git.cworth.org Git - acre/blob - acre.c

   1 /* acre - A cairo-based library for creating plots and charts.
   2  *
   3  * Copyright © 2009 Carl Worth <cworth@cworth.org>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   8  * License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  13  * General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  16  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  17  * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  18  */
  19
  20 #define _ISOC99_SOURCE /* for round() */
  21 #define _XOPEN_SOURCE 500
  22 #define _GNU_SOURCE /* for asprintf() */
  23
  24 #include "acre.h"
  25 #include "xmalloc.h"
  26
  27 #include <string.h>
  28 #include <stdarg.h>
  29 #include <stdbool.h>
  30 #include <math.h>
  31
  32 #include <lcms.h>
  33
  34 typedef struct _acre_data_point_2d {
  35     double x;
  36     double y;
  37 } acre_data_point_2d_t;
  38
  39 struct _acre_data {
  40     char *name;
  41
  42     acre_data_point_2d_t min;
  43     acre_data_point_2d_t max;
  44
  45     acre_data_point_2d_t *points;
  46     unsigned int points_size;
  47     unsigned int num_points;
  48 };
  49
  50 typedef struct _acre_axis {
  51     char *label;
  52
  53     /* Range of data */
  54     double data_min;
  55     double data_max;
  56
  57     /* Range of data to be viewed. */
  58     double view_min;
  59     double view_max;
  60
  61     /* Has the view range been set? */
  62     bool view_range_set;
  63 } acre_axis_t;
  64
  65 typedef struct _acre_color {
  66     double red;
  67     double green;
  68     double blue;
  69 } acre_color_t;
  70
  71 struct _acre {
  72     char *title;
  73     acre_axis_t x_axis;
  74     acre_axis_t y_axis;
  75
  76     acre_data_t **data;
  77     unsigned int data_size;
  78     unsigned int num_data;
  79
  80     /* Data for drawing. */
  81     cairo_t *cr;
  82     PangoFontDescription *font;
  83     acre_color_t *colors;
  84     int colors_size;
  85     int num_colors;
  86
  87     /* Total size including labels. */
  88     int width;
  89     int height;
  90
  91     /* Position and size of chart alone. */
  92     PangoRectangle chart;
  93 };
  94
  95 static void
  96 _find_x_range_given_y_range (acre_t *acre,
  97                              double *x_min, double *x_max,
  98                              double y_min, double y_max);
  99
 100 static void
 101 _find_y_range_given_x_range (acre_t *acre,
 102                              double *y_min, double *y_max,
 103                              double x_min, double x_max);
 104
 105 /* Create a new, empty plot. */
 106 acre_t *
 107 acre_create (void)
 108 {
 109     acre_t *acre;
 110
 111     acre = xmalloc (sizeof (acre_t));
 112
 113     acre->title = NULL;
 114
 115     acre->x_axis.label = NULL;
 116     acre->x_axis.data_min = 0.0;
 117     acre->x_axis.data_max = 0.0;
 118     acre->x_axis.view_min = 0.0;
 119     acre->x_axis.view_max = 0.0;
 120     acre->x_axis.view_range_set = false;
 121
 122     acre->y_axis.label = NULL;
 123     acre->y_axis.data_min = 0.0;
 124     acre->y_axis.data_max = 0.0;
 125     acre->y_axis.view_min = 0.0;
 126     acre->y_axis.view_max = 0.0;
 127     acre->y_axis.view_range_set = false;
 128
 129     acre->data = NULL;
 130     acre->data_size = 0;
 131     acre->num_data = 0;
 132
 133     acre->cr = NULL;
 134     acre->font = NULL;
 135     acre->colors = NULL;
 136     acre->num_colors = 0;
 137     acre->colors_size = 0;
 138
 139     acre->width = 0;
 140     acre->height = 0;
 141
 142     acre->chart.x = 0;
 143     acre->chart.y = 0;
 144     acre->chart.width = 0;
 145     acre->chart.height = 0;
 146
 147     return acre;
 148 }
 149
 150 /* Destroy a plot. */
 151 void
 152 acre_destroy (acre_t *acre)
 153 {
 154     unsigned int i;
 155
 156     free (acre->title);
 157     free (acre->x_axis.label);
 158     free (acre->y_axis.label);
 159
 160     for (i = 0; i < acre->num_data; i++)
 161         acre_data_destroy (acre->data[i]);
 162
 163     free (acre->data);
 164
 165     free (acre->colors);
 166
 167     free (acre);
 168 }
 169
 170 void
 171 acre_set_title (acre_t *acre, const char *title)
 172 {
 173     free (acre->title);
 174
 175     acre->title = strdup (title);
 176 }
 177
 178 void
 179 acre_set_x_axis_label (acre_t *acre, const char *label)
