~valavanisalex/ubuntu/precise/inkscape/fix-943984

« back to all changes in this revision

Viewing changes to inkscape-0.47pre1/src/2geom/sbasis-to-bezier.cpp

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Bryce Harrington
  • Date: 2009-07-02 17:09:45 UTC
  • mfrom: (1.1.9 upstream)
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20090702170945-nn6d6zswovbwju1t
Tags: 0.47~pre1-0ubuntu1
* New upstream release.
  - Don't constrain maximization on small resolution devices (pre0)
    (LP: #348842)
  - Fixes segfault on startup (pre0)
    (LP: #391149)

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
/*
 
2
 * Symmetric Power Basis - Bernstein Basis conversion routines
 
3
 *
 
4
 * Authors:
 
5
 *      Marco Cecchetti <mrcekets at gmail.com>
 
6
 *      Nathan Hurst <njh@mail.csse.monash.edu.au>
 
7
 *
 
8
 * Copyright 2007-2008  authors
 
9
 *
 
10
 * This library is free software; you can redistribute it and/or
 
11
 * modify it either under the terms of the GNU Lesser General Public
 
12
 * License version 2.1 as published by the Free Software Foundation
 
13
 * (the "LGPL") or, at your option, under the terms of the Mozilla
 
14
 * Public License Version 1.1 (the "MPL"). If you do not alter this
 
15
 * notice, a recipient may use your version of this file under either
 
16
 * the MPL or the LGPL.
 
17
 *
 
18
 * You should have received a copy of the LGPL along with this library
 
19
 * in the file COPYING-LGPL-2.1; if not, write to the Free Software
 
20
 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
 
21
 * You should have received a copy of the MPL along with this library
 
22
 * in the file COPYING-MPL-1.1
 
23
 *
 
24
 * The contents of this file are subject to the Mozilla Public License
 
25
 * Version 1.1 (the "License"); you may not use this file except in
 
26
 * compliance with the License. You may obtain a copy of the License at
 
27
 * http://www.mozilla.org/MPL/
 
28
 *
 
29
 * This software is distributed on an "AS IS" basis, WITHOUT WARRANTY
 
30
 * OF ANY KIND, either express or implied. See the LGPL or the MPL for
 
31
 * the specific language governing rights and limitations.
 
32
 */
 
33
 
 
34
 
 
35
#include <2geom/sbasis-to-bezier.h>
 
36
#include <2geom/d2.h>
 
37
#include <2geom/choose.h>
 
38
#include <2geom/svg-path.h>
 
39
#include <2geom/exception.h>
 
40
 
 
41
#include <iostream>
 
42
 
 
43
 
 
44
 
 
45
 
 
46
namespace Geom
 
47
{
 
48
 
 
49
/*
 
50
 *  Symmetric Power Basis - Bernstein Basis conversion routines
 
51
 *
 
52
 *  some remark about precision:
 
53
 *  interval [0,1], subdivisions: 10^3
 
54
 *  - bezier_to_sbasis : up to degree ~72 precision is at least 10^-5
 
55
 *                       up to degree ~87 precision is at least 10^-3
 
56
 *  - sbasis_to_bezier : up to order ~63 precision is at least 10^-15
 
57
 *                       precision is at least 10^-14 even beyond order 200
 
58
 *
 
59
 *  interval [-1,1], subdivisions: 10^3
 
60
 *  - bezier_to_sbasis : up to degree ~21 precision is at least 10^-5
 
61
 *                       up to degree ~24 precision is at least 10^-3
 
62
 *  - sbasis_to_bezier : up to order ~11 precision is at least 10^-5
 
63
 *                       up to order ~13 precision is at least 10^-3
 
64
 *
 
65
 *  interval [-10,10], subdivisions: 10^3
 
66
 *  - bezier_to_sbasis : up to degree ~7 precision is at least 10^-5
 
67
 *                       up to degree ~8 precision is at least 10^-3
 
68
 *  - sbasis_to_bezier : up to order ~3 precision is at least 10^-5
 
69
 *                       up to order ~4 precision is at least 10^-3
 
70
 *
 
71
 *  references:
 
