JAL-1743 new Chimera menu option to 'fit to window'
[jalview.git] / src / jalview / ext / rbvi / chimera / JalviewChimeraBinding.java
index f24a976..95ece8a 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /*
- * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.8.2b1)
- * Copyright (C) 2014 The Jalview Authors
+ * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
+ * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
  * 
  * This file is part of Jalview.
  * 
  */
 package jalview.ext.rbvi.chimera;
 
+import java.awt.Color;
+import java.net.BindException;
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.LinkedHashMap;
+import java.util.List;
+import java.util.Map;
+
+import ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2.ChimeraManager;
+import ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2.ChimeraModel;
+import ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2.StructureManager;
+import ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2.StructureManager.ModelType;
+
 import jalview.api.AlignmentViewPanel;
 import jalview.api.FeatureRenderer;
 import jalview.api.SequenceRenderer;
@@ -28,8 +40,10 @@ import jalview.datamodel.AlignmentI;
 import jalview.datamodel.ColumnSelection;
 import jalview.datamodel.PDBEntry;
 import jalview.datamodel.SequenceI;
+import jalview.httpserver.AbstractRequestHandler;
 import jalview.schemes.ColourSchemeI;
 import jalview.schemes.ResidueProperties;
+import jalview.structure.AtomSpec;
 import jalview.structure.StructureMapping;
 import jalview.structure.StructureMappingcommandSet;
 import jalview.structure.StructureSelectionManager;
@@ -37,21 +51,10 @@ import jalview.structures.models.AAStructureBindingModel;
 import jalview.util.Comparison;
 import jalview.util.MessageManager;
 
-import java.awt.Color;
-import java.util.ArrayList;
-import java.util.Enumeration;
-import java.util.HashMap;
-import java.util.LinkedHashMap;
-import java.util.List;
-import java.util.Map;
-
-import ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2.ChimeraManager;
-import ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2.ChimeraModel;
-import ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2.StructureManager;
-import ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2.StructureManager.ModelType;
-
 public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
 {
+  // Chimera clause to exclude alternate locations in atom selection
+  private static final String NO_ALTLOCS = "&~@.B-Z&~@.2-9";
 
   private static final boolean debug = false;
 
@@ -61,9 +64,17 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
 
   private StructureManager csm;
 
+  /*
+   * Object through which we talk to Chimera
+   */
   private ChimeraManager viewer;
 
   /*
+   * Object which listens to Chimera notifications
+   */
+  private AbstractRequestHandler chimeraListener;
+
+  /*
    * set if chimera state is being restored from some source - instructs binding
    * not to apply default display style when structure set is updated for first
    * time.
@@ -87,8 +98,6 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
 
   private Map<String, String> chainFile;
 
-  private StringBuffer eval = new StringBuffer();
-
   public String fileLoadingError;
 
   /*
@@ -104,11 +113,25 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
 
   private String lastCommand;
 
-  private String lastMessage;
-
   private boolean loadedInline;
 
   /**
+   * current set of model filenames loaded
+   */
+  String[] modelFileNames = null;
+
+  String lastMousedOverAtomSpec;
+
+  private List<String> lastReply;
+
+  /*
+   * incremented every time a load notification is successfully handled -
+   * lightweight mechanism for other threads to detect when they can start
+   * referring to new structures.
+   */
+  private long loadNotifiesHandled = 0;
+
+  /**
    * Open a PDB structure file in Chimera and set up mappings from Jalview.
    * 
    * We check if the PDB model id is already loaded in Chimera, if so don't
@@ -140,13 +163,20 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
 
       /*
        * If Chimera doesn't yet have this model, ask it to open it, and retrieve
-       * the model names added by Chimera.
+       * the model name(s) added by Chimera.
        */
       if (!alreadyOpen)
       {
         viewer.openModel(file, pe.getId(), ModelType.PDB_MODEL);
-        modelsToMap = viewer.getModelList();
-        modelsToMap.removeAll(oldList);
+        List<ChimeraModel> newList = viewer.getModelList();
+        // JAL-1728 newList.removeAll(oldList) does not work
+        for (ChimeraModel cm : newList)
+        {
+          if (cm.getModelName().equals(pe.getId()))
+          {
+            modelsToMap.add(cm);
+          }
+        }
       }
 
       chimeraMaps.put(file, modelsToMap);
@@ -173,16 +203,6 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
   }
 