 180 {
 181     free (acre->x_axis.label);
 182
 183     acre->x_axis.label = strdup (label);
 184 }
 185
 186 void
 187 acre_set_y_axis_label (acre_t *acre, const char *label)
 188 {
 189     free (acre->y_axis.label);
 190
 191     acre->y_axis.label = strdup (label);
 192 }
 193
 194 void
 195 acre_get_x_axis_data_range (acre_t *acre, double *x_min, double *x_max)
 196 {
 197     if (x_min)
 198         *x_min = acre->x_axis.data_min;
 199
 200     if (x_max)
 201         *x_max = acre->x_axis.data_max;
 202 }
 203
 204 void
 205 acre_get_x_axis_range (acre_t *acre, double *x_min, double *x_max)
 206 {
 207     /* If an X range has been set, return that. */
 208     if (acre->x_axis.view_range_set) {
 209         if (x_min)
 210             *x_min = acre->x_axis.view_min;
 211
 212         if (x_max)
 213             *x_max = acre->x_axis.view_max;
 214
 215         return;
 216     }
 217
 218     /* Otherwise, if a Y range has been set, use that to compute X. */
 219     if (acre->y_axis.view_range_set) {
 220         _find_x_range_given_y_range (acre, x_min, x_max,
 221                                      acre->y_axis.view_min,
 222                                      acre->y_axis.view_max);
 223
 224         return;
 225     }
 226
 227     /* Neither view range set. Return full, data-based X range. */
 228     acre_get_x_axis_data_range (acre, x_min, x_max);
 229 }
 230
 231 void
 232 acre_set_x_axis_range (acre_t *acre, double x_min, double x_max)
 233 {
 234     acre->x_axis.view_min = x_min;
 235     acre->x_axis.view_max = x_max;
 236
 237     acre->x_axis.view_range_set = true;
 238 }
 239
 240 void
 241 acre_set_x_axis_range_auto (acre_t *acre)
 242 {
 243     acre->x_axis.view_range_set = false;
 244 }
 245
 246 void
 247 acre_get_y_axis_data_range (acre_t *acre, double *y_min, double *y_max)
 248 {
 249     if (y_min)
 250         *y_min = acre->y_axis.data_min;
 251
 252     if (y_max)
 253         *y_max = acre->y_axis.data_max;
 254 }
 255
 256 void
 257 acre_get_y_axis_range (acre_t *acre, double *y_min, double *y_max)
 258 {
 259     /* If a Y range has been set, return that. */
 260     if (acre->y_axis.view_range_set) {
 261         if (y_min)
 262             *y_min = acre->y_axis.view_min;
 263
 264         if (y_max)
 265             *y_max = acre->y_axis.view_max;
 266
 267         return;
 268     }
 269
 270     /* Otherwise, if an X range has been set, use that to compute Y. */
 271     if (acre->x_axis.view_range_set) {
 272         _find_y_range_given_x_range (acre, y_min, y_max,
 273                                      acre->x_axis.view_min,
 274                                      acre->x_axis.view_max);
 275
 276         return;
 277     }
 278
 279     /* Neither view range set. Return full data-based Y range. */
 280     acre_get_y_axis_data_range (acre, y_min, y_max);
 281 }
 282
 283 void
 284 acre_set_y_axis_range (acre_t *acre, double y_min, double y_max)
 285 {
 286     acre->y_axis.view_min = y_min;
 287     acre->y_axis.view_max = y_max;
 288
 289     acre->y_axis.view_range_set = true;
 290 }
 291
 292 void
 293 acre_set_y_axis_range_auto (acre_t *acre)
 294 {
 295     acre->y_axis.view_range_set = false;
 296 }
 297
 298 /* Add a dataset to the plot. The plot assumes ownership of the
 299  * dataset so it is not necessary to call acre_data_destroy on it. */
 300 void
 301 acre_add_data (acre_t *acre, acre_data_t *data)
 302 {
 303     if (acre->num_data >= acre->data_size) {
 304         acre->data_size *= 2;
 305         if (acre->data_size == 0)
 306             acre->data_size = 1;
 307         acre->data = xrealloc_ab (acre->data,
 308                                   acre->data_size,
 309                                   sizeof (acre_data_t *));
 310     }
 311
 312     acre->data[acre->num_data] = data;
 313
 314     if (acre->num_data == 0) {
 315         acre->x_axis.data_min = data->min.x;
 316         acre->y_axis.data_min = data->min.y;
 317
 318         acre->x_axis.data_max = data->max.x;
 319         acre->y_axis.data_max = data->max.y;
 320     } else {
 321         if (data->min.x < acre->x_axis.data_min)
 322             acre->x_axis.data_min = data->min.x;
 323         if (data->min.y < acre->y_axis.data_min)
 324             acre->y_axis.data_min = data->min.y;
 325
