src/jalview/appletgui/RotatableCanvas.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.datamodel.*;
  28 import jalview.math.*;
  29 import jalview.util.*;
  30
  31 public class RotatableCanvas
  32     extends Panel implements MouseListener,
  33     MouseMotionListener,
  34     KeyListener
  35 {
  36   RotatableMatrix idmat = new RotatableMatrix(3, 3);
  37   RotatableMatrix objmat = new RotatableMatrix(3, 3);
  38   RotatableMatrix rotmat = new RotatableMatrix(3, 3);
  39   String tooltip;
  40   int toolx, tooly;
  41
  42   //RubberbandRectangle rubberband;
  43
  44   boolean drawAxes = true;
  45
  46   int omx = 0;
  47   int mx = 0;
  48   int omy = 0;
  49   int my = 0;
  50
  51   Image img;
  52   Graphics ig;
  53
  54   Dimension prefsize;
  55
  56   float centre[] = new float[3];
  57   float width[] = new float[3];
  58
  59   float max[] = new float[3];
  60   float min[] = new float[3];
  61
  62   float maxwidth;
  63   float scale;
  64
  65   int npoint;
  66
  67   Vector points;
  68   float[][] orig;
  69   float[][] axes;
  70
  71   int startx;
  72   int starty;
  73
  74   int lastx;
  75   int lasty;
  76
  77   int rectx1;
  78   int recty1;
  79   int rectx2;
  80   int recty2;
  81
  82   float scalefactor = 1;
  83
  84   AlignViewport av;
  85   boolean showLabels = false;
  86
  87   public RotatableCanvas(AlignViewport av)
  88   {
  89     this.av = av;
  90   }
  91
  92   public void showLabels(boolean b)
  93   {
  94     showLabels = b;
  95     repaint();
  96   }
  97
  98   public void setPoints(Vector points, int npoint)
  99   {
 100     this.points = points;
 101     this.npoint = npoint;
 102     PaintRefresher.Register(this, av.alignment);
 103
 104     prefsize = getPreferredSize();
 105     orig = new float[npoint][3];
 106
 107     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 108     {
 109       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 110       for (int j = 0; j < 3; j++)
 111       {
 112         orig[i][j] = sp.coord[j];
 113       }
 114     }
 115     //Initialize the matrices to identity
 116
 117     for (int i = 0; i < 3; i++)
 118     {
 119       for (int j = 0; j < 3; j++)
 120       {
 121         if (i != j)
 122         {
 123           idmat.addElement(i, j, 0);
 124           objmat.addElement(i, j, 0);
 125           rotmat.addElement(i, j, 0);
 126         }
 127         else
 128         {
 129           idmat.addElement(i, j, 0);
 130           objmat.addElement(i, j, 0);
 131           rotmat.addElement(i, j, 0);
 132         }
 133       }
 134     }
 135
 136     axes = new float[3][3];
 137     initAxes();
 138
 139     findCentre();
 140     findWidth();
 141
 142     scale = findScale();
 143
 144     //    System.out.println("Scale factor = " + scale);
 145
 146     addMouseListener(this);
 147     addKeyListener(this);
 148     // if (getParent() != null) {
 149     //   getParent().addKeyListener(this);
 150     //}
 151     addMouseMotionListener(this);
 152
 153     // Add rubberband
 154     //   rubberband  = new RubberbandRectangle(this);
 155     //  rubberband.setActive(true);
 156     //   rubberband.addListener(this);
 157   }
 158
 159   /* public boolean handleSequenceSelectionEvent(SequenceSelectionEvent evt) {
 160      redrawneeded = true;
 161      repaint();
 162      return true;
 163    }
 164
 165    public void removeNotify() {
 166      controller.removeListener(this);
 167      super.removeNotify();
 168    }*/
 169
 170   public void initAxes()
 171   {
 172     for (int i = 0; i < 3; i++)
 173     {
 174       for (int j = 0; j < 3; j++)
 175       {
 176         if (i != j)
 177         {
 178           axes[i][j] = 0;
 179         }
 180         else
 181         {
 182           axes[i][j] = 1;
 183         }
 184       }
 185     }
 186   }
 187
