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                 struct plot_data *min[3];
  36                 struct plot_data *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 plot_data *entry, const text_render_options_t *tro)
 133 {
 134         int sec = entry->sec;
 135         depth_t depth = { entry->val };
 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 static void plot_text_samples(struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi)
 153 {
 154         static const text_render_options_t deep = {14, 1.0, 0.2, 0.2, CENTER, TOP};
 155         static const text_render_options_t shallow = {14, 1.0, 0.2, 0.2, CENTER, BOTTOM};
 156         int i;
 157
 158         for (i = 0; i < pi->nr; i++) {
 159                 struct plot_data *entry = pi->entry + i;
 160
 161                 if (entry->val < 2000)
 162                         continue;
 163
 164                 if (entry == entry->max[2])
 165                         render_depth_sample(gc, entry, &deep);
 166
 167                 if (entry == entry->min[2])
 168                         render_depth_sample(gc, entry, &shallow);
 169         }
 170 }
 171
 172 static void plot_depth_text(struct dive *dive, struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi)
 173 {
 174         int maxtime, maxdepth;
 175
 176         /* Get plot scaling limits */
 177         maxtime = round_seconds_up(dive->duration.seconds);
 178         maxdepth = round_depth_up(dive->maxdepth);
 179
 180         gc->scalex = maxtime;
 181         gc->scaley = maxdepth;
 182
 183         plot_text_samples(gc, pi);
 184 }
 185
 186 static void plot_smoothed_profile(struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi)
 187 {
 188         int i;
 189         struct plot_data *entry = pi->entry;
 190
 191         cairo_set_source_rgba(gc->cr, 1, 0.2, 0.2, 0.20);
 192         move_to(gc, entry->sec, entry->smoothed);
 193         for (i = 1; i < pi->nr; i++) {
 194                 entry++;
 195                 line_to(gc, entry->sec, entry->smoothed);
 196         }
 197         cairo_stroke(gc->cr);
 198 }
 199
 200 static void plot_minmax_profile_minute(struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi,
 201                                 int index, double a)
 202 {
 203         int i;
 204         struct plot_data *entry = pi->entry;
 205
 206         cairo_set_source_rgba(gc->cr, 1, 0.2, 1, a);
 207         move_to(gc, entry->sec, entry->min[index]->val);
 208         for (i = 1; i < pi->nr; i++) {
 209                 entry++;
 210                 line_to(gc, entry->sec, entry->min[index]->val);
 211         }
 212         for (i = 1; i < pi->nr; i++) {
 213                 line_to(gc, entry->sec, entry->max[index]->val);
 214                 entry--;
 215         }
 216         cairo_close_path(gc->cr);
 217         cairo_fill(gc->cr);
 218 }
 219
 220 static void plot_minmax_profile(struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi)
 221 {
 222         plot_minmax_profile_minute(gc, pi, 2, 0.1);
 223         plot_minmax_profile_minute(gc, pi, 1, 0.1);
 224         plot_minmax_profile_minute(gc, pi, 0, 0.1);
 225 }
 226
 227 static void plot_depth_profile(struct dive *dive, struct graphics_context *gc, struct plot_info *pi)
 228 {
 229         int i;
 230         cairo_t *cr = gc->cr;
 231         int begins, sec, depth;
 232         struct plot_data *entry;
 233         int maxtime, maxdepth, marker;
 234
 235         cairo_set_line_width(gc->cr, 2);
 236
 237         /* Get plot scaling limits */
 238         maxtime = round_seconds_up(dive->duration.seconds);
 239         maxdepth = round_depth_up(dive->maxdepth);
 240
 241         /* Time markers: every 5 min */
 242         gc->scalex = maxtime;
 243         gc->scaley = 1.0;
 244         for (i = 5*60; i < maxtime; i += 5*60) {
 245                 move_to(gc, i, 0);
 246                 line_to(gc, i, 1);
 247         }
 248
 249         /* Depth markers: every 30 ft or 10 m*/
 250         gc->scalex = 1.0;
 251         gc->scaley = maxdepth;
 252         switch (output_units.length) {
 253         case METERS: marker = 10000; break;