 326         if (data->max.x > acre->x_axis.data_max)
 327             acre->x_axis.data_max = data->max.x;
 328         if (data->max.y > acre->y_axis.data_max)
 329             acre->y_axis.data_max = data->max.y;
 330     }
 331
 332     acre->num_data++;
 333 }
 334
 335 #define ACRE_FONT_FAMILY "sans"
 336 #define ACRE_FONT_SIZE 12
 337 #define ACRE_TITLE_FONT_SIZE 20
 338 #define ACRE_PAD (ACRE_FONT_SIZE)
 339 #define ACRE_TICK_MAJOR_SIZE 6
 340 #define ACRE_TICK_MINOR_SIZE 3
 341 #define ACRE_X_TICK_VALUE_PAD 2
 342 #define ACRE_Y_TICK_VALUE_PAD 4
 343 #define ACRE_LEGEND_PAD 4
 344 #define ACRE_LEGEND_LINE_SIZE 10
 345
 346 static PangoLayout *
 347 _create_layout (acre_t *acre, const char *text)
 348 {
 349     PangoLayout *layout;
 350
 351     if (text == NULL)
 352             text = "";
 353
 354     layout = pango_cairo_create_layout (acre->cr);
 355     pango_layout_set_font_description (layout, acre->font);
 356     pango_layout_set_text (layout, text, -1);
 357     pango_layout_set_alignment (layout, PANGO_ALIGN_CENTER);
 358
 359     return layout;
 360 }
 361
 362 #define PRINTF_FORMAT(fmt_index, va_index) __attribute__ ((__format__(__printf__, fmt_index, va_index)))
 363
 364 static PangoLayout *
 365 _create_layout_vprintf (acre_t *acre, const char *fmt, va_list ap)
 366 {
 367     PangoLayout *layout;
 368     char *text;
 369
 370     vasprintf (&text, fmt, ap);
 371
 372     layout = _create_layout (acre, text);
 373
 374     free (text);
 375
 376     return layout;
 377 }
 378
 379 static PangoLayout *
 380 _create_layout_printf (acre_t *acre, const char *fmt, ...)
 381     PRINTF_FORMAT (2, 3);
 382
 383 static PangoLayout *
 384 _create_layout_printf (acre_t *acre, const char *fmt, ...)
 385 {
 386     va_list ap;
 387     PangoLayout *layout;
 388
 389     va_start (ap, fmt);
 390
 391     layout = _create_layout_vprintf (acre, fmt, ap);
 392
 393     va_end (ap);
 394
 395     return layout;
 396 }
 397
 398 static void
 399 _destroy_layout (PangoLayout *layout)
 400 {
 401     g_object_unref (layout);
 402 }
 403
 404 static void
 405 _show_layout (cairo_t *cr, PangoLayout *layout)
 406 {
 407     pango_cairo_show_layout (cr, layout);
 408
 409     _destroy_layout (layout);
 410 }
 411
 412 static void
 413 _draw_title_and_labels (acre_t *acre)
 414 {
 415     cairo_t *cr = acre->cr;
 416     PangoFontDescription *title_font;
 417     PangoLayout *title_layout, *x_axis_layout, *y_axis_layout;
 418     PangoLayout *min_y, *max_y;
 419     int min_y_width, max_y_width, y_axis_value_width;
 420     int title_width, title_height;
 421     int x_axis_width, x_axis_height;
 422     int y_axis_width, y_axis_height;
 423     PangoRectangle new_chart;
 424
 425     cairo_save (cr);
 426
 427     acre->font = pango_font_description_new ();
 428     pango_font_description_set_family (acre->font, ACRE_FONT_FAMILY);
 429     pango_font_description_set_absolute_size (acre->font,
 430                                               ACRE_FONT_SIZE * PANGO_SCALE);
 431
 432     title_font = pango_font_description_new ();
 433     pango_font_description_set_family (title_font, ACRE_FONT_FAMILY);
 434     pango_font_description_set_absolute_size (title_font,
 435                                               ACRE_TITLE_FONT_SIZE * PANGO_SCALE);
 436
 437     title_layout = _create_layout (acre, acre->title);
 438     pango_layout_set_font_description (title_layout, title_font);
 439     pango_font_description_free (title_font);
 440
 441     x_axis_layout = _create_layout (acre, acre->x_axis.label);
 442     y_axis_layout = _create_layout (acre, acre->y_axis.label);
 443
 444     min_y = _create_layout_printf (acre, "%g",
 445                                    round (acre->y_axis.view_min));
 446     max_y = _create_layout_printf (acre, "%g",
 447                                    round (acre->y_axis.view_max));
 448
 449     pango_layout_get_pixel_size (min_y, &min_y_width, NULL);
 450     pango_layout_get_pixel_size (max_y, &max_y_width, NULL);
 451     y_axis_value_width = MAX (min_y_width, max_y_width);
 452
 453     _destroy_layout (min_y);
 454     _destroy_layout (max_y);
 455
 456     /* Iterate with the layout of the title and axis labels until they
 457      * are stable, (this requires iteration since we don't know what
 458      * to set their widths to in advance due to the wrapping of the
