FPPrac.hs

   1 {-# LANGUAGE RecordWildCards, ExistentialQuantification #-}
   2 module FPPrac (
   3         Request(..),
   4         Response(..),
   5         TinaProgram(..),
   6         Color, Rect(..), Point(..),
   7         rgb, pt, point,
   8         runTina
   9 ) where
  10
  11 import qualified Graphics.UI.Gtk as Gtk
  12 import Graphics.UI.Gtk (AttrOp(..)) -- For the := constructor
  13 import qualified Graphics.Rendering.Cairo as Cairo
  14 import qualified Graphics.UI.Gtk.Gdk.EventM as EventM
  15
  16 import Control.Monad.Trans -- for liftIO
  17 import Data.IORef
  18 import Control.Applicative
  19 import Control.Monad
  20 import Char
  21 import System.Exit
  22
  23 -- | A rectangle in two dimensional space
  24 data Rect = Rect
  25         { rectLeft :: !Int
  26         , rectTop :: !Int
  27         , rectWidth :: !Int
  28         , rectHeight :: !Int
  29 } deriving (Show, Eq)
  30
  31 data Point = Point !Int !Int deriving (Show, Eq)
  32
  33 -- A color, with RGB values from 0 to 1
  34 data Color = Color Double Double Double deriving (Show, Eq)
  35
  36 -- Create a Color from Red, Green and Blue values. The inputs should be
  37 -- between 0 and 255 (inclusive).
  38 rgb :: Int -> Int -> Int -> Color
  39 rgb r g b = Color (conv r) (conv g) (conv b)
  40         where conv = (/256) . fromIntegral
  41
  42 -- | Some predefined colours
  43 red = rgb 0xff 0 0
  44 green = rgb 0 0xff 0
  45 blue = rgb 0 0 0xff
  46 white = rgb 0xff 0xff 0xff
  47
  48 -- | Helper functions for creating a Point
  49 point, pt :: Int -> Int -> Point
  50 point = Point
  51 pt = Point
  52
  53 data Request
  54         = GfxLines      Color   [Point]                 -- coloured line through a list of points
  55         | GfxPolygon    Color   [Point]                 -- filled polygon of given colour
  56         | GfxPicture    FilePath Point                  -- shows a picture
  57         | GfxText       Color    Point  String          -- coloured string on position Point
  58         | GfxRectangle  Color    Rect                   -- filled rectangle of given colour
  59         | GfxEllipse    Color    Rect                   -- ellipse within given rectangle
  60         | GfxDisc       Color    Rect                   -- filled ellipse within given rectangle
  61         | GfxClear                                      -- clears the graphical window
  62         -- | GfxInstance   Bool
  63         | GfxFont       String   Int                    -- changes to fontname of given size
  64         | WinPrompt     String   String String          -- pops up a window with an edit field
  65         -- | WinFilePrompt Bool
  66         | WinMenu       [(String,[String])]             -- adds a menu list to the graphical window
  67         | WinTitle      String                          -- gives a title to the graphical window
  68         | FRead         String                          -- read file with a given name
  69         | FWrite        String   String                 -- writes a text file with a given filename
  70         | ReqQuit                                       -- quits the graphical system
  71         deriving Show
  72
  73 data Response
  74         = KeyIn            Char                         -- touched key with given character
  75         | MouseDoubleClick Point                        -- mouse event on position Point
  76         | MouseDragged     Point                        -- ibid
  77         | MouseDown        Point                        -- ibid
  78         | MouseUp          Point                        -- ibid
  79         | MenuItem         String String                -- selected item from WinMenu with a given name
  80         | PromptResponse   String String String         -- response to WinPrompt request
  81         | FileContents     String String                -- response to FRead request
  82         deriving Show
  83
  84 type TinaStep s = s -> Response -> (s,[Request])
  85 data TinaProgram = forall s. Main
  86         { initialState    :: s
  87         , initialRequests :: [Request]
  88         , eventHandler    :: TinaStep s
  89         , windowWidth
  90         , windowHeight    :: Int
  91         }
  92
  93 testProg = Main
  94         { initialState    = 1
  95         , initialRequests = [GfxText red (pt 0 0) "foo", GfxText blue (pt 100 100) "bar"]
