pintos-os.org Git - pspp/blob - src/output/cairo-chart.c

   1 /* PSPP - a program for statistical analysis.
   2    Copyright (C) 2004, 2009, 2010, 2011, 2014, 2015 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5    it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7    (at your option) any later version.
   8
   9    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12    GNU General Public License for more details.
  13
  14    You should have received a copy of the GNU General Public License
  15    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. */
  16
  17 #include <config.h>
  18
  19 #include "output/cairo-chart.h"
  20 #include "math/chart-geometry.h"
  21
  22 #include <cairo/cairo.h>
  23 #include <pango/pango.h>
  24 #include <pango/pangocairo.h>
  25 #include <float.h>
  26 #include <math.h>
  27 #include <stdarg.h>
  28 #include <stdio.h>
  29 #include <stdlib.h>
  30 #include <string.h>
  31
  32 #include "libpspp/assertion.h"
  33 #include "math/chart-geometry.h"
  34 #include "output/cairo.h"
  35 #include "output/chart-item.h"
  36
  37 #include "gl/xalloc.h"
  38 #include "gl/xvasprintf.h"
  39
  40 #include "gettext.h"
  41 #define _(msgid) gettext (msgid)
  42
  43 void
  44 xrchart_geometry_init (cairo_t *cr, struct xrchart_geometry *geom,
  45                        double width, double length)
  46 {
  47   /* Set default chart geometry. */
  48   geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_max = 0.900 * length;
  49   geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_min = 0.200 * length;
  50
  51   geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min = 0.150 * width;
  52   geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_max = 0.800 * width;
  53   geom->abscissa_bottom = 0.070 * length;
  54   geom->ordinate_left = 0.050 * width;
  55   geom->title_bottom = 0.920 * length;
  56   geom->legend_left = 0.810 * width;
  57   geom->legend_right = width;
  58   geom->font_size = 15.0;
  59   geom->in_path = false;
  60   geom->dataset = NULL;
  61   geom->n_datasets = 0;
  62
  63   geom->fill_colour = data_colour[0];
  64
  65   cairo_set_line_width (cr, 1.0);
  66
  67   cairo_rectangle (cr, geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min, geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_min,
  68                    geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_max - geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min,
  69                    geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_max - geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_min);
  70   cairo_stroke (cr);
  71 }
  72
  73 void
  74 xrchart_geometry_free (cairo_t *cr UNUSED, struct xrchart_geometry *geom)
  75 {
  76   int i;
  77
  78   for (i = 0 ; i < geom->n_datasets; ++i)
  79     free (geom->dataset[i]);
  80   free (geom->dataset);
  81 }
  82
  83 #if ! PANGO_VERSION_CHECK (1, 22, 0)
  84 int pango_layout_get_baseline (PangoLayout    *layout);
  85
  86 /* Shamelessly copied from the pango source */
  87 int
  88 pango_layout_get_baseline (PangoLayout    *layout)
  89 {
  90   int baseline;
  91
  92   /* XXX this is so inefficient */
  93   PangoLayoutIter *iter = pango_layout_get_iter (layout);
  94   baseline = pango_layout_iter_get_baseline (iter);
  95   pango_layout_iter_free (iter);
  96
  97   return baseline;
  98 }
  99 #endif
 100
 101 /*
 102     These colours come from:
 103     http://tango.freedesktop.org/static/cvs/tango-art-tools/palettes/Tango-Palette.gpl */
 104 const struct xrchart_colour data_colour[XRCHART_N_COLOURS] =
 105   {
 106     {252, 233,  79},    /* Butter 1 */
 107     {138, 226,  52},    /* Chameleon 1 */
 108     {252, 175,  62},    /* Orange 1 */
 109     {114, 159, 207},    /* Sky Blue 1 */
 110     {173, 127, 168},    /* Plum 1 */
 111     {233, 185, 110},    /* Chocolate 1 */
 112     {239,  41,  41},    /* Scarlet Red 1 */
 113     {238, 238, 236},    /* Aluminium 1 */
 114
 115     {237, 212,   0},    /* Butter 2 */
 116     {115, 210,  22},    /* Chameleon 2 */
 117     {245, 121,   0},    /* Orange 2 */
 118     {52,  101, 164},    /* Sky Blue 2 */
 119     {117,  80, 123},    /* Plum 2 */
 120     {193, 125,  17},    /* Chocolate 2 */
 121     {204,   0,   0},    /* Scarlet Red 2 */
 122
 123     {136, 138, 133},    /* Aluminium 4 */
 124
 125     {196, 160,   0},    /* Butter 3 */
 126     {78,  154,   6},    /* Chameleon 3 */
 127     {206,  92,   0},    /* Orange 3 */
