profile.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <stdarg.h>
   4 #include <string.h>
   5 #include <time.h>
   6
   7 #include "dive.h"
   8 #include "display.h"
   9 #include "divelist.h"
  10
  11 int selected_dive = 0;
  12
  13 /*
  14  * Cairo scaling really is horribly horribly mis-designed.
  15  *
  16  * Which is sad, because I really like Cairo otherwise. But
  17  * the fact that the line width is scaled with the same scale
  18  * as the coordinate system is a f*&%ing disaster. So we
  19  * can't use it, and instead have this butt-ugly wrapper thing..
  20  */
  21 struct graphics_context {
  22         cairo_t *cr;
  23         double maxx, maxy;
  24         double scalex, scaley;
  25 };
  26
  27 /* Plot info with smoothing and one-, two- and three-minute minimums and maximums */
  28 struct plot_info {
  29         int nr;
  30         int maxtime;
  31         struct plot_data {
  32                 int sec;
  33                 int val;
  34                 int smoothed;
  35                 int min[3];
  36                 int max[3];
  37                 int avg[3];
  38         } entry[];
  39 };
  40 #define plot_info_size(nr) (sizeof(struct plot_info) + (nr)*sizeof(struct plot_data))
  41
  42 /* Scale to 0,0 -> maxx,maxy */
  43 #define SCALE(gc,x,y) (x)*gc->maxx/gc->scalex,(y)*gc->maxy/gc->scaley
  44
  45 static void move_to(struct graphics_context *gc, double x, double y)
  46 {
  47         cairo_move_to(gc->cr, SCALE(gc, x, y));
  48 }
  49
  50 static void line_to(struct graphics_context *gc, double x, double y)
  51 {
  52         cairo_line_to(gc->cr, SCALE(gc, x, y));
  53 }
  54
  55 #define ROUND_UP(x,y) ((((x)+(y)-1)/(y))*(y))
  56
  57 /*
  58  * When showing dive profiles, we scale things to the
  59  * current dive. However, we don't scale past less than
  60  * 30 minutes or 90 ft, just so that small dives show
  61  * up as such.
  62  */
  63 static int round_seconds_up(int seconds)
  64 {
  65         return MAX(30*60, ROUND_UP(seconds, 60*10));
  66 }
  67
  68 static int round_depth_up(depth_t depth)
  69 {
  70         unsigned mm = depth.mm;
  71         /* Minimum 30m */
  72         return MAX(30000, ROUND_UP(mm+3000, 10000));
  73 }
  74
  75 typedef struct {
  76         int size;
  77         double r,g,b;
  78         enum {CENTER,LEFT} halign;
  79         enum {MIDDLE,TOP,BOTTOM} valign;
  80 } text_render_options_t;
  81
  82 static void plot_text(struct graphics_context *gc, const text_render_options_t *tro,
  83                       double x, double y, const char *fmt, ...)
  84 {
  85         cairo_t *cr = gc->cr;
  86         cairo_text_extents_t extents;
  87         double dx, dy;
  88         char buffer[80];
  89         va_list args;
  90
  91         va_start(args, fmt);
  92         vsnprintf(buffer, sizeof(buffer), fmt, args);
  93         va_end(args);
  94
  95         cairo_set_font_size(cr, tro->size);
  96         cairo_text_extents(cr, buffer, &extents);
  97         dx = 0;
  98         switch (tro->halign) {
  99         case CENTER:
 100                 dx = -(extents.width/2 + extents.x_bearing);
 101                 break;
 102         case LEFT:
 103                 dx = 0;
 104                 break;
 105         }
 106         switch (tro->valign) {
 107         case TOP:
 108                 dy = extents.height * 1.2;
 109                 break;
 110         case BOTTOM:
 111                 dy = -extents.height * 0.8;
 112                 break;
 113         case MIDDLE:
 114                 dy = 0;
 115                 break;
 116         }
 117
 118         move_to(gc, x, y);
 119         cairo_rel_move_to(cr, dx, dy);
 120
 121         cairo_text_path(cr, buffer);
 122         cairo_set_source_rgb(cr, 0, 0, 0);
 123         cairo_stroke(cr);
 124
 125         move_to(gc, x, y);
 126         cairo_rel_move_to(cr, dx, dy);
 127
 128         cairo_set_source_rgb(cr, tro->r, tro->g, tro->b);
 129         cairo_show_text(cr, buffer);
 130 }
 131
 132 static void render_depth_sample(struct graphics_context *gc, struct sample *sample, const text_render_options_t *tro)
 133 {
 134         int sec = sample->time.seconds;
 135         depth_t depth = sample->depth;
 136         const char *fmt;
 137         double d;
 138
 139         switch (output_units.length) {
 140         case METERS:
 141                 d = depth.mm / 1000.0;
 142                 fmt = "%.1f";
 143                 break;
 144         case FEET:
 145                 d = to_feet(depth);
 146                 fmt = "%.0f";
 147                 break;
 148         }
 149         plot_text(gc, tro, sec, depth.mm, fmt, d);
 150 }
 151
 152 /*
 153  * Find the next minimum/maximum point.
