src/jalview/appletgui/RotatableCanvas.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.datamodel.*;
  26 import jalview.math.*;
  27 import jalview.util.*;
  28
  29 public class RotatableCanvas extends Panel implements MouseListener,
  30         MouseMotionListener, KeyListener
  31 {
  32   RotatableMatrix idmat = new RotatableMatrix(3, 3);
  33
  34   RotatableMatrix objmat = new RotatableMatrix(3, 3);
  35
  36   RotatableMatrix rotmat = new RotatableMatrix(3, 3);
  37
  38   String tooltip;
  39
  40   int toolx, tooly;
  41
  42   // RubberbandRectangle rubberband;
  43
  44   boolean drawAxes = true;
  45
  46   int omx = 0;
  47
  48   int mx = 0;
  49
  50   int omy = 0;
  51
  52   int my = 0;
  53
  54   Image img;
  55
  56   Graphics ig;
  57
  58   Dimension prefsize;
  59
  60   float centre[] = new float[3];
  61
  62   float width[] = new float[3];
  63
  64   float max[] = new float[3];
  65
  66   float min[] = new float[3];
  67
  68   float maxwidth;
  69
  70   float scale;
  71
  72   int npoint;
  73
  74   Vector points;
  75
  76   float[][] orig;
  77
  78   float[][] axes;
  79
  80   int startx;
  81
  82   int starty;
  83
  84   int lastx;
  85
  86   int lasty;
  87
  88   int rectx1;
  89
  90   int recty1;
  91
  92   int rectx2;
  93
  94   int recty2;
  95
  96   float scalefactor = 1;
  97
  98   AlignViewport av;
  99
 100   boolean showLabels = false;
 101
 102   public RotatableCanvas(AlignViewport av)
 103   {
 104     this.av = av;
 105   }
 106
 107   public void showLabels(boolean b)
 108   {
 109     showLabels = b;
 110     repaint();
 111   }
 112
 113   public void setPoints(Vector points, int npoint)
 114   {
 115     this.points = points;
 116     this.npoint = npoint;
 117     PaintRefresher.Register(this, av.getSequenceSetId());
 118
 119     prefsize = getPreferredSize();
 120     orig = new float[npoint][3];
 121
 122     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 123     {
 124       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 125       for (int j = 0; j < 3; j++)
 126       {
 127         orig[i][j] = sp.coord[j];
 128       }
 129     }
 130     // Initialize the matrices to identity
 131
 132     for (int i = 0; i < 3; i++)
 133     {
 134       for (int j = 0; j < 3; j++)
 135       {
 136         if (i != j)
 137         {
 138           idmat.addElement(i, j, 0);
 139           objmat.addElement(i, j, 0);
 140           rotmat.addElement(i, j, 0);
 141         }
 142         else
 143         {
 144           idmat.addElement(i, j, 0);
 145           objmat.addElement(i, j, 0);
 146           rotmat.addElement(i, j, 0);
 147         }
 148       }
 149     }
 150
 151     axes = new float[3][3];
 152     initAxes();
 153
 154     findCentre();
 155     findWidth();
 156
 157     scale = findScale();
 158
 159     // System.out.println("Scale factor = " + scale);
 160
 161     addMouseListener(this);
 162     addKeyListener(this);
 163     // if (getParent() != null) {
 164     // getParent().addKeyListener(this);
 165     // }
 166     addMouseMotionListener(this);
 167
 168     // Add rubberband
 169     // rubberband = new RubberbandRectangle(this);
 170     // rubberband.setActive(true);
 171     // rubberband.addListener(this);
 172   }
 173
 174   /*
 175    * public boolean handleSequenceSelectionEvent(SequenceSelectionEvent evt) {
 176    * redrawneeded = true; repaint(); return true; }
 177    *
 178    * public void removeNotify() { controller.removeListener(this);
 179    * super.removeNotify(); }
 180    */
 181
 182   public void initAxes()
 183   {
 184     for (int i = 0; i < 3; i++)
 185     {
 186       for (int j = 0; j < 3; j++)
 187       {