 128     {32,   74, 135},    /* Sky Blue 3 */
 129     {92,   53, 102},    /* Plum 3 */
 130     {143,  89,   2},    /* Chocolate 3 */
 131     {164,   0,   0},    /* Scarlet Red 3 */
 132     {85,   87,  83},    /* Aluminium 5 */
 133
 134     {211, 215, 207},    /* Aluminium 2 */
 135     {186, 189, 182},    /* Aluminium 3 */
 136     {46,   52,  54},    /* Aluminium 6 */
 137   };
 138
 139 void
 140 xrchart_draw_marker (cairo_t *cr, double x, double y,
 141                      enum xrmarker_type marker, double size)
 142 {
 143   cairo_save (cr);
 144   cairo_translate (cr, x, y);
 145   cairo_scale (cr, size / 2.0, size / 2.0);
 146   cairo_set_line_width (cr, cairo_get_line_width (cr) / (size / 2.0));
 147   switch (marker)
 148     {
 149     case XRMARKER_CIRCLE:
 150       cairo_arc (cr, 0, 0, 1.0, 0, 2 * M_PI);
 151       cairo_stroke (cr);
 152       break;
 153
 154     case XRMARKER_ASTERISK:
 155       cairo_move_to (cr, 0, -1.0); /* | */
 156       cairo_line_to (cr, 0, 1.0);
 157       cairo_move_to (cr, -M_SQRT1_2, -M_SQRT1_2); /* / */
 158       cairo_line_to (cr, M_SQRT1_2, M_SQRT1_2);
 159       cairo_move_to (cr, -M_SQRT1_2, M_SQRT1_2); /* \ */
 160       cairo_line_to (cr, M_SQRT1_2, -M_SQRT1_2);
 161       cairo_stroke (cr);
 162       break;
 163
 164     case XRMARKER_SQUARE:
 165       cairo_rectangle (cr, -1.0, -1.0, 2.0, 2.0);
 166       cairo_stroke (cr);
 167       break;
 168     }
 169   cairo_restore (cr);
 170 }
 171
 172 void
 173 xrchart_label_rotate (cairo_t *cr, int horz_justify, int vert_justify,
 174                       double font_size, const char *string, double angle)
 175 {
 176   PangoFontDescription *desc;
 177   PangoLayout *layout;
 178   double x, y;
 179
 180   desc = pango_font_description_from_string ("Sans");
 181   if (desc == NULL)
 182     {
 183       cairo_new_path (cr);
 184       return;
 185     }
 186   pango_font_description_set_absolute_size (desc, font_size * PANGO_SCALE);
 187
 188   cairo_save (cr);
 189   cairo_rotate (cr, angle);
 190   cairo_get_current_point (cr, &x, &y);
 191   cairo_translate (cr, x, y);
 192   cairo_move_to (cr, 0, 0);
 193   cairo_scale (cr, 1.0, -1.0);
 194
 195   layout = pango_cairo_create_layout (cr);
 196   pango_layout_set_font_description (layout, desc);
 197   pango_layout_set_markup (layout, string, -1);
 198   if (horz_justify != 'l')
 199     {
 200       int width_pango;
 201       double width;
 202
 203       pango_layout_get_size (layout, &width_pango, NULL);
 204       width = (double) width_pango / PANGO_SCALE;
 205       if (horz_justify == 'r')
 206         cairo_rel_move_to (cr, -width, 0);
 207       else
 208         cairo_rel_move_to (cr, -width / 2.0, 0);
 209     }
 210   if (vert_justify == 'x')
 211     {
 212       int baseline_pango = pango_layout_get_baseline (layout);
 213       double baseline = (double) baseline_pango / PANGO_SCALE;
 214       cairo_rel_move_to (cr, 0, -baseline);
 215     }
 216   else if (vert_justify != 't')
 217     {
 218       int height_pango;
 219       double height;
 220
 221       pango_layout_get_size (layout, NULL, &height_pango);
 222       height = (double) height_pango / PANGO_SCALE;
 223       if (vert_justify == 'b')
 224         cairo_rel_move_to (cr, 0, -height);
 225       else if (vert_justify == 'c')
 226         cairo_rel_move_to (cr, 0, -height / 2.0);
 227     }
 228   pango_cairo_show_layout (cr, layout);
 229   g_object_unref (layout);
 230
 231   cairo_restore (cr);
 232
 233   cairo_new_path (cr);
 234
 235   pango_font_description_free (desc);
 236 }
 237
 238 void
 239 xrchart_label (cairo_t *cr, int horz_justify, int vert_justify,
 240                double font_size, const char *string)
 241 {
 242   xrchart_label_rotate (cr, horz_justify, vert_justify, font_size, string, 0);
 243 }
 244
 245
 246 /* Draw a tick mark at position
 247    If label is non null, then print it at the tick mark
 248 */
 249 static void
 250 draw_tick_internal (cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom,
 251                     enum tick_orientation orientation,
 252                     bool rotated,
 253                     double position,
 254                     const char *s);
 255
 256 void
 257 draw_tick (cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom,
 258            enum tick_orientation orientation,
 259            bool rotated,
 260            double position,
 261            const char *label, ...)