 188   public void findWidth()
 189   {
 190     max = new float[3];
 191     min = new float[3];
 192
 193     max[0] = (float) - 1e30;
 194     max[1] = (float) - 1e30;
 195     max[2] = (float) - 1e30;
 196
 197     min[0] = (float) 1e30;
 198     min[1] = (float) 1e30;
 199     min[2] = (float) 1e30;
 200
 201     for (int i = 0; i < 3; i++)
 202     {
 203       for (int j = 0; j < npoint; j++)
 204       {
 205         SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(j);
 206         if (sp.coord[i] >= max[i])
 207         {
 208           max[i] = sp.coord[i];
 209         }
 210         if (sp.coord[i] <= min[i])
 211         {
 212           min[i] = sp.coord[i];
 213         }
 214       }
 215     }
 216
 217     //    System.out.println("xmax " + max[0] + " min " + min[0]);
 218     //System.out.println("ymax " + max[1] + " min " + min[1]);
 219     //System.out.println("zmax " + max[2] + " min " + min[2]);
 220
 221     width[0] = Math.abs(max[0] - min[0]);
 222     width[1] = Math.abs(max[1] - min[1]);
 223     width[2] = Math.abs(max[2] - min[2]);
 224
 225     maxwidth = width[0];
 226
 227     if (width[1] > width[0])
 228     {
 229       maxwidth = width[1];
 230     }
 231     if (width[2] > width[1])
 232     {
 233       maxwidth = width[2];
 234     }
 235
 236     //System.out.println("Maxwidth = " + maxwidth);
 237   }
 238
 239   public float findScale()
 240   {
 241     int dim, width, height;
 242     if (getSize().width != 0)
 243     {
 244       width = getSize().width;
 245       height = getSize().height;
 246     }
 247     else
 248     {
 249       width = prefsize.width;
 250       height = prefsize.height;
 251     }
 252
 253     if (width < height)
 254     {
 255       dim = width;
 256     }
 257     else
 258     {
 259       dim = height;
 260     }
 261
 262     return (float) (dim * scalefactor / (2 * maxwidth));
 263   }
 264
 265   public void findCentre()
 266   {
 267     //Find centre coordinate
 268     findWidth();
 269
 270     centre[0] = (max[0] + min[0]) / 2;
 271     centre[1] = (max[1] + min[1]) / 2;
 272     centre[2] = (max[2] + min[2]) / 2;
 273
 274     //    System.out.println("Centre x " + centre[0]);
 275     //System.out.println("Centre y " + centre[1]);
 276     //System.out.println("Centre z " + centre[2]);
 277   }
 278
 279   public Dimension getPreferredSize()
 280   {
 281     if (prefsize != null)
 282     {
 283       return prefsize;
 284     }
 285     else
 286     {
 287       return new Dimension(400, 400);
 288     }
 289   }
 290
 291   public Dimension getMinimumSize()
 292   {
 293     return getPreferredSize();
 294   }
 295
 296   public void update(Graphics g)
 297   {
 298     paint(g);
 299   }
 300   public void paint(Graphics g)
 301   {
 302     if (points == null)
 303     {
 304       g.setFont(new Font("Verdana", Font.PLAIN, 18));
 305       g.drawString("Calculating PCA....", 20, getSize().height / 2);
 306     }
 307     else
 308     {
 309
 310       //Only create the image at the beginning -
 311       if ( (img == null) || (prefsize.width != getSize().width) ||
 312           (prefsize.height != getSize().height))
 313       {
 314         prefsize.width = getSize().width;
 315         prefsize.height = getSize().height;
 316
 317         scale = findScale();
 318
 319         //      System.out.println("New scale = " + scale);
 320         img = createImage(getSize().width, getSize().height);
 321         ig = img.getGraphics();
 322
 323       }
 324
 325       drawBackground(ig, Color.black);
 326       drawScene(ig);
 327       if (drawAxes == true)
 328       {
 329         drawAxes(ig);
 330       }
 331
 332       if(tooltip!=null)
 333       {
 334         ig.setColor(Color.red);
 335         ig.drawString(tooltip, toolx, tooly);
 336       }
 337
 338       g.drawImage(img, 0, 0, this);
