src/jalview/appletgui/PCAPanel.java

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