PCAPanel.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
   3  * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
   4  *
   5  * This file is part of Jalview.
   6  *
   7  * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * as published by the Free Software Foundation, either version 3
  10  * of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
  14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
  20  */
  21 package jalview.appletgui;
  22
  23 import jalview.analysis.scoremodels.ScoreModels;
  24 import jalview.analysis.scoremodels.SimilarityParams;
  25 import jalview.api.analysis.ScoreModelI;
  26 import jalview.datamodel.Alignment;
  27 import jalview.datamodel.AlignmentView;
  28 import jalview.datamodel.ColumnSelection;
  29 import jalview.datamodel.SeqCigar;
  30 import jalview.datamodel.SequenceI;
  31 import jalview.util.MessageManager;
  32 import jalview.viewmodel.PCAModel;
  33
  34 import java.awt.BorderLayout;
  35 import java.awt.Button;
  36 import java.awt.CheckboxMenuItem;
  37 import java.awt.Choice;
  38 import java.awt.Color;
  39 import java.awt.FlowLayout;
  40 import java.awt.Frame;
  41 import java.awt.Label;
  42 import java.awt.Menu;
  43 import java.awt.MenuBar;
  44 import java.awt.MenuItem;
  45 import java.awt.Panel;
  46 import java.awt.event.ActionEvent;
  47 import java.awt.event.ActionListener;
  48 import java.awt.event.ItemEvent;
  49 import java.awt.event.ItemListener;
  50
  51 public class PCAPanel extends EmbmenuFrame implements Runnable,
  52         ActionListener, ItemListener
  53 {
  54   RotatableCanvas rc;
  55
  56   AlignViewport av;
  57
  58   PCAModel pcaModel;
  59
  60   int top = 0;
  61
  62   public PCAPanel(AlignViewport viewport)
  63   {
  64     try
  65     {
  66       jbInit();
  67     } catch (Exception e)
  68     {
  69       e.printStackTrace();
  70     }
  71
  72     for (int i = 1; i < 8; i++)
  73     {
  74       xCombobox.addItem("dim " + i);
  75       yCombobox.addItem("dim " + i);
  76       zCombobox.addItem("dim " + i);
  77     }
  78
  79     this.av = viewport;
  80     boolean selected = viewport.getSelectionGroup() != null
  81             && viewport.getSelectionGroup().getSize() > 0;
  82     AlignmentView seqstrings = viewport.getAlignmentView(selected);
  83     boolean nucleotide = viewport.getAlignment().isNucleotide();
  84     SequenceI[] seqs;
  85     if (!selected)
  86     {
  87       seqs = viewport.getAlignment().getSequencesArray();
  88     }
  89     else
  90     {
  91       seqs = viewport.getSelectionGroup().getSequencesInOrder(viewport.getAlignment());
  92     }
  93     SeqCigar sq[] = seqstrings.getSequences();
  94     int length = sq[0].getWidth();
  95
  96     for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
  97     {
  98       if (sq[i].getWidth() != length)
  99       {
 100         System.out
 101                 .println("Sequences must be equal length for PCA analysis");
 102         return;
 103       }
 104     }
 105
 106     ScoreModelI scoreModel = ScoreModels.getInstance().getDefaultModel(
 107             !nucleotide);
 108     pcaModel = new PCAModel(seqstrings, seqs, nucleotide, scoreModel,
 109             SimilarityParams.SeqSpace);
 110
 111     rc = new RotatableCanvas(viewport);
 112     embedMenuIfNeeded(rc);
 113     add(rc, BorderLayout.CENTER);
 114
 115     jalview.bin.JalviewLite.addFrame(this,
 116             MessageManager.getString("label.principal_component_analysis"),
 117             475, 400);
 118
 119     Thread worker = new Thread(this);
 120     worker.start();
 121   }
 122
 123   /**
 124    * DOCUMENT ME!