 339     }
 340   }
 341
 342   public void drawAxes(Graphics g)
 343   {
 344
 345     g.setColor(Color.yellow);
 346     for (int i = 0; i < 3; i++)
 347     {
 348       g.drawLine(getSize().width / 2, getSize().height / 2,
 349                  (int) (axes[i][0] * scale * max[0] + getSize().width / 2),
 350                  (int) (axes[i][1] * scale * max[1] + getSize().height / 2));
 351     }
 352   }
 353
 354   public void drawBackground(Graphics g, Color col)
 355   {
 356     g.setColor(col);
 357     g.fillRect(0, 0, prefsize.width, prefsize.height);
 358   }
 359
 360   public void drawScene(Graphics g)
 361   {
 362     //boolean darker = false;
 363
 364     int halfwidth = getSize().width / 2;
 365     int halfheight = getSize().height / 2;
 366
 367     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 368     {
 369       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 370       int x = (int) ( (float) (sp.coord[0] - centre[0]) * scale) + halfwidth;
 371       int y = (int) ( (float) (sp.coord[1] - centre[1]) * scale) + halfheight;
 372       float z = sp.coord[1] - centre[2];
 373
 374       if (sp.sequence.getColor() == Color.black)
 375       {
 376         g.setColor(Color.white);
 377       }
 378       else
 379       {
 380         g.setColor(sp.sequence.getColor());
 381       }
 382
 383       if (av.getSelectionGroup() != null)
 384       {
 385         if (av.getSelectionGroup().getSequences(false).contains( ( (SequencePoint) points.
 386             elementAt(i)).sequence))
 387         {
 388           g.setColor(Color.gray);
 389         }
 390       }
 391       if (z < 0)
 392       {
 393         g.setColor(g.getColor().darker());
 394       }
 395
 396       g.fillRect(x - 3, y - 3, 6, 6);
 397       if (showLabels)
 398       {
 399         g.setColor(Color.red);
 400         g.drawString( ( (SequencePoint) points.elementAt(i)).sequence.
 401                      getName(),
 402                      x - 3, y - 4);
 403       }
 404     }
 405   }
 406
 407   public Dimension minimumsize()
 408   {
 409     return prefsize;
 410   }
 411
 412   public Dimension preferredsize()
 413   {
 414     return prefsize;
 415   }
 416
 417   public void keyTyped(KeyEvent evt)
 418   {}
 419
 420   public void keyReleased(KeyEvent evt)
 421   {}
 422
 423   public void keyPressed(KeyEvent evt)
 424   {
 425     if (evt.getKeyCode() == KeyEvent.VK_UP)
 426     {
 427       scalefactor = (float) (scalefactor * 1.1);
 428       scale = findScale();
 429     }
 430     else if (evt.getKeyCode() == KeyEvent.VK_DOWN)
 431     {
 432       scalefactor = (float) (scalefactor * 0.9);
 433       scale = findScale();
 434     }
 435     else if (evt.getKeyChar() == 's')
 436     {
 437       System.err.println("DEBUG: Rectangle selection"); // log.debug
 438       if (rectx2 != -1 && recty2 != -1)
 439       {
 440         rectSelect(rectx1, recty1, rectx2, recty2);
 441
 442       }
 443     }
 444     repaint();
 445   }
 446
 447   public void printPoints()
 448   {
 449     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 450     {
 451       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 452       Format.print(System.out, "%5d ", i);
 453       for (int j = 0; j < 3; j++)
 454       {
 455         Format.print(System.out, "%13.3f  ", sp.coord[j]);
 456       }
 457       System.out.println();
 458     }
 459   }
 460
 461   public void mouseClicked(MouseEvent evt)
 462   {}
 463
 464   public void mouseEntered(MouseEvent evt)
 465   {}
 466
 467   public void mouseExited(MouseEvent evt)
 468   {}
 469
 470   public void mouseReleased(MouseEvent evt)
 471   {}
 472
 473   public void mousePressed(MouseEvent evt)
 474   {
 475     int x = evt.getX();
 476     int y = evt.getY();
 477
 478     mx = x;
 479     my = y;
 480
 481     omx = mx;
