src/jalview/appletgui/PCAPanel.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer
   3  * Copyright (C) 2007 AM Waterhouse, J Procter, G Barton, M Clamp, S Searle
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   7  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
   8  * of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA
  18  */
  19
  20 package jalview.appletgui;
  21
  22 import java.util.*;
  23
  24 import java.awt.*;
  25 import java.awt.event.*;
  26
  27 import jalview.analysis.*;
  28 import jalview.datamodel.*;
  29
  30 public class PCAPanel
  31     extends EmbmenuFrame implements Runnable, ActionListener, ItemListener
  32 {
  33   PCA pca;
  34   int top;
  35   RotatableCanvas rc;
  36   AlignViewport av;
  37   SequenceI[] seqs;
  38   AlignmentView seqstrings;
  39
  40   public PCAPanel(AlignViewport av)
  41   {
  42     try
  43     {
  44       jbInit();
  45     }
  46     catch (Exception e)
  47     {
  48       e.printStackTrace();
  49     }
  50
  51     for (int i = 1; i < 8; i++)
  52     {
  53       xCombobox.addItem("dim " + i);
  54       yCombobox.addItem("dim " + i);
  55       zCombobox.addItem("dim " + i);
  56     }
  57
  58     this.av = av;
  59     seqstrings = av.getAlignmentView(av.getSelectionGroup() != null);
  60     if (av.getSelectionGroup() == null)
  61     {
  62       seqs = av.alignment.getSequencesArray();
  63     }
  64     else
  65     {
  66       seqs = av.getSelectionGroup().getSequencesInOrder(av.alignment);
  67     }
  68     SeqCigar sq[] = seqstrings.getSequences();
  69     int length = sq[0].getWidth();
  70
  71     for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
  72     {
  73       if (sq[i].getWidth() != length)
  74       {
  75         System.out.println("Sequences must be equal length for PCA analysis");
  76         return;
  77       }
  78     }
  79
  80     rc = new RotatableCanvas(av);
  81     embedMenuIfNeeded(rc);
  82     add(rc, BorderLayout.CENTER);
  83
  84     jalview.bin.JalviewLite.addFrame(this, "Principal component analysis",
  85                                      400, 400);
  86
  87     Thread worker = new Thread(this);
  88     worker.start();
  89   }
  90
  91   /**
  92    * DOCUMENT ME!
  93    */
  94   public void run()
  95   {
  96     pca = new PCA(seqstrings.getSequenceStrings(' '));
  97     pca.run();
  98
  99     // Now find the component coordinates
 100     int ii = 0;
 101
 102     while ( (ii < seqs.length) && (seqs[ii] != null))
 103     {
 104       ii++;
 105     }
 106
 107     double[][] comps = new double[ii][ii];
 108
 109     for (int i = 0; i < ii; i++)
 110     {
 111       if (pca.getEigenvalue(i) > 1e-4)
 112       {
 113         comps[i] = pca.component(i);
 114       }
 115     }
 116
 117     //////////////////
 118     xCombobox.select(0);
 119     yCombobox.select(1);
 120     zCombobox.select(2);
 121
 122     top = pca.getM().rows - 1;
 123
 124     Vector points = new Vector();
 125     float[][] scores = pca.getComponents(top - 1, top - 2, top - 3, 100);
 126
 127     for (int i = 0; i < pca.getM().rows; i++)
 128     {
 129       SequencePoint sp = new SequencePoint(seqs[i], scores[i]);
 130       points.addElement(sp);
 131     }
 132
 133     rc.setPoints(points, pca.getM().rows);
 134     rc.repaint();
 135     seqs = null;
 136     this.repaint();
 137   }
 138
 139   void doDimensionChange()
 140   {
 141     if (top == 0)
 142     {
 143       return;
 144     }
 145
 146     int dim1 = top - xCombobox.getSelectedIndex();
 147     int dim2 = top - yCombobox.getSelectedIndex();
 148     int dim3 = top - zCombobox.getSelectedIndex();
 149
 150     float[][] scores = pca.getComponents(dim1, dim2, dim3, 100);
 151     for (int i = 0; i < pca.getM().rows; i++)
 152     {
 153       ( (SequencePoint) rc.points.elementAt(i)).coord = scores[i];
 154     }
 155
 156     rc.img = null;
 157     rc.rotmat.setIdentity();
 158     rc.initAxes();
 159     rc.paint(rc.getGraphics());
 160   }
 161
 162   public void actionPerformed(ActionEvent evt)
 163   {
 164     if (evt.getSource() == inputData)
 165     {
 166       showOriginalData();
 167     }
 168     else
 169     {
 170       values_actionPerformed();
 171     }
 172   }
 173
 174   public void itemStateChanged(ItemEvent evt)
 175   {
 176     if (evt.getSource() == xCombobox)
 177     {
 178       xCombobox_actionPerformed();
 179     }