 125    */
 126   @Override
 127   public void run()
 128   {
 129     // TODO progress indicator
 130     calcSettings.setEnabled(false);
 131     rc.setEnabled(false);
 132     try
 133     {
 134       nuclSetting.setState(pcaModel.isNucleotide());
 135       protSetting.setState(!pcaModel.isNucleotide());
 136       pcaModel.run();
 137       // ////////////////
 138       xCombobox.select(0);
 139       yCombobox.select(1);
 140       zCombobox.select(2);
 141
 142       pcaModel.updateRc(rc);
 143       // rc.invalidate();
 144       top = pcaModel.getTop();
 145     } catch (OutOfMemoryError x)
 146     {
 147       System.err.println("Out of memory when calculating PCA.");
 148       return;
 149     }
 150     calcSettings.setEnabled(true);
 151
 152     // TODO revert progress indicator
 153     rc.setEnabled(true);
 154     rc.repaint();
 155     this.repaint();
 156   }
 157
 158   void doDimensionChange()
 159   {
 160     if (top == 0)
 161     {
 162       return;
 163     }
 164
 165     int dim1 = top - xCombobox.getSelectedIndex();
 166     int dim2 = top - yCombobox.getSelectedIndex();
 167     int dim3 = top - zCombobox.getSelectedIndex();
 168     pcaModel.updateRcView(dim1, dim2, dim3);
 169     rc.img = null;
 170     rc.rotmat.setIdentity();
 171     rc.initAxes();
 172     rc.paint(rc.getGraphics());
 173   }
 174
 175   @Override
 176   public void actionPerformed(ActionEvent evt)
 177   {
 178     if (evt.getSource() == inputData)
 179     {
 180       showOriginalData();
 181     }
 182     if (evt.getSource() == resetButton)
 183     {
 184       xCombobox.select(0);
 185       yCombobox.select(1);
 186       zCombobox.select(2);
 187       doDimensionChange();
 188     }
 189     if (evt.getSource() == values)
 190     {
 191       values_actionPerformed();
 192     }
 193   }
 194
 195   @Override
 196   public void itemStateChanged(ItemEvent evt)
 197   {
 198     if (evt.getSource() == xCombobox)
 199     {
 200       xCombobox_actionPerformed();
 201     }
 202     else if (evt.getSource() == yCombobox)
 203     {
 204       yCombobox_actionPerformed();
 205     }
 206     else if (evt.getSource() == zCombobox)
 207     {
 208       zCombobox_actionPerformed();
 209     }
 210     else if (evt.getSource() == labels)
 211     {
 212       labels_itemStateChanged(evt);
 213     }
 214     else if (evt.getSource() == nuclSetting)
 215     {
 216       if (!pcaModel.isNucleotide())
 217       {
 218         pcaModel.setNucleotide(true);
 219         ScoreModelI scoreModel = ScoreModels.getInstance().getDefaultModel(
 220                 false);
 221         pcaModel.setScoreModel(scoreModel);
 222         new Thread(this).start();
 223       }
 224     }
 225     else if (evt.getSource() == protSetting)
 226     {
 227       if (pcaModel.isNucleotide())
 228       {
 229         pcaModel.setNucleotide(false);
 230         ScoreModelI scoreModel = ScoreModels.getInstance().getDefaultModel(
 231                 true);
 232         pcaModel.setScoreModel(scoreModel);
 233         new Thread(this).start();
 234       }
 235     }
 236   }
 237
 238   protected void xCombobox_actionPerformed()
 239   {
 240     doDimensionChange();
 241   }
 242
 243   protected void yCombobox_actionPerformed()
 244   {
 245     doDimensionChange();
 246   }
 247
 248   protected void zCombobox_actionPerformed()
 249   {
 250     doDimensionChange();
 251   }
 252
 253   public void values_actionPerformed()
 254   {
 255
 256     CutAndPasteTransfer cap = new CutAndPasteTransfer(false, null);
 257     Frame frame = new Frame();
 258     frame.add(cap);
 259     jalview.bin.JalviewLite.addFrame(frame,
 260             MessageManager.getString("label.pca_details"), 500, 500);
 261
 262     cap.setText(pcaModel.getDetails());
 263   }
 264
 265   void showOriginalData()
 266   {
 267     // decide if av alignment is sufficiently different to original data to
 268     // warrant a new window to be created
 269     // create new alignmnt window with hidden regions (unhiding hidden regions
 270     // yields unaligned seqs)
 271     // or create a selection box around columns in alignment view
 272     // test Alignment(SeqCigar[])
 273     char gc = '-';
 274     try
 275     {
 276       // we try to get the associated view's gap character
 277       // but this may fail if the view was closed...
