Merge branch 'develop' into bug/JAL-2346annotationChoice
[jalview.git] / src / jalview / ext / rbvi / chimera / ChimeraCommands.java
index 8f6b2f1..1d8b944 100644 (file)
  */
 package jalview.ext.rbvi.chimera;
 
+import jalview.api.AlignViewportI;
+import jalview.api.AlignmentViewPanel;
 import jalview.api.FeatureRenderer;
 import jalview.api.SequenceRenderer;
 import jalview.datamodel.AlignmentI;
+import jalview.datamodel.ColumnSelection;
+import jalview.datamodel.SequenceFeature;
 import jalview.datamodel.SequenceI;
+import jalview.renderer.seqfeatures.FeatureColourFinder;
 import jalview.structure.StructureMapping;
 import jalview.structure.StructureMappingcommandSet;
 import jalview.structure.StructureSelectionManager;
@@ -32,11 +37,10 @@ import jalview.util.Comparison;
 
 import java.awt.Color;
 import java.util.ArrayList;
+import java.util.HashMap;
 import java.util.LinkedHashMap;
 import java.util.List;
 import java.util.Map;
-import java.util.SortedMap;
-import java.util.TreeMap;
 
 /**
  * Routines for generating Chimera commands for Jalview/Chimera binding
@@ -47,26 +51,32 @@ import java.util.TreeMap;
 public class ChimeraCommands
 {
 
+  public static final String NAMESPACE_PREFIX = "jv_";
+
   /**
-   * utility to construct the commands to colour chains by the given alignment
-   * for passing to Chimera
-   * 
-   * @returns Object[] { Object[] { <model being coloured>,
+   * Constructs Chimera commands to colour residues as per the Jalview alignment
    * 
+   * @param ssm
+   * @param files
+   * @param sequence
+   * @param sr
+   * @param fr
+   * @param viewPanel
+   * @return
    */
   public static StructureMappingcommandSet[] getColourBySequenceCommand(
           StructureSelectionManager ssm, String[] files,
-          SequenceI[][] sequence, SequenceRenderer sr, FeatureRenderer fr,
-          AlignmentI alignment)
+          SequenceI[][] sequence, SequenceRenderer sr,
+          AlignmentViewPanel viewPanel)
   {
-    Map<Color, SortedMap<Integer, Map<String, List<int[]>>>> colourMap = buildColoursMap(
-            ssm, files, sequence, sr, fr, alignment);
+    Map<Object, AtomSpecModel> colourMap = buildColoursMap(ssm, files,
+            sequence, sr, viewPanel);
 
     List<String> colourCommands = buildColourCommands(colourMap);
 
     StructureMappingcommandSet cs = new StructureMappingcommandSet(
             ChimeraCommands.class, null,
-            colourCommands.toArray(new String[0]));
+            colourCommands.toArray(new String[colourCommands.size()]));
 
