JAL-2360 ColourSchemes holds configured schemes, AlignFrame colour menu
[jalview.git] / src / jalview / schemes / ResidueColourScheme.java
index 95946f9..9cc4bd1 100755 (executable)
-package jalview.schemes;\r
-\r
-import jalview.datamodel.*;\r
-import java.util.*;\r
-import java.awt.*;\r
-\r
-public class ResidueColourScheme implements ColourSchemeI {\r
-    Color    [] colors;\r
-    int         threshold = 90;\r
-\r
-    public ResidueColourScheme(Color[] colors, int threshold) {\r
-       this.colors    = colors;\r
-       this.threshold = threshold;\r
-    }\r
-\r
-    public ResidueColourScheme() {\r
-    }\r
-\r
-    public Color findColour(String aa)\r
-    {\r
-      return colors[((Integer)(ResidueProperties.aaHash.get(aa))).intValue()];\r
-    }\r
-\r
-    public Color findColour(SequenceI seq,String s, int j, Vector aa) {\r
-  try {\r
-           return colors[((Integer)(ResidueProperties.aaHash.get(s))).intValue()];\r
-       } catch (Exception e) {\r
-           return Color.white;\r
-       }\r
-    }\r
-\r
-    // aa should maybe be a class\r
-    public Color getColour(SequenceI seq, int j,Vector aa) {\r
-\r
-       Color  c       = Color.white;\r
-       String s       = seq.getSequence(j,j+1);\r
-\r
-       if (threshold > 0 && aa != null)\r
-        {\r
-           if (aboveThreshold(aa,seq,j,threshold))\r
-               c = findColour(seq,s,j,aa);\r
-       }\r
-        else\r
-           c = findColour(seq,s,j,aa);\r
-\r
-\r
-      return c;\r
-    }\r
-    public int getThreshold() {\r
-       return threshold;\r
-    }\r
-\r
-    public void setThreshold(int ct) {\r
-       threshold = ct;\r
-    }\r
-\r
-    public Vector  getColours(SequenceI s, Vector aa) {\r
-       Vector colours = new Vector();\r
-\r
-       for (int j = 0; j < s.getLength(); j++)\r
-           colours.addElement(getColour(s,j,aa));\r
-\r
-       return colours;\r
-    }\r
-\r
-    public Vector getColours(SequenceGroup sg, Vector aa) {\r
-       Vector colours = new Vector();\r
-\r
-       for (int j = 0; j < sg.getSize(); j++) {\r
-           SequenceI s = sg.getSequenceAt(j);\r
-\r
-           for (int i = 0; i < s.getLength();i++) {\r
-               colours.addElement(getColour(s,i,aa));\r
-           }\r
-       }\r
-       return colours;\r
-    }\r
-\r
-    public boolean aboveThreshold(Vector aa,SequenceI seq, int j, int threshold) {\r
-       String    s    = seq.getSequence(j,j+1);\r
-       Hashtable hash = (Hashtable)aa.elementAt(j);\r
-\r
-       if (j < aa.size()) {\r
-           String maxRes = (String)hash.get("maxResidue");\r
-\r
-           double sc = 0;\r
-\r
-           if (((Integer)hash.get("maxCount")).intValue() != -1  && hash.contains(s)) {\r
-               int maxCount = ((Integer)hash.get("maxCount")).intValue();\r
-               int resCount = ((Integer)hash.get(s)).intValue();\r
-\r
-               sc = resCount * 100.0 / resCount;\r
-\r
-               // This should be isGap somewhere\r
-               if  ( !s.equals("-")  && !s.equals(".") && !s.equals(" ")) {\r
-                   if (sc >= (double)threshold) {\r
-                       return true;\r
-                   }\r
-               }\r
-           }\r
-       }\r
-       return false;\r
-    }\r
-\r
-    public boolean canThreshold() {\r
-       return true;\r
-    }\r
-    public boolean isUserDefinable() {\r
-       return false;\r
-    }\r
-}\r
+/*
+ * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
+ * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
+ * 
+ * This file is part of Jalview.
+ * 
+ * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License 
+ * as published by the Free Software Foundation, either version 3
+ * of the License, or (at your option) any later version.
