Diagram.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2 #
   3 # A Diagram abstraction based on Cairo
   4 #
   5 # Copyright (C) 2015  Antonio Ospite <ao2@ao2.it>
   6 #
   7 # This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   8 # it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 # the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10 # (at your option) any later version.
  11 #
  12 # This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13 # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15 # GNU General Public License for more details.
  16 #
  17 # You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 # along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19
  20 import cairo
  21 from math import *
  22
  23
  24 class Diagram(object):
  25
  26     def __init__(self, width, height, background=[1, 1, 1], font_size=20):
  27         self.width = width
  28         self.height = height
  29         self.background = background
  30
  31         # TODO: use a RecordingSurface
  32         self.surface = cairo.SVGSurface(None, width, height)
  33         self.cr = cr = cairo.Context(self.surface)
  34
  35         # convert to left-bottom-origin cartesian coordinates
  36         cr.translate(0, self.height)
  37         cr.scale(1, -1)
  38
  39         cr.select_font_face("Georgia", cairo.FONT_SLANT_NORMAL,
  40                             cairo.FONT_WEIGHT_NORMAL)
  41         cr.set_font_size(font_size)
  42
  43         # Adjust the font matrix to left-bottom origin
  44         M = cr.get_font_matrix()
  45         M.scale(1, -1)
  46         cr.set_font_matrix(M)
  47
  48     def clear(self):
  49         cr = self.cr
  50
  51         r, g, b, a = self.color_to_rgba(self.background)
  52         cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
  53         cr.paint()
  54
  55     def save_svg(self, filename):
  56         surface = cairo.SVGSurface(filename + '.svg', self.width, self.height)
  57         cr = cairo.Context(surface)
  58         cr.set_source_surface(self.surface, 0, 0)
  59         cr.paint()
  60
  61     def save_png(self, filename):
  62         surface = cairo.ImageSurface(cairo.FORMAT_ARGB32, self.width, self.height)
  63         cr = cairo.Context(surface)
  64         cr.set_source_surface(self.surface, 0, 0)
  65         cr.paint()
  66         surface.write_to_png(filename + '.png')
  67
  68     def show(self):
  69         import Image
  70         import StringIO
  71         f = StringIO.StringIO()
  72         surface = cairo.ImageSurface(cairo.FORMAT_ARGB32, self.width, self.height)
  73         cr = cairo.Context(surface)
  74         cr.set_source_surface(self.surface, 0, 0)
  75         cr.paint()
  76         surface.write_to_png(f)
  77         f.seek(0)
  78         im = Image.open(f)
  79         im.show()
  80
  81     def get_regular_polygon(self, x, y, sides, r, theta0=0.0):
  82         theta = 2 * pi / sides
  83
  84         verts = []
  85         for i in range(0, sides):
  86             px = x + r * sin(theta0 + i * theta)
  87             py = y + r * cos(theta0 + i * theta)
  88             verts.append((px, py))
  89
  90         return verts
  91
  92     def color_to_rgba(self, color):
  93         if len(color) == 3:
  94             return color[0], color[1], color[2], 1.0
  95         elif len(color) == 4:
  96             return color[0], color[1], color[2], color[3]
  97         else:
  98             return None
  99
 100     def _draw_polygon(self, verts):
 101         cr = self.cr
 102
 103         v = verts[0]
 104         cr.move_to(v[0], v[1])
 105         for v in verts[1:]:
 106             cr.line_to(v[0], v[1])
 107         cr.close_path()
 108
 109     def draw_polygon(self, verts, fill_color=None, stroke_color=[0, 0, 0]):
 110         cr = self.cr
 111
 112         if fill_color:
 113             self._draw_polygon(verts)
 114             r, g, b, a = self.color_to_rgba(fill_color)
 115             cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 116             cr.fill()
 117
 118         if stroke_color:
 119             self._draw_polygon(verts)
 120             r, g, b, a = self.color_to_rgba(stroke_color)
 121             cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 122             cr.stroke()
 123
 124     def draw_star(self, cx, cy, verts, stroke_color=[0, 0, 0]):
 125         cr = self.cr
 126
 127         for v in verts:
 128             cr.move_to(cx, cy)
 129             cr.line_to(v[0], v[1])
 130
 131         r, g, b, a = self.color_to_rgba(stroke_color)
 132         cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 133         cr.stroke()
 134
 135     def draw_dot(self, cx, cy, size=10.0, fill_color=[0, 0, 0, 0.5]):
 136         cr = self.cr
 137
 138         cr.save()
 139         r, g, b, a = self.color_to_rgba(fill_color)
 140         cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 141         cr.arc(cx, cy, size, 0, 2 * pi)
 142         cr.fill()
 143         cr.restore()
 144
 145     def normalized_angle_01(self, theta):
 146         return fmod(theta, 2 * pi) / (2 * pi)
 147
 148     def draw_line(self, x1, y1, x2, y2, stroke_color=[0, 0, 0, 1]):
 149         cr = self.cr
 150         r, g, b, a = self.color_to_rgba(stroke_color)
 151         cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 152         cr.move_to(x1, y1)
 153         cr.line_to(x2, y2)
