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     /* The name of this data set. */
  41     char *name;
  42
  43     /* Minimum and mximum extents of data. */
  44     acre_data_point_2d_t min;
  45     acre_data_point_2d_t max;
  46
  47     /* The data itself. */
  48     acre_data_point_2d_t *points;
  49     unsigned int points_size;
  50     unsigned int num_points;
  51
  52     /* The names of data points (if any).
  53      *
  54      * This array is indexed with the same index as the 'points' array
  55      * to provide names for points. It is legal for this array to be
  56      * NULL or smaller than 'points', (in which case, the
  57      * corresponding points simply have no names).
  58      */
  59     char **names;
  60     unsigned int names_size;
  61     unsigned int num_names;
  62 };
  63
  64 typedef struct _acre_axis {
  65     char *label;
  66
  67     /* Range of data */
  68     double data_min;
  69     double data_max;
  70
  71     /* Range of data to be viewed. */
  72     double view_min;
  73     double view_max;
  74
  75     /* Has the view range been set? */
  76     bool view_range_set;
  77 } acre_axis_t;
  78
  79 typedef struct _acre_color {
  80     double red;
  81     double green;
  82     double blue;
  83 } acre_color_t;
  84
  85 struct _acre {
  86     char *title;
  87     acre_axis_t x_axis;
  88     acre_axis_t y_axis;
  89
  90     acre_data_t **data;
  91     unsigned int data_size;
  92     unsigned int num_data;
  93
  94     /* Data for drawing. */
  95     cairo_t *cr;
  96     PangoFontDescription *font;
  97     acre_color_t *colors;
  98     int colors_size;
  99     int num_colors;
 100
 101     /* Total size including labels. */
 102     int width;
 103     int height;
 104
 105     /* Position and size of chart alone. */
 106     PangoRectangle chart;
 107 };
 108
 109 static void
 110 _find_x_range_given_y_range (acre_t *acre,
 111                              double *x_min, double *x_max,
 112                              double y_min, double y_max);
 113
 114 static void
 115 _find_y_range_given_x_range (acre_t *acre,
 116                              double *y_min, double *y_max,
 117                              double x_min, double x_max);
 118
 119 /* Create a new, empty plot. */
 120 acre_t *
 121 acre_create (void)
 122 {
 123     acre_t *acre;
 124
 125     acre = xmalloc (sizeof (acre_t));
 126
 127     acre->title = NULL;
 128
 129     acre->x_axis.label = NULL;
 130     acre->x_axis.data_min = 0.0;
 131     acre->x_axis.data_max = 0.0;
 132     acre->x_axis.view_min = 0.0;
 133     acre->x_axis.view_max = 0.0;
 134     acre->x_axis.view_range_set = false;
 135
 136     acre->y_axis.label = NULL;
 137     acre->y_axis.data_min = 0.0;
 138     acre->y_axis.data_max = 0.0;
 139     acre->y_axis.view_min = 0.0;
 140     acre->y_axis.view_max = 0.0;
 141     acre->y_axis.view_range_set = false;
 142
 143     acre->data = NULL;
 144     acre->data_size = 0;
 145     acre->num_data = 0;
 146
 147     acre->cr = NULL;
 148     acre->font = NULL;
 149     acre->colors = NULL;
 150     acre->num_colors = 0;
 151     acre->colors_size = 0;
 152
 153     acre->width = 0;
 154     acre->height = 0;
 155
 156     acre->chart.x = 0;
 157     acre->chart.y = 0;
 158     acre->chart.width = 0;
 159     acre->chart.height = 0;
 160
 161     return acre;
 162 }
 163
 164 /* Destroy a plot. */
 165 void
 166 acre_destroy (acre_t *acre)
 167 {
 168     unsigned int i;
 169
 170     free (acre->title);
 171     free (acre->x_axis.label);
 172     free (acre->y_axis.label);
 173
 174     for (i = 0; i < acre->num_data; i++)
 175         acre_data_destroy (acre->data[i]);
 176
 177     free (acre->data);
 178
 179     free (acre->colors);
 180
 181     free (acre);
 182 }
 183
 184 void
 185 acre_set_title (acre_t *acre, const char *title)
 186 {
 187     free (acre->title);
 188
 189     acre->title = strdup (title);
 190 }
 191
 192 void
 193 acre_set_x_axis_label (acre_t *acre, const char *label)
 194 {
 195     free (acre->x_axis.label);
 196
 197     acre->x_axis.label = strdup (label);
 198 }
 199
 200 void
 201 acre_set_y_axis_label (acre_t *acre, const char *label)
 202 {
 203     free (acre->y_axis.label);
 204
 205     acre->y_axis.label = strdup (label);
 206 }
 207
 208 void