 262 {
 263   va_list ap;
 264   char *s;
 265   va_start (ap, label);
 266   s = xvasprintf (label, ap);
 267
 268   if (fabs (position) < DBL_EPSILON)
 269     position = 0;
 270
 271   draw_tick_internal (cr, geom, orientation, rotated, position, s);
 272   free (s);
 273   va_end (ap);
 274 }
 275
 276
 277 static void
 278 draw_tick_internal (cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom,
 279                     enum tick_orientation orientation,
 280                     bool rotated,
 281                     double position,
 282                     const char *s)
 283 {
 284   const int tickSize = 10;
 285   double x, y;
 286
 287   cairo_move_to (cr, geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min, geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_min);
 288
 289   if (orientation == SCALE_ABSCISSA)
 290     {
 291       cairo_rel_move_to (cr, position, 0);
 292       cairo_rel_line_to (cr, 0, -tickSize);
 293     }
 294   else if (orientation == SCALE_ORDINATE)
 295     {
 296       cairo_rel_move_to (cr, 0, position);
 297       cairo_rel_line_to (cr, -tickSize, 0);
 298     }
 299   else
 300     NOT_REACHED ();
 301   cairo_get_current_point (cr, &x, &y);
 302
 303   cairo_stroke (cr);
 304
 305   if (s != NULL)
 306     {
 307       cairo_move_to (cr, x, y);
 308
 309       if (orientation == SCALE_ABSCISSA)
 310         {
 311           if ( rotated)
 312             xrchart_label_rotate (cr, 'l', 'c', geom->font_size, s, -G_PI_4);
 313           else
 314             xrchart_label (cr, 'c', 't', geom->font_size, s);
 315         }
 316       else if (orientation == SCALE_ORDINATE)
 317         {
 318           xrchart_label (cr, 'r', 'c', geom->font_size, s);
 319         }
 320     }
 321 }
 322
 323
 324 /* Write the title on a chart*/
 325 void
 326 xrchart_write_title (cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom,
 327                    const char *title, ...)
 328 {
 329   va_list ap;
 330   char *s;
 331
 332   cairo_save (cr);
 333   cairo_move_to (cr, geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min, geom->title_bottom);
 334
 335   va_start(ap, title);
 336   s = xvasprintf (title, ap);
 337   xrchart_label (cr, 'l', 'x', geom->font_size * 1.5, s);
 338   free (s);
 339   va_end (ap);
 340
 341   cairo_restore (cr);
 342 }
 343
 344 static void
 345 xrchart_text_extents (cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom,
 346                       const char *utf8,
 347                       double *width, double *height)
 348 {
 349   PangoFontDescription *desc;
 350   PangoLayout *layout;
 351   int width_pango;
 352   int height_pango;
 353
 354   desc = pango_font_description_from_string ("Sans");
 355   if (desc == NULL)
 356       return;
 357   pango_font_description_set_absolute_size (desc, geom->font_size * PANGO_SCALE);
 358   layout = pango_cairo_create_layout (cr);
 359   pango_layout_set_font_description (layout, desc);
 360   pango_layout_set_markup (layout, utf8, -1);
 361   pango_layout_get_size (layout, &width_pango, &height_pango);
 362   *width = (double) width_pango / PANGO_SCALE;
 363   *height = (double) height_pango / PANGO_SCALE;
 364   g_object_unref (layout);
 365   pango_font_description_free (desc);
 366 }
 367
 368 static void
 369 xrchart_write_scale (cairo_t *cr, struct xrchart_geometry *geom,
 370                      double smin, double smax, enum tick_orientation orient)
 371 {
 372   int s;
 373   int ticks;
 374
 375   double interval;
 376   double lower;
 377   double upper;
 378   double tickscale;
 379   char *tick_format_string;
 380   bool tickoversize = false;
 381
 382   chart_get_scale (smax, smin, &lower, &interval, &ticks);
 383
 384   tick_format_string = chart_get_ticks_format (lower, interval, ticks, &tickscale);
 385
 386   upper = lower + interval * (ticks+1);
 387
 388   geom->axis[orient].max = upper;
 389   geom->axis[orient].min = lower;
 390