     return new StructureMappingcommandSet[] { cs };
   }
@@ -76,18 +86,18 @@ public class ChimeraCommands
    * 'color' commands (one per distinct colour used). The format of each command
    * is
    * 
-   * <blockquote> color colorname #modelnumber:range.chain e.g. color #00ff00
-   * #0:2.B,4.B,9-12.B|#1:1.A,2-6.A,...
-   * 
-   * @see http 
-   *      ://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/frameatom_spec
-   *      .html </pre>
+   * <pre>
+   * <blockquote> 
+   * color colorname #modelnumber:range.chain 
+   * e.g. color #00ff00 #0:2.B,4.B,9-12.B|#1:1.A,2-6.A,...
+   * </blockquote>
+   * </pre>
    * 
    * @param colourMap
    * @return
    */
   protected static List<String> buildColourCommands(
-          Map<Color, SortedMap<Integer, Map<String, List<int[]>>>> colourMap)
+          Map<Object, AtomSpecModel> colourMap)
   {
     /*
      * This version concatenates all commands into a single String (semi-colon
@@ -97,8 +107,9 @@ public class ChimeraCommands
     List<String> commands = new ArrayList<String>();
     StringBuilder sb = new StringBuilder(256);
     boolean firstColour = true;
-    for (Color colour : colourMap.keySet())
+    for (Object key : colourMap.keySet())
     {
+      Color colour = (Color) key;
       String colourCode = ColorUtils.toTkCode(colour);
       if (!firstColour)
       {
@@ -106,55 +117,68 @@ public class ChimeraCommands
       }
       sb.append("color ").append(colourCode).append(" ");
       firstColour = false;
-      boolean firstModelForColour = true;
-      final Map<Integer, Map<String, List<int[]>>> colourData = colourMap
-              .get(colour);
-      for (Integer model : colourData.keySet())
+      final AtomSpecModel colourData = colourMap.get(colour);
+      sb.append(colourData.getAtomSpec());
+    }
+    commands.add(sb.toString());
+    return commands;
+  }
+
+  /**
+   * Traverses a map of { modelNumber, {chain, {list of from-to ranges} } } and
+   * builds a Chimera format atom spec
+   * 
+   * @param modelAndChainRanges
+   */
+  protected static String getAtomSpec(
+          Map<Integer, Map<String, List<int[]>>> modelAndChainRanges)
+  {
+    StringBuilder sb = new StringBuilder(128);
+    boolean firstModelForColour = true;
+    for (Integer model : modelAndChainRanges.keySet())
+    {
+      boolean firstPositionForModel = true;
+      if (!firstModelForColour)
       {
-        boolean firstPositionForModel = true;
-        if (!firstModelForColour)
-        {
-          sb.append("|");
-        }
-        firstModelForColour = false;
-        sb.append("#").append(model).append(":");
+        sb.append("|");
+      }
+      firstModelForColour = false;
+      sb.append("#").append(model).append(":");
 
-        final Map<String, List<int[]>> modelData = colourData.get(model);
-        for (String chain : modelData.keySet())
+      final Map<String, List<int[]>> modelData = modelAndChainRanges
+              .get(model);
+      for (String chain : modelData.keySet())
+      {
+        boolean hasChain = !"".equals(chain.trim());
+        for (int[] range : modelData.get(chain))
         {
-          boolean hasChain = !"".equals(chain.trim());
-          for (int[] range : modelData.get(chain))
+          if (!firstPositionForModel)
           {
-            if (!firstPositionForModel)
-            {
-              sb.append(",");
-            }
-            if (range[0] == range[1])
-            {
-              sb.append(range[0]);
-            }
-            else
-            {
-              sb.append(range[0]).append("-").append(range[1]);
-            }
-            if (hasChain)
-            {
-              sb.append(".").append(chain);
-            }
-            firstPositionForModel = false;
+            sb.append(",");
           }
+          if (range[0] == range[1])
+          {
+            sb.append(range[0]);
+          }
+          else
+          {
+            sb.append(range[0]).append("-").append(range[1]);
+          }
+          if (hasChain)
+          {
+            sb.append(".").append(chain);
+          }
+          firstPositionForModel = false;
         }
       }
     }
-    commands.add(sb.toString());
-    return commands;
+    return sb.toString();
   }
 