 154         cr.stroke()
 155
 156     def draw_rect_from_center(self, cx, cy, width, height, theta=0,
 157                               fill=True, fill_color=[1, 1, 1, 0.8],
 158                               stroke=False, stroke_color=[0, 0, 0, 0.5]):
 159         cr = self.cr
 160
 161         # the position of the center of a rectangle at (0,0)
 162         mx = width / 2.0
 163         my = height / 2.0
 164
 165         # calculate the position of the bottom-left corner after rotating the
 166         # rectangle around the center
 167         rx = cx - (mx * cos(theta) - my * sin(theta))
 168         ry = cy - (mx * sin(theta) + my * cos(theta))
 169
 170         self.draw_rect(rx, ry, width, height, theta, fill, fill_color, stroke,
 171                        stroke_color)
 172
 173     def draw_rect(self, x, y, width, height, theta=0, fill=True, fill_color=[1, 1, 1, 0.8],
 174                   stroke=False, stroke_color=[0, 0, 0, 0.5]):
 175         cr = self.cr
 176
 177         cr.save()
 178         cr.translate(x, y)
 179         cr.rotate(theta)
 180
 181         if fill:
 182             cr.rectangle(0, 0, width, height)
 183             r, g, b, a = self.color_to_rgba(fill_color)
 184             cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 185             cr.fill()
 186
 187         if stroke:
 188             cr.rectangle(0, 0, width, height)
 189             r, g, b, a = self.color_to_rgba(stroke_color)
 190             cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 191             cr.stroke()
 192             self.draw_dot(0, 0, 3.0, stroke_color)
 193
 194         cr.restore()
 195
 196     def draw_centered_text(self, cx, cy, text, theta=0,
 197                            color=[0, 0, 0],
 198                            align_baseline=False,
 199                            bb_fill=True, bb_fill_color=[1, 1, 1, 0.8],
 200                            bb_stroke=False, bb_stroke_color=[0, 0, 0, 0.5]):
 201         cr = self.cr
 202
 203         x_bearing, y_bearing, width, height, x_advance = cr.text_extents(text)[:5]
 204         ascent, descent = cr.font_extents()[:2]
 205
 206         # The offset of the lower-left corner of the text.
 207         tx = width / 2.0 + x_bearing
 208
 209         if align_baseline:
 210             # When aligning to the  baseline it is convenient the make the
 211             # bounding box depend on the font vertical extent and not from the
 212             # text content.
 213             ty = 0
 214             bb = [0, -descent, width, ascent]
 215         else:
 216             ty = height / 2.0 + y_bearing
 217             bb = [0, y_bearing, width, height]
 218
 219         # Angles are intended clockwise by the caller, but the trigonometric
 220         # functions below consider angles counter-clockwise
 221         theta = -theta
 222
 223         # The coordinate of the lower-left corner of the rotated rectangle
 224         rx = cx - tx * cos(theta) + ty * sin(theta)
 225         ry = cy - tx * sin(theta) - ty * cos(theta)
 226
 227         cr.save()
 228         cr.translate(rx, ry)
 229         cr.rotate(theta)
 230
 231         if bb_fill or bb_stroke:
 232             self.draw_rect(bb[0], bb[1], bb[2], bb[3], 0, bb_fill, bb_fill_color, bb_stroke, bb_stroke_color)
 233
 234         r, g, b, a = self.color_to_rgba(color)
 235         cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 236         cr.move_to(0, 0)
 237         cr.show_text(text)
 238         cr.fill()
 239         cr.restore()
 240
 241         return x_advance
 242
 243
 244 if __name__ == "__main__":
 245     diagram = Diagram(400, 400)
 246
 247     diagram.clear()
 248
 249     x = 40
 250     y = 200
 251
 252     x_offset = x
 253
 254     theta = 0
 255
 256     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "Ciao", theta, align_baseline=True, bb_stroke=True)
 257     x_offset += advance
 258
 259     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "____", theta + pi / 4, align_baseline=True, bb_stroke=True)
 260     x_offset += advance
 261
 262     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "jxpqdlf", theta + pi / 2, align_baseline=True, bb_stroke=True)
 263     x_offset += advance
 264
 265     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "pppp", theta + 3 * pi / 4, align_baseline=True, bb_stroke=True)
 266     x_offset += advance
 267
 268     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "dddd", theta + pi, align_baseline=True, bb_stroke=True)
 269     x_offset += advance
 270
 271     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "Jjjj", theta + 5 * pi / 4, align_baseline=True, bb_stroke=True)
 272     x_offset += advance
 273
 274     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "1369", theta + 3 * pi / 2, align_baseline=True, bb_stroke=True)
 275     x_offset += advance
 276
 277     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "qqqq", theta + 7 * pi / 4, align_baseline=True, bb_stroke=True)
 278     x_offset += advance
 279
 280     diagram.draw_line(0, y, 400, y, [0, 0, 1, 0.2])
 281
 282     diagram.draw_rect(40, 40, 300, 100, stroke=True)
 283     diagram.draw_rect(40, 40, 300, 100, pi / 30, stroke=True)
 284
 285     diagram.draw_rect(40, 250, 300, 100, stroke=True)
 286     diagram.draw_rect_from_center(40 + 150, 250 + 50, 300, 100, theta=pi / 40, stroke=True, stroke_color=[1, 0, 0], fill=False)
 287
 288     diagram.show()