72
 *  this implementation is based on the following article:
 
73
 *  J.Sanchez-Reyes - The Symmetric Analogue of the Polynomial Power Basis
 
74
 */
 
75
 
 
76
inline
 
77
double binomial(unsigned int n, unsigned int k)
 
78
{
 
79
    return choose<double>(n, k);
 
80
}
 
81
 
 
82
inline
 
83
int sgn(unsigned int j, unsigned int k)
 
84
{
 
85
    assert (j >= k);
 
86
    // we are sure that j >= k
 
87
    return ((j-k) &  1u) ? -1 : 1;
 
88
}
 
89
 
 
90
 
 
91
/** Changes the basis of p to be bernstein.
 
92
 \param p the Symmetric basis polynomial
 
93
 \returns the Bernstein basis polynomial
 
94
 
 
95
 if the degree is even q is the order in the symmetrical power basis,
 
96
 if the degree is odd q is the order + 1
 
97
 n is always the polynomial degree, i. e. the Bezier order
 
98
 sz is the number of bezier handles.
 
99
*/
 
100
void sbasis_to_bezier (Bezier & bz, SBasis const& sb, size_t sz)
 
101
{
 
102
    size_t q, n;
 
103
    bool even;
 
104
    if (sz == 0)
 
105
    {
 
106
        q = sb.size();
 
107
        if (sb[q-1][0] == sb[q-1][1])
 
108
        {
 
109
            even = true;
 
110
            --q;
 
111
            n = 2*q;
 
112
        }
 
113
        else
 
114
        {
 
115
            even = false;
 
116
            n = 2*q-1;
 
117
        }
 
118
    }
 
119
    else
 
120
    {
 
121
        q = (sz > 2*sb.size()-1) ?  sb.size() : (sz+1)/2;
 
122
        n = sz-1;
 
123
        even = false;
 
124
    }
 
125
    bz.clear();
 
126
    bz.resize(n+1);
 
127
    double Tjk;
 
128
    for (size_t k = 0; k < q; ++k)
 
129
    {
 
130
        for (size_t j = k; j < n-k; ++j) // j <= n-k-1
 
131
        {
 
132
            Tjk = binomial(n-2*k-1, j-k);
 
133
            bz[j] += (Tjk * sb[k][0]);
 
134
            bz[n-j] += (Tjk * sb[k][1]); // n-k <-> [k][1]
 
135
        }
 
136
    }
 
137
    if (even)
 
138
    {
 
139
        bz[q] += sb[q][0];
 
140
    }
 
141
    // the resulting coefficients are with respect to the scaled Bernstein
 
142
    // basis so we need to divide them by (n, j) binomial coefficient
 
143
    for (size_t j = 1; j < n; ++j)
 
144
    {
 
145
        bz[j] /= binomial(n, j);
 
146
    }
 
147
    bz[0] = sb[0][0];
 
148
    bz[n] = sb[0][1];
 
149
}
 
150
 
 
151
/** Changes the basis of p to be Bernstein.
 
152
 \param p the D2 Symmetric basis polynomial
 
153
 \returns the D2 Bernstein basis polynomial
 
154
 
 
155
 sz is always the polynomial degree, i. e. the Bezier order
 
156
*/
 
157
void sbasis_to_bezier (std::vector<Point> & bz, D2<SBasis> const& sb, size_t sz)
 
158
{
 
159
    Bezier bzx, bzy;
 
160
    if(sz == 0) {
 
161
        sz = std::max(sb[X].size(), sb[Y].size())*2;
 
162
    }
 
163
    sbasis_to_bezier(bzx, sb[X], sz);
 
164
    sbasis_to_bezier(bzy, sb[Y], sz);
 
165
    assert(bzx.size() == bzy.size());
 
166
    size_t n = (bzx.size() >= bzy.size()) ? bzx.size() : bzy.size();
 
167
 
 
168
    bz.resize(n, Point(0,0));
 
169
    for (size_t i = 0; i < bzx.size(); ++i)
 
170
    {
 
171
        bz[i][X] = bzx[i];
 
172
    }
 
173
    for (size_t i = 0; i < bzy.size(); ++i)
 
174
    {
 
175
        bz[i][Y] = bzy[i];
 
176
    }
 
177
}
 
178
 
 
179
 
 
180
/** Changes the basis of p to be sbasis.
 