 254         case FEET: marker = 9144; break;        /* 30 ft */
 255         }
 256
 257         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 1, 1, 0.5);
 258         for (i = marker; i < maxdepth; i += marker) {
 259                 move_to(gc, 0, i);
 260                 line_to(gc, 1, i);
 261         }
 262         cairo_stroke(cr);
 263
 264         /* Show mean depth */
 265         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.40);
 266         move_to(gc, 0, dive->meandepth.mm);
 267         line_to(gc, 1, dive->meandepth.mm);
 268         cairo_stroke(cr);
 269
 270         gc->scalex = maxtime;
 271
 272         plot_smoothed_profile(gc, pi);
 273         plot_minmax_profile(gc, pi);
 274
 275         entry = pi->entry;
 276         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.80);
 277         begins = entry->sec;
 278         move_to(gc, entry->sec, entry->val);
 279         for (i = 1; i < pi->nr; i++) {
 280                 entry++;
 281                 sec = entry->sec;
 282                 if (sec <= maxtime) {
 283                         depth = entry->val;
 284                         line_to(gc, sec, depth);
 285                 }
 286         }
 287         gc->scaley = 1.0;
 288         line_to(gc, MIN(sec,maxtime), 0);
 289         line_to(gc, begins, 0);
 290         cairo_close_path(cr);
 291         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.20);
 292         cairo_fill_preserve(cr);
 293         cairo_set_source_rgba(cr, 1, 0.2, 0.2, 0.80);
 294         cairo_stroke(cr);
 295 }
 296
 297 /* gets both the actual start and end pressure as well as the scaling factors */
 298 static int get_cylinder_pressure_range(struct dive *dive, struct graphics_context *gc,
 299         pressure_t *startp, pressure_t *endp)
 300 {
 301         int i;
 302         int min, max;
 303
 304         gc->scalex = round_seconds_up(dive->duration.seconds);
 305
 306         max = 0;
 307         min = 5000000;
 308         if (startp)
 309                 startp->mbar = endp->mbar = 0;
 310
 311         for (i = 0; i < dive->samples; i++) {
 312                 int mbar;
 313                 struct sample *sample = dive->sample + i;
 314
 315                 /* FIXME! We only track cylinder 0 right now */
 316                 if (sample->cylinderindex)
 317                         continue;
 318                 mbar = sample->cylinderpressure.mbar;
 319                 if (!mbar)
 320                         continue;
 321                 if (mbar < min)
 322                         min = mbar;
 323                 if (mbar > max)
 324                         max = mbar;
 325         }
 326         if (startp)
 327                 startp->mbar = max;
 328         if (endp)
 329                 endp->mbar = min;
 330         if (!max)
 331                 return 0;
 332         gc->scaley = max * 1.5;
 333         return 1;
 334 }
 335
 336 static void plot_cylinder_pressure(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 337 {
 338         int i, sec = -1;
 339
 340         if (!get_cylinder_pressure_range(dive, gc, NULL, NULL))
 341                 return;
 342
 343         cairo_set_source_rgba(gc->cr, 0.2, 1.0, 0.2, 0.80);
 344
 345         move_to(gc, 0, dive->cylinder[0].start.mbar);
 346         for (i = 1; i < dive->samples; i++) {
 347                 int mbar;
 348                 struct sample *sample = dive->sample + i;
 349
 350                 mbar = sample->cylinderpressure.mbar;
 351                 if (!mbar)
 352                         continue;
 353                 sec = sample->time.seconds;
 354                 if (sec <= dive->duration.seconds)
 355                         line_to(gc, sec, mbar);
 356         }
 357         /*
 358          * We may have "surface time" events, in which case we don't go
 359          * back to dive duration
 360          */
 361         if (sec < dive->duration.seconds)
 362                 line_to(gc, dive->duration.seconds, dive->cylinder[0].end.mbar);
 363         cairo_stroke(gc->cr);
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Return air usage (in liters).
