src/jalview/appletgui/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.appletgui;
  19
  20 import java.util.*;
  21
  22 import java.awt.*;
  23 import java.awt.event.*;
  24
  25 import jalview.analysis.*;
  26 import jalview.datamodel.*;
  27
  28 public class PCAPanel extends EmbmenuFrame implements Runnable,
  29         ActionListener, ItemListener
  30 {
  31   PCA pca;
  32
  33   int top;
  34
  35   RotatableCanvas rc;
  36
  37   AlignViewport av;
  38
  39   SequenceI[] seqs;
  40
  41   AlignmentView seqstrings;
  42
  43   public PCAPanel(AlignViewport av)
  44   {
  45     try
  46     {
  47       jbInit();
  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
  78                 .println("Sequences must be equal length for PCA analysis");
  79         return;
  80       }
  81     }
  82
  83     rc = new RotatableCanvas(av);
  84     embedMenuIfNeeded(rc);
  85     add(rc, BorderLayout.CENTER);
  86
  87     jalview.bin.JalviewLite.addFrame(this, "Principal component analysis",
  88             400, 400);
  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     {
 169       showOriginalData();
 170     }
 171     else
 172     {
 173       values_actionPerformed();
 174     }
 175   }
 176
 177   public void itemStateChanged(ItemEvent evt)
 178   {
 179     if (evt.getSource() == xCombobox)
 180     {
 181       xCombobox_actionPerformed();
 182     }
 183     else if (evt.getSource() == yCombobox)
 184     {
 185       yCombobox_actionPerformed();
 186     }
 187     else if (evt.getSource() == zCombobox)
 188     {
 189       zCombobox_actionPerformed();
 190     }
 191   }
 192
 193   protected void xCombobox_actionPerformed()
 194   {
 195     doDimensionChange();
 196   }
 197
 198   protected void yCombobox_actionPerformed()
 199   {
 200     doDimensionChange();
 201   }
 202
 203   protected void zCombobox_actionPerformed()
 204   {
 205     doDimensionChange();
 206   }
 207
 208   public void values_actionPerformed()
 209   {
 210
 211     CutAndPasteTransfer cap = new CutAndPasteTransfer(false, null);
 212     Frame frame = new Frame();
 213     frame.add(cap);
 214     jalview.bin.JalviewLite.addFrame(frame, "PCA details", 500, 500);
 215
 216     cap.setText(pca.getDetails());
 217   }
 218
 219   void showOriginalData()
 220   {
 221     // decide if av alignment is sufficiently different to original data to
 222     // warrant a new window to be created
 223     // create new alignmnt window with hidden regions (unhiding hidden regions
 224     // yields unaligned seqs)
 225     // or create a selection box around columns in alignment view
 226     // test Alignment(SeqCigar[])
 227     char gc = '-';
 228     try
 229     {
 230       // we try to get the associated view's gap character
 231       // but this may fail if the view was closed...
 232       gc = av.getGapCharacter();
 233     } catch (Exception ex)
 234     {
 235     }
 236     ;
 237     Object[] alAndColsel = seqstrings.getAlignmentAndColumnSelection(gc);
 238
 239     if (alAndColsel != null && alAndColsel[0] != null)
 240     {
 241       Alignment al = new Alignment((SequenceI[]) alAndColsel[0]);
 242       AlignFrame af = new AlignFrame(al, av.applet,
 243               "Original Data for PCA", false);
 244
 245       af.viewport.setHiddenColumns((ColumnSelection) alAndColsel[1]);
 246     }
 247   }
 248
 249   public void labels_itemStateChanged(ItemEvent itemEvent)
 250   {
 251     rc.showLabels(labels.getState());
 252   }
 253
 254   Panel jPanel2 = new Panel();
 255
 256   Label jLabel1 = new Label();
 257
 258   Label jLabel2 = new Label();
 259
 260   Label jLabel3 = new Label();
 261
 262   protected Choice xCombobox = new Choice();
 263
 264   protected Choice yCombobox = new Choice();
 265
 266   protected Choice zCombobox = new Choice();
 267
 268   FlowLayout flowLayout1 = new FlowLayout();
 269
 270   BorderLayout borderLayout1 = new BorderLayout();
 271
 272   MenuBar menuBar1 = new MenuBar();
 273
 274   Menu menu1 = new Menu();
 275
 276   Menu menu2 = new Menu();
 277
 278   protected CheckboxMenuItem labels = new CheckboxMenuItem();
 279
 280   MenuItem values = new MenuItem();
 281
 282   MenuItem inputData = new MenuItem();
 283
 284   private void jbInit() throws Exception
 285   {
 286     this.setLayout(borderLayout1);
 287     jPanel2.setLayout(flowLayout1);
 288     jLabel1.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 289     jLabel1.setText("x=");
 290     jLabel2.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 291     jLabel2.setText("y=");
 292     jLabel3.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 293     jLabel3.setText("z=");
 294     jPanel2.setBackground(Color.white);
 295     zCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 296     zCombobox.addItemListener(this);
 297     yCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 298     yCombobox.addItemListener(this);
 299     xCombobox.setFont(new java.awt.Font("Verdana", 0, 12));
 300     xCombobox.addItemListener(this);
 301     this.setMenuBar(menuBar1);
 302     menu1.setLabel("File");
 303     menu2.setLabel("View");
 304     labels.setLabel("Labels");
 305     labels.addItemListener(this);
 306     values.setLabel("Output Values...");
 307     values.addActionListener(this);
 308     inputData.setLabel("Input Data...");
 309     this.add(jPanel2, BorderLayout.SOUTH);
 310     jPanel2.add(jLabel1, null);
 311     jPanel2.add(xCombobox, null);
 312     jPanel2.add(jLabel2, null);
 313     jPanel2.add(yCombobox, null);
 314     jPanel2.add(jLabel3, null);
 315     jPanel2.add(zCombobox, null);
 316     menuBar1.add(menu1);
 317     menuBar1.add(menu2);
 318     menu2.add(labels);
 319     menu1.add(values);
 320     menu1.add(inputData);
 321     inputData.addActionListener(this);
 322   }
 323
 324 }