+ *  
+ * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but 
+ * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty 
+ * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR 
+ * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
+ * 
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
+ */
+package jalview.schemes;
+
+import jalview.analysis.Conservation;
+import jalview.datamodel.AlignmentI;
+import jalview.datamodel.AnnotatedCollectionI;
+import jalview.datamodel.ProfileI;
+import jalview.datamodel.ProfilesI;
+import jalview.datamodel.SequenceCollectionI;
+import jalview.datamodel.SequenceI;
+import jalview.util.ColorUtils;
+import jalview.util.Comparison;
+
+import java.awt.Color;
+import java.util.Map;
+
+/**
+ * Base class for residue-based colour schemes
+ */
+public abstract class ResidueColourScheme implements ColourSchemeI
+{
+  public static final String NONE = "None";
+
+  /*
+   * lookup up by character value e.g. 'G' to the colors array index
+   * e.g. if symbolIndex['K'] = 11 then colors[11] is the colour for K
+   */
+  final int[] symbolIndex;
+
+  boolean conservationColouring = false;
+
+  /*
+   * colour for residue characters as indexed by symbolIndex
+   */
+  Color[] colors = null;
+
+  int threshold = 0;
+
+  /* Set when threshold colouring to either pid_gaps or pid_nogaps */
+  protected boolean ignoreGaps = false;
+
+  /*
+   * Consensus data indexed by column
+   */
+  ProfilesI consensus;
+
+  /*
+   * Conservation string as a char array 
+   */
+  char[] conservation;
+
+  /*
+   * The conservation slider percentage setting 
+   */
+  int inc = 30;
+
+  /**
+   * Creates a new ResidueColourScheme object.
+   * 
+   * @param final int[] index table into colors (ResidueProperties.naIndex or
+   *        ResidueProperties.aaIndex)
+   * @param colors
+   *          colours for symbols in sequences
+   * @param threshold
+   *          threshold for conservation shading
+   */
+  public ResidueColourScheme(int[] aaOrnaIndex, Color[] colours,
+          int threshold)
+  {
+    symbolIndex = aaOrnaIndex;
+    this.colors = colours;
+    this.threshold = threshold;
+  }
+
+  /**
+   * Creates a new ResidueColourScheme object with a lookup table for indexing
+   * the colour map
+   */
+  public ResidueColourScheme(int[] aaOrNaIndex)
+  {
+    symbolIndex = aaOrNaIndex;
+  }
+
+  /**
+   * Creates a new ResidueColourScheme object - default constructor for
+   * non-sequence dependent colourschemes
+   */
+  public ResidueColourScheme()
+  {
+    symbolIndex = null;
+  }
+
+  /**
+   * Returns the colour for symbol 'A'. Intended for use in a 'fixed colour'
+   * colour scheme (for example a feature colour).
+   */
+  @Override
+  public Color findColour()
+  {
+    // TODO delete this method in favour of ColorUtils.parseColourString()?
+    return findColour('A');
+  }
+
+  /**
+   * Find a colour without an index in a sequence
+   */
+  @Override
+  public Color findColour(char c)
+  {
+    return colors == null ? Color.white : colors[symbolIndex[c]];
+  }
+
+  @Override
+  public Color findColour(char c, int j, SequenceI seq)
+  {
+    Color currentColour;
+
+    if (colors != null && symbolIndex != null && (threshold == 0)
+            || aboveThreshold(c, j))
+    {
+      currentColour = colors[symbolIndex[c]];
+    }
+    else
+    {
+      currentColour = Color.white;
+    }
+
+    if (conservationColouring)
+    {
+      currentColour = applyConservation(currentColour, j);
+    }
+
+    return currentColour;
+  }
+
+  /**
+   * Get the percentage threshold for this colour scheme
+   * 
+   * @return Returns the percentage threshold
+   */
+  @Override
+  public int getThreshold()
+  {
+    return threshold;
+  }
+
+  /**
+   * Sets the percentage consensus threshold value, and whether gaps are ignored
+   * in percentage identity calculation
+   * 
+   * @param consensusThreshold
+   * @param ignoreGaps
+   */
+  @Override
+  public void setThreshold(int consensusThreshold, boolean ignoreGaps)
+  {
+    threshold = consensusThreshold;
+    this.ignoreGaps = ignoreGaps;
+  }
+
+  /**
+   * Answers true if there is a consensus profile for the specified column, and
+   * the given residue matches the consensus (or joint consensus) residue for
+   * the column, and the percentage identity for the profile is equal to or
+   * greater than the current threshold; else answers false. The percentage
+   * calculation depends on whether or not we are ignoring gapped sequences.
+   * 
+   * @param residue
+   * @param column
+   *          (index into consensus profiles)
+   * 
+   * @return
+   * @see #setThreshold(int, boolean)
+   */
+  public boolean aboveThreshold(char residue, int column)
+  {
+    if ('a' <= residue && residue <= 'z')
+    {
+      // TO UPPERCASE !!!
+      // Faster than toUpperCase
+      residue -= ('a' - 'A');
+    }
+
+    if (consensus == null)
+    {
+      return false;
+    }
+
+    ProfileI profile = consensus.get(column);
+
+    /*
+     * test whether this is the consensus (or joint consensus) residue
+     */
+    if (profile != null
+            && profile.getModalResidue().contains(String.valueOf(residue)))
+    {
+      if (profile.getPercentageIdentity(ignoreGaps) >= threshold)
+      {
+        return true;
+      }
+    }
+
+    return false;
+  }
+
+  @Override
+  public boolean conservationApplied()
+  {
+    return conservationColouring;
+  }
+
+  @Override
+  public void setConservationApplied(boolean conservationApplied)
+  {
+    conservationColouring = conservationApplied;
+  }
+
+  @Override
+  public void setConservationInc(int i)
+  {
+    inc = i;
+  }
+
+  @Override
+  public int getConservationInc()
+  {
+    return inc;
+  }
+
+  /**
+   * DOCUMENT ME!
