src/jalview/gui/PCAPanel.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.7)
   3  * Copyright (C) 2011 J Procter, AM Waterhouse, J Engelhardt, LM Lui, G Barton, M Clamp, S Searle
   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 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but
  12  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
  13  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  14  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17  */
  18 package jalview.gui;
  19
  20 import java.util.*;
  21
  22 import java.awt.*;
  23 import java.awt.event.*;
  24 import java.awt.print.*;
  25 import javax.swing.*;
  26
  27 import jalview.analysis.*;
  28 import jalview.datamodel.*;
  29 import jalview.jbgui.*;
  30
  31 /**
  32  * DOCUMENT ME!
  33  *
  34  * @author $author$
  35  * @version $Revision$
  36  */
  37 public class PCAPanel extends GPCAPanel implements Runnable
  38 {
  39
  40   PCA pca;
  41
  42   int top;
  43
  44   RotatableCanvas rc;
  45
  46   AlignmentPanel ap;
  47
  48   AlignViewport av;
  49
  50   AlignmentView seqstrings;
  51
  52   SequenceI[] seqs;
  53
  54   /**
  55    * Creates a new PCAPanel object.
  56    *
  57    * @param av
  58    *          DOCUMENT ME!
  59    * @param s
  60    *          DOCUMENT ME!
  61    */
  62   public PCAPanel(AlignmentPanel ap)
  63   {
  64     this.av = ap.av;
  65     this.ap = ap;
  66
  67     boolean sameLength = true;
  68
  69     seqstrings = av.getAlignmentView(av.getSelectionGroup() != null);
  70     if (av.getSelectionGroup() == null)
  71     {
  72       seqs = av.getAlignment().getSequencesArray();
  73     }
  74     else
  75     {
  76       seqs = av.getSelectionGroup().getSequencesInOrder(av.getAlignment());
  77     }
  78     SeqCigar sq[] = seqstrings.getSequences();
  79     int length = sq[0].getWidth();
  80
  81     for (int i = 0; i < seqs.length; i++)
  82     {
  83       if (sq[i].getWidth() != length)
  84       {
  85         sameLength = false;
  86         break;
  87       }
  88     }
  89
  90     if (!sameLength)
  91     {
  92       JOptionPane
  93               .showMessageDialog(
  94                       Desktop.desktop,
  95                       "The sequences must be aligned before calculating PCA.\n"
  96                               + "Try using the Pad function in the edit menu,\n"
  97                               + "or one of the multiple sequence alignment web services.",
  98                       "Sequences not aligned", JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
  99
 100       return;
 101     }
 102
 103     Desktop.addInternalFrame(this, "Principal component analysis", 400, 400);
 104
 105     PaintRefresher.Register(this, av.getSequenceSetId());
 106
 107     rc = new RotatableCanvas(ap);
 108     this.getContentPane().add(rc, BorderLayout.CENTER);
 109     Thread worker = new Thread(this);
 110     worker.start();
 111   }
 112
 113   public void bgcolour_actionPerformed(ActionEvent e)
 114   {
 115     Color col = JColorChooser.showDialog(this, "Select Background Colour",
 116             rc.bgColour);
 117
 118     if (col != null)
 119     {
 120       rc.bgColour = col;
 121     }
 122     rc.repaint();
 123   }
 124
 125   /**
 126    * DOCUMENT ME!
 127    */
 128   public void run()
 129   {
 130     try
 131     {
 132       pca = new PCA(seqstrings.getSequenceStrings(' '));
 133       pca.run();
 134
 135       // Now find the component coordinates
 136       int ii = 0;
 137
 138       while ((ii < seqs.length) && (seqs[ii] != null))
 139       {
 140         ii++;
 141       }
 142
 143       double[][] comps = new double[ii][ii];
 144
 145       for (int i = 0; i < ii; i++)
 146       {
 147         if (pca.getEigenvalue(i) > 1e-4)
 148         {
 149           comps[i] = pca.component(i);
 150         }
 151       }
 152
 153       // ////////////////
 154       xCombobox.setSelectedIndex(0);
 155       yCombobox.setSelectedIndex(1);
 156       zCombobox.setSelectedIndex(2);
 157
 158       top = pca.getM().rows - 1;
 159
 160       Vector points = new Vector();
 161       float[][] scores = pca.getComponents(top - 1, top - 2, top - 3, 100);
 162
 163       for (int i = 0; i < pca.getM().rows; i++)
 164       {
 165         SequencePoint sp = new SequencePoint(seqs[i], scores[i]);
 166         points.addElement(sp);
 167       }
 168
 169       rc.setPoints(points, pca.getM().rows);
 170       rc.repaint();
 171
 172       addKeyListener(rc);
 173
 174     } catch (OutOfMemoryError er)
 175     {
 176       new OOMWarning("calculating PCA", er);
 177
 178     }
 179
 180   }
 181
 182   /**
 183    * DOCUMENT ME!