 368  */
 369 static double calculate_airuse(struct dive *dive)
 370 {
 371         double airuse = 0;
 372         int i;
 373
 374         for (i = 0; i < MAX_CYLINDERS; i++) {
 375                 cylinder_t *cyl = dive->cylinder + i;
 376                 int size = cyl->type.size.mliter;
 377                 double kilo_atm;
 378
 379                 if (!size)
 380                         continue;
 381
 382                 kilo_atm = (cyl->start.mbar - cyl->end.mbar) / 1013250.0;
 383
 384                 /* Liters of air at 1 atm == milliliters at 1k atm*/
 385                 airuse += kilo_atm * size;
 386         }
 387         return airuse;
 388 }
 389
 390 static void plot_info(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 391 {
 392         text_render_options_t tro = {10, 0.2, 1.0, 0.2, LEFT, TOP};
 393         const double liters_per_cuft = 28.317;
 394         const char *unit, *desc;
 395         double airuse;
 396
 397         airuse = calculate_airuse(dive);
 398         if (!airuse)
 399                 return;
 400
 401         /* I really need to start addign some unit setting thing */
 402         switch (output_units.volume) {
 403         case LITER:
 404                 unit = "l";
 405                 break;
 406         case CUFT:
 407                 unit = "cuft";
 408                 airuse /= liters_per_cuft;
 409                 break;
 410         }
 411         plot_text(gc, &tro, 0.8, 0.8, "vol: %4.2f %s", airuse, unit);
 412         if (dive->duration.seconds) {
 413                 double pressure = 1 + (dive->meandepth.mm / 10000.0);
 414                 double sac = airuse / pressure * 60 / dive->duration.seconds;
 415                 plot_text(gc, &tro, 0.8, 0.85, "SAC: %4.2f %s/min", sac, unit);
 416         }
 417         desc = dive->cylinder[0].type.description;
 418         if (desc || dive->cylinder[0].gasmix.o2.permille) {
 419                 int o2 = dive->cylinder[0].gasmix.o2.permille / 10;
 420                 if (!desc)
 421                         desc = "";
 422                 if (!o2)
 423                         o2 = 21;
 424                 plot_text(gc, &tro, 0.8, 0.9, "%s (%d%%)", desc, o2);
 425         }
 426 }
 427
 428 static void plot_cylinder_pressure_text(struct dive *dive, struct graphics_context *gc)
 429 {
 430         pressure_t startp, endp;
 431
 432         if (get_cylinder_pressure_range(dive, gc, &startp, &endp)) {
 433                 int start, end;
 434                 const char *unit = "bar";
 435
 436                 switch (output_units.pressure) {
 437                 case PASCAL:
 438                         start = startp.mbar * 100;
 439                         end = startp.mbar * 100;
 440                         unit = "pascal";
 441                         break;
 442                 case BAR:
 443                         start = (startp.mbar + 500) / 1000;
 444                         end = (endp.mbar + 500) / 1000;
 445                         unit = "bar";
 446                         break;
 447                 case PSI:
 448                         start = to_PSI(startp);
 449                         end = to_PSI(endp);
 450                         unit = "psi";
 451                         break;
 452                 }
 453
 454                 text_render_options_t tro = {10, 0.2, 1.0, 0.2, LEFT, TOP};
 455                 plot_text(gc, &tro, 0, startp.mbar, "%d %s", start, unit);
 456                 plot_text(gc, &tro, dive->duration.seconds, endp.mbar,
 457                           "%d %s", end, unit);
 458         }
 459 }
 460
 461 static void analyze_plot_info_minmax_minute(struct plot_data *entry, struct plot_data *first, struct plot_data *last, int index)
 462 {
 463         struct plot_data *p = entry;
 464         int time = entry->sec;
 465         int seconds = 90*(index+1);
 466         struct plot_data *min, *max;
 467         int avg, nr;
 468
 469         /* Go back 'seconds' in time */
 470         while (p > first) {
 471                 if (p[-1].sec < time - seconds)
 472                         break;
 473                 p--;
 474         }
 475
 476         /* Then go forward until we hit an entry past the time */
 477         min = max = p;
 478         avg = p->val;
 479         nr = 1;
 480         while (++p < last) {
 481                 int val = p->val;
 482                 if (p->sec > time + seconds)
 483                         break;
 484                 avg += val;
 485                 nr ++;
 486                 if (val < min->val)
 487                         min = p;
 488                 if (val > max->val)
 489                         max = p;
 490         }
 491         entry->min[index] = min;
 492         entry->max[index] = max;
 493         entry->avg[index] = (avg + nr/2) / nr;
 494 }
 495
 496 static void analyze_plot_info_minmax(struct plot_data *entry, struct plot_data *first, struct plot_data *last)
 497 {
 498         analyze_plot_info_minmax_minute(entry, first, last, 0);
 499         analyze_plot_info_minmax_minute(entry, first, last, 1);
 500         analyze_plot_info_minmax_minute(entry, first, last, 2);
 501 }
 502
 503 static struct plot_info *analyze_plot_info(struct plot_info *pi)
 504 {
 505         int i;
 506         int nr = pi->nr;
 507
 508         /* Smoothing function: 5-point triangular smooth */
 509         for (i = 2; i < nr-2; i++) {
 510                 struct plot_data *entry = pi->entry+i;
 511                 int val;
 512
 513                 val = entry[-2].val + 2*entry[-1].val + 3*entry[0].val + 2*entry[1].val + entry[2].val;
 514                 entry->smoothed = (val+4) / 9;
 515         }
 516
 517         /* One-, two- and three-minute minmax data */
 518         for (i = 0; i < nr; i++) {
 519                 struct plot_data *entry = pi->entry +i;
 520                 analyze_plot_info_minmax(entry, pi->entry, pi->entry+nr);
 521         }
 522
 523         return pi;
 524 }
 525
 526 /*
 527  * Create a plot-info with smoothing and ranged min/max
 528  *
 529  * This also makes sure that we have extra empty events on both
 530  * sides, so that you can do end-points without having to worry
 531  * about it.