 154  *
 155  * We exit early if we hit "enough" of a depth reversal,
 156  * which is roughly 10 feet.
 157  */
 158 static struct sample *next_minmax(struct sample *sample, struct sample *end, int minmax)
 159 {
 160         const int enough = 3000;
 161         struct sample *result;
 162         int depthlimit;
 163
 164         if (sample >= end)
 165                 return 0;
 166
 167         depthlimit = sample->depth.mm;
 168         result = NULL;
 169
 170         for (;;) {
 171                 int depth;
 172
 173                 sample++;
 174                 if (sample >= end)
 175                         return NULL;
 176                 depth = sample->depth.mm;
 177
 178                 if (minmax) {
 179                         if (depth <= depthlimit) {
 180                                 if (depthlimit - depth > enough)
 181                                         break;
 182                                 continue;
 183                         }
 184                 } else {
 185                         if (depth >= depthlimit) {
 186                                 if (depth - depthlimit > enough)
 187                                         break;
 188                                 continue;
 189                         }
 190                 }
 191
 192                 result = sample;
 193                 depthlimit = depth;
 194         }
 195         return result;
 196 }
 197
 198 static void plot_text_samples(struct graphics_context *gc, struct sample *a, struct sample *b)
 199 {
 200         static const text_render_options_t deep = {14, 1.0, 0.2, 0.2, CENTER, TOP};
 201         static const text_render_options_t shallow = {14, 1.0, 0.2, 0.2, CENTER, BOTTOM};
 202
 203         for (;;) {
 204                 if (b <= a)
 205                         break;
 206                 a = next_minmax(a, b, 1);
 207                 if (!a)
 208                         break;
 209                 render_depth_sample(gc, a, &deep);
 210                 a = next_minmax(a, b, 0);
 211                 if (!a)
 212                         break;
 213                 if (a->depth.mm < 2500)
 214                         continue;
 215                 render_depth_sample(gc, a, &shallow);
 216         }
 217 }
 218
 219 static void plot_depth_text(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 220 {
 221         struct sample *sample, *end;
 222         int maxtime, maxdepth;
 223
 224         /* Get plot scaling limits */
 225         maxtime = round_seconds_up(dive->duration.seconds);
 226         maxdepth = round_depth_up(dive->maxdepth);
 227
 228         gc->scalex = maxtime;
 229         gc->scaley = maxdepth;
 230
 231         sample = dive->sample;
 232         end = dive->sample + dive->samples;
 233
 234         plot_text_samples(gc, sample, end);
 235 }
 236
 237 static void plot_depth_profile(struct dive *dive, struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi)
 238 {
 239         int i;
 240         cairo_t *cr = gc->cr;
 241         int begins, sec, depth;
 242         struct plot_data *entry;
 243         int maxtime, maxdepth, marker;
 244
 245         cairo_set_line_width(gc->cr, 2);
 246
 247         /* Get plot scaling limits */
 248         maxtime = round_seconds_up(dive->duration.seconds);
 249         maxdepth = round_depth_up(dive->maxdepth);
 250
 251         /* Time markers: every 5 min */
 252         gc->scalex = maxtime;
 253         gc->scaley = 1.0;
 254         for (i = 5*60; i < maxtime; i += 5*60) {
 255                 move_to(gc, i, 0);
 256                 line_to(gc, i, 1);
 257         }
 258
 259         /* Depth markers: every 30 ft or 10 m*/
 260         gc->scalex = 1.0;
 261         gc->scaley = maxdepth;
 262         switch (output_units.length) {
 263         case METERS: marker = 10000; break;
 264         case FEET: marker = 9144; break;        /* 30 ft */
 265         }
 266