   /**
    * <pre>
-   * Build a data structure which maps contiguous subsequences for each colour. 
-   * This generates a data structure from which we can easily generate the 
-   * Chimera command for colour by sequence.
+   * Build a data structure which records contiguous subsequences for each colour. 
+   * From this we can easily generate the Chimera command for colour by sequence.
    * Color
    *     Model number
    *         Chain
@@ -162,13 +186,19 @@ public class ChimeraCommands
    * Ordering is by order of addition (for colours and positions), natural ordering (for models and chains)
    * </pre>
    */
-  protected static Map<Color, SortedMap<Integer, Map<String, List<int[]>>>> buildColoursMap(
+  protected static Map<Object, AtomSpecModel> buildColoursMap(
           StructureSelectionManager ssm, String[] files,
-          SequenceI[][] sequence, SequenceRenderer sr, FeatureRenderer fr,
-          AlignmentI alignment)
+          SequenceI[][] sequence, SequenceRenderer sr,
+          AlignmentViewPanel viewPanel)
   {
-    Map<Color, SortedMap<Integer, Map<String, List<int[]>>>> colourMap = new LinkedHashMap<Color, SortedMap<Integer, Map<String, List<int[]>>>>();
+    FeatureRenderer fr = viewPanel.getFeatureRenderer();
+    FeatureColourFinder finder = new FeatureColourFinder(fr);
+    AlignViewportI viewport = viewPanel.getAlignViewport();
+    ColumnSelection cs = viewport.getColumnSelection();
+    AlignmentI al = viewport.getAlignment();
+    Map<Object, AtomSpecModel> colourMap = new LinkedHashMap<Object, AtomSpecModel>();
     Color lastColour = null;
+
     for (int pdbfnum = 0; pdbfnum < files.length; pdbfnum++)
     {
       StructureMapping[] mapping = ssm.getMapping(files[pdbfnum]);
@@ -186,9 +216,9 @@ public class ChimeraCommands
         {
           final SequenceI seq = sequence[pdbfnum][s];
           if (mapping[m].getSequence() == seq
-                  && (sp = alignment.findIndex(seq)) > -1)
+                  && (sp = al.findIndex(seq)) > -1)
           {
-            SequenceI asp = alignment.getSequenceAt(sp);
+            SequenceI asp = al.getSequenceAt(sp);
             for (int r = 0; r < asp.getLength(); r++)
             {
               // no mapping to gaps in sequence
@@ -203,7 +233,17 @@ public class ChimeraCommands
                 continue;
               }
 
-              Color colour = sr.getResidueColour(seq, r, fr);
+              Color colour = sr.getResidueColour(seq, r, finder);
+
+              /*
+               * darker colour for hidden regions
+               */
+              if (!cs.isVisible(r))
+              {
+                // colour = ColorUtils.darkerThan(colour);
+                colour = Color.GRAY;
+              }
+
               final String chain = mapping[m].getChain();
 
               /*
@@ -230,8 +270,8 @@ public class ChimeraCommands
             // final colour range
             if (lastColour != null)
             {
-              addColourRange(colourMap, lastColour, pdbfnum, startPos,
-                      lastPos, lastChain);
+              addColourRange(colourMap, lastColour, pdbfnum, startPos, lastPos,
+                      lastChain);
             }
             // break;
           }
@@ -244,51 +284,266 @@ public class ChimeraCommands
   /**
    * Helper method to add one contiguous colour range to the colour map.
    * 
-   * @param colourMap
-   * @param colour
+   * @param map
+   * @param key
    * @param model
    * @param startPos
    * @param endPos
    * @param chain
    */
-  protected static void addColourRange(
-          Map<Color, SortedMap<Integer, Map<String, List<int[]>>>> colourMap,
-          Color colour, int model, int startPos, int endPos, String chain)
+  protected static void addColourRange(Map<Object, AtomSpecModel> map,
+          Object key, int model, int startPos, int endPos, String chain)
   {
     /*
      * Get/initialize map of data for the colour
      */
-    SortedMap<Integer, Map<String, List<int[]>>> colourData = colourMap
-            .get(colour);
-    if (colourData == null)
+    AtomSpecModel atomSpec = map.get(key);
+    if (atomSpec == null)
     {
-      colourMap
-              .put(colour,
-                      colourData = new TreeMap<Integer, Map<String, List<int[]>>>());
+      atomSpec = new AtomSpecModel();
+      map.put(key, atomSpec);
     }
 