 209 acre_get_x_axis_data_range (acre_t *acre, double *x_min, double *x_max)
 210 {
 211     if (x_min)
 212         *x_min = acre->x_axis.data_min;
 213
 214     if (x_max)
 215         *x_max = acre->x_axis.data_max;
 216 }
 217
 218 void
 219 acre_get_x_axis_range (acre_t *acre, double *x_min, double *x_max)
 220 {
 221     /* If an X range has been set, return that. */
 222     if (acre->x_axis.view_range_set) {
 223         if (x_min)
 224             *x_min = acre->x_axis.view_min;
 225
 226         if (x_max)
 227             *x_max = acre->x_axis.view_max;
 228
 229         return;
 230     }
 231
 232     /* Otherwise, if a Y range has been set, use that to compute X. */
 233     if (acre->y_axis.view_range_set) {
 234         _find_x_range_given_y_range (acre, x_min, x_max,
 235                                      acre->y_axis.view_min,
 236                                      acre->y_axis.view_max);
 237
 238         return;
 239     }
 240
 241     /* Neither view range set. Return full, data-based X range. */
 242     acre_get_x_axis_data_range (acre, x_min, x_max);
 243 }
 244
 245 void
 246 acre_set_x_axis_range (acre_t *acre, double x_min, double x_max)
 247 {
 248     acre->x_axis.view_min = x_min;
 249     acre->x_axis.view_max = x_max;
 250
 251     acre->x_axis.view_range_set = true;
 252 }
 253
 254 void
 255 acre_set_x_axis_range_auto (acre_t *acre)
 256 {
 257     acre->x_axis.view_range_set = false;
 258 }
 259
 260 void
 261 acre_get_y_axis_data_range (acre_t *acre, double *y_min, double *y_max)
 262 {
 263     if (y_min)
 264         *y_min = acre->y_axis.data_min;
 265
 266     if (y_max)
 267         *y_max = acre->y_axis.data_max;
 268 }
 269
 270 void
 271 acre_get_y_axis_range (acre_t *acre, double *y_min, double *y_max)
 272 {
 273     /* If a Y range has been set, return that. */
 274     if (acre->y_axis.view_range_set) {
 275         if (y_min)
 276             *y_min = acre->y_axis.view_min;
 277
 278         if (y_max)
 279             *y_max = acre->y_axis.view_max;
 280
 281         return;
 282     }
 283
 284     /* Otherwise, if an X range has been set, use that to compute Y. */
 285     if (acre->x_axis.view_range_set) {
 286         _find_y_range_given_x_range (acre, y_min, y_max,
 287                                      acre->x_axis.view_min,
 288                                      acre->x_axis.view_max);
 289
 290         return;
 291     }
 292
 293     /* Neither view range set. Return full data-based Y range. */
 294     acre_get_y_axis_data_range (acre, y_min, y_max);
 295 }
 296
 297 void
 298 acre_set_y_axis_range (acre_t *acre, double y_min, double y_max)
 299 {
 300     acre->y_axis.view_min = y_min;
 301     acre->y_axis.view_max = y_max;
 302
 303     acre->y_axis.view_range_set = true;
 304 }
 305
 306 void
 307 acre_set_y_axis_range_auto (acre_t *acre)
 308 {
 309     acre->y_axis.view_range_set = false;
 310 }
 311
 312 /* Add a dataset to the plot. The plot assumes ownership of the
 313  * dataset so it is not necessary to call acre_data_destroy on it. */
 314 void
 315 acre_add_data (acre_t *acre, acre_data_t *data)
 316 {
 317     if (acre->num_data >= acre->data_size) {
 318         acre->data_size *= 2;
 319         if (acre->data_size == 0)
 320             acre->data_size = 1;
 321         acre->data = xrealloc_ab (acre->data,
 322                                   acre->data_size,
 323                                   sizeof (acre_data_t *));
 324     }
 325
 326     acre->data[acre->num_data] = data;
 327
 328     if (acre->num_data == 0) {
 329         acre->x_axis.data_min = data->min.x;
 330         acre->y_axis.data_min = data->min.y;
 331
 332         acre->x_axis.data_max = data->max.x;
 333         acre->y_axis.data_max = data->max.y;
 334     } else {
 335         if (data->min.x < acre->x_axis.data_min)
 336             acre->x_axis.data_min = data->min.x;
 337         if (data->min.y < acre->y_axis.data_min)
 338             acre->y_axis.data_min = data->min.y;
 339
 340         if (data->max.x > acre->x_axis.data_max)
 341             acre->x_axis.data_max = data->max.x;
 342         if (data->max.y > acre->y_axis.data_max)
 343             acre->y_axis.data_max = data->max.y;
 344     }
 345
 346     acre->num_data++;
 347 }
 348
 349 #define ACRE_FONT_FAMILY "sans"
 350 #define ACRE_FONT_SIZE 12
 351 #define ACRE_TITLE_FONT_SIZE 20