 482     omy = my;
 483
 484     startx = x;
 485     starty = y;
 486
 487     rectx1 = x;
 488     recty1 = y;
 489
 490     rectx2 = -1;
 491     recty2 = -1;
 492
 493     SequenceI found = findPoint(x, y);
 494
 495     if (found != null)
 496     {
 497       if (av.getSelectionGroup() != null)
 498       {
 499         av.getSelectionGroup().addOrRemove(found, true);
 500         av.getSelectionGroup().setEndRes(av.alignment.getWidth()-1);
 501         PaintRefresher.Refresh(this, av.alignment);
 502       }
 503       else
 504       {
 505         av.setSelectionGroup(new SequenceGroup());
 506         av.getSelectionGroup().addOrRemove(found, true);
 507         av.getSelectionGroup().setEndRes(av.alignment.getWidth()-1);
 508
 509       }
 510     }
 511     repaint();
 512   }
 513
 514
 515   public void mouseMoved(MouseEvent evt)
 516   {
 517      SequenceI found = findPoint(evt.getX(), evt.getY());
 518      if(found==null)
 519        tooltip = null;
 520      else
 521      {
 522        tooltip = found.getName();
 523        toolx = evt.getX();
 524        tooly = evt.getY();
 525      }
 526      repaint();
 527   }
 528
 529   public void mouseDragged(MouseEvent evt)
 530   {
 531     mx = evt.getX();
 532     my = evt.getY();
 533
 534       rotmat.setIdentity();
 535
 536       rotmat.rotate( (float) (my - omy), 'x');
 537       rotmat.rotate( (float) (mx - omx), 'y');
 538
 539       for (int i = 0; i < npoint; i++)
 540       {
 541         SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 542         sp.coord[0] -= centre[0];
 543         sp.coord[1] -= centre[1];
 544         sp.coord[2] -= centre[2];
 545
 546         //Now apply the rotation matrix
 547         sp.coord = rotmat.vectorMultiply(sp.coord);
 548
 549         //Now translate back again
 550         sp.coord[0] += centre[0];
 551         sp.coord[1] += centre[1];
 552         sp.coord[2] += centre[2];
 553       }
 554
 555       for (int i = 0; i < 3; i++)
 556       {
 557         axes[i] = rotmat.vectorMultiply(axes[i]);
 558       }
 559       omx = mx;
 560       omy = my;
 561
 562       paint(this.getGraphics());
 563   }
 564
 565   public void rectSelect(int x1, int y1, int x2, int y2)
 566   {
 567     //boolean changedSel = false;
 568     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 569     {
 570       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 571       int tmp1 = (int) ( (sp.coord[0] - centre[0]) * scale +
 572                         (float) getSize().width / 2.0);
 573       int tmp2 = (int) ( (sp.coord[1] - centre[1]) * scale +
 574                         (float) getSize().height / 2.0);
 575
 576       if (tmp1 > x1 && tmp1 < x2 && tmp2 > y1 && tmp2 < y2)
 577       {
 578         if (av != null)
 579         {
 580           if (!av.getSelectionGroup().getSequences(false).contains(sp.sequence))
 581           {
 582             av.getSelectionGroup().addSequence(sp.sequence, true);
 583           }
 584         }
 585       }
 586     }
 587   }
 588
 589   public SequenceI findPoint(int x, int y)
 590   {
 591
 592     int halfwidth = getSize().width / 2;
 593     int halfheight = getSize().height / 2;
 594
 595     int found = -1;
 596
 597     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 598     {
 599
 600       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 601       int px = (int) ( (float) (sp.coord[0] - centre[0]) * scale) + halfwidth;
 602       int py = (int) ( (float) (sp.coord[1] - centre[1]) * scale) + halfheight;
 603
 604       if (Math.abs(px - x) < 3 && Math.abs(py - y) < 3)
 605       {
 606         found = i;
 607       }
 608     }
 609     if (found != -1)
 610     {
 611       return ( (SequencePoint) points.elementAt(found)).sequence;
 612     }
 613     else
 614     {
 615       return null;
 616     }
 617   }
 618
 619 }