   /**
-   * current set of model filenames loaded
-   */
-  String[] modelFileNames = null;
-
-
-  StringBuffer resetLastRes = new StringBuffer();
-
-  private List<String> lastReply;
-
-  /**
    * Constructor
    * 
    * @param ssm
@@ -201,6 +221,23 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
   }
 
   /**
+   * Start a dedicated HttpServer to listen for Chimera notifications, and tell
+   * it to start listening
+   */
+  public void startChimeraListener()
+  {
+    try
+    {
+      chimeraListener = new ChimeraListener(this);
+      viewer.startListening(chimeraListener.getUri());
+    } catch (BindException e)
+    {
+      System.err.println("Failed to start Chimera listener: "
+              + e.getMessage());
+    }
+  }
+
+  /**
    * Constructor
    * 
    * @param ssm
@@ -254,13 +291,12 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
       cmd.setLength(cmd.length() - 4);
     }
     String cmdstring = cmd.toString();
-    evalStateCommand("~display #*; ~ribbon #*; ribbon " + cmdstring
-            + ";focus " + cmdstring, false);
+    evalStateCommand("~display #*; ~ribbon #*; ribbon " + cmdstring, false);
   }
 
   /**
-   * Close down the Jalview viewer, and (optionally) the associated Chimera
-   * window.
+   * Close down the Jalview viewer and listener, and (optionally) the associated
+   * Chimera window.
    */
   public void closeViewer(boolean closeChimera)
   {
@@ -269,8 +305,14 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
     {
       viewer.exitChimera();
     }
+    if (this.chimeraListener != null)
+    {
+      chimeraListener.shutdown();
+      chimeraListener = null;
+    }
     lastCommand = null;
     viewer = null;
+
     releaseUIResources();
   }
 
@@ -584,9 +626,12 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
         // TODO: handle sub-models
         command.append(selcom[pdbfnum]);
         command.append("@" + atomSpec[pdbfnum]);
+        // JAL-1757 exclude alternative CA locations
+        command.append(NO_ALTLOCS);
         command.append(" #" + refStructure /* +".1" */);
         command.append(selcom[refStructure]);
         command.append("@" + atomSpec[refStructure]);
+        command.append(NO_ALTLOCS);
       }
       if (selectioncom.length() > 0)
       {
@@ -693,7 +738,8 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
     }
     AlignmentI alignment = alignmentv.getAlignment();
 
-    for (jalview.structure.StructureMappingcommandSet cpdbbyseq : getColourBySequenceCommands(files, sr, fr, alignment))
+    for (jalview.structure.StructureMappingcommandSet cpdbbyseq : getColourBySequenceCommands(
+            files, sr, fr, alignment))
     {
       for (String command : cpdbbyseq.commands)
       {
@@ -713,10 +759,8 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
           String[] files, SequenceRenderer sr, FeatureRenderer fr,
           AlignmentI alignment)
   {
-    return ChimeraCommands
-            .getColourBySequenceCommand(getSsm(), files, getSequence(), sr,
-                    fr,
-                    alignment);
+    return ChimeraCommands.getColourBySequenceCommand(getSsm(), files,
+            getSequence(), sr, fr, alignment);
   }
 
   /**
@@ -740,7 +784,7 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
     }
   }
 
-  
+
 
   // End StructureListener
   // //////////////////////////
@@ -843,292 +887,130 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
   public abstract SequenceRenderer getSequenceRenderer(
           AlignmentViewPanel alignment);
 
-  // jmol/ssm only
+  /**
+   * Construct and send a command to highlight an atom.
+   * 
+   * <pre>
+   * Done by generating a command like (to 'highlight' position 44)
+   *   ~show #0:43.C;show #0:44.C
+   * Note this removes the highlight from the previous position.
+   * </pre>
+   */
   public void highlightAtom(int atomIndex, int pdbResNum, String chain,
           String pdbfile)
   {
     List<ChimeraModel> cms = chimeraMaps.get(pdbfile);
     if (cms != null)
     {
-      int mdlNum = cms.get(0).getModelNumber();
-
-      viewerCommandHistory(false);
-      // viewer.stopListening();
-      if (resetLastRes.length() > 0)
+      StringBuilder sb = new StringBuilder();
+      sb.append(" #" + cms.get(0).getModelNumber());
+      sb.append(":" + pdbResNum);
+      if (!chain.equals(" "))
       {
-        eval.setLength(0);
-        eval.append(resetLastRes.toString() + ";");
+        sb.append("." + chain);
       }
+      String atomSpec = sb.toString();
 
