132b4a1a0e09d26cfa3e5107b82cf5c7878aff95
[scdataviz] / graphwidget.c
1 /*
2 ** Graph.c
3 ** 
4 ** Made by (Johnny Q. Hacker)
5 ** Login   <solarion@johnathan>
6 ** 
7
8
9
10     Copyright (C) 2008 Joseph Pingenot
11
12     This program is free software: you can redistribute it and/or modify
13     it under the terms of the GNU Affero General Public License as published by
14     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
15     (at your option) any later version.
16
17     This program is distributed in the hope that it will be useful,
18     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
20     GNU Affero General Public License for more details.
21
22     You should have received a copy of the GNU Affero General Public License
23     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
24
25 **Many thanks to Davyd Madeley for the excellent Cairo Widget Tutorial
26 **  at http://gnomejournal.org/article/34/writing-a-widget-using-cairo-and-gtk28
27
28 ** Started on  Thu Jul 17 10:51:32 2008 Johnny Q. Hacker
29 ** Last update Sun May 12 01:17:25 2002 Speed Blue
30 */
31
32 #include <graphwidget.h>
33 #include <math.h>
34
35 G_DEFINE_TYPE(GraphWidget, graph_widget, GTK_TYPE_DRAWING_AREA);
36
37 #define INSET_PERCENT 0.1
38 #define TITLE_PERCENT 0.1
39 #define DEBUG_DRAW_AXIS
40
41 struct drawing_context {
42   GtkWidget *widget;
43   cairo_t *cr;
44   double radius;
45   double xmax;
46   double ymax;
47   cairo_matrix_t data_scale;
48   cairo_matrix_t data_xlat;
49 };
50
51 static void draw_point(gpointer data, gpointer user_data) {
52   struct drawing_context *cxt = user_data;
53   struct graph_point *pt = data;
54   cairo_save(cxt->cr);
55   cairo_transform(cxt->cr, cxt->data_xlat);
56   cairo_transform(cxt->cr, cxt->data_scale);
57   double x = pt->x;
58   double y = pt->y;
59   cairo_move_to(cxt->cr, x, y);
60   cairo_arc(cxt->cr, x, y, cxt->radius, 0, 2*M_PI);
61   if(pt->label != NULL) {
62     cairo_save(cxt->cr);
63     cairo_scale(cxt->cr, 1, -1);
64     cairo_show_text(cxt->cr, pt->label->str);
65     cairo_restore(cxt->cr);
66   }
67   cairo_restore;
68 }
69
70 static void draw_lines(gpointer data, gpointer user_data) {
71   struct drawing_context *cxt = user_data;
72   struct graph_line *l = data;
73   cairo_save(cxt->cr);
74   cairo_transform(cxt->cr, cxt->data_xlat);
75   cairo_transform(cxt->cr, cxt->data_scale);
76   double p0_x = l->p0_x;
77   double p0_y = l->p0_y;
78   double p1_x = l->p1_x;
79   double p1_y = l->p1_y;
80   double p2_x = l->p2_x;
81   double p2_y = l->p2_y;
82   double p3_x = l->p3_x;
83   double p3_y = l->p3_y;
84   #ifdef DEBUG_DRAW
85   fprintf(stderr, "draw_lines: p0_x=%g, p0_y=%g, p1_x=%g, p1_y=%g, p2_x=%g, p2_y=%g, p3_x=%g, p3_y=%g\n", p0_x, p0_y, p1_x, p1_y, p2_x, p2_y, p3_x, p3_y);
86   #endif
87   cairo_move_to(cxt->cr, p0_x, p0_y);
88   cairo_curve_to(cxt->cr, p1_x, p1_y, p2_x, p2_y, p3_x, p3_y);
89   cairo_restore(cxt->cr);
90 }
91
92 static void draw_axis(struct drawing_context* cxt, struct graph_axis *axis) {
93   cairo_save(cxt->cr);
94   cairo_transform(cxt->cr, cxt->data_xlat);
95   cairo_transform(cxt->cr, cxt->data_scale);
96   #ifdef DEBUG_DRAW_AXIS
