src/jalview/appletgui/PCAPanel.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer
   3  * Copyright (C) 2006 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
  31 public class PCAPanel
  32     extends Frame implements Runnable, ActionListener, ItemListener
  33 {
  34   PCA pca;
  35   int top;
  36   RotatableCanvas rc;
  37   AlignViewport av;
  38   SequenceI [] seqs;
  39   AlignmentView seqstrings;
  40
  41
  42   public PCAPanel(AlignViewport av)
  43   {
  44     try
  45     {
  46       jbInit();
  47     }
  48     catch (Exception e)
  49     {
  50       e.printStackTrace();
  51     }
  52
  53     for (int i = 1; i < 8; i++)
  54     {
  55       xCombobox.addItem("dim " + i);
  56       yCombobox.addItem("dim " + i);
  57       zCombobox.addItem("dim " + i);
  58     }
  59
  60     this.av = av;
  61     seqstrings = av.getAlignmentView(av.getSelectionGroup()!=null);
  62     if(av.getSelectionGroup()==null)
  63     {
  64       seqs = av.alignment.getSequencesArray();
  65     }
  66     else
  67     {
  68       seqs = av.getSelectionGroup().getSequencesInOrder(av.alignment);
  69     }
  70     SeqCigar sq[]=seqstrings.getSequences();
  71     int length = sq[0].getWidth();
  72
  73     for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
  74     {
  75       if (sq[i].getWidth() != length)
  76       {
  77         System.out.println("Sequences must be equal length for PCA analysis");
  78         return;
  79       }
  80     }
  81
  82
  83     rc = new RotatableCanvas(av);
  84     add(rc, BorderLayout.CENTER);
  85
  86     jalview.bin.JalviewLite.addFrame(this, "Principal component analysis",
  87                                        400, 400);
  88
  89
  90     Thread worker = new Thread(this);
  91     worker.start();
  92   }
  93
  94   /**
  95    * DOCUMENT ME!
  96    */
  97   public void run()
  98   {
  99               pca = new PCA(seqstrings.getSequenceStrings(' '));
 100               pca.run();
 101
 102               // Now find the component coordinates
 103               int ii = 0;
 104
 105               while ((ii < seqs.length) && (seqs[ii] != null))
 106               {
 107                   ii++;
 108               }
 109
 110               double[][] comps = new double[ii][ii];
 111
 112               for (int i = 0; i < ii; i++)
 113               {
 114                   if (pca.getEigenvalue(i) > 1e-4)
 115                   {
 116                       comps[i] = pca.component(i);
 117                   }
 118               }
 119
 120               //////////////////
 121               xCombobox.select(0);
 122               yCombobox.select(1);
 123               zCombobox.select(2);
 124
 125               top = pca.getM().rows - 1;
 126
 127               Vector points = new Vector();
 128               float[][] scores = pca.getComponents(top - 1, top - 2, top - 3, 100);
 129
 130               for (int i = 0; i < pca.getM().rows; i++)
 131               {
 132                   SequencePoint sp = new SequencePoint(seqs[i], scores[i]);
 133                   points.addElement(sp);
 134               }
 135
 136               rc.setPoints(points, pca.getM().rows);
 137               rc.repaint();
 138               seqs = null;
 139               this.repaint();
 140   }
 141
 142   void doDimensionChange()
 143   {
 144     if (top == 0)
 145     {
 146       return;
 147     }
 148
 149     int dim1 = top - xCombobox.getSelectedIndex();
 150     int dim2 = top - yCombobox.getSelectedIndex();
 151     int dim3 = top - zCombobox.getSelectedIndex();
 152
 153     float[][] scores = pca.getComponents(dim1, dim2, dim3, 100);
 154     for (int i = 0; i < pca.getM().rows; i++)
 155     {
 156       ( (SequencePoint) rc.points.elementAt(i)).coord = scores[i];
 157     }
 158
 159     rc.img = null;
 160     rc.rotmat.setIdentity();
 161     rc.initAxes();
 162     rc.paint(rc.getGraphics());
 163   }
 164
 165   public void actionPerformed(ActionEvent evt)
 166   {
 167     if(evt.getSource()==inputData)
 168       showOriginalData();
 169     else
 170       values_actionPerformed();
 171   }
 172
 173   public void itemStateChanged(ItemEvent evt)