-      eval.append("display "); // +modelNum
-
-      resetLastRes.setLength(0);
-      resetLastRes.append("~display ");
+      StringBuilder command = new StringBuilder(32);
+      if (lastMousedOverAtomSpec != null)
       {
-        eval.append(" #" + (mdlNum));
-        resetLastRes.append(" #" + (mdlNum));
+        command.append("~show " + lastMousedOverAtomSpec + ";");
       }
-      // complete select string
-
-      eval.append(":" + pdbResNum);
-      resetLastRes.append(":" + pdbResNum);
-      if (!chain.equals(" "))
+      viewerCommandHistory(false);
+      command.append("show ").append(atomSpec);
+      String cmd = command.toString();
+      if (cmd.length() > 0)
       {
-        eval.append("." + chain);
-        resetLastRes.append("." + chain);
+        viewer.stopListening(chimeraListener.getUri());
+        viewer.sendChimeraCommand(cmd, false);
+        viewer.startListening(chimeraListener.getUri());
       }
-      
-      viewer.sendChimeraCommand(eval.toString(), false);
       viewerCommandHistory(true);
-      // viewer.startListening();
+      this.lastMousedOverAtomSpec = atomSpec;
     }
   }
 
-  private void log(String message)
-  {
-    System.err.println("## Chimera log: " + message);
-  }
-
-  private void viewerCommandHistory(boolean enable)
-  {
-    // log("(Not yet implemented) History "
-    // + ((debug || enable) ? "on" : "off"));
-  }
-
-  public void loadInline(String string)
+  /**
+   * Query Chimera for its current selection, and highlight it on the alignment
+   */
+  public void highlightChimeraSelection()
   {
-    loadedInline = true;
-    // TODO: re JAL-623
-    // viewer.loadInline(strModel, isAppend);
-    // could do this:
-    // construct fake fullPathName and fileName so we can identify the file
-    // later.
-    // Then, construct pass a reader for the string to Jmol.
-    // ((org.jmol.Viewer.Viewer) viewer).loadModelFromFile(fullPathName,
-    // fileName, null, reader, false, null, null, 0);
-    // viewer.openStringInline(string);
-    log("cannot load inline in Chimera, yet");
-  }
+    /*
+     * Ask Chimera for its current selection
+     */
+    List<String> selection = viewer.getSelectedResidueSpecs();
 