 184    */
 185   void doDimensionChange()
 186   {
 187     if (top == 0)
 188     {
 189       return;
 190     }
 191
 192     int dim1 = top - xCombobox.getSelectedIndex();
 193     int dim2 = top - yCombobox.getSelectedIndex();
 194     int dim3 = top - zCombobox.getSelectedIndex();
 195
 196     float[][] scores = pca.getComponents(dim1, dim2, dim3, 100);
 197
 198     for (int i = 0; i < pca.getM().rows; i++)
 199     {
 200       ((SequencePoint) rc.points.elementAt(i)).coord = scores[i];
 201     }
 202
 203     rc.img = null;
 204     rc.rotmat.setIdentity();
 205     rc.initAxes();
 206     rc.paint(rc.getGraphics());
 207   }
 208
 209   /**
 210    * DOCUMENT ME!
 211    *
 212    * @param e
 213    *          DOCUMENT ME!
 214    */
 215   protected void xCombobox_actionPerformed(ActionEvent e)
 216   {
 217     doDimensionChange();
 218   }
 219
 220   /**
 221    * DOCUMENT ME!
 222    *
 223    * @param e
 224    *          DOCUMENT ME!
 225    */
 226   protected void yCombobox_actionPerformed(ActionEvent e)
 227   {
 228     doDimensionChange();
 229   }
 230
 231   /**
 232    * DOCUMENT ME!
 233    *
 234    * @param e
 235    *          DOCUMENT ME!
 236    */
 237   protected void zCombobox_actionPerformed(ActionEvent e)
 238   {
 239     doDimensionChange();
 240   }
 241
 242   public void outputValues_actionPerformed(ActionEvent e)
 243   {
 244     CutAndPasteTransfer cap = new CutAndPasteTransfer();
 245     try
 246     {
 247       cap.setText(pca.getDetails());
 248       Desktop.addInternalFrame(cap, "PCA details", 500, 500);
 249     } catch (OutOfMemoryError oom)
 250     {
 251       new OOMWarning("opening PCA details", oom);
 252       cap.dispose();
 253     }
 254   }
 255
 256   public void showLabels_actionPerformed(ActionEvent e)
 257   {
 258     rc.showLabels(showLabels.getState());
 259   }
 260
 261   public void print_actionPerformed(ActionEvent e)
 262   {
 263     PCAPrinter printer = new PCAPrinter();
 264     printer.start();
 265   }
 266
 267   public void originalSeqData_actionPerformed(ActionEvent e)
 268   {
 269     // this was cut'n'pasted from the equivalent TreePanel method - we should
 270     // make this an abstract function of all jalview analysis windows
 271     if (seqstrings == null)
 272     {
 273       jalview.bin.Cache.log
 274               .info("Unexpected call to originalSeqData_actionPerformed - should have hidden this menu action.");
 275       return;
 276     }
 277     // decide if av alignment is sufficiently different to original data to
 278     // warrant a new window to be created
 279     // create new alignmnt window with hidden regions (unhiding hidden regions
 280     // yields unaligned seqs)
 281     // or create a selection box around columns in alignment view
 282     // test Alignment(SeqCigar[])
 283     char gc = '-';
 284     try
 285     {
 286       // we try to get the associated view's gap character
 287       // but this may fail if the view was closed...
 288       gc = av.getGapCharacter();
 289     } catch (Exception ex)
 290     {
 291     }
 292     ;
 293     Object[] alAndColsel = seqstrings.getAlignmentAndColumnSelection(gc);
 294
 295     if (alAndColsel != null && alAndColsel[0] != null)
 296     {
 297       // AlignmentOrder origorder = new AlignmentOrder(alAndColsel[0]);
 298
 299       Alignment al = new Alignment((SequenceI[]) alAndColsel[0]);
 300       Alignment dataset = (av != null && av.getAlignment() != null) ? av
 301               .getAlignment().getDataset() : null;
 302       if (dataset != null)
 303       {
 304         al.setDataset(dataset);
 305       }
 306
 307       if (true)
 308       {
 309         // make a new frame!