 352 #define ACRE_PAD (ACRE_FONT_SIZE)
 353 #define ACRE_TICK_MAJOR_SIZE 6
 354 #define ACRE_TICK_MINOR_SIZE 3
 355 #define ACRE_X_TICK_VALUE_PAD 2
 356 #define ACRE_Y_TICK_VALUE_PAD 4
 357 #define ACRE_LEGEND_PAD 4
 358 #define ACRE_LEGEND_LINE_SIZE 10
 359
 360 static PangoLayout *
 361 _create_layout (acre_t *acre, const char *text)
 362 {
 363     PangoLayout *layout;
 364
 365     if (text == NULL)
 366             text = "";
 367
 368     layout = pango_cairo_create_layout (acre->cr);
 369     pango_layout_set_font_description (layout, acre->font);
 370     pango_layout_set_text (layout, text, -1);
 371     pango_layout_set_alignment (layout, PANGO_ALIGN_CENTER);
 372
 373     return layout;
 374 }
 375
 376 #define PRINTF_FORMAT(fmt_index, va_index) __attribute__ ((__format__(__printf__, fmt_index, va_index)))
 377
 378 static PangoLayout *
 379 _create_layout_vprintf (acre_t *acre, const char *fmt, va_list ap)
 380 {
 381     PangoLayout *layout;
 382     char *text;
 383
 384     vasprintf (&text, fmt, ap);
 385
 386     layout = _create_layout (acre, text);
 387
 388     free (text);
 389
 390     return layout;
 391 }
 392
 393 static PangoLayout *
 394 _create_layout_printf (acre_t *acre, const char *fmt, ...)
 395     PRINTF_FORMAT (2, 3);
 396
 397 static PangoLayout *
 398 _create_layout_printf (acre_t *acre, const char *fmt, ...)
 399 {
 400     va_list ap;
 401     PangoLayout *layout;
 402
 403     va_start (ap, fmt);
 404
 405     layout = _create_layout_vprintf (acre, fmt, ap);
 406
 407     va_end (ap);
 408
 409     return layout;
 410 }
 411
 412 static void
 413 _destroy_layout (PangoLayout *layout)
 414 {
 415     g_object_unref (layout);
 416 }
 417
 418 static void
 419 _show_layout (cairo_t *cr, PangoLayout *layout)
 420 {
 421     pango_cairo_show_layout (cr, layout);
 422
 423     _destroy_layout (layout);
 424 }
 425
 426 static void
 427 _draw_title_and_labels (acre_t *acre)
 428 {
 429     cairo_t *cr = acre->cr;
 430     PangoFontDescription *title_font;
 431     PangoLayout *title_layout, *x_axis_layout, *y_axis_layout;
 432     PangoLayout *min_y, *max_y;
 433     int min_y_width, max_y_width, y_axis_value_width;
 434     int title_width, title_height;
 435     int x_axis_width, x_axis_height;
 436     int y_axis_width, y_axis_height;
 437     PangoRectangle new_chart;
 438
 439     cairo_save (cr);
 440
 441     acre->font = pango_font_description_new ();
 442     pango_font_description_set_family (acre->font, ACRE_FONT_FAMILY);
 443     pango_font_description_set_absolute_size (acre->font,
 444                                               ACRE_FONT_SIZE * PANGO_SCALE);
 445
 446     title_font = pango_font_description_new ();
 447     pango_font_description_set_family (title_font, ACRE_FONT_FAMILY);
 448     pango_font_description_set_absolute_size (title_font,
 449                                               ACRE_TITLE_FONT_SIZE * PANGO_SCALE);
 450
 451     title_layout = _create_layout (acre, acre->title);
 452     pango_layout_set_font_description (title_layout, title_font);
 453     pango_font_description_free (title_font);
 454
 455     x_axis_layout = _create_layout (acre, acre->x_axis.label);
 456     y_axis_layout = _create_layout (acre, acre->y_axis.label);
 457
 458     min_y = _create_layout_printf (acre, "%g",
 459                                    round (acre->y_axis.view_min));
 460     max_y = _create_layout_printf (acre, "%g",
 461                                    round (acre->y_axis.view_max));
 462
 463     pango_layout_get_pixel_size (min_y, &min_y_width, NULL);
 464     pango_layout_get_pixel_size (max_y, &max_y_width, NULL);
 465     y_axis_value_width = MAX (min_y_width, max_y_width);
 466
 467     _destroy_layout (min_y);
 468     _destroy_layout (max_y);
 469
 470     /* Iterate with the layout of the title and axis labels until they
 471      * are stable, (this requires iteration since we don't know what
 472      * to set their widths to in advance due to the wrapping of the
 473      * other elements). */
 474     while (1) {
 475         pango_layout_set_width (title_layout, acre->chart.width * PANGO_SCALE);
 476         pango_layout_set_width (x_axis_layout, acre->chart.width * PANGO_SCALE);
 477         pango_layout_set_width (y_axis_layout, acre->chart.height * PANGO_SCALE);
 478