-  public void mouseOverStructure(int atomIndex, String strInfo)
-  {
-    // function to parse a mouseOver event from Chimera
-    //
-    int pdbResNum;
-    int alocsep = strInfo.indexOf("^");
-    int mdlSep = strInfo.indexOf("/");
-    int chainSeparator = strInfo.indexOf(":"), chainSeparator1 = -1;
-
-    if (chainSeparator == -1)
+    /*
+     * Parse model number, residue and chain for each selected position,
+     * formatted as #0:123.A or #1.2:87.B (#model.submodel:residue.chain)
+     */
+    List<AtomSpec> atomSpecs = new ArrayList<AtomSpec>();
+    for (String atomSpec : selection)
     {
-      chainSeparator = strInfo.indexOf(".");
-      if (mdlSep > -1 && mdlSep < chainSeparator)
+      int colonPos = atomSpec.indexOf(":");
+      if (colonPos == -1)
       {
-        chainSeparator1 = chainSeparator;
-        chainSeparator = mdlSep;
+        continue; // malformed
       }
-    }
-    // handle insertion codes
-    if (alocsep != -1)
-    {
-      pdbResNum = Integer.parseInt(strInfo.substring(
-              strInfo.indexOf("]") + 1, alocsep));
-
-    }
-    else
-    {
-      pdbResNum = Integer.parseInt(strInfo.substring(
-              strInfo.indexOf("]") + 1, chainSeparator));
-    }
-    String chainId;
-
-    if (strInfo.indexOf(":") > -1)
-    {
-      chainId = strInfo.substring(strInfo.indexOf(":") + 1,
-              strInfo.indexOf("."));
-    }
-    else
-    {
-      chainId = " ";
-    }
-
-    String pdbfilename = modelFileNames[frameNo]; // default is first or current
-    // model
-    if (mdlSep > -1)
-    {
-      if (chainSeparator1 == -1)
-      {
-        chainSeparator1 = strInfo.indexOf(".", mdlSep);
+    
+      int hashPos = atomSpec.indexOf("#");
+      String modelSubmodel = atomSpec.substring(hashPos + 1, colonPos);
+      int dotPos = modelSubmodel.indexOf(".");
+      int modelId = 0;
+      try {
+        modelId = Integer.valueOf(dotPos == -1 ? modelSubmodel
+                : modelSubmodel.substring(0, dotPos));
+      } catch (NumberFormatException e) {
+        // ignore, default to model 0
       }
-      String mdlId = (chainSeparator1 > -1) ? strInfo.substring(mdlSep + 1,
-              chainSeparator1) : strInfo.substring(mdlSep + 1);
-      try
+    
+      String residueChain = atomSpec.substring(colonPos + 1);
+      dotPos = residueChain.indexOf(".");
+      int pdbResNum = Integer.parseInt(dotPos == -1 ? residueChain
+              : residueChain.substring(0, dotPos));
+    
+      String chainId = dotPos == -1 ? "" : residueChain
+              .substring(dotPos + 1);
+    
+      /*
+       * Work out the pdbfilename from the model number
+       */
+      String pdbfilename = modelFileNames[frameNo];
+      findfileloop: for (String pdbfile : this.chimeraMaps.keySet())
       {
-        // recover PDB filename for the model hovered over.
-        int _mp = _modelFileNameMap.length - 1, mnumber = new Integer(mdlId)
-                .intValue() - 1;
-        while (mnumber < _modelFileNameMap[_mp])
-        {
-          _mp--;
-        }
-        pdbfilename = modelFileNames[_mp];
-        if (pdbfilename == null)
+        for (ChimeraModel cm : chimeraMaps.get(pdbfile))
         {
-          // pdbfilename = new File(viewer.getModelFileName(mnumber))
-          // .getAbsolutePath();
+          if (cm.getModelNumber() == modelId)
+          {
+            pdbfilename = pdbfile;
+            break findfileloop;
+          }
         }
-
-      } catch (Exception e)
-      {
       }
-      ;
-    }
-    if (lastMessage == null || !lastMessage.equals(strInfo))
-    {
-      getSsm().mouseOverStructure(pdbResNum, chainId, pdbfilename);
+      atomSpecs.add(new AtomSpec(pdbfilename, chainId, pdbResNum, 0));
     }
 
-    lastMessage = strInfo;
+    /*
+     * Broadcast the selection (which may be empty, if the user just cleared all
+     * selections)
+     */
+    getSsm().mouseOverStructure(atomSpecs);
   }
 
-  public void notifyAtomPicked(int atomIndex, String strInfo, String strData)
+  private void log(String message)
   {
-    /**
-     * this implements the toggle label behaviour copied from the original
-     * structure viewer, MCView
-     */
-    if (strData != null)
-    {
-      System.err.println("Ignoring additional pick data string " + strData);
-    }
-    // rewrite these selections for chimera (DNA, RNA and protein)
-    int chainSeparator = strInfo.indexOf(":");
-    int p = 0;
-    if (chainSeparator == -1)
-    {
-      chainSeparator = strInfo.indexOf(".");
-    }
-
-    String picked = strInfo.substring(strInfo.indexOf("]") + 1,
-            chainSeparator);
-    String mdlString = "";
-    if ((p = strInfo.indexOf(":")) > -1)
-    {
-      picked += strInfo.substring(p + 1, strInfo.indexOf("."));
-    }
-
-    if ((p = strInfo.indexOf("/")) > -1)
-    {
-      mdlString += strInfo.substring(p, strInfo.indexOf(" #"));
-    }
-    picked = "((" + picked + ".CA" + mdlString + ")|(" + picked + ".P"
-            + mdlString + "))";
-    viewerCommandHistory(false);
-
-    if (!atomsPicked.contains(picked))
-    {
-      viewer.select(picked);
-      atomsPicked.add(picked);
-    }
-    else
-    {
-      viewer.select("not " + picked);
-      atomsPicked.remove(picked);
-    }
-    viewerCommandHistory(true);
-    // TODO: in application this happens
-    //
-    // if (scriptWindow != null)
-    // {
-    // scriptWindow.sendConsoleMessage(strInfo);
-    // scriptWindow.sendConsoleMessage("\n");
-    // }
-
+    System.err.println("## Chimera log: " + message);
   }
 
