src/jalview/renderer/seqfeatures/FeatureRenderer.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.renderer.seqfeatures;
  22
  23 import jalview.api.AlignViewportI;
  24 import jalview.api.FeatureColourI;
  25 import jalview.datamodel.ContiguousI;
  26 import jalview.datamodel.SequenceFeature;
  27 import jalview.datamodel.SequenceI;
  28 import jalview.util.Comparison;
  29 import jalview.util.Platform;
  30 import jalview.viewmodel.seqfeatures.FeatureRendererModel;
  31
  32 import java.awt.AlphaComposite;
  33 import java.awt.Color;
  34 import java.awt.FontMetrics;
  35 import java.awt.Graphics;
  36 import java.awt.Graphics2D;
  37 import java.util.ArrayList;
  38 import java.util.List;
  39
  40 public class FeatureRenderer extends FeatureRendererModel
  41 {
  42   private static final AlphaComposite NO_TRANSPARENCY = AlphaComposite
  43           .getInstance(AlphaComposite.SRC_OVER, 1.0f);
  44
  45   /*
  46    * persistent list used by JalviewJS; not threadsafe for Java
  47    */
  48   private List<SequenceFeature> overlaps = (Platform.isJS()
  49           ? new ArrayList<>()
  50           : null);
  51
  52   /**
  53    * Constructor given a viewport
  54    *
  55    * @param viewport
  56    */
  57   public FeatureRenderer(AlignViewportI viewport)
  58   {
  59     this.av = viewport;
  60   }
  61
  62   /**
  63    * Renders the sequence using the given feature colour between the given start
  64    * and end columns. Returns true if at least one column is drawn, else false
  65    * (the feature range does not overlap the start and end positions).
  66    *
  67    * @param g
  68    * @param seq
  69    * @param featureStart
  70    * @param featureEnd
  71    * @param featureColour
  72    * @param start
  73    * @param end
  74    * @param y1
  75    * @param colourOnly
  76    * @return
  77    */
  78   boolean renderFeature(Graphics g, SequenceI seq, int featureStart,
  79           int featureEnd, Color featureColour, int start, int end, int y1,
  80           boolean colourOnly)
  81   {
  82     int charHeight = av.getCharHeight();
  83     int charWidth = av.getCharWidth();
  84     boolean validCharWidth = av.isValidCharWidth();
  85
  86     if (featureStart > end || featureEnd < start)
  87     {
  88       return false;
  89     }
  90
  91     if (featureStart < start)
  92     {
  93       featureStart = start;
  94     }
  95     if (featureEnd >= end)
  96     {
  97       featureEnd = end;
  98     }
  99     int pady = (y1 + charHeight) - charHeight / 5;
 100
 101     FontMetrics fm = g.getFontMetrics();
 102     char s = '\0';
 103     for (int i = featureStart; i <= featureEnd; i++)
 104     {
 105       if (!colourOnly && Comparison.isGap(s = seq.getCharAt(i)))
 106       {
 107         continue;
 108       }
 109
 110       g.setColor(featureColour);
 111
 112       g.fillRect((i - start) * charWidth, y1, charWidth, charHeight);
 113
 114       if (colourOnly)
 115       {
 116         return true;
 117       }
 118
 119       if (!validCharWidth)
 120       {
 121         continue;
 122       }
 123
 124       g.setColor(Color.white);
 125       int charOffset = (charWidth - fm.charWidth(s)) / 2;
 126       g.drawString(String.valueOf(s),
 127               charOffset + (charWidth * (i - start)), pady);
 128     }
 129     return true;
 130   }
 131
 132   /**
 133    *
 134    * BH - this method is never called?
 135    *
 136    * Renders the sequence using the given SCORE feature colour between the given
 137    * start and end columns. Returns true if at least one column is drawn, else
 138    * false (the feature range does not overlap the start and end positions).
 139    *
 140    * @param g
 141    * @param seq
 142    * @param fstart
 143    * @param fend
 144    * @param featureColour
 145    * @param start
 146    * @param end
 147    * @param y1
 148    * @param bs
 149    * @param colourOnly
 150    * @return
 151    */
 152   boolean renderScoreFeature(Graphics g, SequenceI seq, int fstart,
 153           int fend, Color featureColour, int start, int end, int y1,
 154           byte[] bs, boolean colourOnly)
 155   {
 156     if (fstart > end || fend < start)
 157     {
 158       return false;
 159     }
 160
 161     if (fstart < start)
 162     { // fix for if the feature we have starts before the sequence start,
 163       fstart = start; // but the feature end is still valid!!
 164     }
 165
 166     if (fend >= end)
 167     {
 168       fend = end;
 169     }
 170     int charHeight = av.getCharHeight();
 171     int pady = (y1 + charHeight) - charHeight / 5;
 172     int ystrt = 0, yend = charHeight;
 173     if (bs[0] != 0)
 174     {
 175       // signed - zero is always middle of residue line.