  96         , eventHandler    = \s e -> (s+1,[GfxText green (pt 50 (50 + 10 * s)) $ show (s,e)])
  97         , windowWidth     = 200
  98         , windowHeight    = 200
  99         }
 100
 101 data IState = forall s. IS
 102         { window    :: Gtk.Window
 103         , buffer    :: IORef Cairo.Surface
 104         , postponed :: IORef [Request]
 105         , usrState  :: IORef s
 106         , usrProg   :: TinaStep s
 107         }
 108
 109 processPostponed :: IState -> IO ()
 110 processPostponed s@IS {..} = do
 111         ps <- readIORef postponed
 112         unless (null ps) $ do
 113                 writeIORef postponed (tail ps)
 114                 rs  <- handle s (head ps)
 115                 mapM (stepUserProgram s) rs
 116                 processPostponed s
 117
 118 post s r = stepUserProgram s r >> processPostponed s
 119
 120 stepUserProgram :: IState -> Response -> IO ()
 121 stepUserProgram IS {..} r = do
 122         state <- readIORef usrState
 123         let (state',reqs) = usrProg state r
 124         writeIORef usrState state'
 125         readIORef postponed >>= writeIORef postponed . (++ reqs)
 126
 127 handle :: IState -> Request -> IO [Response]
 128 handle s@IS {..} r = do
 129         resps <- maybe (fail $ "No handler for request " ++ show r) id $
 130                 fmap (>> return []) (gfxHandler s r <|> winHandler s r <|> miscHandler s r)
 131         return resps
 132
 133 runTina :: TinaProgram -> IO ()
 134 runTina Main {..} = do
 135         usrState  <- newIORef initialState
 136         postponed <- newIORef (GfxText (rgb 0 0 0) (pt 50 50) "foo" : GfxClear :initialRequests)
 137         let state = IS { window = undefined, buffer = undefined, usrProg = eventHandler, .. }
 138         runGUI windowWidth windowHeight state
 139
 140 runGUI :: Int -> Int -> IState -> IO ()
 141 runGUI w h (IS { .. }) = do
 142         -- Init GTK.
 143         Gtk.initGUI
 144
 145         -- Create a window, which will make the mainloop terminated when
 146         -- it is closed.
 147         window <- Gtk.windowNew
 148
 149         Gtk.set window [ Gtk.containerBorderWidth := 10
 150                        , Gtk.windowTitle := "FP Practicum"
 151                        , Gtk.windowDefaultWidth := w
 152                        , Gtk.windowDefaultHeight := h
 153                        ]
 154         Gtk.onDestroy window Gtk.mainQuit
 155
 156         -- Create a buffer to draw on (name the actual buffer buffer', so we
 157         -- can use IS { .. } syntax below to pack the state. Using a record update
 158         -- wouldn't work, probably because Cairo.Surface contains an existential
 159         -- type...
 160         -- We put the buffer in an IORef, so we can change it for a new one
 161         -- later on (on window resizes).
 162         buffer' <- Cairo.createImageSurface Cairo.FormatARGB32 w h
 163         buffer <- newIORef buffer'
 164
 165         -- Repack state
 166         let state = IS { .. }
 167
 168         -- Register events
 169         Gtk.on window Gtk.exposeEvent $ onExpose buffer
 170         Gtk.on window Gtk.configureEvent $ onResize buffer
 171         Gtk.on window Gtk.keyPressEvent $ onKeyDown state
 172
 173         -- Process any initial requests
 174         processPostponed state
 175
 176         -- Show the window and start the Gtk mainloop.
 177         Gtk.widgetShowAll window
 178         Gtk.mainGUI
 179
 180 -- | Called when a key is pressed.
 181 onKeyDown :: IState -> EventM.EventM EventM.EKey Bool
 182 onKeyDown s = do
 183         keyval <- EventM.eventKeyVal
 184         case Gtk.keyToChar keyval of
 185                 Just c -> liftIO $ post s (KeyIn c)
 186                 Nothing -> return ()
 187         return True -- No clue what this means
 188
 189 -- | Called when (part of) the window should be redrawn. Copy the given surface
 190 --   to the exposed window on an expose event.
 191 onExpose :: IORef Cairo.Surface -> EventM.EventM EventM.EExpose Bool
 192 onExpose buffer = do
 193         current_buffer <- liftIO $ readIORef buffer
 194         dw <- EventM.eventWindow
 195         -- Copy the buffer to the window
 196         liftIO $ Gtk.renderWithDrawable dw $ do
 197                 Cairo.setSourceSurface current_buffer 0 0
 198                 Cairo.paint
 199         return True -- No clue what this means
 200
 201 -- | Called when the window is resized. Resize the given buffer if needed.