 267         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 1, 1, 0.5);
 268         for (i = marker; i < maxdepth; i += marker) {
 269                 move_to(gc, 0, i);
 270                 line_to(gc, 1, i);
 271         }
 272         cairo_stroke(cr);
 273
 274         /* Show mean depth */
 275         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.40);
 276         move_to(gc, 0, dive->meandepth.mm);
 277         line_to(gc, 1, dive->meandepth.mm);
 278         cairo_stroke(cr);
 279
 280         gc->scalex = maxtime;
 281
 282         entry = pi->entry;
 283         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.80);
 284         begins = entry->sec;
 285         move_to(gc, entry->sec, entry->val);
 286         for (i = 1; i < pi->nr; i++) {
 287                 entry++;
 288                 sec = entry->sec;
 289                 if (sec <= maxtime) {
 290                         depth = entry->val;
 291                         line_to(gc, sec, depth);
 292                 }
 293         }
 294         gc->scaley = 1.0;
 295         line_to(gc, MIN(sec,maxtime), 0);
 296         line_to(gc, begins, 0);
 297         cairo_close_path(cr);
 298         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.20);
 299         cairo_fill_preserve(cr);
 300         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.80);
 301         cairo_stroke(cr);
 302 }
 303
 304 /* gets both the actual start and end pressure as well as the scaling factors */
 305 static int get_cylinder_pressure_range(struct dive *dive, struct graphics_context *gc,
 306         pressure_t *startp, pressure_t *endp)
 307 {
 308         int i;
 309         int min, max;
 310
 311         gc->scalex = round_seconds_up(dive->duration.seconds);
 312
 313         max = 0;
 314         min = 5000000;
 315         if (startp)
 316                 startp->mbar = endp->mbar = 0;
 317
 318         for (i = 0; i < dive->samples; i++) {
 319                 int mbar;
 320                 struct sample *sample = dive->sample + i;
 321
 322                 /* FIXME! We only track cylinder 0 right now */
 323                 if (sample->cylinderindex)
 324                         continue;
 325                 mbar = sample->cylinderpressure.mbar;
 326                 if (!mbar)
 327                         continue;
 328                 if (mbar < min)
 329                         min = mbar;
 330                 if (mbar > max)
 331                         max = mbar;
 332         }
 333         if (startp)
 334                 startp->mbar = max;
 335         if (endp)
 336                 endp->mbar = min;
 337         if (!max)
 338                 return 0;
 339         gc->scaley = max * 1.5;
 340         return 1;
 341 }
 342
 343 static void plot_cylinder_pressure(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 344 {
 345         int i, sec = -1;
 346
 347         if (!get_cylinder_pressure_range(dive, gc, NULL, NULL))
 348                 return;
 349
 350         cairo_set_source_rgba(gc->cr, 0.2, 1.0, 0.2, 0.80);
 351
 352         move_to(gc, 0, dive->cylinder[0].start.mbar);
 353         for (i = 1; i < dive->samples; i++) {
 354                 int mbar;
 355                 struct sample *sample = dive->sample + i;
 356
 357                 mbar = sample->cylinderpressure.mbar;
 358                 if (!mbar)
 359                         continue;
 360                 sec = sample->time.seconds;
 361                 if (sec <= dive->duration.seconds)
 362                         line_to(gc, sec, mbar);
 363         }
 364         /*
 365          * We may have "surface time" events, in which case we don't go
 366          * back to dive duration
 367          */
 368         if (sec < dive->duration.seconds)
 369                 line_to(gc, dive->duration.seconds, dive->cylinder[0].end.mbar);
 370         cairo_stroke(gc->cr);
 371 }
 372
 373 /*
 374  * Return air usage (in liters).