 459      * other elements). */
 460     while (1) {
 461         pango_layout_set_width (title_layout, acre->chart.width * PANGO_SCALE);
 462         pango_layout_set_width (x_axis_layout, acre->chart.width * PANGO_SCALE);
 463         pango_layout_set_width (y_axis_layout, acre->chart.height * PANGO_SCALE);
 464
 465         pango_layout_get_pixel_size (title_layout, &title_width, &title_height);
 466         pango_layout_get_pixel_size (x_axis_layout, &x_axis_width, &x_axis_height);
 467         pango_layout_get_pixel_size (y_axis_layout, &y_axis_width, &y_axis_height);
 468
 469         new_chart.x = ACRE_PAD + y_axis_height +
 470             ACRE_PAD + y_axis_value_width + ACRE_Y_TICK_VALUE_PAD;
 471         new_chart.width = acre->width - acre->chart.x - ACRE_PAD;
 472
 473         new_chart.y = ACRE_PAD + title_height + ACRE_PAD;
 474         new_chart.height = acre->height - acre->chart.y -
 475             (ACRE_X_TICK_VALUE_PAD + ACRE_FONT_SIZE +
 476              ACRE_PAD + x_axis_height + ACRE_PAD);
 477
 478         if (new_chart.x == acre->chart.x &&
 479             new_chart.y == acre->chart.y &&
 480             new_chart.width == acre->chart.width &&
 481             new_chart.height == acre->chart.height)
 482         {
 483             break;
 484         }
 485
 486         acre->chart.x = new_chart.x;
 487         acre->chart.y = new_chart.y;
 488         acre->chart.width = new_chart.width;
 489         acre->chart.height = new_chart.height;
 490     }
 491
 492     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 493
 494     cairo_move_to (cr, acre->chart.x, ACRE_PAD);
 495     _show_layout (cr, title_layout);
 496
 497     cairo_save (cr);
 498     {
 499         cairo_translate (cr, ACRE_PAD, acre->chart.y + acre->chart.height);
 500         cairo_rotate (cr, - M_PI / 2.0);
 501         cairo_move_to (cr, 0, 0);
 502         _show_layout (cr, y_axis_layout);
 503     }
 504     cairo_restore (cr);
 505
 506     cairo_move_to (cr, acre->chart.x,
 507                    acre->chart.y + acre->chart.height +
 508                    ACRE_FONT_SIZE + ACRE_PAD);
 509     _show_layout (cr, x_axis_layout);
 510
 511     cairo_restore (cr);
 512 }
 513
 514 /* For a given axis range, compute a step size (in data space) to
 515  * generate a suitable number of ticks (5 or so). */
 516 static double
 517 _step_for_range (double range, int *minor_divisions)
 518 {
 519     double step, scale_factor;
 520
 521     /* We want roughly 5 major ticks for the chart. */
 522     step = range / 5;
 523
 524     /* Normalize the step so we can easily snap it to a desirable
 525      * value. */
 526     scale_factor = pow (10.0, floor (log10 (step)));
 527     step /= scale_factor;
 528
 529     /* We want increments of 1, 2.5, 5, or 10 (times some power of
 530      * 10). The threshold values between these are computed
 531      * logarithmically. */
 532     if (step < 3.535533905932738) {
 533         if (step < 1.58113883008419) {
 534             step = 1.0;
 535             *minor_divisions = 4;
 536         } else {
 537             step = 2.5;
 538             *minor_divisions = 5;
 539         }
 540     } else {
 541         if (step < 7.071067811865475) {
 542             step = 5.0;
 543             *minor_divisions = 5;
 544         } else {
 545             step = 10.0;
 546             *minor_divisions = 4;
 547         }
 548     }
 549
 550     /* Un-normalize and we now have the data value that we want to
 551      * step at. */
 552     return step * scale_factor;
 553 }
 554
 555 /* Given an axis range, we can compute a desired data-space step
 556  * amount for the major ticks (see _step_for_range). To get
 557  * nice-looking pixel-snapped ticks we want to expand the range
 558  * slightly. */
 559 static void
 560 _expand_range_for_width (double *axis_min, double *axis_max, int pixel_range)
 561 {
 562     double range, new_range, step, step_minor, pixel_step;
 563     int minor_divisions;
 564
 565     range = *axis_max - *axis_min;
 566
 567     step = _step_for_range (range, &minor_divisions);
 568     step_minor = step / minor_divisions;
 569
 570     pixel_step = step_minor * (pixel_range / range);
 571
 572     /* We expand the range by the ratio of the pixel step to the floor
 573      * of the pixel_step.