-    /*
-     * Get/initialize map of data for the colour and model
-     */
-    Map<String, List<int[]>> modelData = colourData.get(model);
-    if (modelData == null)
+    atomSpec.addRange(model, startPos, endPos, chain);
+  }
+
+  /**
+   * Constructs and returns Chimera commands to set attributes on residues
+   * corresponding to features in Jalview. Attribute names are the Jalview
+   * feature type, with a "jv_" prefix.
+   * 
+   * @param ssm
+   * @param files
+   * @param seqs
+   * @param viewPanel
+   * @return
+   */
+  public static StructureMappingcommandSet getSetAttributeCommandsForFeatures(
+          StructureSelectionManager ssm, String[] files,
+          SequenceI[][] seqs, AlignmentViewPanel viewPanel)
+  {
+    Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> featureMap = buildFeaturesMap(
+            ssm, files, seqs, viewPanel);
+
+    List<String> commands = buildSetAttributeCommands(featureMap);
+
+    StructureMappingcommandSet cs = new StructureMappingcommandSet(
+            ChimeraCommands.class, null,
+            commands.toArray(new String[commands.size()]));
+
+    return cs;
+  }
+
+  /**
+   * <pre>
+   * Helper method to build a map of 
+   *   { featureType, { feature value, AtomSpecModel } }
+   * </pre>
+   * 
+   * @param ssm
+   * @param files
+   * @param seqs
+   * @param viewPanel
+   * @return
+   */
+  protected static Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> buildFeaturesMap(
+          StructureSelectionManager ssm, String[] files,
+          SequenceI[][] seqs, AlignmentViewPanel viewPanel)
+  {
+    Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> theMap = new LinkedHashMap<String, Map<Object, AtomSpecModel>>();
+
+    FeatureRenderer fr = viewPanel.getFeatureRenderer();
+    if (fr == null)
     {
-      colourData.put(model, modelData = new TreeMap<String, List<int[]>>());
+      return theMap;
     }
 
-    /*
-     * Get/initialize map of data for colour, model and chain
-     */
-    List<int[]> chainData = modelData.get(chain);
-    if (chainData == null)
+    List<String> visibleFeatures = fr.getDisplayedFeatureTypes();
+    if (visibleFeatures.isEmpty())
     {
-      modelData.put(chain, chainData = new ArrayList<int[]>());
+      return theMap;
     }
 