 174   {
 175     if(evt.getSource()==xCombobox)
 176       xCombobox_actionPerformed();
 177     else if(evt.getSource()==yCombobox)
 178       yCombobox_actionPerformed();
 179     else if(evt.getSource()==zCombobox)
 180       zCombobox_actionPerformed();
 181   }
 182
 183
 184   protected void xCombobox_actionPerformed()
 185   {
 186     doDimensionChange();
 187   }
 188
 189   protected void yCombobox_actionPerformed()
 190   {
 191     doDimensionChange();
 192   }
 193
 194   protected void zCombobox_actionPerformed()
 195   {
 196     doDimensionChange();
 197   }
 198
 199   public void values_actionPerformed()
 200   {
 201
 202     CutAndPasteTransfer cap = new CutAndPasteTransfer(false, null);
 203     Frame frame = new Frame();
 204     frame.add(cap);
 205     jalview.bin.JalviewLite.addFrame(frame, "PCA details", 500, 500);
 206
 207       cap.setText(pca.getDetails());
 208   }
 209
 210   void showOriginalData()
 211   {
 212     // decide if av alignment is sufficiently different to original data to warrant a new window to be created
 213     // create new alignmnt window with hidden regions (unhiding hidden regions yields unaligned seqs)
 214     // or create a selection box around columns in alignment view
 215     // test Alignment(SeqCigar[])
 216     Object[] alAndColsel = seqstrings.getAlignmentAndColumnSelection(av.
 217         getGapCharacter());
 218
 219
 220     if (alAndColsel != null && alAndColsel[0]!=null)
 221      {
 222        Alignment al = new Alignment( (SequenceI[]) alAndColsel[0]);
 223        AlignFrame af = new AlignFrame(al,
 224              av.applet,
 225              "Original Data for PCA",
 226              false);
 227
 228       af.viewport.setHiddenColumns( (ColumnSelection) alAndColsel[1] );
 229      }
 230   }
 231
 232   public void labels_itemStateChanged(ItemEvent itemEvent)
 233   {
 234     rc.showLabels( labels.getState() );
 235   }
 236   Panel jPanel2 = new Panel();
 237   Label jLabel1 = new Label();
 238   Label jLabel2 = new Label();
 239   Label jLabel3 = new Label();
 240   protected Choice xCombobox = new Choice();
 241   protected Choice yCombobox = new Choice();
 242   protected Choice zCombobox = new Choice();
 243   FlowLayout flowLayout1 = new FlowLayout();
 244   BorderLayout borderLayout1 = new BorderLayout();
 245   MenuBar menuBar1 = new MenuBar();
 246   Menu menu1 = new Menu();
 247   Menu menu2 = new Menu();
 248   protected CheckboxMenuItem labels = new CheckboxMenuItem();
 249   MenuItem values = new MenuItem();
 250   MenuItem inputData = new MenuItem();
 251
 252   private void jbInit()
 253       throws Exception
 254   {
 255     this.setLayout(borderLayout1);
 256     jPanel2.setLayout(flowLayout1);
 257     jLabel1.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 258     jLabel1.setText("x=");
 259     jLabel2.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 260     jLabel2.setText("y=");
 261     jLabel3.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 262     jLabel3.setText("z=");
 263     jPanel2.setBackground(Color.white);
 264     zCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 265     zCombobox.addItemListener(this);
 266     yCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 267     yCombobox.addItemListener(this);
 268     xCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 269     xCombobox.addItemListener(this);
 270     this.setMenuBar(menuBar1);
 271     menu1.setLabel("File");
 272     menu2.setLabel("View");
 273     labels.setLabel("Labels");
 274     labels.addItemListener(this);
 275     values.setLabel("Output Values...");
 276     values.addActionListener(this);
 277     inputData.setLabel("Input Data...");
 278     this.add(jPanel2, BorderLayout.SOUTH);
 279     jPanel2.add(jLabel1, null);
 280     jPanel2.add(xCombobox, null);
 281     jPanel2.add(jLabel2, null);
 282     jPanel2.add(yCombobox, null);
 283     jPanel2.add(jLabel3, null);
 284     jPanel2.add(zCombobox, null);
 285     menuBar1.add(menu1);
 286     menuBar1.add(menu2);
 287     menu2.add(labels);
 288     menu1.add(values);
 289     menu1.add(inputData);
 290     inputData.addActionListener(this);
 291   }
 292
 293 }