 375  */
 376 static double calculate_airuse(struct dive *dive)
 377 {
 378         double airuse = 0;
 379         int i;
 380
 381         for (i = 0; i < MAX_CYLINDERS; i++) {
 382                 cylinder_t *cyl = dive->cylinder + i;
 383                 int size = cyl->type.size.mliter;
 384                 double kilo_atm;
 385
 386                 if (!size)
 387                         continue;
 388
 389                 kilo_atm = (cyl->start.mbar - cyl->end.mbar) / 1013250.0;
 390
 391                 /* Liters of air at 1 atm == milliliters at 1k atm*/
 392                 airuse += kilo_atm * size;
 393         }
 394         return airuse;
 395 }
 396
 397 static void plot_info(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 398 {
 399         text_render_options_t tro = {10, 0.2, 1.0, 0.2, LEFT, TOP};
 400         const double liters_per_cuft = 28.317;
 401         const char *unit;
 402         double airuse;
 403
 404         airuse = calculate_airuse(dive);
 405         if (!airuse)
 406                 return;
 407
 408         /* I really need to start addign some unit setting thing */
 409         switch (output_units.volume) {
 410         case LITER:
 411                 unit = "l";
 412                 break;
 413         case CUFT:
 414                 unit = "cuft";
 415                 airuse /= liters_per_cuft;
 416                 break;
 417         }
 418         plot_text(gc, &tro, 0.8, 0.8, "vol: %4.2f %s", airuse, unit);
 419         if (dive->duration.seconds) {
 420                 double pressure = 1 + (dive->meandepth.mm / 10000.0);
 421                 double sac = airuse / pressure * 60 / dive->duration.seconds;
 422                 plot_text(gc, &tro, 0.8, 0.85, "SAC: %4.2f %s/min", sac, unit);
 423         }
 424 }
 425
 426 static void plot_cylinder_pressure_text(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 427 {
 428         pressure_t startp, endp;
 429
 430         if (get_cylinder_pressure_range(dive, gc, &startp, &endp)) {
 431                 int start, end;
 432                 const char *unit = "bar";
 433
 434                 switch (output_units.pressure) {
 435                 case PASCAL:
 436                         start = startp.mbar * 100;
 437                         end = startp.mbar * 100;
 438                         unit = "pascal";
 439                         break;
 440                 case BAR:
 441                         start = (startp.mbar + 500) / 1000;
 442                         end = (endp.mbar + 500) / 1000;
 443                         unit = "bar";
 444                         break;
 445                 case PSI:
 446                         start = to_PSI(startp);
 447                         end = to_PSI(endp);
 448                         unit = "psi";
 449                         break;
 450                 }
 451
 452                 text_render_options_t tro = {10, 0.2, 1.0, 0.2, LEFT, TOP};
 453                 plot_text(gc, &tro, 0, startp.mbar, "%d %s", start, unit);
 454                 plot_text(gc, &tro, dive->duration.seconds, endp.mbar,
 455                           "%d %s", end, unit);
 456         }
 457 }
 458
 459 static void analyze_plot_info_minmax_minute(struct plot_data *entry, struct plot_data *first, struct plot_data *last, int index)
 460 {
 461         struct plot_data *p = entry;
 462         int time = entry->sec;
 463         int seconds = 60*(index+1);
 464         int min, max, avg, nr;
 465
 466         /* Go back 'seconds' in time */
 467         while (p > first) {
 468                 if (p[-1].sec < time - seconds)
 469                         break;
 470                 p--;
 471         }
 472
 473         /* Then go forward until we hit an entry past the time */
 474         min = max = avg = p->val;
 475         nr = 1;
 476         while (++p < last) {
 477                 int val = p->val;
 478                 if (p->sec > time + seconds)
 479                         break;
 480                 avg += val;
 481                 nr ++;
 482                 if (val < min)
 483                         min = val;
 484                 if (val > max)
 485                         max = val;
 486         }
 487         entry->min[index] = min;
 488         entry->max[index] = max;
 489         entry->avg[index] = (avg + nr/2) / nr;
 490 }
 491
 492 static void analyze_plot_info_minmax(struct plot_data *entry, struct plot_data *first, struct plot_data *last)
 493 {
 494         analyze_plot_info_minmax_minute(entry, first, last, 0);
 495         analyze_plot_info_minmax_minute(entry, first, last, 1);
 496         analyze_plot_info_minmax_minute(entry, first, last, 2);
 497 }
 498
 499 static struct plot_info *analyze_plot_info(struct plot_info *pi)
 500 {
 501         int i;
 502         int nr = pi->nr;
 503
 504         /* Smoothing function: 5-point triangular smooth */
 505         for (i = 2; i < nr-2; i++) {
 506                 struct plot_data *entry = pi->entry+i;
 507                 int val;
 508
 509                 val = entry[-2].val + 2*entry[-1].val + 3*entry[0].val + 2*entry[1].val + entry[2].val;
 510                 entry->smoothed = (val+4) / 9;
 511         }
 512
 513         /* One-, two- and three-minute minmax data */
 514         for (i = 0; i < nr; i++) {
 515                 struct plot_data *entry = pi->entry +i;
 516                 analyze_plot_info_minmax(entry, pi->entry, pi->entry+nr);
 517         }
 518
 519         return pi;
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Create a plot-info with smoothing and ranged min/max
 524  *
 525  * This also makes sure that we have extra empty events on both
 526  * sides, so that you can do end-points without having to worry
 527  * about it.