 278       gc = av.getGapCharacter();
 279     } catch (Exception ex)
 280     {
 281     }
 282     ;
 283     Object[] alAndColsel = pcaModel.getSeqtrings()
 284             .getAlignmentAndColumnSelection(gc);
 285
 286     if (alAndColsel != null && alAndColsel[0] != null)
 287     {
 288       Alignment al = new Alignment((SequenceI[]) alAndColsel[0]);
 289       AlignFrame af = new AlignFrame(al, av.applet,
 290               "Original Data for PCA", false);
 291
 292       af.viewport.setHiddenColumns((ColumnSelection) alAndColsel[1]);
 293     }
 294   }
 295
 296   public void labels_itemStateChanged(ItemEvent itemEvent)
 297   {
 298     rc.showLabels(labels.getState());
 299   }
 300
 301   Panel jPanel2 = new Panel();
 302
 303   Label jLabel1 = new Label();
 304
 305   Label jLabel2 = new Label();
 306
 307   Label jLabel3 = new Label();
 308
 309   protected Choice xCombobox = new Choice();
 310
 311   protected Choice yCombobox = new Choice();
 312
 313   protected Choice zCombobox = new Choice();
 314
 315   protected Button resetButton = new Button();
 316
 317   FlowLayout flowLayout1 = new FlowLayout();
 318
 319   BorderLayout borderLayout1 = new BorderLayout();
 320
 321   MenuBar menuBar1 = new MenuBar();
 322
 323   Menu menu1 = new Menu();
 324
 325   Menu menu2 = new Menu();
 326
 327   Menu calcSettings = new Menu();
 328
 329   protected CheckboxMenuItem labels = new CheckboxMenuItem();
 330
 331   protected CheckboxMenuItem protSetting = new CheckboxMenuItem();
 332
 333   protected CheckboxMenuItem nuclSetting = new CheckboxMenuItem();
 334
 335   MenuItem values = new MenuItem();
 336
 337   MenuItem inputData = new MenuItem();
 338
 339   private void jbInit() throws Exception
 340   {
 341     this.setLayout(borderLayout1);
 342     jPanel2.setLayout(flowLayout1);
 343     jLabel1.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 344     jLabel1.setText("x=");
 345     jLabel2.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 346     jLabel2.setText("y=");
 347     jLabel3.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 348     jLabel3.setText("z=");
 349     jPanel2.setBackground(Color.white);
 350     zCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 351     zCombobox.addItemListener(this);
 352     yCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 353     yCombobox.addItemListener(this);
 354     xCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 355     xCombobox.addItemListener(this);
 356     resetButton.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 357     resetButton.setLabel(MessageManager.getString("action.reset"));
 358     resetButton.addActionListener(this);
 359     this.setMenuBar(menuBar1);
 360     menu1.setLabel(MessageManager.getString("action.file"));
 361     menu2.setLabel(MessageManager.getString("action.view"));
 362     calcSettings.setLabel(MessageManager.getString("action.change_params"));
 363     labels.setLabel(MessageManager.getString("label.labels"));
 364     labels.addItemListener(this);
 365     values.setLabel(MessageManager.getString("label.output_values"));
 366     values.addActionListener(this);
 367     inputData.setLabel(MessageManager.getString("label.input_data"));
 368     nuclSetting.setLabel(MessageManager
 369             .getString("label.nucleotide_matrix"));
 370     nuclSetting.addItemListener(this);
 371     protSetting.setLabel(MessageManager.getString("label.protein_matrix"));
 372     protSetting.addItemListener(this);
 373     this.add(jPanel2, BorderLayout.SOUTH);
 374     jPanel2.add(jLabel1, null);
 375     jPanel2.add(xCombobox, null);
 376     jPanel2.add(jLabel2, null);
 377     jPanel2.add(yCombobox, null);
 378     jPanel2.add(jLabel3, null);
 379     jPanel2.add(zCombobox, null);
 380     jPanel2.add(resetButton, null);
 381     menuBar1.add(menu1);
 382     menuBar1.add(menu2);
 383     menuBar1.add(calcSettings);
 384     menu2.add(labels);
 385     menu1.add(values);
 386     menu1.add(inputData);
 387     calcSettings.add(nuclSetting);
 388     calcSettings.add(protSetting);
 389     inputData.addActionListener(this);
 390   }
 391
 392 }