181
 \param p the Bernstein basis polynomial
 
182
 \returns the Symmetric basis polynomial
 
183
 
 
184
 if the degree is even q is the order in the symmetrical power basis,
 
185
 if the degree is odd q is the order + 1
 
186
 n is always the polynomial degree, i. e. the Bezier order
 
187
*/
 
188
void bezier_to_sbasis (SBasis & sb, Bezier const& bz)
 
189
{
 
190
    size_t n = bz.order();
 
191
    size_t q = (n+1) / 2;
 
192
    size_t even = (n & 1u) ? 0 : 1;
 
193
    sb.clear();
 
194
    sb.resize(q + even, Linear(0, 0));
 
195
    double Tjk;
 
196
    for (size_t k = 0; k < q; ++k)
 
197
    {
 
198
        for (size_t j = k; j < q; ++j)
 
199
        {
 
200
            Tjk = sgn(j, k) * binomial(n-j-k, j-k) * binomial(n, k);
 
201
            sb[j][0] += (Tjk * bz[k]);
 
202
            sb[j][1] += (Tjk * bz[n-k]); // n-j <-> [j][1]
 
203
        }
 
204
        for (size_t j = k+1; j < q; ++j)
 
205
        {
 
206
            Tjk = sgn(j, k) * binomial(n-j-k-1, j-k-1) * binomial(n, k);
 
207
            sb[j][0] += (Tjk * bz[n-k]);
 
208
            sb[j][1] += (Tjk * bz[k]);   // n-j <-> [j][1]
 
209
        }
 
210
    }
 
211
    if (even)
 
212
    {
 
213
        for (size_t k = 0; k < q; ++k)
 
214
        {
 
215
            Tjk = sgn(q,k) * binomial(n, k);
 
216
            sb[q][0] += (Tjk * (bz[k] + bz[n-k]));
 
217
        }
 
218
        sb[q][0] += (binomial(n, q) * bz[q]);
 
219
        sb[q][1] = sb[q][0];
 
220
    }
 
221
    sb[0][0] = bz[0];
 
222
    sb[0][1] = bz[n];
 
223
}
 
224
 
 
225
 
 
226
/** Changes the basis of d2 p to be sbasis.
 
227
 \param p the d2 Bernstein basis polynomial
 
228
 \returns the d2 Symmetric basis polynomial
 
229
 
 
230
 if the degree is even q is the order in the symmetrical power basis,
 
231
 if the degree is odd q is the order + 1
 
232
 n is always the polynomial degree, i. e. the Bezier order
 
233
*/
 
234
void bezier_to_sbasis (D2<SBasis> & sb, std::vector<Point> const& bz)
 
235
{
 
236
    size_t n = bz.size() - 1;
 
237
    size_t q = (n+1) / 2;
 
238
    size_t even = (n & 1u) ? 0 : 1;
 
239
    sb[X].clear();
 
240
    sb[Y].clear();
 
241
    sb[X].resize(q + even, Linear(0, 0));
 
242
    sb[Y].resize(q + even, Linear(0, 0));
 
243
    double Tjk;
 
244
    for (size_t k = 0; k < q; ++k)
 
245
    {
 
246
        for (size_t j = k; j < q; ++j)
 
247
        {
 
248
            Tjk = sgn(j, k) * binomial(n-j-k, j-k) * binomial(n, k);
 
249
            sb[X][j][0] += (Tjk * bz[k][X]);
 
250
            sb[X][j][1] += (Tjk * bz[n-k][X]);
 
251
            sb[Y][j][0] += (Tjk * bz[k][Y]);
 
252
            sb[Y][j][1] += (Tjk * bz[n-k][Y]);
 
253
        }
 
254
        for (size_t j = k+1; j < q; ++j)
 
255
        {
 
256
            Tjk = sgn(j, k) * binomial(n-j-k-1, j-k-1) * binomial(n, k);
 
257
            sb[X][j][0] += (Tjk * bz[n-k][X]);
 
