src/diagram/cairo_diagram.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2 #
   3 # A Diagram abstraction based on Cairo
   4 #
   5 # Copyright (C) 2018  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 from math import cos, sin, pi
  21 import cairo
  22 try:
  23     from .diagram import Diagram
  24 except ValueError:
  25     from diagram import Diagram
  26
  27
  28 class CairoDiagram(Diagram):
  29     def __init__(self, width, height, **kwargs):
  30         super(CairoDiagram, self).__init__(width, height, **kwargs)
  31
  32         self.surface = cairo.RecordingSurface(0, (0, 0, width, height))
  33         self.cr = cr = cairo.Context(self.surface)
  34
  35         cr.select_font_face("Georgia", cairo.FONT_SLANT_NORMAL,
  36                             cairo.FONT_WEIGHT_NORMAL)
  37         cr.set_font_size(self.font_size)
  38
  39         cr.set_line_width(self.stroke_width)
  40         cr.set_line_join(cairo.LINE_JOIN_ROUND)
  41
  42     def clear(self):
  43         cr = self.cr
  44
  45         r, g, b, a = self.color_to_rgba(self.background)
  46         cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
  47         cr.paint()
  48
  49     def save_svg(self, filename):
  50         surface = cairo.SVGSurface(filename + '.svg', self.width, self.height)
  51         # TODO: call surface.set_document_unit() to set units to pixels
  52         cr = cairo.Context(surface)
  53         cr.set_source_surface(self.surface, 0, 0)
  54         cr.paint()
  55
  56     def save_png(self, filename):
  57         surface = cairo.ImageSurface(cairo.FORMAT_ARGB32,
  58                                      self.width, self.height)
  59         cr = cairo.Context(surface)
  60         cr.set_source_surface(self.surface, 0, 0)
  61         cr.paint()
  62         surface.write_to_png(filename + '.png')
  63
  64     def show(self):
  65         from PIL import Image
  66         from io import BytesIO
  67         f = BytesIO()
  68         surface = cairo.ImageSurface(cairo.FORMAT_ARGB32,
  69                                      self.width, self.height)
  70         cr = cairo.Context(surface)
  71         cr.set_source_surface(self.surface, 0, 0)
  72         cr.paint()
  73         surface.write_to_png(f)
  74         f.seek(0)
  75         im = Image.open(f)
  76         im.show()
  77
  78     def _draw_polygon(self, verts):
  79         cr = self.cr
  80
  81         v = verts[0]
  82         cr.move_to(v[0], v[1])
  83         for v in verts[1:]:
  84             cr.line_to(v[0], v[1])
  85         cr.close_path()
  86
  87     def _fill(self, fill_color, preserve=False):
  88         if fill_color:
  89             cr = self.cr
  90             r, g, b, a = self.color_to_rgba(fill_color)
  91             cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
  92             if preserve:
  93                 cr.fill_preserve()
  94             else:
  95                 cr.fill()
  96
  97     def _stroke(self, stroke_color, preserve=False):
  98         if stroke_color:
  99             cr = self.cr
 100             r, g, b, a = self.color_to_rgba(stroke_color)
 101             cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 102             if preserve:
 103                 cr.stroke_preserve()
 104             else:
 105                 cr.stroke()
 106
 107     def draw_polygon_by_verts(self, verts,
 108                               stroke_color=(0, 0, 0),
 109                               fill_color=None):
 110         cr = self.cr
 111
 112         cr.save()
 113         self._draw_polygon(verts)
 114         self._fill(fill_color, preserve=True)
 115         self._stroke(stroke_color)
 116         cr.restore()
 117
 118     def draw_star_by_verts(self, cx, cy, verts, stroke_color=(0, 0, 0)):
 119         cr = self.cr
 120
 121         for v in verts:
 122             cr.move_to(cx, cy)
 123             cr.line_to(v[0], v[1])
 124
 125         self._stroke(stroke_color)
 126
 127     def draw_circle(self, cx, cy, radius=10.0,
 128                     stroke_color=None,
 129                     fill_color=(0, 0, 0, 0.5)):
 130         cr = self.cr
 131
 132         cr.save()
 133
 134         cr.arc(cx, cy, radius, 0, 2 * pi)
 135         self._fill(fill_color, preserve=True)
 136         self._stroke(stroke_color)
 137
 138         cr.restore()
 139
 140     def draw_line(self, x1, y1, x2, y2, stroke_color=(0, 0, 0, 1)):
 141         cr = self.cr
 142         cr.move_to(x1, y1)
 143         cr.line_to(x2, y2)
 144         self._stroke(stroke_color)
 145
 146     def draw_rect_from_center(self, cx, cy, width, height, theta=0.0,
 147                               stroke_color=None,
 148                               fill_color=(1, 1, 1, 0.8)):
 149         # the position of the center of a rectangle at (0,0)
 150         mx = width / 2.0
 151         my = height / 2.0
 152
 153         # calculate the position of the bottom-left corner after rotating the
 154         # rectangle around the center
 155         rx = cx - (mx * cos(theta) - my * sin(theta))
 156         ry = cy - (mx * sin(theta) + my * cos(theta))
 157
 158         self.draw_rect(rx, ry, width, height, theta, stroke_color, fill_color)
 159
 160     def draw_rect(self, x, y, width, height, theta=0,
 161                   stroke_color=None,
 162                   fill_color=(1, 1, 1, 0.8)):
 163         cr = self.cr
 164
 165         cr.save()
 166         cr.translate(x, y)
 167         cr.rotate(theta)
 168
 169         cr.rectangle(0, 0, width, height)
 170         self._fill(fill_color, preserve=True)
 171         self._stroke(stroke_color)
 172
 173         cr.restore()
 174
 175     def draw_centered_text(self, cx, cy, text, theta=0.0,
 176                            color=(0, 0, 0),
 177                            align_baseline=False,
 178                            bb_stroke_color=None,
 179                            bb_fill_color=None):
 180         cr = self.cr
 181
 182         x_bearing, y_bearing, width, height, x_advance = cr.text_extents(text)[:5]
 183         ascent, descent = cr.font_extents()[:2]
 184
 185         # The offset of the lower-left corner of the text.