 188         if (i != j)
 189         {
 190           axes[i][j] = 0;
 191         }
 192         else
 193         {
 194           axes[i][j] = 1;
 195         }
 196       }
 197     }
 198   }
 199
 200   public void findWidth()
 201   {
 202     max = new float[3];
 203     min = new float[3];
 204
 205     max[0] = (float) -1e30;
 206     max[1] = (float) -1e30;
 207     max[2] = (float) -1e30;
 208
 209     min[0] = (float) 1e30;
 210     min[1] = (float) 1e30;
 211     min[2] = (float) 1e30;
 212
 213     for (int i = 0; i < 3; i++)
 214     {
 215       for (int j = 0; j < npoint; j++)
 216       {
 217         SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(j);
 218         if (sp.coord[i] >= max[i])
 219         {
 220           max[i] = sp.coord[i];
 221         }
 222         if (sp.coord[i] <= min[i])
 223         {
 224           min[i] = sp.coord[i];
 225         }
 226       }
 227     }
 228
 229     // System.out.println("xmax " + max[0] + " min " + min[0]);
 230     // System.out.println("ymax " + max[1] + " min " + min[1]);
 231     // System.out.println("zmax " + max[2] + " min " + min[2]);
 232
 233     width[0] = Math.abs(max[0] - min[0]);
 234     width[1] = Math.abs(max[1] - min[1]);
 235     width[2] = Math.abs(max[2] - min[2]);
 236
 237     maxwidth = width[0];
 238
 239     if (width[1] > width[0])
 240     {
 241       maxwidth = width[1];
 242     }
 243     if (width[2] > width[1])
 244     {
 245       maxwidth = width[2];
 246     }
 247
 248     // System.out.println("Maxwidth = " + maxwidth);
 249   }
 250
 251   public float findScale()
 252   {
 253     int dim, width, height;
 254     if (getSize().width != 0)
 255     {
 256       width = getSize().width;
 257       height = getSize().height;
 258     }
 259     else
 260     {
 261       width = prefsize.width;
 262       height = prefsize.height;
 263     }
 264
 265     if (width < height)
 266     {
 267       dim = width;
 268     }
 269     else
 270     {
 271       dim = height;
 272     }
 273
 274     return (float) (dim * scalefactor / (2 * maxwidth));
 275   }
 276
 277   public void findCentre()
 278   {
 279     // Find centre coordinate
 280     findWidth();
 281
 282     centre[0] = (max[0] + min[0]) / 2;
 283     centre[1] = (max[1] + min[1]) / 2;
 284     centre[2] = (max[2] + min[2]) / 2;
 285
 286     // System.out.println("Centre x " + centre[0]);
 287     // System.out.println("Centre y " + centre[1]);
 288     // System.out.println("Centre z " + centre[2]);
 289   }
 290
 291   public Dimension getPreferredSize()
 292   {
 293     if (prefsize != null)
 294     {
 295       return prefsize;
 296     }
 297     else
 298     {
 299       return new Dimension(400, 400);
 300     }
 301   }
 302
 303   public Dimension getMinimumSize()
 304   {
 305     return getPreferredSize();
 306   }
 307
 308   public void update(Graphics g)
 309   {
 310     paint(g);
 311   }
 312
 313   public void paint(Graphics g)
 314   {
 315     if (points == null)
 316     {
 317       g.setFont(new Font("Verdana", Font.PLAIN, 18));
 318       g.drawString("Calculating PCA....", 20, getSize().height / 2);
 319     }
 320     else
 321     {
 322
 323       // Only create the image at the beginning -
 324       if ((img == null) || (prefsize.width != getSize().width)
 325               || (prefsize.height != getSize().height))
 326       {
 327         prefsize.width = getSize().width;
 328         prefsize.height = getSize().height;
 329
 330         scale = findScale();
 331
 332         // System.out.println("New scale = " + scale);
 333         img = createImage(getSize().width, getSize().height);
 334         ig = img.getGraphics();
 335
 336       }
 337