97   fprintf(stderr, "draw_axis; major_start=%g, major_step=%g, >major=%d, minor=%d, subminor=%d, label=%s\n", axis->major_start, axis->major_step, axis->major, axis->minor, axis->subminor, axis->title->str);
98   #endif
99   cairo_move_to(cxt->cr, 0, 0);
100   cairo_line_to(cxt->cr, 1, 0);
101   register int i, j, k;
102   register double pos, mpos, smpos;
103   for(i=0; i<axis->major; i++) {
104     pos=i*axis->major_step + axis->major_start;
105     cairo_move_to(cxt->cr, (pos + offset)*scaling, 0);
106     cairo_line_to(cxt->cr, (pos + offset)*scaling, 0.05);
107     for(k=0; k<axis->subminor; k++) {
108       smpos=(k+1)*(axis->major_step/(axis->minor+1)/(axis->subminor+1)) + pos;
109       cairo_move_to(cxt->cr, (smpos + offset)*scaling, 0);
110       cairo_line_to(cxt->cr, (smpos + offset)*scaling, 0.0125);
111     }
112     for(j=0; j<axis->minor; j++) {
113       mpos=(j+1)*(axis->major_step/(axis->minor+1)) + pos;
114       cairo_move_to(cxt->cr, (mpos + offset)*scaling, 0);
115       cairo_line_to(cxt->cr, (mpos + offset)*scaling, 0.025);
116       for(k=0; k<axis->subminor; k++) {
117         smpos=(k+1)*(axis->major_step/(axis->minor+1)/(axis->subminor+1)) + mpos;
118         cairo_move_to(cxt->cr, (smpos + offset)*scaling, 0);
119         cairo_line_to(cxt->cr, (smpos + offset)*scaling, 0.0125);
120       }
121     }
122   }
123   pos=i*axis->major_step + axis->major_start;
124   cairo_move_to(cxt->cr, (pos + offset)*scaling, 0);
125   cairo_line_to(cxt->cr, (pos + offset)*scaling, 0.05);
126   cairo_restore(cxt->cr);
127 }
128
129 static void draw(GtkWidget *graph, cairo_t *cr) {
130   struct drawing_context cxt;
131   GraphWidget *gw = GRAPH_WIDGET(graph);
132   #ifdef DEBUG_DRAW
133   fprintf(stderr, "draw(%d, %d)\n", (int)graph, (int)cr);
134   fprintf(stderr, "allocation.x=%d, allocation.y=%d, allocation.height=%d, allocation.width=%d\n", graph->allocation.x, graph->allocation.y, graph->allocation.height, graph->allocation.width);
135   #endif
136   double x0=graph->allocation.x;
137   double y0=graph->allocation.y;
138   double height=graph->allocation.height;
139   double width=graph->allocation.width;
140   double minx = gw->graph->minx;
141   double maxx = gw->graph->maxx;
142   double miny = gw->graph->miny;
143   double maxy = gw->graph->maxy;
144   if(gw->graph->xaxis != NULL) {
145     minx = gw->graph->xaxis->major_start;
146     maxx = gw->graph->xaxis->major_start + gw->graph->xaxis->major_step*gw->graph->xaxis->major;
147   }
148   if(gw->graph->yaxis != NULL) {
149     miny = gw->graph->yaxis->major_start;
150     maxy = gw->graph->yaxis->major_start + gw->graph->yaxis->major_step*gw->graph->yaxis->major;
151   }
152   cxt.widget = graph;
153   cxt.cr = cr;
154   cxt.radius = 0.01;
155   /*Set up our semi-normalized scaling.  The shortest direction range
156     [0, 1]; the other range depends upon the relative sizes.*/
157   double effective_height = height;
158   double effective_width = width;
159   double inset, axis_inset;
160   if((INSET_PERCENT > 0) && (INSET_PERCENT < 1.0)) {
161     inset = ((effective_height > effective_width)?effective_width:effective_height)*INSET_PERCENT;
162     effective_height -= inset;
163     effective_width -= inset;
164   }
165   if((gw->graph->xaxis != NULL) && (gw->graph->yaxis != NULL)) {