-  // incremented every time a load notification is successfully handled -
-  // lightweight mechanism for other threads to detect when they can start
-  // referring to new structures.
-  private long loadNotifiesHandled = 0;
-
-  public long getLoadNotifiesHandled()
+  private void viewerCommandHistory(boolean enable)
   {
-    return loadNotifiesHandled;
+    // log("(Not yet implemented) History "
+    // + ((debug || enable) ? "on" : "off"));
   }
 
-  public void notifyFileLoaded(String fullPathName, String fileName2,
-          String modelName, String errorMsg, int modelParts)
+  public long getLoadNotifiesHandled()
   {
-    if (errorMsg != null)
-    {
-      fileLoadingError = errorMsg;
-      refreshGUI();
-      return;
-    }
-    // TODO: deal sensibly with models loaded inLine:
-    // modelName will be null, as will fullPathName.
-
-    // the rest of this routine ignores the arguments, and simply interrogates
-    // the Jmol view to find out what structures it contains, and adds them to
-    // the structure selection manager.
-    fileLoadingError = null;
-    String[] oldmodels = modelFileNames;
-    modelFileNames = null;
-    chainNames = new ArrayList<String>();
-    chainFile = new HashMap<String, String>();
-    boolean notifyLoaded = false;
-    String[] modelfilenames = getPdbFile();
-    // first check if we've lost any structures
-    if (oldmodels != null && oldmodels.length > 0)
-    {
-      int oldm = 0;
-      for (int i = 0; i < oldmodels.length; i++)
-      {
-        for (int n = 0; n < modelfilenames.length; n++)
-        {
-          if (modelfilenames[n] == oldmodels[i])
-          {
-            oldmodels[i] = null;
-            break;
-          }
-        }
-        if (oldmodels[i] != null)
-        {
-          oldm++;
-        }
-      }
-      if (oldm > 0)
-      {
-        String[] oldmfn = new String[oldm];
-        oldm = 0;
-        for (int i = 0; i < oldmodels.length; i++)
-        {
-          if (oldmodels[i] != null)
-          {
-            oldmfn[oldm++] = oldmodels[i];
-          }
-        }
-        // deregister the Jmol instance for these structures - we'll add
-        // ourselves again at the end for the current structure set.
-        getSsm().removeStructureViewerListener(this, oldmfn);
-      }
-    }
-
-    // register ourselves as a listener and notify the gui that it needs to
-    // update itself.
-    getSsm().addStructureViewerListener(this);
-
-    if (notifyLoaded)
-    {
-      FeatureRenderer fr = getFeatureRenderer(null);
-      if (fr != null)
-      {
-        fr.featuresAdded();
-      }
-      refreshGUI();
-      loadNotifiesHandled++;
-    }
-    setLoadingFromArchive(false);
+    return loadNotifiesHandled;
   }
 
   public void setJalviewColourScheme(ColourSchemeI cs)
@@ -1140,26 +1022,16 @@ public abstract class JalviewChimeraBinding extends AAStructureBindingModel
       return;
     }
 
-    String res;
-    int index;
-    Color col;
     // Chimera expects RBG values in the range 0-1
     final double normalise = 255D;
     viewerCommandHistory(false);
-    // TODO: Switch between nucleotide or aa selection expressions
-    Enumeration en = ResidueProperties.aa3Hash.keys();
     StringBuilder command = new StringBuilder(128);
-    command.append("color white;");
-    while (en.hasMoreElements())
-    {
-      res = en.nextElement().toString();
-      index = ((Integer) ResidueProperties.aa3Hash.get(res)).intValue();
-      if (index > 20)
-      {
-        continue;
-      }
 
-      col = cs.findColour(ResidueProperties.aa[index].charAt(0));
+    List<String> residueSet = ResidueProperties.getResidues(isNucleotide(),
+            false);
+    for (String res : residueSet)
+    {
+      Color col = cs.findColour(res.charAt(0));
       command.append("color " + col.getRed() / normalise + ","
               + col.getGreen() / normalise + "," + col.getBlue()
               / normalise + " ::" + res + ";");