+   * 
+   * @param consensus
+   *          DOCUMENT ME!
+   */
+  @Override
+  public void setConsensus(ProfilesI consensus)
+  {
+    if (consensus == null)
+    {
+      return;
+    }
+
+    this.consensus = consensus;
+  }
+
+  @Override
+  public void setConservation(Conservation cons)
+  {
+    if (cons == null)
+    {
+      conservationColouring = false;
+      conservation = null;
+    }
+    else
+    {
+      conservationColouring = true;
+      int iSize = cons.getConsSequence().getLength();
+      conservation = new char[iSize];
+      for (int i = 0; i < iSize; i++)
+      {
+        conservation[i] = cons.getConsSequence().getCharAt(i);
+      }
+    }
+
+  }
+
+  /**
+   * Applies a combination of column conservation score, and conservation
+   * percentage slider, to 'bleach' out the residue colours towards white.
+   * <p>
+   * If a column is fully conserved (identical residues, conservation score 11,
+   * shown as *), or all 10 physico-chemical properties are conserved
+   * (conservation score 10, shown as +), then the colour is left unchanged.
+   * <p>
+   * Otherwise a 'bleaching' factor is computed and applied to the colour. This
+   * is designed to fade colours for scores of 0-9 completely to white at slider
+   * positions ranging from 18% - 100% respectively.
+   * 
+   * @param currentColour
+   * @param column
+   * 
+   * @return bleached (or unmodified) colour
+   */
+  Color applyConservation(Color currentColour, int column)
+  {
+    if (conservation == null || conservation.length <= column)
+    {
+      return currentColour;
+    }
+    char conservationScore = conservation[column];
+
+    /*
+     * if residues are fully conserved (* or 11), or all properties
+     * are conserved (+ or 10), leave colour unchanged
+     */
+    if (conservationScore == '*' || conservationScore == '+'
+            || conservationScore == (char) 10
+            || conservationScore == (char) 11)
+    {
+      return currentColour;
+    }
+
+    if (Comparison.isGap(conservationScore))
+    {
+      return Color.white;
+    }
+
+    /*
+     * convert score 0-9 to a bleaching factor 1.1 - 0.2
+     */
+    float bleachFactor = (11 - (conservationScore - '0')) / 10f;
+
+    /*
+     * scale this up by 0-5 (percentage slider / 20)
+     * as a result, scores of:         0  1  2  3  4  5  6  7  8  9
+     * fade to white at slider value: 18 20 22 25 29 33 40 50 67 100%
+     */
+    bleachFactor *= (inc / 20f);
+
+    return ColorUtils.bleachColour(currentColour, bleachFactor);
+  }
+
+  @Override
+  public void alignmentChanged(AnnotatedCollectionI alignment,
+          Map<SequenceI, SequenceCollectionI> hiddenReps)
+  {
+  }
+
+  /**
+   * Answers false if the colour scheme is nucleotide or peptide specific, and
+   * the data does not match, else true. Override to modify or extend this test
+   * as required.
+   */
+  @Override
+  public boolean isApplicableTo(AnnotatedCollectionI ac)
+  {
+    if (!isPeptideSpecific() && !isNucleotideSpecific())
+    {
+      return true;
+    }
+
+    /*
+     * inspect the data context (alignment dataset) for residue type
+     */
+    boolean nucleotide = false;
+    AnnotatedCollectionI context = ac.getContext();
+    if (context != null)
+    {
+      if (context instanceof AlignmentI)
+      {
+        nucleotide = ((AlignmentI) context).isNucleotide();
+      }
+      else
+      {
+        // not sure what's going on, play safe
+        return true;
+      }
+    }
+    else if (ac instanceof AlignmentI)
+    {
+      nucleotide = ((AlignmentI) ac).isNucleotide();
+    }
+    else
+    {
+      return true;
+    }
+
+    /*
+     * does data type match colour scheme type?
+     */
+    return (nucleotide && isNucleotideSpecific())
+            || (!nucleotide && isPeptideSpecific());
+  }
+
+  /**
+   * Answers true if the colour scheme is normally only for peptide data
+   * 
+   * @return
+   */
+  public boolean isPeptideSpecific()
+  {
+    return false;
+  }
+
+  /**
+   * Answers true if the colour scheme is normally only for nucleotide data
+   * 
+   * @return
+   */
+  public boolean isNucleotideSpecific()
+  {
+    return false;
+  }
+}