 528  */
 529 static struct plot_info *depth_plot_info(struct dive *dive)
 530 {
 531         int i, nr = dive->samples + 4, sec;
 532         size_t alloc_size = plot_info_size(nr);
 533         struct plot_info *pi;
 534
 535         pi = malloc(alloc_size);
 536         if (!pi)
 537                 return pi;
 538         memset(pi, 0, alloc_size);
 539         pi->nr = nr;
 540         sec = 0;
 541         for (i = 0; i < dive->samples; i++) {
 542                 struct sample *sample = dive->sample+i;
 543                 struct plot_data *entry = pi->entry + i + 2;
 544
 545                 sec = entry->sec = sample->time.seconds;
 546                 entry->val = sample->depth.mm;
 547         }
 548         /* Fill in the last two entries with empty values but valid times */
 549         i = dive->samples + 2;
 550         pi->entry[i].sec = sec + 20;
 551         pi->entry[i+1].sec = sec + 40;
 552
 553         return analyze_plot_info(pi);
 554 }
 555
 556 static void plot(struct graphics_context *gc, int w, int h, struct dive *dive)
 557 {
 558         double topx, topy;
 559         struct plot_info *pi = depth_plot_info(dive);
 560
 561         topx = w / 20.0;
 562         topy = h / 20.0;
 563         cairo_translate(gc->cr, topx, topy);
 564
 565         /*
 566          * We can use "cairo_translate()" because that doesn't
 567          * scale line width etc. But the actual scaling we need
 568          * do set up ourselves..
 569          *
 570          * Snif. What a pity.
 571          */
 572         gc->maxx = (w - 2*topx);
 573         gc->maxy = (h - 2*topy);
 574
 575         /* Cylinder pressure plot */
 576         plot_cylinder_pressure(dive, gc);
 577
 578         /* Depth profile */
 579         plot_depth_profile(dive, gc, pi);
 580
 581         /* Text on top of all graphs.. */
 582         plot_depth_text(dive, gc);
 583         plot_cylinder_pressure_text(dive, gc);
 584
 585         /* And info box in the lower right corner.. */
 586         gc->scalex = gc->scaley = 1.0;
 587         plot_info(dive, gc);
 588
 589         /* Bounding box last */
 590         cairo_set_source_rgb(gc->cr, 1, 1, 1);
 591         move_to(gc, 0, 0);
 592         line_to(gc, 0, 1);
 593         line_to(gc, 1, 1);
 594         line_to(gc, 1, 0);
 595         cairo_close_path(gc->cr);
 596         cairo_stroke(gc->cr);
 597
 598 }
 599
 600 static gboolean expose_event(GtkWidget *widget, GdkEventExpose *event, gpointer data)
 601 {
 602         struct dive *dive = current_dive;
 603         struct graphics_context gc;
 604         int w,h;
 605
 606         w = widget->allocation.width;
 607         h = widget->allocation.height;
 608
 609         gc.cr = gdk_cairo_create(widget->window);
 610         cairo_set_source_rgb(gc.cr, 0, 0, 0);
 611         cairo_paint(gc.cr);
 612
 613         if (dive)
 614                 plot(&gc, w, h, dive);
 615
 616         cairo_destroy(gc.cr);
 617
 618         return FALSE;
 619 }
 620
 621 GtkWidget *dive_profile_widget(void)
 622 {
 623         GtkWidget *da;
 624
 625         da = gtk_drawing_area_new();
 626         gtk_widget_set_size_request(da, 450, 350);
 627         g_signal_connect(da, "expose_event", G_CALLBACK(expose_event), NULL);
 628
 629         return da;
 630 }