 479         pango_layout_get_pixel_size (title_layout, &title_width, &title_height);
 480         pango_layout_get_pixel_size (x_axis_layout, &x_axis_width, &x_axis_height);
 481         pango_layout_get_pixel_size (y_axis_layout, &y_axis_width, &y_axis_height);
 482
 483         new_chart.x = ACRE_PAD + y_axis_height +
 484             ACRE_PAD + y_axis_value_width + ACRE_Y_TICK_VALUE_PAD;
 485         new_chart.width = acre->width - acre->chart.x - ACRE_PAD;
 486
 487         new_chart.y = ACRE_PAD + title_height + ACRE_PAD;
 488         new_chart.height = acre->height - acre->chart.y -
 489             (ACRE_X_TICK_VALUE_PAD + ACRE_FONT_SIZE +
 490              ACRE_PAD + x_axis_height + ACRE_PAD);
 491
 492         if (new_chart.x == acre->chart.x &&
 493             new_chart.y == acre->chart.y &&
 494             new_chart.width == acre->chart.width &&
 495             new_chart.height == acre->chart.height)
 496         {
 497             break;
 498         }
 499
 500         acre->chart.x = new_chart.x;
 501         acre->chart.y = new_chart.y;
 502         acre->chart.width = new_chart.width;
 503         acre->chart.height = new_chart.height;
 504     }
 505
 506     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 507
 508     cairo_move_to (cr, acre->chart.x, ACRE_PAD);
 509     _show_layout (cr, title_layout);
 510
 511     cairo_save (cr);
 512     {
 513         cairo_translate (cr, ACRE_PAD, acre->chart.y + acre->chart.height);
 514         cairo_rotate (cr, - M_PI / 2.0);
 515         cairo_move_to (cr, 0, 0);
 516         _show_layout (cr, y_axis_layout);
 517     }
 518     cairo_restore (cr);
 519
 520     cairo_move_to (cr, acre->chart.x,
 521                    acre->chart.y + acre->chart.height +
 522                    ACRE_FONT_SIZE + ACRE_PAD);
 523     _show_layout (cr, x_axis_layout);
 524
 525     cairo_restore (cr);
 526 }
 527
 528 /* For a given axis range, compute a step size (in data space) to
 529  * generate a suitable number of ticks (5 or so). */
 530 static double
 531 _step_for_range (double range, int *minor_divisions)
 532 {
 533     double step, scale_factor;
 534
 535     /* We want roughly 5 major ticks for the chart. */
 536     step = range / 5;
 537
 538     /* Normalize the step so we can easily snap it to a desirable
 539      * value. */
 540     scale_factor = pow (10.0, floor (log10 (step)));
 541     step /= scale_factor;
 542
 543     /* We want increments of 1, 2.5, 5, or 10 (times some power of
 544      * 10). The threshold values between these are computed
 545      * logarithmically. */
 546     if (step < 3.535533905932738) {
 547         if (step < 1.58113883008419) {
 548             step = 1.0;
 549             *minor_divisions = 4;
 550         } else {
 551             step = 2.5;
 552             *minor_divisions = 5;
 553         }
 554     } else {
 555         if (step < 7.071067811865475) {
 556             step = 5.0;
 557             *minor_divisions = 5;
 558         } else {
 559             step = 10.0;
 560             *minor_divisions = 4;
 561         }
 562     }
 563
 564     /* Un-normalize and we now have the data value that we want to
 565      * step at. */
 566     return step * scale_factor;
 567 }
 568
 569 /* Given an axis range, we can compute a desired data-space step
 570  * amount for the major ticks (see _step_for_range). To get
 571  * nice-looking pixel-snapped ticks we want to expand the range
 572  * slightly. */
 573 static void
 574 _expand_range_for_width (double *axis_min, double *axis_max, int pixel_range)
 575 {
 576     double range, new_range, step, step_minor, pixel_step;
 577     int minor_divisions;
 578
 579     range = *axis_max - *axis_min;
 580
 581     step = _step_for_range (range, &minor_divisions);
 582     step_minor = step / minor_divisions;
 583
 584     pixel_step = step_minor * (pixel_range / range);
 585
 586     /* We expand the range by the ratio of the pixel step to the floor
 587      * of the pixel_step.
 588      */
 589     new_range = range * pixel_step / floor (pixel_step);
 590
 591     /* And spread the increase out on either side of the range. */
 592     *axis_min -= (new_range - range) / 2.0;
 593     *axis_max += (new_range - range) / 2.0;
 594 }
 595
 596 /* Setup a transformation in acre->cr such that data values plotted
 597  * will appear where they should within the chart.