 338       drawBackground(ig, Color.black);
 339       drawScene(ig);
 340       if (drawAxes == true)
 341       {
 342         drawAxes(ig);
 343       }
 344
 345       if (tooltip != null)
 346       {
 347         ig.setColor(Color.red);
 348         ig.drawString(tooltip, toolx, tooly);
 349       }
 350
 351       g.drawImage(img, 0, 0, this);
 352     }
 353   }
 354
 355   public void drawAxes(Graphics g)
 356   {
 357
 358     g.setColor(Color.yellow);
 359     for (int i = 0; i < 3; i++)
 360     {
 361       g.drawLine(getSize().width / 2, getSize().height / 2,
 362               (int) (axes[i][0] * scale * max[0] + getSize().width / 2),
 363               (int) (axes[i][1] * scale * max[1] + getSize().height / 2));
 364     }
 365   }
 366
 367   public void drawBackground(Graphics g, Color col)
 368   {
 369     g.setColor(col);
 370     g.fillRect(0, 0, prefsize.width, prefsize.height);
 371   }
 372
 373   public void drawScene(Graphics g)
 374   {
 375     // boolean darker = false;
 376
 377     int halfwidth = getSize().width / 2;
 378     int halfheight = getSize().height / 2;
 379
 380     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 381     {
 382       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 383       int x = (int) ((float) (sp.coord[0] - centre[0]) * scale) + halfwidth;
 384       int y = (int) ((float) (sp.coord[1] - centre[1]) * scale)
 385               + halfheight;
 386       float z = sp.coord[1] - centre[2];
 387
 388       if (av.getSequenceColour(sp.sequence) == Color.black)
 389       {
 390         g.setColor(Color.white);
 391       }
 392       else
 393       {
 394         g.setColor(av.getSequenceColour(sp.sequence));
 395       }
 396
 397       if (av.getSelectionGroup() != null)
 398       {
 399         if (av.getSelectionGroup().getSequences(null)
 400                 .contains(((SequencePoint) points.elementAt(i)).sequence))
 401         {
 402           g.setColor(Color.gray);
 403         }
 404       }
 405       if (z < 0)
 406       {
 407         g.setColor(g.getColor().darker());
 408       }
 409
 410       g.fillRect(x - 3, y - 3, 6, 6);
 411       if (showLabels)
 412       {
 413         g.setColor(Color.red);
 414         g.drawString(
 415                 ((SequencePoint) points.elementAt(i)).sequence.getName(),
 416                 x - 3, y - 4);
 417       }
 418     }
 419   }
 420
 421   public Dimension minimumsize()
 422   {
 423     return prefsize;
 424   }
 425
 426   public Dimension preferredsize()
 427   {
 428     return prefsize;
 429   }
 430
 431   public void keyTyped(KeyEvent evt)
 432   {
 433   }
 434
 435   public void keyReleased(KeyEvent evt)
 436   {
 437   }
 438
 439   public void keyPressed(KeyEvent evt)
 440   {
 441     if (evt.getKeyCode() == KeyEvent.VK_UP)
 442     {
 443       scalefactor = (float) (scalefactor * 1.1);
 444       scale = findScale();
 445     }
 446     else if (evt.getKeyCode() == KeyEvent.VK_DOWN)
 447     {
 448       scalefactor = (float) (scalefactor * 0.9);
 449       scale = findScale();
 450     }
 451     else if (evt.getKeyChar() == 's')
 452     {
 453       System.err.println("DEBUG: Rectangle selection"); // log.debug
 454       if (rectx2 != -1 && recty2 != -1)
 455       {
 456         rectSelect(rectx1, recty1, rectx2, recty2);
 457
 458       }
 459     }
 460     repaint();
 461   }
 462
 463   public void printPoints()
 464   {
 465     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 466     {
 467       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 468       Format.print(System.out, "%5d ", i);
 469       for (int j = 0; j < 3; j++)
 470       {
 471         Format.print(System.out, "%13.3f  ", sp.coord[j]);