258
            sb[X][j][1] += (Tjk * bz[k][X]);
 
259
            sb[Y][j][0] += (Tjk * bz[n-k][Y]);
 
260
            sb[Y][j][1] += (Tjk * bz[k][Y]);
 
261
        }
 
262
    }
 
263
    if (even)
 
264
    {
 
265
        for (size_t k = 0; k < q; ++k)
 
266
        {
 
267
            Tjk = sgn(q,k) * binomial(n, k);
 
268
            sb[X][q][0] += (Tjk * (bz[k][X] + bz[n-k][X]));
 
269
            sb[Y][q][0] += (Tjk * (bz[k][Y] + bz[n-k][Y]));
 
270
        }
 
271
        sb[X][q][0] += (binomial(n, q) * bz[q][X]);
 
272
        sb[X][q][1] = sb[X][q][0];
 
273
        sb[Y][q][0] += (binomial(n, q) * bz[q][Y]);
 
274
        sb[Y][q][1] = sb[Y][q][0];
 
275
    }
 
276
    sb[X][0][0] = bz[0][X];
 
277
    sb[X][0][1] = bz[n][X];
 
278
    sb[Y][0][0] = bz[0][Y];
 
279
    sb[Y][0][1] = bz[n][Y];
 
280
}
 
281
 
 
282
 
 
283
}  // end namespace Geom
 
284
 
 
285
 
 
286
#if 0 
 
287
/*
 
288
* This version works by inverting a reasonable upper bound on the error term after subdividing the
 
289
* curve at $a$.  We keep biting off pieces until there is no more curve left.
 
290
*
 
291
* Derivation: The tail of the power series is $a_ks^k + a_{k+1}s^{k+1} + \ldots = e$.  A
 
292
* subdivision at $a$ results in a tail error of $e*A^k, A = (1-a)a$.  Let this be the desired
 
293
* tolerance tol $= e*A^k$ and invert getting $A = e^{1/k}$ and $a = 1/2 - \sqrt{1/4 - A}$
 
294
*/
 
295
void
 
296
subpath_from_sbasis_incremental(Geom::OldPathSetBuilder &pb, D2<SBasis> B, double tol, bool initial) {
 
297
    const unsigned k = 2; // cubic bezier
 
298
    double te = B.tail_error(k);
 
299
    assert(B[0].IS_FINITE());
 
300
    assert(B[1].IS_FINITE());
 
301
 
 
302
    //std::cout << "tol = " << tol << std::endl;
 
303
    while(1) {
 
304
        double A = std::sqrt(tol/te); // pow(te, 1./k)
 
305
        double a = A;
 
306
        if(A < 1) {
 
307
            A = std::min(A, 0.25);
 
308
            a = 0.5 - std::sqrt(0.25 - A); // quadratic formula
 
309
            if(a > 1) a = 1; // clamp to the end of the segment
 
310
        } else
 
311
            a = 1;
 
312
        assert(a > 0);
 
313
        //std::cout << "te = " << te << std::endl;
 
314
        //std::cout << "A = " << A << "; a=" << a << std::endl;
 
315
        D2<SBasis> Bs = compose(B, Linear(0, a));
 
316
        assert(Bs.tail_error(k));
 
317
        std::vector<Geom::Point> bez = sbasis_to_bezier(Bs, 2);
 
318
        reverse(bez.begin(), bez.end());
 
319
        if (initial) {
 
320
          pb.start_subpath(bez[0]);
 
321
          initial = false;
 
322
        }
 
323
        pb.push_cubic(bez[1], bez[2], bez[3]);
 
324
 
 
325
// move to next piece of curve
 
326
        if(a >= 1) break;
 
327
        B = compose(B, Linear(a, 1));
 
328
        te = B.tail_error(k);
 
329
    }
 
330
}
 
331
 
 
332
#endif
 
333
 
 
334
namespace Geom{
 
335
 
 
336
/** Make a path from a d2 sbasis.
 
