y-s);
144             } else if(cap == gfx_capRound) {
145                 draw_arc(draw, p[pos].x, p[pos].y, lastw-M_PI/2, lastw+M_PI/2, width);
146             } else if(cap == gfx_capSquare) {
147                 double c = cos(lastw-M_PI/2)*width;
148                 double s = sin(lastw-M_PI/2)*width;
149                 draw->lineTo(draw, p[pos].x+c, p[pos].y+s);
150                 draw->lineTo(draw, p[pos].x+c-s, p[pos].y+s+c);
151                 draw->lineTo(draw, p[pos].x-c-s, p[pos].y-s+c);
152                 draw->lineTo(draw, p[pos].x-c, p[pos].y-s);
153             }
154             lastw += M_PI; // for dots
155         }
156         start=num-1;
157         end=0;
158         incr=-1;
159     }
160     if(!closed)
161         draw->close(draw);
162 }
163
164 void draw_stroke(gfxline_t*start, gfxdrawer_t*draw, double width, gfx_capType cap, gfx_joinType join, double miterLimit)
165 {
166     if(!start) 
167         return;
168     assert(start->type == gfx_moveTo);
169     gfxline_t*line = start;
170     // measure array size
171     int size = 0;
172     int pos = 0;
173     double lastx,lasty;
174     while(line) {
175         if(line->type == gfx_moveTo) {
176             if(pos>size) size = pos;
177             pos++;
178         } else if(line->type == gfx_lineTo) {
179             pos++;
180         } else if(line->type == gfx_splineTo) {
181             int parts = (int)(sqrt(fabs(line->x-2*line->sx+lastx) + fabs(line->y-2*line->sy+lasty))*SUBFRACTION);
182             if(!parts) parts = 1;
183             pos+=parts+1;
184         }
185         lastx = line->x;
186         lasty = line->y;
187         line = line->next;
188     }
189     if(pos>size) size = pos;
190     if(!size) return;
191
192     gfxpoint_t* points = malloc(sizeof(gfxpoint_t)*size);
193     line = start;
194     pos = 0;
195     while(line) {
196         if(line->type == gfx_moveTo) {
197             if(pos)
198                 draw_single_stroke(points, pos, draw, width, cap, join, miterLimit);
199             pos = 0;
200         } else if(line->type == gfx_splineTo) {
201             int parts = (int)(sqrt(fabs(line->x-2*line->sx+lastx) + fabs(line->y-2*line->sy+lasty))*SUBFRACTION);
202             if(!parts) parts = 1;
203             double stepsize = 1.0/parts;
204             int i;
205             for(i=0;i<parts;i++) {
206                 double t = (double)i*stepsize;
207                 points[pos].x = (line->x*t*t + 2*line->sx*t*(1-t) + lastx*(1-t)*(1-t));
208                 points[pos].y = (line->y*t*t + 2*line->sy*t*(1-t) + lasty*(1-t)*(1-t));
209                 pos++;
210             }
211         }
212         lastx = points[pos].x = line->x;
213         lasty = points[pos].y = line->y;
214         pos++;
215         line = line->next;
216     }
217     if(pos) draw_single_stroke(points, pos, draw, width, cap, join, miterLimit);
218     free(points);
219 }
220
221 static windcontext_t onepolygon = {1};
222 gfxpoly_t* gfxpoly_from_stroke(gfxline_t*line, gfxcoord_t width, gfx_capType cap_style, gfx_joinType joint_style, gfxcoord_t miterLimit, double gridsize)
223 {
224     gfxdrawer_t d;
225     gfxdrawer_target_poly(&d, gridsize);
226     draw_stroke(line, &d, width, cap_style, joint_style, miterLimit);
227     gfxpoly_t*poly = (gfxpoly_t*)d.result(&d);
228     assert(gfxpoly_check(poly));
229     gfxpoly_t*poly2 = gfxpoly_process(poly, 0, &windrule_circular, &onepolygon);
230     gfxpoly_destroy(poly);
231     return poly2;
232 }
233