 391   struct xrchart_axis *axis = &geom->axis[orient];
 392   geom->axis[orient].scale = (fabs ((double) axis->data_max - axis->data_min)
 393                               / fabs (axis->max - axis->min));
 394
 395   if (orient == SCALE_ABSCISSA)
 396     {
 397       char *test_text;
 398       double lower_txt_width, upper_txt_width, unused, width;
 399       test_text = xasprintf(tick_format_string, upper*tickscale);
 400       xrchart_text_extents (cr, geom, test_text, &upper_txt_width, &unused);
 401       free(test_text);
 402       test_text = xasprintf(tick_format_string, lower*tickscale);
 403       xrchart_text_extents (cr, geom, test_text, &lower_txt_width, &unused);
 404       free(test_text);
 405       width = MAX(lower_txt_width, upper_txt_width);
 406       tickoversize = width > 0.9 *
 407         ((double)(geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_max - geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min))/(ticks+1);
 408     }
 409
 410   double pos = lower;
 411
 412   for (s = 0 ; s <= ticks; ++s)
 413     {
 414       draw_tick (cr, geom, orient, tickoversize,
 415                  s * interval * geom->axis[orient].scale,
 416                  tick_format_string, pos*tickscale);
 417       pos += interval;
 418     }
 419   free(tick_format_string);
 420 }
 421
 422 /* Set the scale for the ordinate */
 423 void
 424 xrchart_write_yscale (cairo_t *cr, struct xrchart_geometry *geom,
 425                     double smin, double smax)
 426 {
 427   xrchart_write_scale (cr, geom, smin, smax, SCALE_ORDINATE);
 428 }
 429
 430 /* Set the scale for the abscissa */
 431 void
 432 xrchart_write_xscale (cairo_t *cr, struct xrchart_geometry *geom,
 433                       double smin, double smax)
 434 {
 435   xrchart_write_scale (cr, geom, smin, smax, SCALE_ABSCISSA);
 436 }
 437
 438
 439 /* Write the abscissa label */
 440 void
 441 xrchart_write_xlabel (cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom,
 442                     const char *label)
 443 {
 444   cairo_move_to (cr, geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min, geom->abscissa_bottom);
 445   xrchart_label (cr, 'l', 't', geom->font_size, label);
 446 }
 447
 448 /* Write the ordinate label */
 449 void
 450 xrchart_write_ylabel (cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom,
 451                     const char *label)
 452 {
 453   cairo_save (cr);
 454   cairo_translate (cr, geom->ordinate_left,   geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_min);
 455   cairo_rotate (cr, M_PI / 2.0);
 456
 457   xrchart_label (cr, 'l', 'x', geom->font_size, label);
 458   cairo_restore (cr);
 459 }
 460
 461
 462 void
 463 xrchart_write_legend (cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom)
 464 {
 465   int i;
 466   const int vstep = geom->font_size * 2;
 467   const int xpad = 10;
 468   const int ypad = 10;
 469   const int swatch = 20;
 470   const int legend_top = geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_max;
 471   const int legend_bottom = legend_top -
 472     (vstep * geom->n_datasets + 2 * ypad );
 473
 474   cairo_save (cr);
 475
 476   cairo_rectangle (cr, geom->legend_left, legend_top,
 477                    geom->legend_right - xpad - geom->legend_left,
 478                    legend_bottom - legend_top);
 479   cairo_stroke (cr);
 480
 481   for (i = 0 ; i < geom->n_datasets ; ++i )
 482     {
 483       const int ypos = legend_top - vstep * (i + 1);
 484       const int xpos = geom->legend_left + xpad;
 485       const struct xrchart_colour *colour;
 486
 487       cairo_move_to (cr, xpos, ypos);
 488
 489       cairo_save (cr);
 490       colour = &data_colour [ i % XRCHART_N_COLOURS];
 491       cairo_set_source_rgb (cr,
 492                             colour->red / 255.0,
 493                             colour->green / 255.0,
 494                             colour->blue / 255.0);
 495       cairo_rectangle (cr, xpos, ypos, swatch, swatch);