 176       if (bs[1] < 128)
 177       {
 178         yend = charHeight * (128 - bs[1]) / 512;
 179         ystrt = charHeight - yend / 2;
 180       }
 181       else
 182       {
 183         ystrt = charHeight / 2;
 184         yend = charHeight * (bs[1] - 128) / 512;
 185       }
 186     }
 187     else
 188     {
 189       yend = charHeight * bs[1] / 255;
 190       ystrt = charHeight - yend;
 191
 192     }
 193
 194     FontMetrics fm = g.getFontMetrics();
 195     int charWidth = av.getCharWidth();
 196
 197     for (int i = fstart; i <= fend; i++)
 198     {
 199       char s = seq.getCharAt(i);
 200
 201       if (Comparison.isGap(s))
 202       {
 203         continue;
 204       }
 205
 206       g.setColor(featureColour);
 207       int x = (i - start) * charWidth;
 208       g.drawRect(x, y1, charWidth, charHeight);
 209       g.fillRect(x, y1 + ystrt, charWidth, yend);
 210
 211       if (colourOnly || !av.isValidCharWidth())
 212       {
 213         continue;
 214       }
 215
 216       g.setColor(Color.black);
 217       int charOffset = (charWidth - fm.charWidth(s)) / 2;
 218       g.drawString(String.valueOf(s),
 219               charOffset + (charWidth * (i - start)), pady);
 220     }
 221     return true;
 222   }
 223
 224   /**
 225    * {@inheritDoc}
 226    */
 227   @Override
 228   public Color findFeatureColour(SequenceI seq, int column, Graphics g)
 229   {
 230     // column is 'base 1' but getCharAt is an array index (ie from 0)
 231     if (Comparison.isGap(seq.getCharAt(column - 1)))
 232     {
 233       /*
 234        * returning null allows the colour scheme to provide gap colour
 235        * - normally white, but can be customised
 236        */
 237       return null;
 238     }
 239
 240     Color renderedColour = null;
 241     if (transparency == 1.0f)
 242     {
 243       /*
 244        * simple case - just find the topmost rendered visible feature colour
 245        */
 246       renderedColour = findFeatureColour(seq, column);
 247     }
 248     else
 249     {
 250       /*
 251        * transparency case - draw all visible features in render order to
 252        * build up a composite colour on the graphics context
 253        */
 254       renderedColour = drawSequence(g, seq, column, column, 0, true);
 255     }
 256     return renderedColour;
 257   }
 258
 259   /**
 260    * Draws the sequence features on the graphics context, or just determines the
 261    * colour that would be drawn (if flag colourOnly is true). Returns the last
 262    * colour drawn (which may not be the effective colour if transparency
 263    * applies), or null if no feature is drawn in the range given.
 264    *
 265    * @param g
 266    *          the graphics context to draw on (null if no transparency applies)
 267    * @param seq
 268    * @param start
 269    *          start column
 270    * @param end
 271    *          end column
 272    * @param y1
 273    *          vertical offset at which to draw on the graphics
 274    * @param colourOnly
 275    *          if true, only do enough to determine the colour for the position,
 276    *          do not draw the character
 277    * @return
 278    */
 279   public synchronized Color drawSequence(final Graphics g,
 280           final SequenceI seq, int start, int end, int y1,
 281           boolean colourOnly)
 282   {
 283     /*
 284      * if columns are all gapped, or sequence has no features, nothing to do
 285      */
 286     ContiguousI visiblePositions;
 287     if (!seq.getFeatures().hasFeatures() || (visiblePositions = seq
 288             .findPositions(start + 1, end + 1)) == null)
 289     {
 290       return null;
 291     }
 292
 293     int vp0 = visiblePositions.getBegin();
 294     int vp1 = visiblePositions.getEnd();
 295
 296     updateFeatures();
 297
 298     if (transparency != 1f)
 299     {
 300       Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
 301       g2.setComposite(AlphaComposite.getInstance(AlphaComposite.SRC_OVER,
 302               transparency));
 303       // ((Graphics2D) g).setComposite(
 304       // AlphaComposite.getInstance(AlphaComposite.SRC_OVER,
 305       // transparency));
 306     }
 307
 308     Color drawnColour = null;
 309
 310     /*
 311      * iterate over features in ordering of their rendering (last is on top)
 312      */
 313     for (int renderIndex = 0, n = renderOrder.length; renderIndex < n; renderIndex++)
 314     {
 315       String type = renderOrder[renderIndex];
 316       if (!seq.hasFeatures(type) || !showFeatureOfType(type))
 317       {
 318         continue;
 319       }
 320
 321       FeatureColourI fc = getFeatureStyle(type);
 322       List<SequenceFeature> overlaps = seq.getFeatures().findFeatures(vp0,
 323               vp1, type);
 324
 325       // colourOnly (i.e. Overview) can only be here if translucent, so
 326       // there is no need to check for filtering
 327       if (!colourOnly && fc.isSimpleColour())
 328       {
 329         filterFeaturesForDisplay(overlaps);
 330       }
 331
 332       for (int i = 0, j = overlaps.size(); i < j; i++)
 333       {
 334         SequenceFeature sf = overlaps.get(i);
 335         Color featureColour = getColor(sf, fc);
 336         if (featureColour == null)
 337         {
 338           /*
 339            * feature excluded by visibility settings, filters, or colour threshold
 340            */
 341           continue;