 310         AlignFrame af = new AlignFrame(al,
 311                 (ColumnSelection) alAndColsel[1], AlignFrame.DEFAULT_WIDTH,
 312                 AlignFrame.DEFAULT_HEIGHT);
 313
 314         // >>>This is a fix for the moment, until a better solution is
 315         // found!!<<<
 316         // af.getFeatureRenderer().transferSettings(alignFrame.getFeatureRenderer());
 317
 318         // af.addSortByOrderMenuItem(ServiceName + " Ordering",
 319         // msaorder);
 320
 321         Desktop.addInternalFrame(af, "Original Data for " + this.title,
 322                 AlignFrame.DEFAULT_WIDTH, AlignFrame.DEFAULT_HEIGHT);
 323       }
 324     }
 325     /*
 326      * CutAndPasteTransfer cap = new CutAndPasteTransfer(); for (int i = 0; i <
 327      * seqs.length; i++) { cap.appendText(new jalview.util.Format("%-" + 15 +
 328      * "s").form( seqs[i].getName())); cap.appendText(" " + seqstrings[i] +
 329      * "\n"); }
 330      *
 331      * Desktop.addInternalFrame(cap, "Original Data", 400, 400);
 332      */
 333   }
 334
 335   class PCAPrinter extends Thread implements Printable
 336   {
 337     public void run()
 338     {
 339       PrinterJob printJob = PrinterJob.getPrinterJob();
 340       PageFormat pf = printJob.pageDialog(printJob.defaultPage());
 341
 342       printJob.setPrintable(this, pf);
 343
 344       if (printJob.printDialog())
 345       {
 346         try
 347         {
 348           printJob.print();
 349         } catch (Exception PrintException)
 350         {
 351           PrintException.printStackTrace();
 352         }
 353       }
 354     }
 355
 356     public int print(Graphics pg, PageFormat pf, int pi)
 357             throws PrinterException
 358     {
 359       pg.translate((int) pf.getImageableX(), (int) pf.getImageableY());
 360
 361       rc.drawBackground(pg, rc.bgColour);
 362       rc.drawScene(pg);
 363       if (rc.drawAxes == true)
 364       {
 365         rc.drawAxes(pg);
 366       }
 367
 368       if (pi == 0)
 369       {
 370         return Printable.PAGE_EXISTS;
 371       }
 372       else
 373       {
 374         return Printable.NO_SUCH_PAGE;
 375       }
 376     }
 377   }
 378
 379   /**
 380    * DOCUMENT ME!
 381    *
 382    * @param e
 383    *          DOCUMENT ME!
 384    */
 385   public void eps_actionPerformed(ActionEvent e)
 386   {
 387     makePCAImage(jalview.util.ImageMaker.EPS);
 388   }
 389
 390   /**
 391    * DOCUMENT ME!
 392    *
 393    * @param e
 394    *          DOCUMENT ME!
 395    */
 396   public void png_actionPerformed(ActionEvent e)
 397   {
 398     makePCAImage(jalview.util.ImageMaker.PNG);
 399   }
 400
 401   void makePCAImage(int type)
 402   {
 403     int width = rc.getWidth();
 404     int height = rc.getHeight();
 405
 406     jalview.util.ImageMaker im;
 407
 408     if (type == jalview.util.ImageMaker.PNG)
 409     {
 410       im = new jalview.util.ImageMaker(this, jalview.util.ImageMaker.PNG,
 411               "Make PNG image from PCA", width, height, null, null);
 412     }
 413     else
 414     {
 415       im = new jalview.util.ImageMaker(this, jalview.util.ImageMaker.EPS,
 416               "Make EPS file from PCA", width, height, null,
 417               this.getTitle());
 418     }
 419
 420     if (im.getGraphics() != null)
 421     {
 422       rc.drawBackground(im.getGraphics(), Color.black);
 423       rc.drawScene(im.getGraphics());
 424       if (rc.drawAxes == true)
 425       {
 426         rc.drawAxes(im.getGraphics());
 427       }
 428       im.writeImage();
 429     }
 430   }
 431
 432   public void viewMenu_menuSelected()
 433   {
 434     buildAssociatedViewMenu();
 435   }
 436
 437   void buildAssociatedViewMenu()
 438   {
 439     AlignmentPanel[] aps = PaintRefresher.getAssociatedPanels(av
 440             .getSequenceSetId());
 441     if (aps.length == 1 && rc.av == aps[0].av)
 442     {
 443       associateViewsMenu.setVisible(false);
 444       return;
 445     }
 446
 447     associateViewsMenu.setVisible(true);
 448
 449     if ((viewMenu.getItem(viewMenu.getItemCount() - 2) instanceof JMenuItem))