 574      */
 575     new_range = range * pixel_step / floor (pixel_step);
 576
 577     /* And spread the increase out on either side of the range. */
 578     *axis_min -= (new_range - range) / 2.0;
 579     *axis_max += (new_range - range) / 2.0;
 580 }
 581
 582 /* Setup a transformation in acre->cr such that data values plotted
 583  * will appear where they should within the chart.
 584  */
 585 static void
 586 _set_transform_to_data_space (acre_t *acre)
 587 {
 588     cairo_t *cr = acre->cr;
 589
 590     cairo_translate (cr,
 591                      acre->chart.x,
 592                      acre->chart.y + acre->chart.height);
 593     cairo_scale (cr,
 594                  acre->chart.width / (acre->x_axis.view_max - acre->x_axis.view_min),
 595                  - acre->chart.height /(acre->y_axis.view_max - acre->y_axis.view_min));
 596     cairo_translate (cr, -acre->x_axis.view_min, -acre->y_axis.view_min);
 597 }
 598
 599 static void
 600 _find_x_range_given_y_range (acre_t *acre,
 601                              double *x_min, double *x_max,
 602                              double y_min, double y_max)
 603 {
 604     acre_data_t *data;
 605     unsigned d, i;
 606     bool first;
 607
 608     first = true;
 609
 610     for (d = 0; d < acre->num_data; d++) {
 611         data = acre->data[d];
 612         for (i = 0; i < data->num_points; i++) {
 613             if (data->points[i].y >= y_min &&
 614                 data->points[i].y <= y_max)
 615             {
 616                 if (first) {
 617                     *x_min = data->points[i].x;
 618                     *x_max = data->points[i].x;
 619                     first = false;
 620                 } else {
 621                     if (data->points[i].x < *x_min)
 622                         *x_min = data->points[i].x;
 623                     if (data->points[i].x > *x_max)
 624                         *x_max = data->points[i].x;
 625                 }
 626             }
 627         }
 628     }
 629
 630     /* If nothing is visible, punt to full X data range. */
 631     if (first) {
 632         *x_min = acre->x_axis.data_min;
 633         *x_max = acre->x_axis.data_max;
 634     }
 635 }
 636
 637 static void
 638 _find_y_range_given_x_range (acre_t *acre,
 639                              double *y_min, double *y_max,
 640                              double x_min, double x_max)
 641 {
 642     acre_data_t *data;
 643     unsigned d, i;
 644     bool first;
 645
 646     first = true;
 647
 648     for (d = 0; d < acre->num_data; d++) {
 649         data = acre->data[d];
 650         for (i = 0; i < data->num_points; i++) {
 651             if (data->points[i].x >= x_min &&
 652                 data->points[i].x <= x_max)
 653             {
 654                 if (first) {
 655                     *y_min = data->points[i].y;
 656                     *y_max = data->points[i].y;
 657                     first = false;
 658                 } else {
 659                     if (data->points[i].y < *y_min)
 660                         *y_min = data->points[i].y;
 661                     if (data->points[i].y > *y_max)
 662                         *y_max = data->points[i].y;
 663                 }
 664             }
 665         }
 666     }
 667
 668     /* If nothing is visible, punt to full Y data range. */
 669     if (first) {
 670         *y_min = acre->y_axis.data_min;
 671         *y_max = acre->y_axis.data_max;
 672     }
 673 }
 674
 675 static void
 676 _compute_axis_ranges (acre_t *acre)
 677 {
 678     double x_adjust, y_adjust;
 679     cairo_t *cr = acre->cr;
 680
 681     /* If neither view range is set, set both to data ranges. */
 682     if (! acre->x_axis.view_range_set && ! acre->y_axis.view_range_set)
 683     {
 684         acre->x_axis.view_min = acre->x_axis.data_min;
 685         acre->x_axis.view_max = acre->x_axis.data_max;
 686
 687         acre->y_axis.view_min = acre->y_axis.data_min;
 688         acre->y_axis.view_max = acre->y_axis.data_max;
 689     } else {
 690         /* Otherwise, auto-fit unset range based on data. */
 691         if (acre->x_axis.view_range_set && ! acre->y_axis.view_range_set) {
 692             _find_y_range_given_x_range (acre,
 693                                          &acre->y_axis.view_min,
 694                                          &acre->y_axis.view_max,
 695                                          acre->x_axis.view_min,
 696                                          acre->x_axis.view_max);
 697         }
 698         else if (acre->y_axis.view_range_set && ! acre->x_axis.view_range_set) {
 699             _find_x_range_given_y_range (acre,
 700                                          &acre->x_axis.view_min,
 701                                          &acre->x_axis.view_max,
 702                                          acre->y_axis.view_min,
 703                                          acre->y_axis.view_max);
 704         }
 705     }
 706
 707     /* Then, increase the axis ranges just enough so that the step
 708      * sizes for the ticks will be integers.