+    AlignmentI alignment = viewPanel.getAlignment();
+    for (int pdbfnum = 0; pdbfnum < files.length; pdbfnum++)
+    {
+      StructureMapping[] mapping = ssm.getMapping(files[pdbfnum]);
+
+      if (mapping == null || mapping.length < 1)
+      {
+        continue;
+      }
+
+      for (int seqNo = 0; seqNo < seqs[pdbfnum].length; seqNo++)
+      {
+        for (int m = 0; m < mapping.length; m++)
+        {
+          final SequenceI seq = seqs[pdbfnum][seqNo];
+          int sp = alignment.findIndex(seq);
+          if (mapping[m].getSequence() == seq && sp > -1)
+          {
+            /*
+             * found a sequence with a mapping to a structure;
+             * now scan its features
+             */
+            SequenceI asp = alignment.getSequenceAt(sp);
+
+            scanSequenceFeatures(visibleFeatures, mapping[m], asp, theMap,
+                    pdbfnum);
+          }
+        }
+      }
+    }
+    return theMap;
+  }
+
+  /**
+   * Inspect features on the sequence; for each feature that is visible,
+   * determine its mapped ranges in the structure (if any) according to the
+   * given mapping, and add them to the map
+   * 
+   * @param visibleFeatures
+   * @param mapping
+   * @param seq
+   * @param theMap
+   * @param modelNumber
+   */
+  protected static void scanSequenceFeatures(List<String> visibleFeatures,
+          StructureMapping mapping, SequenceI seq,
+          Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> theMap, int modelNumber)
+  {
+    SequenceFeature[] sfs = seq.getSequenceFeatures();
+    if (sfs == null)
+    {
+      return;
+    }
+
+    for (SequenceFeature sf : sfs)
+    {
+      String type = sf.getType();
+
+      /*
+       * Only copy visible features, don't copy any which originated
+       * from Chimera, and suppress uninteresting ones (e.g. RESNUM)
+       */
+      boolean isFromViewer = JalviewChimeraBinding.CHIMERA_FEATURE_GROUP
+              .equals(sf.getFeatureGroup());
+      if (isFromViewer || !visibleFeatures.contains(type))
+      {
+        continue;
+      }
+      List<int[]> mappedRanges = mapping.getPDBResNumRanges(sf.getBegin(),
+              sf.getEnd());
+
+      if (!mappedRanges.isEmpty())
+      {
+        String value = sf.getDescription();
+        if (value == null || value.length() == 0)
+        {
+          value = type;
+        }
+        float score = sf.getScore();
+        if (score != 0f && !Float.isNaN(score))
+        {
+          value = Float.toString(score);
+        }
+        Map<Object, AtomSpecModel> featureValues = theMap.get(type);
+        if (featureValues == null)
+        {
+          featureValues = new HashMap<Object, AtomSpecModel>();
+          theMap.put(type, featureValues);
+        }
+        for (int[] range : mappedRanges)
+        {
+          addColourRange(featureValues, value, modelNumber, range[0], range[1],
+                  mapping.getChain());
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  /**
+   * Traverse the map of features/values/models/chains/positions to construct a
+   * list of 'setattr' commands (one per distinct feature type and value).
+   * <p>
+   * The format of each command is
+   * 
+   * <pre>
+   * <blockquote> setattr r <featureName> " " #modelnumber:range.chain 
+   * e.g. setattr r jv:chain <value> #0:2.B,4.B,9-12.B|#1:1.A,2-6.A,...
+   * </blockquote>
+   * </pre>
+   * 
+   * @param featureMap
+   * @return
+   */
+  protected static List<String> buildSetAttributeCommands(
+          Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> featureMap)
+  {
+    List<String> commands = new ArrayList<String>();
+    for (String featureType : featureMap.keySet())
+    {
+      String attributeName = makeAttributeName(featureType);
+
+      /*
+       * clear down existing attributes for this feature
+       */
+      // 'problem' - sets attribute to None on all residues - overkill?
+      // commands.add("~setattr r " + attributeName + " :*");
+
+      Map<Object, AtomSpecModel> values = featureMap.get(featureType);
+      for (Object value : values.keySet())
+      {
+        /*
+         * for each distinct value recorded for this feature type,
+         * add a command to set the attribute on the mapped residues
+         * Put values in single quotes, encoding any embedded single quotes
+         */
+        StringBuilder sb = new StringBuilder(128);
+        String featureValue = value.toString();
+        featureValue = featureValue.replaceAll("\\'", "&#39;");
+        sb.append("setattr r ").append(attributeName).append(" '")
+                .append(featureValue).append("' ");
+        sb.append(values.get(value).getAtomSpec());
+        commands.add(sb.toString());
+      }
+    }
+
+    return commands;
+  }
+
+  /**
+   * Makes a prefixed and valid Chimera attribute name. A jv_ prefix is applied
+   * for a 'Jalview' namespace, and any non-alphanumeric character is converted
+   * to an underscore.
+   * 
+   * @param featureType
+   * @return <pre>
+   * @see https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/setattr.html
+   * </pre>
+   */
+  protected static String makeAttributeName(String featureType)
+  {
+    StringBuilder sb = new StringBuilder();
+    if (featureType != null)
+    {
+      for (char c : featureType.toCharArray())
+      {
+        sb.append(Character.isLetterOrDigit(c) ? c : '_');
+      }
+    }
+    String attName = NAMESPACE_PREFIX + sb.toString();
+
     /*
-     * Add the start/end positions
+     * Chimera treats an attribute name ending in 'color' as colour-valued;
+     * Jalview doesn't, so prevent this by appending an underscore
      */
-    chainData.add(new int[] { startPos, endPos });
+    if (attName.toUpperCase().endsWith("COLOR"))
+    {
+      attName += "_";
+    }
+
+    return attName;
   }
 
 }