 598  */
 599 static void
 600 _set_transform_to_data_space (acre_t *acre)
 601 {
 602     cairo_t *cr = acre->cr;
 603
 604     cairo_translate (cr,
 605                      acre->chart.x,
 606                      acre->chart.y + acre->chart.height);
 607     cairo_scale (cr,
 608                  acre->chart.width / (acre->x_axis.view_max - acre->x_axis.view_min),
 609                  - acre->chart.height /(acre->y_axis.view_max - acre->y_axis.view_min));
 610     cairo_translate (cr, -acre->x_axis.view_min, -acre->y_axis.view_min);
 611 }
 612
 613 static void
 614 _find_x_range_given_y_range (acre_t *acre,
 615                              double *x_min, double *x_max,
 616                              double y_min, double y_max)
 617 {
 618     acre_data_t *data;
 619     unsigned d, i;
 620     bool first;
 621
 622     first = true;
 623
 624     for (d = 0; d < acre->num_data; d++) {
 625         data = acre->data[d];
 626         for (i = 0; i < data->num_points; i++) {
 627             if (data->points[i].y >= y_min &&
 628                 data->points[i].y <= y_max)
 629             {
 630                 if (first) {
 631                     *x_min = data->points[i].x;
 632                     *x_max = data->points[i].x;
 633                     first = false;
 634                 } else {
 635                     if (data->points[i].x < *x_min)
 636                         *x_min = data->points[i].x;
 637                     if (data->points[i].x > *x_max)
 638                         *x_max = data->points[i].x;
 639                 }
 640             }
 641         }
 642     }
 643
 644     /* If nothing is visible, punt to full X data range. */
 645     if (first) {
 646         *x_min = acre->x_axis.data_min;
 647         *x_max = acre->x_axis.data_max;
 648     }
 649 }
 650
 651 static void
 652 _find_y_range_given_x_range (acre_t *acre,
 653                              double *y_min, double *y_max,
 654                              double x_min, double x_max)
 655 {
 656     acre_data_t *data;
 657     unsigned d, i;
 658     bool first;
 659
 660     first = true;
 661
 662     for (d = 0; d < acre->num_data; d++) {
 663         data = acre->data[d];
 664         for (i = 0; i < data->num_points; i++) {
 665             if (data->points[i].x >= x_min &&
 666                 data->points[i].x <= x_max)
 667             {
 668                 if (first) {
 669                     *y_min = data->points[i].y;
 670                     *y_max = data->points[i].y;
 671                     first = false;
 672                 } else {
 673                     if (data->points[i].y < *y_min)
 674                         *y_min = data->points[i].y;
 675                     if (data->points[i].y > *y_max)
 676                         *y_max = data->points[i].y;
 677                 }
 678             }
 679         }
 680     }
 681
 682     /* If nothing is visible, punt to full Y data range. */
 683     if (first) {
 684         *y_min = acre->y_axis.data_min;
 685         *y_max = acre->y_axis.data_max;
 686     }
 687 }
 688
 689 static void
 690 _compute_axis_ranges (acre_t *acre)
 691 {
 692     double x_adjust, y_adjust;
 693     cairo_t *cr = acre->cr;
 694
 695     /* If neither view range is set, set both to data ranges. */
 696     if (! acre->x_axis.view_range_set && ! acre->y_axis.view_range_set)
 697     {
 698         acre->x_axis.view_min = acre->x_axis.data_min;
 699         acre->x_axis.view_max = acre->x_axis.data_max;
 700
 701         acre->y_axis.view_min = acre->y_axis.data_min;
 702         acre->y_axis.view_max = acre->y_axis.data_max;
 703     } else {
 704         /* Otherwise, auto-fit unset range based on data. */
 705         if (acre->x_axis.view_range_set && ! acre->y_axis.view_range_set) {
 706             _find_y_range_given_x_range (acre,
 707                                          &acre->y_axis.view_min,
 708                                          &acre->y_axis.view_max,
 709                                          acre->x_axis.view_min,
 710                                          acre->x_axis.view_max);
 711         }
 712         else if (acre->y_axis.view_range_set && ! acre->x_axis.view_range_set) {
 713             _find_x_range_given_y_range (acre,
 714                                          &acre->x_axis.view_min,
 715                                          &acre->x_axis.view_max,
 716                                          acre->y_axis.view_min,
 717                                          acre->y_axis.view_max);
 718         }
 719     }
 720
 721     /* Then, increase the axis ranges just enough so that the step
 722      * sizes for the ticks will be integers.
 723      */
 724     _expand_range_for_width (&acre->x_axis.view_min,
 725                              &acre->x_axis.view_max,
 726                              acre->chart.width);
 727
 728     _expand_range_for_width (&acre->y_axis.view_min,
 729                              &acre->y_axis.view_max,
 730                              acre->chart.height);
 731
 732     /* Finally, we also translate the axis ranges slightly so that the
 733      * ticks land on half-integer device-pixel positions.