 532  */
 533 static struct plot_info *depth_plot_info(struct dive *dive)
 534 {
 535         int i, nr = dive->samples + 4, sec;
 536         size_t alloc_size = plot_info_size(nr);
 537         struct plot_info *pi;
 538
 539         pi = malloc(alloc_size);
 540         if (!pi)
 541                 return pi;
 542         memset(pi, 0, alloc_size);
 543         pi->nr = nr;
 544         sec = 0;
 545         for (i = 0; i < dive->samples; i++) {
 546                 struct sample *sample = dive->sample+i;
 547                 struct plot_data *entry = pi->entry + i + 2;
 548
 549                 sec = entry->sec = sample->time.seconds;
 550                 entry->val = sample->depth.mm;
 551         }
 552         /* Fill in the last two entries with empty values but valid times */
 553         i = dive->samples + 2;
 554         pi->entry[i].sec = sec + 20;
 555         pi->entry[i+1].sec = sec + 40;
 556
 557         return analyze_plot_info(pi);
 558 }
 559
 560 static void plot(struct graphics_context *gc, int w, int h, struct dive *dive)
 561 {
 562         double topx, topy;
 563         struct plot_info *pi = depth_plot_info(dive);
 564
 565         topx = w / 20.0;
 566         topy = h / 20.0;
 567         cairo_translate(gc->cr, topx, topy);
 568
 569         /*
 570          * We can use "cairo_translate()" because that doesn't
 571          * scale line width etc. But the actual scaling we need
 572          * do set up ourselves..
 573          *
 574          * Snif. What a pity.
 575          */
 576         gc->maxx = (w - 2*topx);
 577         gc->maxy = (h - 2*topy);
 578
 579         /* Cylinder pressure plot */
 580         plot_cylinder_pressure(dive, gc);
 581
 582         /* Depth profile */
 583         plot_depth_profile(dive, gc, pi);
 584
 585         /* Text on top of all graphs.. */
 586         plot_depth_text(dive, gc, pi);
 587         plot_cylinder_pressure_text(dive, gc);
 588
 589         /* And info box in the lower right corner.. */
 590         gc->scalex = gc->scaley = 1.0;
 591         plot_info(dive, gc);
 592
 593         /* Bounding box last */
 594         cairo_set_source_rgb(gc->cr, 1, 1, 1);
 595         move_to(gc, 0, 0);
 596         line_to(gc, 0, 1);
 597         line_to(gc, 1, 1);
 598         line_to(gc, 1, 0);
 599         cairo_close_path(gc->cr);
 600         cairo_stroke(gc->cr);
 601
 602 }
 603
 604 static gboolean expose_event(GtkWidget *widget, GdkEventExpose *event, gpointer data)
 605 {
 606         struct dive *dive = current_dive;
 607         struct graphics_context gc;
 608         int w,h;
 609
 610         w = widget->allocation.width;
 611         h = widget->allocation.height;
 612
 613         gc.cr = gdk_cairo_create(widget->window);
 614         cairo_set_source_rgb(gc.cr, 0, 0, 0);
 615         cairo_paint(gc.cr);
 616
 617         if (dive)
 618                 plot(&gc, w, h, dive);
 619
 620         cairo_destroy(gc.cr);
 621
 622         return FALSE;
 623 }
 624
 625 GtkWidget *dive_profile_widget(void)
 626 {
 627         GtkWidget *da;
 628
 629         da = gtk_drawing_area_new();
 630         gtk_widget_set_size_request(da, 450, 350);
 631         g_signal_connect(da, "expose_event", G_CALLBACK(expose_event), NULL);
 632
 633         return da;
 634 }