 186         tx = width / 2.0 + x_bearing
 187
 188         if align_baseline:
 189             # When aligning to the  baseline it is convenient the make the
 190             # bounding box depend on the font vertical extent and not from the
 191             # text content.
 192             ty = 0
 193             bb = [0, descent, width, -ascent]
 194         else:
 195             ty = height / 2.0 + y_bearing
 196             bb = [0, y_bearing, width, height]
 197
 198         # The coordinate of the lower-left corner of the rotated rectangle
 199         rx = cx - tx * cos(theta) + ty * sin(theta)
 200         ry = cy - tx * sin(theta) - ty * cos(theta)
 201
 202         cr.save()
 203         cr.translate(rx, ry)
 204         cr.rotate(theta)
 205
 206         if bb_stroke_color or bb_fill_color:
 207             self.draw_rect(bb[0], bb[1], bb[2], bb[3], 0,
 208                            bb_stroke_color,
 209                            bb_fill_color)
 210
 211         r, g, b, a = self.color_to_rgba(color)
 212         cr.set_source_rgba(r, g, b, a)
 213
 214         cr.move_to(0, 0)
 215         cr.show_text(text)
 216
 217         cr.restore()
 218
 219         return x_advance
 220
 221
 222 def test():
 223     diagram = CairoDiagram(400, 400)
 224
 225     diagram.clear()
 226
 227     x = 40
 228     y = 200
 229
 230     x_offset = x
 231
 232     theta = 0
 233
 234     diagram.draw_line(0, y, 400, y, (1, 0, 0, 1))
 235
 236     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "Ciao", theta,
 237                                          align_baseline=True,
 238                                          bb_stroke_color=(0, 0, 0, 0.5),
 239                                          bb_fill_color=(1, 1, 1, 0.8))
 240     x_offset += advance
 241
 242     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "____", theta + pi / 4,
 243                                          align_baseline=True,
 244                                          bb_stroke_color=(0, 0, 0, 0.5),
 245                                          bb_fill_color=(1, 1, 1, 0.8))
 246     x_offset += advance
 247
 248     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "jxpqdlf", theta + pi / 2,
 249                                          align_baseline=True,
 250                                          bb_stroke_color=(0, 0, 0, 0.5),
 251                                          bb_fill_color=(1, 1, 1, 0.8))
 252     x_offset += advance
 253
 254     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "pppp", theta + 3 * pi / 4,
 255                                          align_baseline=True,
 256                                          bb_stroke_color=(0, 0, 0, 0.5),
 257                                          bb_fill_color=(1, 1, 1, 0.8))
 258     x_offset += advance
 259
 260     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "dddd", theta + pi,
 261                                          align_baseline=True,
 262                                          bb_stroke_color=(0, 0, 0, 0.5),
 263                                          bb_fill_color=(1, 1, 1, 0.8))
 264     x_offset += advance
 265
 266     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "Jjjj", theta + 5 * pi / 4,
 267                                          align_baseline=True,
 268                                          bb_stroke_color=(0, 0, 0, 0.5),
 269                                          bb_fill_color=(1, 1, 1, 0.8))
 270     x_offset += advance
 271
 272     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "1369", theta + 3 * pi / 2,
 273                                          color=(0, 1, 0),
 274                                          align_baseline=True,
 275                                          bb_stroke_color=(0, 0, 0, 0.5),
 276                                          bb_fill_color=(1, 1, 1, 0.8))
 277     x_offset += advance
 278
 279     advance = diagram.draw_centered_text(x_offset, y, "qqqq", theta + 7 * pi / 4,
 280                                          align_baseline=True,
 281                                          bb_stroke_color=(0, 0, 0, 0.5),
 282                                          bb_fill_color=(1, 1, 1, 0.8))
 283     x_offset += advance
 284
 285     diagram.draw_rect(40, 40, 300, 100, stroke_color=(0, 0, 0, 0.8))
 286     diagram.draw_rect(40, 40, 300, 100, pi / 30, stroke_color=(0, 0, 0, 0.8))
 287
 288     verts = diagram.draw_regular_polygon(190, 90, 3, 20)
 289
 290     diagram.draw_rect(40, 250, 300, 100, stroke_color=(0, 0, 0, 0.8))
 291     diagram.draw_rect_from_center(40 + 150, 250 + 50, 300, 100, theta=(pi / 40),
 292                                   stroke_color=(1, 0, 0),
 293                                   fill_color=None)
 294
 295     verts = diagram.draw_regular_polygon(190, 300, 6, 20, pi / 3., (0, 0, 1, 0.5), (0, 1, 0.5))
 296     diagram.draw_apothem_star(190, 300, 6, 20, 0, (1, 0, 1))
 297
 298     diagram.draw_star_by_verts(190, 300, verts, (1, 0, 0, 0.5))
 299     diagram.draw_star(190, 300, 6, 25, 0, (1, 0, 1, 0.2))
 300
 301     diagram.draw_circle(190, 300, 30, (0, 1, 0, 0.5), None)
 302     diagram.draw_circle(100, 300, 30, (1, 0, 0, 0.5), (0, 1, 1, 0.5))
 303
 304     diagram.show()
 305
 306
 307 if __name__ == "__main__":
 308     test()