 202 onResize :: IORef Cairo.Surface -> EventM.EventM EventM.EConfigure Bool
 203 onResize buffer = do
 204         -- Get the current buffer and see if it's still big enough
 205         current_buffer <- liftIO $ readIORef buffer
 206         sw <- Cairo.imageSurfaceGetWidth current_buffer
 207         sh <- Cairo.imageSurfaceGetHeight current_buffer
 208         -- Get the current drawwindow and its size
 209         dw <- EventM.eventWindow
 210         (w, h) <- liftIO $ Gtk.drawableGetSize dw
 211         when (w > sw || h > sh) $ liftIO $ do
 212                 -- Buffer is too small, expand it.
 213                 new_buffer <- Cairo.createImageSurface Cairo.FormatARGB32 w h
 214                 -- Fill it with white and copy the old buffer
 215                 Cairo.renderWith new_buffer $ do
 216                         Cairo.setSourceRGB 1 1 1
 217                         Cairo.paint
 218                         Cairo.setSourceSurface current_buffer 0 0
 219                         Cairo.paint
 220                 -- Clean up the old buffer
 221                 Cairo.surfaceFinish current_buffer
 222                 -- Store and return the new buffer
 223                 writeIORef buffer new_buffer
 224         return True -- No clue what this means
 225
 226
 227 {-
 228 runGUI s IS {..} = do
 229         sFrame <- frame
 230                 [ text       := "FP Practicum"
 231                 , size       := s
 232                 ]
 233         buffer <- memoryDCCreate
 234         bitmapCreateEmpty s 24 >>= memoryDCSelectObject buffer
 235         withBrushStyle (BrushStyle BrushSolid white) (dcSetBackground buffer)
 236         dcClear buffer
 237         buffer `set`
 238                 [ fontFace   := "Courier New"
 239                 , fontSize   := 10
 240                 , brushColor := rgb 0 0 0
 241                 , brushKind  := BrushSolid
 242                 , penColor   := rgb 0 0 0
 243                 , penKind    := PenSolid
 244                 ]
 245         sPanel <- panel sFrame [ size := s ]
 246         let state = IS {..}
 247         sPanel `set`
 248                 [ on paint       := onPaint state
 249                 , on doubleClick := post state . MouseDoubleClick
 250                 , on click       := post state . MouseDown
 251                 , on drag        := post state . MouseDragged
 252                 , on unclick     := post state . MouseUp
 253                 , on anyKey      := transKey (post state . KeyIn)
 254                 ]
 255         sFrame `set`
 256                 [ on closing := sFrame `set` [ visible := False ] >> wxcAppExit
 257                 , on anyKey  := transKey (post state . KeyIn)
 258                 , layout     := widget sPanel
 259                 ]
 260         windowSetFocus sFrame
 261         processPostponed state
 262 onPaint :: IState -> DC a -> Rect -> IO ()
 263 onPaint IS {..} dest va = do
 264         dcBlit dest va buffer (Point 0 0) wxCOPY False >> return ()
 265
 266 transKey :: (Char -> IO ()) -> Key -> IO ()
 267 transKey prod (KeyChar c) = prod c
 268 transKey prod  KeySpace   = prod ' '
 269 transKey prod  KeyEscape  = prod '\ESC'
 270 transKey prod  KeyReturn  = prod '\n'
 271 transKey prod  KeyTab     = prod '\t'
 272 transKey _ _ = return ()
 273
 274 -}
 275
 276 -- | Handlers for various requests.