 709      */
 710     _expand_range_for_width (&acre->x_axis.view_min,
 711                              &acre->x_axis.view_max,
 712                              acre->chart.width);
 713
 714     _expand_range_for_width (&acre->y_axis.view_min,
 715                              &acre->y_axis.view_max,
 716                              acre->chart.height);
 717
 718     /* Finally, we also translate the axis ranges slightly so that the
 719      * ticks land on half-integer device-pixel positions.
 720      */
 721     cairo_save (cr);
 722     {
 723         _set_transform_to_data_space (acre);
 724
 725         x_adjust = 0.0;
 726         y_adjust = 0.0;
 727         cairo_user_to_device (cr, &x_adjust, &y_adjust);
 728         x_adjust = (round (x_adjust + 0.5) - 0.5) - x_adjust;
 729         y_adjust = (round (y_adjust + 0.5) - 0.5) - y_adjust;
 730         cairo_device_to_user_distance (cr, &x_adjust, &y_adjust);
 731
 732         acre->x_axis.view_min -= x_adjust;
 733         acre->x_axis.view_max -= x_adjust;
 734
 735         acre->y_axis.view_min -= y_adjust;
 736         acre->y_axis.view_max -= y_adjust;
 737     }
 738     cairo_restore (cr);
 739 }
 740
 741 static void
 742 _choose_colors (acre_t *acre)
 743 {
 744     cmsHPROFILE lab_profile, srgb_profile;
 745     cmsHTRANSFORM lab_to_srgb;
 746     int i;
 747     double theta, radius, srgb[3];
 748     cmsCIELab lab;
 749
 750     lab_profile = cmsCreateLabProfile (NULL); /* D50 */
 751     srgb_profile = cmsCreate_sRGBProfile ();
 752
 753     lab_to_srgb = cmsCreateTransform (lab_profile, TYPE_Lab_DBL,
 754                                       srgb_profile, TYPE_RGB_DBL,
 755                                       INTENT_PERCEPTUAL, 0);
 756
 757     acre->num_colors = acre->num_data;
 758
 759     if (acre->num_colors > acre->colors_size) {
 760         acre->colors_size = acre->num_colors;
 761         acre->colors = xrealloc (acre->colors,
 762                                  acre->colors_size * sizeof (acre_color_t));
 763     }
 764
 765     lab.L = 36;
 766     radius = 130;
 767     for (i = 0; i < acre->num_colors; i++) {
 768         theta = 0.713 + 2 * M_PI * (double) i / acre->num_colors;
 769         lab.a = radius * cos (theta);
 770         lab.b = radius * sin (theta);
 771
 772         cmsDoTransform (lab_to_srgb, &lab, srgb, 1);
 773
 774         acre->colors[i].red = srgb[0];
 775         acre->colors[i].green = srgb[1];
 776         acre->colors[i].blue = srgb[2];
 777     }
 778
 779     cmsDeleteTransform (lab_to_srgb);
 780     cmsCloseProfile (lab_profile);
 781     cmsCloseProfile (srgb_profile);
 782 }
 783
 784 static void
 785 _draw_data (acre_t *acre)
 786 {
 787     cairo_t *cr = acre->cr;
 788     unsigned int d, i;
 789     acre_data_t *data;
 790
 791     cairo_save (cr);
 792
 793     cairo_rectangle (cr,
 794                      acre->chart.x, acre->chart.y,
 795                      acre->chart.width, acre->chart.height);
 796     cairo_clip (cr);
 797
 798     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 799
 800     _set_transform_to_data_space (acre);
 801
 802     for (d = 0; d < acre->num_data; d++) {
 803         int color = d % acre->num_colors;
 804         cairo_set_source_rgb (cr,
 805                               acre->colors[color].red,
 806                               acre->colors[color].green,
 807                               acre->colors[color].blue);
 808         data = acre->data[d];
 809
 810         cairo_new_path (cr);
 811
 812         for (i = 0; i < data->num_points; i++) {
 813             cairo_line_to (cr,
 814                            data->points[i].x,
 815                            data->points[i].y);
 816         }
 817         cairo_save (cr);
 818         {
 819             cairo_identity_matrix (cr);
 820             cairo_set_line_width (cr, 1.0);
 821             cairo_stroke (cr);
 822         }
 823         cairo_restore (cr);
 824     }
 825
 826     cairo_restore (cr);
 827 }
 828
 829 typedef enum _ticks { ACRE_TICKS_X, ACRE_TICKS_Y } acre_ticks_t;
 830
 831 static void
 832 _draw_ticks (acre_t *acre,
 833              double axis_min, double axis_max,
 834              acre_ticks_t ticks)
 835 {
 836     cairo_t *cr = acre->cr;
 837     double t, step, sub_step;
 838     int minor_divisions;