 496       cairo_fill_preserve (cr);
 497       cairo_stroke (cr);
 498       cairo_restore (cr);
 499
 500       cairo_move_to (cr, xpos + swatch * 1.5, ypos);
 501       xrchart_label (cr, 'l', 'x', geom->font_size, geom->dataset[i]);
 502     }
 503
 504   cairo_restore (cr);
 505 }
 506
 507 /* Start a new vector called NAME */
 508 void
 509 xrchart_vector_start (cairo_t *cr, struct xrchart_geometry *geom, const char *name)
 510 {
 511   const struct xrchart_colour *colour;
 512
 513   cairo_save (cr);
 514
 515   colour = &data_colour[geom->n_datasets % XRCHART_N_COLOURS];
 516   cairo_set_source_rgb (cr,
 517                         colour->red / 255.0,
 518                         colour->green / 255.0,
 519                         colour->blue / 255.0);
 520
 521   geom->n_datasets++;
 522   geom->dataset = xrealloc (geom->dataset,
 523                             geom->n_datasets * sizeof (*geom->dataset));
 524
 525   geom->dataset[geom->n_datasets - 1] = strdup (name);
 526 }
 527
 528 /* Plot a data point */
 529 void
 530 xrchart_datum (cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom,
 531              int dataset UNUSED, double x, double y)
 532 {
 533   double x_pos = (x - geom->axis[SCALE_ABSCISSA].min) * geom->axis[SCALE_ABSCISSA].scale + geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min;
 534   double y_pos = (y - geom->axis[SCALE_ORDINATE].min) * geom->axis[SCALE_ORDINATE].scale + geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_min;
 535
 536   xrchart_draw_marker (cr, x_pos, y_pos, XRMARKER_CIRCLE, 10);
 537 }
 538
 539 void
 540 xrchart_vector_end (cairo_t *cr, struct xrchart_geometry *geom)
 541 {
 542   cairo_stroke (cr);
 543   cairo_restore (cr);
 544   geom->in_path = false;
 545 }
 546
 547 /* Plot a data point */
 548 void
 549 xrchart_vector (cairo_t *cr, struct xrchart_geometry *geom, double x, double y)
 550 {
 551   const double x_pos =
 552     (x - geom->axis[SCALE_ABSCISSA].min) * geom->axis[SCALE_ABSCISSA].scale + geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min ;
 553
 554   const double y_pos =
 555     (y - geom->axis[SCALE_ORDINATE].min) * geom->axis[SCALE_ORDINATE].scale + geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_min ;
 556
 557   if (geom->in_path)
 558     cairo_line_to (cr, x_pos, y_pos);
 559   else
 560     {
 561       cairo_move_to (cr, x_pos, y_pos);
 562       geom->in_path = true;
 563     }
 564 }
 565
 566
 567
 568 /* Draw a line with slope SLOPE and intercept INTERCEPT.
 569    between the points limit1 and limit2.
 570    If lim_dim is XRCHART_DIM_Y then the limit{1,2} are on the
 571    y axis otherwise the x axis
 572 */
 573 void
 574 xrchart_line(cairo_t *cr, const struct xrchart_geometry *geom,
 575            double slope, double intercept,
 576            double limit1, double limit2, enum xrchart_dim lim_dim)
 577 {
 578   double x1, y1;
 579   double x2, y2;
 580
 581   if ( lim_dim == XRCHART_DIM_Y )
 582     {
 583       x1 = ( limit1 - intercept ) / slope;
 584       x2 = ( limit2 - intercept ) / slope;
 585       y1 = limit1;
 586       y2 = limit2;
 587     }
 588   else
 589     {
 590       x1 = limit1;
 591       x2 = limit2;
 592       y1 = slope * x1 + intercept;
 593       y2 = slope * x2 + intercept;
 594     }
 595
 596   y1 = (y1 - geom->axis[SCALE_ORDINATE].min) * geom->axis[SCALE_ORDINATE].scale + geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_min;
 597   y2 = (y2 - geom->axis[SCALE_ORDINATE].min) * geom->axis[SCALE_ORDINATE].scale + geom->axis[SCALE_ORDINATE].data_min;
 598   x1 = (x1 - geom->axis[SCALE_ABSCISSA].min) * geom->axis[SCALE_ABSCISSA].scale + geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min;
 599   x2 = (x2 - geom->axis[SCALE_ABSCISSA].min) * geom->axis[SCALE_ABSCISSA].scale + geom->axis[SCALE_ABSCISSA].data_min;
 600
 601   cairo_move_to (cr, x1, y1);
 602   cairo_line_to (cr, x2, y2);
 603   cairo_stroke (cr);
 604 }
 605