166     /*key off the smaller size.*/
167     axis_inset = ((effective_height > effective_width)?effective_width:effective_height)*TITLE_PERCENT;
168     effective_height -= axis_inset;
169     effective_width -= axis_inset;
170   }elsif(gw->graph->xaxis != NULL) {
171     effective_height -= effective_height*TITLE_PERCENT;
172   }elsif(gw->graph->yaxis != NULL) {
173     effective_width -= effective_width*TITLE_PERCENT;
174   }
175   if(effective_width > effective_height) {
176     cxt.xmax = effective_width/effective_height;
177     cxt.ymax = 1.0;
178   }else{
179     cxt.xmax = 1.0;
180     cxt.ymax = effective_height/effective_width;
181   }
182   /*Convert from data space to the semi-normalized space*/
183   double xscaling = (gw->graph->points->len == 1)? cxt.xmax : (cxt.xmax/(maxx-minx));
184   double yscaling = (gw->graph->points->len == 1)? cxt.ymax : (cxt.ymax/(maxy-miny));
185   double xoffset = (gw->graph->points->len == 1)? (-minx/2) : (-minx);
186   double yoffset = (gw->graph->points->len == 1)? (-miny/2) : (-miny);
187   cairo_matrix_translate(&(cxt.data_xlat), xoffset, yoffset);
188   cairo_matrix_scale(&(cxt.data_scale), xscaling, yscaling);
189   cairo_save(cr);
190   cairo_translate(cr, effective_width - inset/2, effective_height - inset/2);
191   cairo_scale(cr, effective_width, effective_height);
192   cairo_set_line_width(cr, 0.005);
193   cairo_select_font_face (cr, "Sans Serif",
194                           CAIRO_FONT_SLANT_NORMAL, CAIRO_FONT_WEIGHT_BOLD);
195   cairo_set_font_size (cr, 0.05);
196   if(gw->graph->lines != NULL) {
197     cairo_set_source_rgba(cr, 0, 0, 0, 0.25);
198     g_ptr_array_foreach(gw->graph->lines, &draw_lines, (gpointer)&cxt);
199     cairo_stroke(cr);
200   }
201   cairo_set_source_rgb(cr, 1, 1, 1);
202   cairo_fill_preserve(cr);
203   cairo_set_source_rgb(cr, 0, 0, 0);
204   g_ptr_array_foreach(gw->graph->points, &draw_point, (gpointer)&cxt);
205   if(gw->graph->xaxis != NULL) 
206     draw_axis(&cxt, gw->graph->xaxis, cxt.xscaling, cxt.xoffset);
207   if(gw->graph->yaxis != NULL) {
208     cairo_save(cr);
209     cairo_matrix_t matrix = { .xx=0, .xy = 1, .x0 = 0, .yx = 1, .yy = 0, .y0 = 0 };
210     cairo_transform(cr, &matrix);
211     draw_axis(&cxt, gw->graph->yaxis, cxt.yscaling, cxt.yoffset);
212     cairo_restore(cr);
213   }
214   cairo_stroke(cr);
215   cairo_restore(cr);
216 }
217
218 static gboolean graph_widget_expose(GtkWidget *graph, GdkEventExpose *event) {
219   cairo_t *cr = gdk_cairo_create(graph->window);
220   cairo_rectangle(cr, event->area.x, event->area.y, event->area.width, event->area.height);
221   cairo_clip(cr);
222   draw(graph, cr);
223   cairo_destroy(cr);
224   return FALSE;
225 }
226
227 static void graph_widget_class_init(GraphWidgetClass *klass) {
228   GtkWidgetClass *widget_class;
229   widget_class = GTK_WIDGET_CLASS(klass);
230   widget_class->expose_event = graph_widget_expose;
231 }
232
233 static void graph_widget_init(GraphWidget *graph) {
234   /*Get a graph.*/
235   graph->graph = graph_new();
236 }
237
238 GtkWidget *graph_widget_new(void) {
239   return g_object_new(GRAPH_WIDGET_TYPE, NULL);
240 }
241
242 Graph* graph_widget_get_graph(GraphWidget* gw) {
243   return gw->graph;
244 }
245