 839
 840     cairo_save (cr);
 841
 842     _set_transform_to_data_space (acre);
 843
 844     step = _step_for_range (axis_max - axis_min, &minor_divisions);
 845     sub_step = step / minor_divisions;
 846
 847     for (t = (floor (axis_min / sub_step) + 1) * sub_step;
 848          t <= axis_max;
 849          t += sub_step)
 850     {
 851         int tick_size;
 852         if (fabs((t / step) - round (t / step)) < 0.5 * (sub_step / step))
 853             tick_size = ACRE_TICK_MAJOR_SIZE;
 854         else
 855             tick_size = ACRE_TICK_MINOR_SIZE;
 856
 857         /* tick */
 858         cairo_save (cr);
 859         {
 860             if (ticks == ACRE_TICKS_X)
 861                 cairo_move_to (cr, t, acre->y_axis.view_min);
 862             else
 863                 cairo_move_to (cr, acre->x_axis.view_min, t);
 864
 865             cairo_identity_matrix (cr);
 866
 867             if (ticks == ACRE_TICKS_X) {
 868                 cairo_rel_line_to (cr, 0, 0.5);
 869                 cairo_rel_line_to (cr, 0, -tick_size - 0.5);
 870             } else {
 871                 cairo_rel_line_to (cr, -0.5, 0);
 872                 cairo_rel_line_to (cr, tick_size + 0.5, 0);
 873             }
 874
 875             cairo_set_line_width (cr, 1.0);
 876             cairo_stroke (cr);
 877         }
 878         cairo_restore (cr);
 879
 880         /* label */
 881         if (tick_size == ACRE_TICK_MAJOR_SIZE)
 882         {
 883             PangoLayout *layout;
 884             int width, height;
 885
 886             cairo_save (cr);
 887
 888             layout = _create_layout_printf (acre, "%g", t);
 889
 890             if (ticks == ACRE_TICKS_X)
 891                 cairo_move_to (cr, t, acre->y_axis.view_min);
 892             else
 893                 cairo_move_to (cr, acre->x_axis.view_min, t);
 894
 895             cairo_identity_matrix (cr);
 896             pango_layout_get_pixel_size (layout, &width, &height);
 897
 898             if (ticks == ACRE_TICKS_X)
 899                 cairo_rel_move_to (cr, -width / 2, ACRE_X_TICK_VALUE_PAD);
 900             else
 901                 cairo_rel_move_to (cr, -width - ACRE_Y_TICK_VALUE_PAD,
 902                                    -height/2);
 903
 904             _show_layout (cr, layout);
 905
 906             cairo_restore (cr);
 907         }
 908     }
 909
 910     cairo_restore (cr);
 911 }
 912
 913 static void
 914 _draw_legend (acre_t *acre)
 915 {
 916     PangoLayout *layout;
 917     int label_width, max_label_width = 0;
 918     int width, height;
 919     unsigned int i;
 920     cairo_t *cr = acre->cr;
 921
 922     cairo_save (cr);
 923
 924     for (i = 0; i < acre->num_data; i++) {
 925         layout = _create_layout (acre, acre->data[i]->name);
 926         pango_layout_get_pixel_size (layout, &label_width, NULL);
 927         _destroy_layout (layout);
 928         if (label_width > max_label_width)
 929             max_label_width = label_width;
 930     }
 931
 932     width = ACRE_LEGEND_PAD + ACRE_LEGEND_LINE_SIZE + ACRE_LEGEND_PAD +
 933         max_label_width + ACRE_LEGEND_PAD;
 934     height = ACRE_LEGEND_PAD +
 935         acre->num_data * (ACRE_FONT_SIZE + ACRE_LEGEND_PAD);
 936
 937     cairo_translate (cr, acre->chart.x, acre->chart.y);
 938
 939     cairo_translate (cr,
 940                      acre->chart.width - ACRE_LEGEND_PAD - width,
 941                      ACRE_LEGEND_PAD);
 942
 943     cairo_rectangle (cr, -0.5, -0.5, width + 1.0, height + 1.0);
 944     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 945     cairo_set_line_width (cr, 1.0);
 946     cairo_stroke (cr);
 947
 948     cairo_translate (cr, ACRE_LEGEND_PAD, ACRE_LEGEND_PAD);
 949
 950     for (i = 0; i < acre->num_data; i++) {
 951         cairo_rectangle (cr,
 952                          0, ACRE_LEGEND_LINE_SIZE / 2,
 953                          ACRE_LEGEND_LINE_SIZE, ACRE_LEGEND_LINE_SIZE / 2);
 954         cairo_set_source_rgb (cr,
 955                               acre->colors[i % acre->num_colors].red,
 956                               acre->colors[i % acre->num_colors].green,
 957                               acre->colors[i % acre->num_colors].blue);
 958         cairo_fill (cr);
 959
 960         layout = _create_layout (acre, acre->data[i]->name);