 450     {
 451       viewMenu.insertSeparator(viewMenu.getItemCount() - 1);
 452     }
 453
 454     associateViewsMenu.removeAll();
 455
 456     JRadioButtonMenuItem item;
 457     ButtonGroup buttonGroup = new ButtonGroup();
 458     int i, iSize = aps.length;
 459     final PCAPanel thisPCAPanel = this;
 460     for (i = 0; i < iSize; i++)
 461     {
 462       final AlignmentPanel ap = aps[i];
 463       item = new JRadioButtonMenuItem(ap.av.viewName, ap.av == rc.av);
 464       buttonGroup.add(item);
 465       item.addActionListener(new ActionListener()
 466       {
 467         public void actionPerformed(ActionEvent evt)
 468         {
 469           rc.applyToAllViews = false;
 470           rc.av = ap.av;
 471           rc.ap = ap;
 472           PaintRefresher.Register(thisPCAPanel, ap.av.getSequenceSetId());
 473         }
 474       });
 475
 476       associateViewsMenu.add(item);
 477     }
 478
 479     final JRadioButtonMenuItem itemf = new JRadioButtonMenuItem("All Views");
 480
 481     buttonGroup.add(itemf);
 482
 483     itemf.setSelected(rc.applyToAllViews);
 484     itemf.addActionListener(new ActionListener()
 485     {
 486       public void actionPerformed(ActionEvent evt)
 487       {
 488         rc.applyToAllViews = itemf.isSelected();
 489       }
 490     });
 491     associateViewsMenu.add(itemf);
 492
 493   }
 494
 495   /*
 496    * (non-Javadoc)
 497    *
 498    * @see
 499    * jalview.jbgui.GPCAPanel#outputPoints_actionPerformed(java.awt.event.ActionEvent
 500    * )
 501    */
 502   protected void outputPoints_actionPerformed(ActionEvent e)
 503   {
 504     CutAndPasteTransfer cap = new CutAndPasteTransfer();
 505     try
 506     {
 507       cap.setText(getPointsasCsv(false));
 508       Desktop.addInternalFrame(cap, "Points for " + getTitle(), 500, 500);
 509     } catch (OutOfMemoryError oom)
 510     {
 511       new OOMWarning("exporting PCA points", oom);
 512       cap.dispose();
 513     }
 514   }
 515
 516   private String getPointsasCsv(boolean transformed)
 517   {
 518     StringBuffer csv = new StringBuffer();
 519     csv.append("\"Sequence\"");
 520     if (transformed)
 521     {
 522       csv.append(",");
 523       csv.append(xCombobox.getSelectedIndex());
 524       csv.append(",");
 525       csv.append(yCombobox.getSelectedIndex());
 526       csv.append(",");
 527       csv.append(zCombobox.getSelectedIndex());
 528     }
 529     else
 530     {
 531       for (int d = 1, dmax = pca.component(1).length; d <= dmax; d++)
 532       {
 533         csv.append("," + d);
 534       }
 535     }
 536     csv.append("\n");
 537     for (int s = 0; s < seqs.length; s++)
 538     {
 539       csv.append("\"" + seqs[s].getName() + "\"");
 540       double fl[];
 541       if (!transformed)
 542       {
 543         // output pca in correct order
 544         fl = pca.component(s);
 545         for (int d = fl.length - 1; d >= 0; d--)
 546         {
 547           csv.append(",");
 548           csv.append(fl[d]);
 549         }
 550       }
 551       else
 552       {
 553         // output current x,y,z coords for points
 554         fl = rc.getPointPosition(s);
 555         for (int d = 0; d < fl.length; d++)
 556         {
 557           csv.append(",");
 558           csv.append(fl[d]);
 559         }
 560       }
 561       csv.append("\n");
 562     }
 563     return csv.toString();
 564   }
 565
 566   /*
 567    * (non-Javadoc)
 568    *
 569    * @see
 570    * jalview.jbgui.GPCAPanel#outputProjPoints_actionPerformed(java.awt.event
 571    * .ActionEvent)
 572    */
 573   protected void outputProjPoints_actionPerformed(ActionEvent e)
 574   {
 575     CutAndPasteTransfer cap = new CutAndPasteTransfer();
 576     try
 577     {
 578       cap.setText(getPointsasCsv(true));
 579       Desktop.addInternalFrame(cap, "Transformed points for " + getTitle(),
 580               500, 500);
 581     } catch (OutOfMemoryError oom)
 582     {
 583       new OOMWarning("exporting transformed PCA points", oom);
 584       cap.dispose();
 585     }
 586   }
 587
 588 }