 277 miscHandler, winHandler, gfxHandler :: IState -> Request -> Maybe (IO ())
 278 {-
 279 miscHandler s@IS {..} (FRead  fn     ) = Just $ readFile fn >>= post s . FileContents fn
 280 miscHandler   IS {..} (FWrite fn cnts) = Just $ writeFile fn cnts
 281 miscHandler   IS {..} ReqQuit = Just $ putStrLn "Quiting" >> wxcAppExit
 282 -}
 283 miscHandler   IS {..} _ = Nothing
 284
 285 {-
 286 winHandler s@IS {..} (WinPrompt st1 st2 st3) = Just $ textDialog sFrame st1 st2 st3 >>= post s . PromptResponse st1 st2
 287 winHandler   IS {..} (WinTitle     st) = Just $ sFrame `set` [text := st]
 288 winHandler s@IS {..} (WinMenu      ms) = Just $ mkMenu >>= \ms' -> sFrame `set` [menuBar := ms']
 289         where
 290         mkMenu = sequence
 291                 [ do
 292                         p  <- menuPane [ text := name ]
 293                         sequence
 294                                 [ do
 295                                         i <- menuItem p [ text := item ]
 296                                         sFrame `set` [on (menu i) := post s (MenuItem name item)]
 297                                  | item <- items ]
 298                         return p
 299                  | (name,items) <- ms ]
 300 -}
 301 winHandler _        _                = Nothing
 302
 303 gfxHandler s req = case gfxHandler' req of
 304         Nothing -> Nothing
 305         Just render -> Just $ do
 306                 buf <- readIORef (buffer s)
 307                 Cairo.renderWith buf render
 308                 Gtk.widgetQueueDraw (window s)
 309
 310 {-
 311 gfxHandler IS {..} (GfxLines     col ps)    = Just $ polyline buffer ps [penColor := col] >> dirtyPts sPanel ps
 312 gfxHandler IS {..} (GfxPolygon   col ps)    = Just $ polygon  buffer ps [penColor := col, brushColor := col] >> dirtyPts sPanel ps
 313 gfxHandler IS {..} (GfxText      col xy st) = Just $ drawText buffer st xy [textColor := col] >> getTextExtent buffer st >>= dirtyRect' sPanel xy
 314 gfxHandler IS {..} (GfxRectangle col rt)    = Just $ drawRect buffer rt [penColor := col, brushColor := col] >> dirtyRect sPanel rt
 315 gfxHandler IS {..} (GfxEllipse   col rt)    = Just $ ellipse buffer rt [penColor := col, brushKind := BrushTransparent] >> dirtyRect sPanel rt
 316 gfxHandler IS {..} (GfxDisc      col rt)    = Just $ ellipse buffer rt [penColor := col, brushColor := col] >> dirtyRect sPanel rt
 317 gfxHandler IS {..} (GfxFont      st  sz)    = Just $ buffer `set` [ fontSize := sz, fontFace := st ]
 318 gfxHandler IS {..} (GfxPicture   fd  pt)    = Just $ bitmapCreateFromFile fd >>= \bm -> drawBitmap buffer bm pt False [] >> bitmapGetSize bm >>= dirtyRect' sPanel pt
 319 -}
 320 -- | Helper function for gfxHanlder
 321 gfxHandler' :: Request -> Maybe (Cairo.Render ())
 322 gfxHandler' (GfxText col (Point x y) st) = Just $ do
 323         -- Set the source color, move to the requested position and draw the
 324         -- text
 325         setSourceColor col
 326         Cairo.moveTo (fromIntegral x) (fromIntegral y)
 327         Cairo.showText st
 328 gfxHandler' GfxClear = Just $ do
 329         -- Set the source to white and paint the entire surface with it
 330         Cairo.setSourceRGB 1 1 1
 331         Cairo.paint
 332 gfxHandler' _ = Nothing
 333
 334 -- | Sets the source to a pattern fill of the given color
 335 setSourceColor :: Color -> Cairo.Render ()
 336 setSourceColor (Color r g b) =
 337         Cairo.setSourceRGB r g b
 338
 339 {-
 340 dirtyPts :: Window a -> [Point] -> IO ()
 341 dirtyPts dc ps = dirtyRect' dc (pt x y) Size {..}
 342         where
 343         xs     = map pointX ps
 344         ys     = map pointY ps
 345         x      = minimum xs
 346         y      = minimum ys
 347         sizeW  = maximum xs - x
 348         sizeH  = maximum ys - y
 349
 350 dirtyRect' :: Window a -> Point -> Size -> IO ()
 351 dirtyRect' dc Point {..} Size {..} = dirtyRect dc $ Rect pointX pointY sizeW sizeH
 352
 353 dirtyRect :: Window a -> Rect -> IO ()
 354 dirtyRect dc rect = windowRefreshRect dc False (grow 2 rect)
 355
 356 rectanglify :: Point -> Size -> Rect
 357 rectanglify Point {..} Size {..} = Rect pointX pointY sizeW sizeH
 358
 359 grow :: Int -> Rect -> Rect
 360 grow n Rect {..} = Rect
 361         { rectLeft   = rectLeft   - n
 362         , rectTop    = rectTop    - n
 363         , rectWidth  = rectWidth  + 2 * n
 364         , rectHeight = rectHeight + 2 * n }
 365
 366 -}