 180     else if (evt.getSource() == yCombobox)
 181     {
 182       yCombobox_actionPerformed();
 183     }
 184     else if (evt.getSource() == zCombobox)
 185     {
 186       zCombobox_actionPerformed();
 187     }
 188   }
 189
 190   protected void xCombobox_actionPerformed()
 191   {
 192     doDimensionChange();
 193   }
 194
 195   protected void yCombobox_actionPerformed()
 196   {
 197     doDimensionChange();
 198   }
 199
 200   protected void zCombobox_actionPerformed()
 201   {
 202     doDimensionChange();
 203   }
 204
 205   public void values_actionPerformed()
 206   {
 207
 208     CutAndPasteTransfer cap = new CutAndPasteTransfer(false, null);
 209     Frame frame = new Frame();
 210     frame.add(cap);
 211     jalview.bin.JalviewLite.addFrame(frame, "PCA details", 500, 500);
 212
 213     cap.setText(pca.getDetails());
 214   }
 215
 216   void showOriginalData()
 217   {
 218     // decide if av alignment is sufficiently different to original data to warrant a new window to be created
 219     // create new alignmnt window with hidden regions (unhiding hidden regions yields unaligned seqs)
 220     // or create a selection box around columns in alignment view
 221     // test Alignment(SeqCigar[])
 222     char gc = '-';
 223     try {
 224       // we try to get the associated view's gap character
 225       // but this may fail if the view was closed...
 226       gc = av.
 227       getGapCharacter();
 228     } catch (Exception ex) {};
 229     Object[] alAndColsel = seqstrings.getAlignmentAndColumnSelection(gc);
 230
 231     if (alAndColsel != null && alAndColsel[0] != null)
 232     {
 233       Alignment al = new Alignment( (SequenceI[]) alAndColsel[0]);
 234       AlignFrame af = new AlignFrame(al,
 235                                      av.applet,
 236                                      "Original Data for PCA",
 237                                      false);
 238
 239       af.viewport.setHiddenColumns( (ColumnSelection) alAndColsel[1]);
 240     }
 241   }
 242
 243   public void labels_itemStateChanged(ItemEvent itemEvent)
 244   {
 245     rc.showLabels(labels.getState());
 246   }
 247
 248   Panel jPanel2 = new Panel();
 249   Label jLabel1 = new Label();
 250   Label jLabel2 = new Label();
 251   Label jLabel3 = new Label();
 252   protected Choice xCombobox = new Choice();
 253   protected Choice yCombobox = new Choice();
 254   protected Choice zCombobox = new Choice();
 255   FlowLayout flowLayout1 = new FlowLayout();
 256   BorderLayout borderLayout1 = new BorderLayout();
 257   MenuBar menuBar1 = new MenuBar();
 258   Menu menu1 = new Menu();
 259   Menu menu2 = new Menu();
 260   protected CheckboxMenuItem labels = new CheckboxMenuItem();
 261   MenuItem values = new MenuItem();
 262   MenuItem inputData = new MenuItem();
 263
 264   private void jbInit()
 265       throws Exception
 266   {
 267     this.setLayout(borderLayout1);
 268     jPanel2.setLayout(flowLayout1);
 269     jLabel1.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 270     jLabel1.setText("x=");
 271     jLabel2.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 272     jLabel2.setText("y=");
 273     jLabel3.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 274     jLabel3.setText("z=");
 275     jPanel2.setBackground(Color.white);
 276     zCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 277     zCombobox.addItemListener(this);
 278     yCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 279     yCombobox.addItemListener(this);
 280     xCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 281     xCombobox.addItemListener(this);
 282     this.setMenuBar(menuBar1);
 283     menu1.setLabel("File");
 284     menu2.setLabel("View");
 285     labels.setLabel("Labels");
 286     labels.addItemListener(this);
 287     values.setLabel("Output Values...");
 288     values.addActionListener(this);
 289     inputData.setLabel("Input Data...");
 290     this.add(jPanel2, BorderLayout.SOUTH);
 291     jPanel2.add(jLabel1, null);
 292     jPanel2.add(xCombobox, null);
 293     jPanel2.add(jLabel2, null);
 294     jPanel2.add(yCombobox, null);
 295     jPanel2.add(jLabel3, null);
 296     jPanel2.add(zCombobox, null);
 297     menuBar1.add(menu1);
 298     menuBar1.add(menu2);
 299     menu2.add(labels);
 300     menu1.add(values);
 301     menu1.add(inputData);
 302     inputData.addActionListener(this);
 303   }
 304
 305 }