337
 \param p the d2 Symmetric basis polynomial
 
338
 \returns a Path
 
339
 
 
340
  If only_cubicbeziers is true, the resulting path may only contain CubicBezier curves.
 
341
*/
 
342
void build_from_sbasis(Geom::PathBuilder &pb, D2<SBasis> const &B, double tol, bool only_cubicbeziers) {
 
343
    if (!B.isFinite()) {
 
344
        THROW_EXCEPTION("assertion failed: B.isFinite()");
 
345
    }
 
346
    if(tail_error(B, 2) < tol || sbasis_size(B) == 2) { // nearly cubic enough
 
347
        if( !only_cubicbeziers && (sbasis_size(B) <= 1) ) {
 
348
            pb.lineTo(B.at1());
 
349
        } else {
 
350
            std::vector<Geom::Point> bez;
 
351
            sbasis_to_bezier(bez, B, 4);
 
352
            pb.curveTo(bez[1], bez[2], bez[3]);
 
353
        }
 
354
    } else {
 
355
        build_from_sbasis(pb, compose(B, Linear(0, 0.5)), tol, only_cubicbeziers);
 
356
        build_from_sbasis(pb, compose(B, Linear(0.5, 1)), tol, only_cubicbeziers);
 
357
    }
 
358
}
 
359
 
 
360
/** Make a path from a d2 sbasis.
 
361
 \param p the d2 Symmetric basis polynomial
 
362
 \returns a Path
 
363
 
 
364
  If only_cubicbeziers is true, the resulting path may only contain CubicBezier curves.
 
365
*/
 
366
Path
 
367
path_from_sbasis(D2<SBasis> const &B, double tol, bool only_cubicbeziers) {
 
368
    PathBuilder pb;
 
369
    pb.moveTo(B.at0());
 
370
    build_from_sbasis(pb, B, tol, only_cubicbeziers);
 
371
    pb.finish();
 
372
    return pb.peek().front();
 
373
}
 
374
 
 
375
/** Make a path from a d2 sbasis.
 
376
 \param p the d2 Symmetric basis polynomial
 
377
 \returns a Path
 
378
 
 
379
  If only_cubicbeziers is true, the resulting path may only contain CubicBezier curves.
 
380
 TODO: some of this logic should be lifted into svg-path
 
381
*/
 
382
std::vector<Geom::Path>
 
383
path_from_piecewise(Geom::Piecewise<Geom::D2<Geom::SBasis> > const &B, double tol, bool only_cubicbeziers) {
 
384
    Geom::PathBuilder pb;
 
385
    if(B.size() == 0) return pb.peek();
 
386
    Geom::Point start = B[0].at0();
 
387
    pb.moveTo(start);
 
388
    for(unsigned i = 0; ; i++) {
 
389
        if(i+1 == B.size() || !are_near(B[i+1].at0(), B[i].at1(), tol)) {
 
390
            //start of a new path
 
391
            if(are_near(start, B[i].at1()) && sbasis_size(B[i]) <= 1) {
 
392
                pb.closePath();
 
393
                //last line seg already there (because of .closePath())
 
394
                goto no_add;
 
395
            }
 
396
            build_from_sbasis(pb, B[i], tol, only_cubicbeziers);
 
397
            if(are_near(start, B[i].at1())) {
 
398
                //it's closed, the last closing segment was not a straight line so it needed to be added, but still make it closed here with degenerate straight line.
 
399
                pb.closePath();
 
400
            }
 
401
          no_add:
 
402
            if(i+1 >= B.size()) break;
 
403
            start = B[i+1].at0();
 
404
            pb.moveTo(start);
 
405
        } else {
 
406
            build_from_sbasis(pb, B[i], tol, only_cubicbeziers);
 
407
        }
 
408
    }
 
409
    pb.finish();
 
410
    return pb.peek();
 
411
}
 
412
 
 
413
}
 
414
 
 
415
/*
 
416
  Local Variables:
 
417
  mode:c++
 
418
  c-file-style:"stroustrup"
 
419
  c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0)(case-label . +))
 
420
  indent-tabs-mode:nil
 
421
  fill-column:99
 
422
  End:
 
423
*/
 
424
// vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=8:softtabstop=4:encoding=utf-8:textwidth=99 :