 961         cairo_move_to (cr, ACRE_LEGEND_LINE_SIZE + ACRE_LEGEND_PAD, 0);
 962         cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 963         _show_layout (cr, layout);
 964
 965         cairo_translate (cr, 0, ACRE_LEGEND_PAD + ACRE_FONT_SIZE);
 966     }
 967
 968     cairo_restore (cr);
 969 }
 970
 971 static void
 972 _draw_frame_and_ticks (acre_t *acre)
 973 {
 974     cairo_t *cr = acre->cr;
 975
 976     cairo_save (cr);
 977
 978     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0); /* black */
 979
 980     /* ticks */
 981     _draw_ticks (acre, acre->x_axis.view_min, acre->x_axis.view_max, ACRE_TICKS_X);
 982     _draw_ticks (acre, acre->y_axis.view_min, acre->y_axis.view_max, ACRE_TICKS_Y);
 983
 984     /* frame */
 985     cairo_rectangle (cr,
 986                      acre->chart.x - 0.5, acre->chart.y - 0.5,
 987                      acre->chart.width + 1.0, acre->chart.height + 1.0);
 988     cairo_set_line_width (cr, 1.0);
 989     cairo_stroke (cr);
 990
 991     cairo_restore (cr);
 992 }
 993
 994 /* Draw the plot to the given cairo context within a user-space
 995  * rectangle from (0, 0) to (width, height). This size includes all
 996  * space for extra-plot elements (such as the title, the axis labels,
 997  * etc.)
 998  */
 999 void
1000 acre_draw (acre_t *acre, cairo_t *cr, int width, int height)
1001 {
1002     acre->cr = cr;
1003
1004     acre->width = width;
1005     acre->height = height;
1006
1007     acre->chart.width = width;
1008     acre->chart.height = height;
1009
1010     cairo_save (cr);
1011
1012     cairo_set_source_rgb (cr, 1, 1, 1);
1013
1014     _choose_colors (acre);
1015
1016     /* We compute the axis ranges before doing label layout so that we
1017      * can account for the width of the y-axis value labels. */
1018     _compute_axis_ranges (acre);
1019
1020     _draw_title_and_labels (acre);
1021
1022     /* And we recompute the axis ranges now that the title and axis
1023      * label space is all measured and accounted for. */
1024     _compute_axis_ranges (acre);
1025
1026     _draw_data (acre);
1027
1028     if (acre->num_data > 1)
1029         _draw_legend (acre);
1030
1031     _draw_frame_and_ticks (acre);
1032 }
1033
1034 /* Create a new dataset---a collection of (x, y) datapoints. A single
1035  * plot can contain multiple datasets, (see acre_add_data). */
1036 acre_data_t *
1037 acre_data_create (void)
1038 {
1039     acre_data_t *data;
1040
1041     data = xmalloc (sizeof (acre_data_t));
1042
1043     data->name = NULL;
1044
1045     data->points = NULL;
1046     data->points_size = 0;
1047     data->num_points = 0;
1048
1049     return data;
1050 }
1051
1052 /* Destroy an acre dataset. Do not call this function if the dataset
1053  * has been added to an acre_t plot with acre_add_data. */
1054 void
1055 acre_data_destroy (acre_data_t *data)
1056 {
1057     free (data->name);
1058
1059     free (data->points);
1060
1061     free (data);
1062 }
1063
1064 /* Set the label for this dataset (to appear in the plot's key). */
1065 void
1066 acre_data_set_name (acre_data_t *data, const char *name)
1067 {
1068     free (data->name);
1069
1070     data->name = strdup (name);
1071 }
1072
1073 /* Add a datapoint to the given dataset. */
1074 void
1075 acre_data_add_point_2d (acre_data_t *data, double x, double y)
1076 {
1077     if (data->num_points >= data->points_size) {
1078         data->points_size *= 2;
1079         if (data->points_size == 0)
1080             data->points_size = 16;
1081         data->points = xrealloc_ab (data->points,
1082                                     data->points_size,
1083                                     sizeof (acre_data_point_2d_t));
1084     }
1085
1086     data->points[data->num_points].x = x;
1087     data->points[data->num_points].y = y;
1088
1089     if (data->num_points == 0) {
1090         data->min.x = x;
1091         data->min.y = y;
1092
1093         data->max.x = x;
1094         data->max.y = y;
1095     } else {
1096         if (x < data->min.x)
1097             data->min.x = x;
1098         if (y < data->min.y)
1099             data->min.y = y;
1100
1101         if (x > data->max.x)
1102             data->max.x = x;
1103         if (y > data->max.y)
1104             data->max.y = y;
1105     }
1106
1107     data->num_points++;
1108 }