 734      */
 735     cairo_save (cr);
 736     {
 737         _set_transform_to_data_space (acre);
 738
 739         x_adjust = 0.0;
 740         y_adjust = 0.0;
 741         cairo_user_to_device (cr, &x_adjust, &y_adjust);
 742         x_adjust = (round (x_adjust + 0.5) - 0.5) - x_adjust;
 743         y_adjust = (round (y_adjust + 0.5) - 0.5) - y_adjust;
 744         cairo_device_to_user_distance (cr, &x_adjust, &y_adjust);
 745
 746         acre->x_axis.view_min -= x_adjust;
 747         acre->x_axis.view_max -= x_adjust;
 748
 749         acre->y_axis.view_min -= y_adjust;
 750         acre->y_axis.view_max -= y_adjust;
 751     }
 752     cairo_restore (cr);
 753 }
 754
 755 static void
 756 _choose_colors (acre_t *acre)
 757 {
 758     cmsHPROFILE lab_profile, srgb_profile;
 759     cmsHTRANSFORM lab_to_srgb;
 760     int i;
 761     double theta, radius, srgb[3];
 762     cmsCIELab lab;
 763
 764     lab_profile = cmsCreateLabProfile (NULL); /* D50 */
 765     srgb_profile = cmsCreate_sRGBProfile ();
 766
 767     lab_to_srgb = cmsCreateTransform (lab_profile, TYPE_Lab_DBL,
 768                                       srgb_profile, TYPE_RGB_DBL,
 769                                       INTENT_PERCEPTUAL, 0);
 770
 771     acre->num_colors = acre->num_data;
 772
 773     if (acre->num_colors > acre->colors_size) {
 774         acre->colors_size = acre->num_colors;
 775         acre->colors = xrealloc (acre->colors,
 776                                  acre->colors_size * sizeof (acre_color_t));
 777     }
 778
 779     lab.L = 36;
 780     radius = 130;
 781     for (i = 0; i < acre->num_colors; i++) {
 782         theta = 0.713 + 2 * M_PI * (double) i / acre->num_colors;
 783         lab.a = radius * cos (theta);
 784         lab.b = radius * sin (theta);
 785
 786         cmsDoTransform (lab_to_srgb, &lab, srgb, 1);
 787
 788         acre->colors[i].red = srgb[0];
 789         acre->colors[i].green = srgb[1];
 790         acre->colors[i].blue = srgb[2];
 791     }
 792
 793     cmsDeleteTransform (lab_to_srgb);
 794     cmsCloseProfile (lab_profile);
 795     cmsCloseProfile (srgb_profile);
 796 }
 797
 798 static void
 799 _draw_data (acre_t *acre)
 800 {
 801     cairo_t *cr = acre->cr;
 802     unsigned int d, i;
 803     acre_data_t *data;
 804
 805     cairo_save (cr);
 806
 807     cairo_rectangle (cr,
 808                      acre->chart.x, acre->chart.y,
 809                      acre->chart.width, acre->chart.height);
 810     cairo_clip (cr);
 811
 812     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 813
 814     _set_transform_to_data_space (acre);
 815
 816     for (d = 0; d < acre->num_data; d++) {
 817         int color = d % acre->num_colors;
 818         cairo_set_source_rgb (cr,
 819                               acre->colors[color].red,
 820                               acre->colors[color].green,
 821                               acre->colors[color].blue);
 822         data = acre->data[d];
 823
 824         cairo_new_path (cr);
 825
 826         for (i = 0; i < data->num_points; i++) {
 827             cairo_line_to (cr,
 828                            data->points[i].x,
 829                            data->points[i].y);
 830         }
 831         cairo_save (cr);
 832         {
 833             cairo_identity_matrix (cr);
 834             cairo_set_line_width (cr, 1.0);
 835             cairo_stroke (cr);
 836         }
 837         cairo_restore (cr);
 838     }
 839
 840     cairo_restore (cr);
 841 }
 842
 843 typedef enum _ticks { ACRE_TICKS_X, ACRE_TICKS_Y } acre_ticks_t;
 844
 845 static void
 846 _draw_ticks (acre_t *acre,
 847              double axis_min, double axis_max,
 848              acre_ticks_t ticks)
 849 {
 850     cairo_t *cr = acre->cr;
 851     double t, step, sub_step;
 852     int minor_divisions;
 853
 854     cairo_save (cr);
 855
 856     _set_transform_to_data_space (acre);
 857
 858     step = _step_for_range (axis_max - axis_min, &minor_divisions);
 859     sub_step = step / minor_divisions;
 860
 861     for (t = (floor (axis_min / sub_step) + 1) * sub_step;
 862          t <= axis_max;
 863          t += sub_step)
 864     {
 865         int tick_size;
 866         if (fabs((t / step) - round (t / step)) < 0.5 * (sub_step / step))
 867             tick_size = ACRE_TICK_MAJOR_SIZE;
 868         else
 869             tick_size = ACRE_TICK_MINOR_SIZE;
 870
 871         /* tick */
 872         cairo_save (cr);
 873         {
 874             if (ticks == ACRE_TICKS_X)
 875                 cairo_move_to (cr, t, acre->y_axis.view_min);
 876             else
 877                 cairo_move_to (cr, acre->x_axis.view_min, t);
 878
 879             cairo_identity_matrix (cr);