 342         }
 343
 344         /*
 345          * if feature starts/ends outside the visible range,
 346          * restrict to visible positions (or if a contact feature,
 347          * to a single position)
 348          */
 349         int sf0 = sf.getBegin();
 350         int sf1 = sf.getEnd();
 351         int visibleStart = sf0;
 352         if (visibleStart < vp0)
 353         {
 354           visibleStart = sf.isContactFeature() ? sf1 : vp0;
 355         }
 356         int visibleEnd = sf1;
 357         if (visibleEnd > vp1)
 358         {
 359           visibleEnd = sf.isContactFeature() ? sf0 : vp1;
 360         }
 361
 362         int featureStartCol = seq.findIndex(visibleStart);
 363         int featureEndCol = (sf.begin == sf.end ? featureStartCol
 364                 : seq.findIndex(visibleEnd));
 365
 366         // Color featureColour = getColour(sequenceFeature);
 367
 368         boolean isContactFeature = sf.isContactFeature();
 369
 370         if (isContactFeature)
 371         {
 372           boolean drawn = renderFeature(g, seq, featureStartCol - 1,
 373                   featureStartCol - 1, featureColour, start, end, y1,
 374                   colourOnly);
 375           drawn |= renderFeature(g, seq, featureEndCol - 1,
 376                   featureEndCol - 1, featureColour, start, end, y1,
 377                   colourOnly);
 378           if (drawn)
 379           {
 380             drawnColour = featureColour;
 381           }
 382         }
 383         else
 384         {
 385           /*
 386            * showing feature score by height of colour
 387            * is not implemented as a selectable option
 388            *
 389           if (av.isShowSequenceFeaturesHeight()
 390                   && !Float.isNaN(sequenceFeature.score))
 391           {
 392             boolean drawn = renderScoreFeature(g, seq,
 393                     seq.findIndex(sequenceFeature.begin) - 1,
 394                     seq.findIndex(sequenceFeature.end) - 1, featureColour,
 395                     start, end, y1, normaliseScore(sequenceFeature),
 396                     colourOnly);
 397             if (drawn)
 398             {
 399               drawnColour = featureColour;
 400             }
 401           }
 402           else
 403           {
 404           */
 405           boolean drawn = renderFeature(g, seq, featureStartCol - 1,
 406                   featureEndCol - 1, featureColour, start, end, y1,
 407                   colourOnly);
 408           if (drawn)
 409           {
 410             drawnColour = featureColour;
 411           }
 412           /*}*/
 413         }
 414       }
 415     }
 416
 417     if (transparency != 1.0f)
 418     {
 419       /*
 420        * reset transparency
 421        */
 422       ((Graphics2D) g).setComposite(NO_TRANSPARENCY);
 423     }
 424
 425     return drawnColour;
 426   }
 427
 428   /**
 429    * Called when alignment in associated view has new/modified features to
 430    * discover and display.
 431    *
 432    */
 433   @Override
 434   public void featuresAdded()
 435   {
 436     findAllFeatures();
 437   }
 438
 439   /**
 440    * Returns the sequence feature colour rendered at the given column position,
 441    * or null if none found. The feature of highest render order (i.e. on top) is
 442    * found, subject to both feature type and feature group being visible, and
 443    * its colour returned. This method is suitable when no feature transparency
 444    * applied (only the topmost visible feature colour is rendered).
 445    * <p>
 446    * Note this method does not check for a gap in the column so would return the
 447    * colour for features enclosing a gapped column. Check for gap before calling
 448    * if different behaviour is wanted.
 449    *
 450    * @param seq
 451    * @param column
 452    *          (1..)
 453    * @return
 454    */
 455   private Color findFeatureColour(SequenceI seq, int column)
 456   {
 457     /*
 458      * check for new feature added while processing
 459      */
 460     updateFeatures();
 461
 462     /*
 463      * inspect features in reverse renderOrder (the last in the array is
 464      * displayed on top) until we find one that is rendered at the position
 465      */
 466     for (int renderIndex = renderOrder.length; --renderIndex >= 0;)
 467     {
 468       String type = renderOrder[renderIndex];
 469       if (!seq.hasFeatures(type) || !showFeatureOfType(type))
 470       {
 471         continue;
 472       }
 473
 474       /*
 475        * field overlaps is used by JalviewJS to avoid object creation;
 476        * not thread-safe for Java (Javascript is single-threaded)
 477        */
 478       if (overlaps != null)
 479       {
 480         overlaps.clear();
 481       }
 482       List<SequenceFeature> list = seq.findFeatures(column, type, overlaps);
 483       if (list.size() > 0)
 484       {
 485         for (int i = 0, n = list.size(); i < n; i++)
 486         {
 487           SequenceFeature sf = list.get(i);
 488           if (featureGroupNotShown(sf))
 489           {
 490             continue;
 491           }
 492           Color col = getColour(sf);
 493           if (col != null)
 494           {
 495             return col;
 496           }
 497         }
 498       }
 499     }
 500
 501     /*
 502      * no displayed feature found at position
 503      */
 504     return null;
 505   }
 506 }