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import { JianpuMeasure } from '../../models/JianpuMeasure'; import { JianpuSystem } from '../../models/JianpuSystem'; import { RenderConfig, DEFAULT_RENDER_CONFIG } from '../config/RenderConfig'; // ==================== 类型定义 ==================== /** 音符位置计算配置 */ export interface NotePositionConfig { /** 声部间距（像素） */ voiceSpacing: number; /** 音符字体大小（像素），用于计算基准高度 */ noteFontSize: number; /** 歌词字体大小（像素） */ lyricFontSize: number; /** 是否显示歌词 */ showLyrics: boolean; /** 升降号区域高度（像素） */ accidentalAreaHeight: number; /** 高音点区域高度（像素） */ highOctaveAreaHeight: number; /** 低音点区域高度（像素） */ lowOctaveAreaHeight: number; /** 减时线区域高度（像素） */ underlineAreaHeight: number; /** 歌词区域高度（像素） */ lyricAreaHeight: number; } /** 音符垂直区域 */ export interface NoteVerticalRegions { /** 升降号Y坐标 */ accidentalY: number; /** 高音点起始Y坐标 */ highOctaveY: number; /** 音符数字Y坐标（基准线） */ noteY: number; /** 低音点起始Y坐标 */ lowOctaveY: number; /** 减时线起始Y坐标 */ underlineY: number; /** 歌词Y坐标 */ lyricY: number; /** 总高度 */ totalHeight: number; } /** 声部布局信息 */ export interface VoiceLayout { /** 声部索引 */ voiceIndex: number; /** 声部基准Y坐标 */ baseY: number; /** 声部区域 */ regions: NoteVerticalRegions; } /** 布局结果 */ export interface NoteLayoutResult { /** 更新后的音符数组 */ notes: JianpuNote[]; /** 声部布局信息 */ voiceLayouts: VoiceLayout[]; /** 布局统计 */ stats: { noteCount: number; voiceCount: number; totalHeight: number; layoutTime: number; }; } // ==================== 默认配置 ==================== const DEFAULT_NOTE_POSITION_CONFIG: NotePositionConfig = { voiceSpacing: 60, noteFontSize: DEFAULT_RENDER_CONFIG.noteFontSize, lyricFontSize: DEFAULT_RENDER_CONFIG.lyricFontSize, showLyrics: DEFAULT_RENDER_CONFIG.showLyrics, accidentalAreaHeight: 12, highOctaveAreaHeight: 8, lowOctaveAreaHeight: 8, underlineAreaHeight: 12, lyricAreaHeight: 20, }; // ==================== 主类 ==================== /** * 音符位置计算器 */ export class NotePositionCalculator { /** 配置 */ private config: NotePositionConfig; /** * 构造函数 * @param config 配置选项 */ constructor(config: Partial<NotePositionConfig> = {}) { this.config = { ...DEFAULT_NOTE_POSITION_CONFIG, ...config }; } /** * 计算单个音符的Y坐标 * * @param note 音符对象 * @param voiceCount 总声部数量 * @param baseY 基准Y坐标（行的Y坐标） * @returns 音符Y坐标 */ calculateNoteY(note: JianpuNote, voiceCount: number, baseY: number = 0): number { const voiceY = this.calculateVoiceY(baseY, note.voiceIndex, voiceCount); return voiceY; } /** * 计算声部的基准Y坐标 * * 多声部垂直居中分布： * - 单声部：直接使用baseY * - 多声部：以baseY为中心，声部均匀分布 * * @param baseY 行的基准Y坐标 * @param voiceIndex 声部索引（0开始） * @param voiceCount 总声部数量 * @returns 声部Y坐标 */ calculateVoiceY(baseY: number, voiceIndex: number, voiceCount: number): number { if (voiceCount <= 1) { return baseY; } const { voiceSpacing } = this.config; // 多声部垂直居中分布 // 总高度 = (声部数-1) * 声部间距 const totalHeight = (voiceCount - 1) * voiceSpacing; // 起始Y = 基准Y - 总高度/2 const startY = baseY - totalHeight / 2; // 声部Y = 起始Y + 声部索引 * 声部间距 return startY + voiceIndex * voiceSpacing; } /** * 计算音符的垂直区域 * * @param noteY 音符基准Y坐标 * @returns 垂直区域信息 */ calculateVerticalRegions(noteY: number): NoteVerticalRegions { const { noteFontSize, accidentalAreaHeight, highOctaveAreaHeight, lowOctaveAreaHeight, underlineAreaHeight, lyricAreaHeight, showLyrics, } = this.config; // 音符数字高度（约等于字体大小） const noteHeight = noteFontSize; // 计算各区域Y坐标（从上到下） // 音符Y是数字的中心点 const halfNoteHeight = noteHeight / 2; // 升降号区域：在音符上方 const accidentalY = noteY - halfNoteHeight - highOctaveAreaHeight - accidentalAreaHeight / 2; // 高音点区域：在音符上方，升降号下方 const highOctaveY = noteY - halfNoteHeight - highOctaveAreaHeight / 2; // 低音点区域：在音符下方 const lowOctaveY = noteY + halfNoteHeight + lowOctaveAreaHeight / 2; // 减时线区域：在低音点下方 const underlineY = noteY + halfNoteHeight + lowOctaveAreaHeight + underlineAreaHeight / 2; // 歌词区域：在减时线下方 const lyricY = noteY + halfNoteHeight + lowOctaveAreaHeight + underlineAreaHeight + lyricAreaHeight / 2; // 计算总高度 const topHeight = accidentalAreaHeight + highOctaveAreaHeight + halfNoteHeight; const bottomHeight = halfNoteHeight + lowOctaveAreaHeight + underlineAreaHeight + (showLyrics ? lyricAreaHeight : 0); const totalHeight = topHeight + bottomHeight; return { accidentalY, highOctaveY, noteY, lowOctaveY, underlineY, lyricY, totalHeight, }; } /** * 计算单声部的完整高度 * * @param showLyrics 是否显示歌词 * @returns 单声部高度 */ calculateSingleVoiceHeight(showLyrics: boolean = this.config.showLyrics): number { const { noteFontSize, accidentalAreaHeight, highOctaveAreaHeight, lowOctaveAreaHeight, underlineAreaHeight, lyricAreaHeight, } = this.config; let height = accidentalAreaHeight + highOctaveAreaHeight + noteFontSize + lowOctaveAreaHeight + underlineAreaHeight; if (showLyrics) { height += lyricAreaHeight; } return height; } /** * 计算多声部的总高度 * * @param voiceCount 声部数量 * @param showLyrics 是否显示歌词 * @returns 总高度 */ calculateMultiVoiceHeight(voiceCount: number, showLyrics: boolean = this.config.showLyrics): number { if (voiceCount <= 1) { return this.calculateSingleVoiceHeight(showLyrics); } const { voiceSpacing } = this.config; const singleVoiceHeight = this.calculateSingleVoiceHeight(showLyrics); // 多声部高度 = 单声部高度 + (声部数-1) * 声部间距 return singleVoiceHeight + (voiceCount - 1) * voiceSpacing; } /** * 为小节内的所有音符计算Y坐标 * * @param measure 小节对象 * @param baseY 基准Y坐标 * @returns 布局结果 */ layoutMeasureNotes(measure: JianpuMeasure, baseY: number): NoteLayoutResult { const startTime = performance.now(); const voiceCount = measure.voices.length; const voiceLayouts: VoiceLayout[] = []; let noteCount = 0; // 为每个声部计算布局 for (let voiceIndex = 0; voiceIndex < voiceCount; voiceIndex++) { const voice = measure.voices[voiceIndex]; const voiceBaseY = this.calculateVoiceY(baseY, voiceIndex, voiceCount); const regions = this.calculateVerticalRegions(voiceBaseY); voiceLayouts.push({ voiceIndex, baseY: voiceBaseY, regions, }); // 更新该声部所有音符的Y坐标 for (const note of voice) { note.y = voiceBaseY; note.height = regions.totalHeight; noteCount++; } } // 收集所有音符 const notes = measure.voices.flat(); return { notes, voiceLayouts, stats: { noteCount, voiceCount, totalHeight: this.calculateMultiVoiceHeight(voiceCount), layoutTime: performance.now() - startTime, }, }; } /** * 为行内的所有小节计算音符Y坐标 * * @param system 行对象 * @returns 布局结果 */ layoutSystemNotes(system: JianpuSystem): NoteLayoutResult { const startTime = performance.now(); const allNotes: JianpuNote[] = []; const allVoiceLayouts: VoiceLayout[] = []; let totalNoteCount = 0; let maxVoiceCount = 0; // 计算行内的基准Y坐标（行高度的中心） const baseY = system.y + system.height / 2; for (const measure of system.measures) { const result = this.layoutMeasureNotes(measure, baseY); allNotes.push(...result.notes); // 只记录第一个小节的声部布局（假设行内声部数量一致） if (allVoiceLayouts.length === 0) { allVoiceLayouts.push(...result.voiceLayouts); } totalNoteCount += result.stats.noteCount; maxVoiceCount = Math.max(maxVoiceCount, result.stats.voiceCount); } return { notes: allNotes, voiceLayouts: allVoiceLayouts, stats: { noteCount: totalNoteCount, voiceCount: maxVoiceCount, totalHeight: this.calculateMultiVoiceHeight(maxVoiceCount), layoutTime: performance.now() - startTime, }, }; } /** * 批量为所有行的音符计算Y坐标 * * @param systems 行数组 * @returns 所有布局结果 */ layoutAllSystems(systems: JianpuSystem[]): NoteLayoutResult[] { return systems.map(system => this.layoutSystemNotes(system)); } // ==================== 辅助方法 ==================== /** * 获取音符各部分的Y坐标偏移 * * @param note 音符对象 * @returns 各部分的Y坐标 */ getNotePartPositions(note: JianpuNote): { accidentalY: number; highDotsY: number[]; noteY: number; lowDotsY: number[]; underlineY: number; lyricY: number; } { const regions = this.calculateVerticalRegions(note.y); const { highOctaveAreaHeight, lowOctaveAreaHeight } = this.config; // 计算高音点位置（从下往上） const highDotsY: number[] = []; const highDotSpacing = highOctaveAreaHeight / 3; // 最多2个高音点 for (let i = 0; i < Math.abs(note.octave); i++) { if (note.octave > 0) { highDotsY.push(regions.highOctaveY + (i - 0.5) * highDotSpacing); } } // 计算低音点位置（从上往下） const lowDotsY: number[] = []; const lowDotSpacing = lowOctaveAreaHeight / 3; for (let i = 0; i < Math.abs(note.octave); i++) { if (note.octave < 0) { lowDotsY.push(regions.lowOctaveY + (i + 0.5) * lowDotSpacing); } } return { accidentalY: regions.accidentalY, highDotsY, noteY: regions.noteY, lowDotsY, underlineY: regions.underlineY, lyricY: regions.lyricY, }; } /** * 获取当前配置 */ getConfig(): NotePositionConfig { return { ...this.config }; } /** * 更新配置 */ updateConfig(config: Partial<NotePositionConfig>): void { Object.assign(this.config, config); } } // ==================== 工厂函数 ==================== /** * 创建音符位置计算器 */ export function createNotePositionCalculator(config?: Partial<NotePositionConfig>): NotePositionCalculator { return new NotePositionCalculator(config); } // ==================== 工具函数 ==================== /** * 计算声部Y坐标（独立函数） * * @param baseY 基准Y坐标 * @param voiceIndex 声部索引 * @param voiceCount 总声部数 * @param voiceSpacing 声部间距 * @returns 声部Y坐标 */ export function calculateVoiceY( baseY: number, voiceIndex: number, voiceCount: number, voiceSpacing: number = DEFAULT_NOTE_POSITION_CONFIG.voiceSpacing ): number { if (voiceCount <= 1) { return baseY; } const totalHeight = (voiceCount - 1) * voiceSpacing; const startY = baseY - totalHeight / 2; return startY + voiceIndex * voiceSpacing; } /** * 验证音符Y坐标布局 * * @param measures 小节数组 * @returns 验证结果 */ export function validateNoteYPositions(measures: JianpuMeasure[]): { valid: boolean; errors: string[]; } { const errors: string[] = []; for (const measure of measures) { // 检查声部Y坐标是否正确分布 const voiceYs = measure.voices.map(voice => { if (voice.length === 0) return null; return voice[0].y; }).filter(y => y !== null) as number[]; // 检查Y坐标是否递增（多声部时） for (let i = 1; i < voiceYs.length; i++) { if (voiceYs[i] <= voiceYs[i - 1]) { errors.push(`小节 ${measure.index} 声部Y坐标未递增: 声部${i-1}=${voiceYs[i-1]}, 声部${i}=${voiceYs[i]}`); } } // 检查同一声部的音符Y坐标是否一致 for (let v = 0; v < measure.voices.length; v++) { const voice = measure.voices[v]; if (voice.length < 2) continue; const firstY = voice[0].y; for (let n = 1; n < voice.length; n++) { if (voice[n].y !== firstY) { errors.push(`小节 ${measure.index} 声部 ${v} 音符Y坐标不一致: 音符0=${firstY}, 音符${n}=${voice[n].y}`); } } } } return { valid: errors.length === 0, errors, }; } /** * 获取默认配置 */ export function getDefaultNotePositionConfig(): NotePositionConfig { return { ...DEFAULT_NOTE_POSITION_CONFIG }; } |