 880
 881             if (ticks == ACRE_TICKS_X) {
 882                 cairo_rel_line_to (cr, 0, 0.5);
 883                 cairo_rel_line_to (cr, 0, -tick_size - 0.5);
 884             } else {
 885                 cairo_rel_line_to (cr, -0.5, 0);
 886                 cairo_rel_line_to (cr, tick_size + 0.5, 0);
 887             }
 888
 889             cairo_set_line_width (cr, 1.0);
 890             cairo_stroke (cr);
 891         }
 892         cairo_restore (cr);
 893
 894         /* label */
 895         if (tick_size == ACRE_TICK_MAJOR_SIZE)
 896         {
 897             PangoLayout *layout;
 898             int width, height;
 899
 900             cairo_save (cr);
 901
 902             layout = _create_layout_printf (acre, "%g", t);
 903
 904             if (ticks == ACRE_TICKS_X)
 905                 cairo_move_to (cr, t, acre->y_axis.view_min);
 906             else
 907                 cairo_move_to (cr, acre->x_axis.view_min, t);
 908
 909             cairo_identity_matrix (cr);
 910             pango_layout_get_pixel_size (layout, &width, &height);
 911
 912             if (ticks == ACRE_TICKS_X)
 913                 cairo_rel_move_to (cr, -width / 2, ACRE_X_TICK_VALUE_PAD);
 914             else
 915                 cairo_rel_move_to (cr, -width - ACRE_Y_TICK_VALUE_PAD,
 916                                    -height/2);
 917
 918             _show_layout (cr, layout);
 919
 920             cairo_restore (cr);
 921         }
 922     }
 923
 924     cairo_restore (cr);
 925 }
 926
 927 static void
 928 _draw_legend (acre_t *acre)
 929 {
 930     PangoLayout *layout;
 931     int label_width, max_label_width = 0;
 932     int width, height;
 933     unsigned int i;
 934     cairo_t *cr = acre->cr;
 935
 936     cairo_save (cr);
 937
 938     for (i = 0; i < acre->num_data; i++) {
 939         layout = _create_layout (acre, acre->data[i]->name);
 940         pango_layout_get_pixel_size (layout, &label_width, NULL);
 941         _destroy_layout (layout);
 942         if (label_width > max_label_width)
 943             max_label_width = label_width;
 944     }
 945
 946     width = ACRE_LEGEND_PAD + ACRE_LEGEND_LINE_SIZE + ACRE_LEGEND_PAD +
 947         max_label_width + ACRE_LEGEND_PAD;
 948     height = ACRE_LEGEND_PAD +
 949         acre->num_data * (ACRE_FONT_SIZE + ACRE_LEGEND_PAD);
 950
 951     cairo_translate (cr, acre->chart.x, acre->chart.y);
 952
 953     cairo_translate (cr,
 954                      acre->chart.width - ACRE_LEGEND_PAD - width,
 955                      ACRE_LEGEND_PAD);
 956
 957     cairo_rectangle (cr, -0.5, -0.5, width + 1.0, height + 1.0);
 958     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 959     cairo_set_line_width (cr, 1.0);
 960     cairo_stroke (cr);
 961
 962     cairo_translate (cr, ACRE_LEGEND_PAD, ACRE_LEGEND_PAD);
 963
 964     for (i = 0; i < acre->num_data; i++) {
 965         cairo_rectangle (cr,
 966                          0, ACRE_LEGEND_LINE_SIZE / 2,
 967                          ACRE_LEGEND_LINE_SIZE, ACRE_LEGEND_LINE_SIZE / 2);
 968         cairo_set_source_rgb (cr,
 969                               acre->colors[i % acre->num_colors].red,
 970                               acre->colors[i % acre->num_colors].green,
 971                               acre->colors[i % acre->num_colors].blue);
 972         cairo_fill (cr);
 973
 974         layout = _create_layout (acre, acre->data[i]->name);
 975         cairo_move_to (cr, ACRE_LEGEND_LINE_SIZE + ACRE_LEGEND_PAD, 0);
 976         cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 977         _show_layout (cr, layout);
 978
 979         cairo_translate (cr, 0, ACRE_LEGEND_PAD + ACRE_FONT_SIZE);
 980     }
 981
 982     cairo_restore (cr);
 983 }
 984
 985 static void
 986 _draw_frame_and_ticks (acre_t *acre)
 987 {
 988     cairo_t *cr = acre->cr;
 989
 990     cairo_save (cr);
 991
 992     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0); /* black */
 993
 994     /* ticks */
 995     _draw_ticks (acre, acre->x_axis.view_min, acre->x_axis.view_max, ACRE_TICKS_X);
 996     _draw_ticks (acre, acre->y_axis.view_min, acre->y_axis.view_max, ACRE_TICKS_Y);
 997
 998     /* frame */
 999     cairo_rectangle (cr,
1000                      acre->chart.x - 0.5, acre->chart.y - 0.5,
1001                      acre->chart.width + 1.0, acre->chart.height + 1.0);
1002     cairo_set_line_width (cr, 1.0);
1003     cairo_stroke (cr);
1004
1005     cairo_restore (cr);
1006 }
1007
1008 /* Draw the plot to the given cairo context within a user-space
1009  * rectangle from (0, 0) to (width, height). This size includes all
1010  * space for extra-plot elements (such as the title, the axis labels,
1011  * etc.)
1012  */
1013 void
1014 acre_draw (acre_t *acre, cairo_t *cr, int width, int height)
1015 {
1016     acre->cr = cr;
1017
1018     acre->width = width;
1019     acre->height = height;
1020
1021     acre->chart.width = width;
1022     acre->chart.height = height;
1023
1024     cairo_save (cr);
1025
1026     cairo_set_source_rgb (cr, 1, 1, 1);
1027
1028     _choose_colors (acre);
1029
1030     /* We compute the axis ranges before doing label layout so that we
1031      * can account for the width of the y-axis value labels. */
1032     _compute_axis_ranges (acre);
1033
1034     _draw_title_and_labels (acre);
1035
1036     /* And we recompute the axis ranges now that the title and axis
1037      * label space is all measured and accounted for. */
1038     _compute_axis_ranges (acre);
1039
1040     _draw_data (acre);
1041
1042     if (acre->num_data > 1)
1043         _draw_legend (acre);
1044
1045     _draw_frame_and_ticks (acre);
1046 }
1047
1048 /* Create a new dataset---a collection of (x, y) datapoints. A single
1049  * plot can contain multiple datasets, (see acre_add_data). */
1050 acre_data_t *
1051 acre_data_create (void)
1052 {
1053     acre_data_t *data;
1054
1055     data = xmalloc (sizeof (acre_data_t));
1056
1057     data->name = NULL;
1058
1059     data->points = NULL;
1060     data->points_size = 0;
1061     data->num_points = 0;
1062
1063     return data;
1064 }
1065
1066 /* Destroy an acre dataset. Do not call this function if the dataset
1067  * has been added to an acre_t plot with acre_add_data. */
1068 void
1069 acre_data_destroy (acre_data_t *data)
1070 {
1071     unsigned i;
1072
1073     for (i = 0; i < data->num_names; i++) {
1074         if (data->names[i])
1075             free (data->names[i]);
1076     }
1077     free (data->names);
1078
1079     free (data->name);
1080
1081     free (data->points);
1082
1083     free (data);
1084 }
1085
1086 /* Set the label for this dataset (to appear in the plot's key). */
1087 void
1088 acre_data_set_name (acre_data_t *data, const char *name)
1089 {
1090     free (data->name);
1091
1092     data->name = strdup (name);
1093 }
1094
1095 /* Add a datapoint to the given dataset. */
1096 void
1097 acre_data_add_point_2d (acre_data_t *data, double x, double y)
1098 {
1099     if (data->num_points >= data->points_size) {
1100         data->points_size *= 2;
1101         if (data->points_size == 0)
1102             data->points_size = 16;
1103         data->points = xrealloc_ab (data->points,
1104                                     data->points_size,
1105                                     sizeof (acre_data_point_2d_t));
1106     }
1107
1108     data->points[data->num_points].x = x;
1109     data->points[data->num_points].y = y;
1110
1111     if (data->num_points == 0) {
1112         data->min.x = x;
1113         data->min.y = y;
1114
1115         data->max.x = x;
1116         data->max.y = y;
1117     } else {
1118         if (x < data->min.x)
1119             data->min.x = x;
1120         if (y < data->min.y)
1121             data->min.y = y;
1122
1123         if (x > data->max.x)
1124             data->max.x = x;
1125         if (y > data->max.y)
1126             data->max.y = y;
1127     }
1128
1129     data->num_points++;
1130 }
1131
1132 /* Add a datapoint with a name to the given dataset. */
1133 void
1134 acre_data_add_point_2d_named (acre_data_t *data, double x, double y, const char *name)
1135 {
1136     unsigned i;
1137
1138     acre_data_add_point_2d (data, x, y);
1139
1140     if (data->names_size < data->points_size) {
1141         data->names_size = data->points_size;
1142         data->names = xrealloc_ab (data->names,
1143                                    data->names_size,
1144                                    sizeof (char *));
1145     }
1146
1147     /* Initialize any newly-created holes in the array to NULL. */
1148     for (i = data->num_names; i < data->num_points - 1; i++)
1149         data->names[i] = NULL;
1150
1151     data->num_names = data->num_points;
1152
1153     data->names[data->num_names - 1] = xstrdup (name);
1154 }