 472       }
 473       System.out.println();
 474     }
 475   }
 476
 477   public void mouseClicked(MouseEvent evt)
 478   {
 479   }
 480
 481   public void mouseEntered(MouseEvent evt)
 482   {
 483   }
 484
 485   public void mouseExited(MouseEvent evt)
 486   {
 487   }
 488
 489   public void mouseReleased(MouseEvent evt)
 490   {
 491   }
 492
 493   public void mousePressed(MouseEvent evt)
 494   {
 495     int x = evt.getX();
 496     int y = evt.getY();
 497
 498     mx = x;
 499     my = y;
 500
 501     omx = mx;
 502     omy = my;
 503
 504     startx = x;
 505     starty = y;
 506
 507     rectx1 = x;
 508     recty1 = y;
 509
 510     rectx2 = -1;
 511     recty2 = -1;
 512
 513     SequenceI found = findPoint(x, y);
 514
 515     if (found != null)
 516     {
 517       // TODO: applet PCA is not associatable with multi-panels - only parent view
 518       if (av.getSelectionGroup() != null)
 519       {
 520         av.getSelectionGroup().addOrRemove(found, true);
 521         av.getSelectionGroup().setEndRes(av.alignment.getWidth() - 1);
 522       }
 523       else
 524       {
 525         av.setSelectionGroup(new SequenceGroup());
 526         av.getSelectionGroup().addOrRemove(found, true);
 527         av.getSelectionGroup().setEndRes(av.alignment.getWidth() - 1);
 528
 529       }
 530       PaintRefresher.Refresh(this, av.getSequenceSetId());
 531       av.sendSelection();
 532     }
 533     repaint();
 534   }
 535
 536   public void mouseMoved(MouseEvent evt)
 537   {
 538     SequenceI found = findPoint(evt.getX(), evt.getY());
 539     if (found == null)
 540     {
 541       tooltip = null;
 542     }
 543     else
 544     {
 545       tooltip = found.getName();
 546       toolx = evt.getX();
 547       tooly = evt.getY();
 548     }
 549     repaint();
 550   }
 551
 552   public void mouseDragged(MouseEvent evt)
 553   {
 554     mx = evt.getX();
 555     my = evt.getY();
 556
 557     rotmat.setIdentity();
 558
 559     rotmat.rotate((float) (my - omy), 'x');
 560     rotmat.rotate((float) (mx - omx), 'y');
 561
 562     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 563     {
 564       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 565       sp.coord[0] -= centre[0];
 566       sp.coord[1] -= centre[1];
 567       sp.coord[2] -= centre[2];
 568
 569       // Now apply the rotation matrix
 570       sp.coord = rotmat.vectorMultiply(sp.coord);
 571
 572       // Now translate back again
 573       sp.coord[0] += centre[0];
 574       sp.coord[1] += centre[1];
 575       sp.coord[2] += centre[2];
 576     }
 577
 578     for (int i = 0; i < 3; i++)
 579     {
 580       axes[i] = rotmat.vectorMultiply(axes[i]);
 581     }
 582     omx = mx;
 583     omy = my;
 584
 585     paint(this.getGraphics());
 586   }
 587
 588   public void rectSelect(int x1, int y1, int x2, int y2)
 589   {
 590     // boolean changedSel = false;
 591     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 592     {
 593       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 594       int tmp1 = (int) ((sp.coord[0] - centre[0]) * scale + (float) getSize().width / 2.0);
 595       int tmp2 = (int) ((sp.coord[1] - centre[1]) * scale + (float) getSize().height / 2.0);
 596
 597       if (tmp1 > x1 && tmp1 < x2 && tmp2 > y1 && tmp2 < y2)
 598       {
 599         if (av != null)
 600         {
 601           if (!av.getSelectionGroup().getSequences(null)
 602                   .contains(sp.sequence))
 603           {
 604             av.getSelectionGroup().addSequence(sp.sequence, true);
 605           }
 606         }
 607       }
 608     }
 609   }
 610
 611   public SequenceI findPoint(int x, int y)
 612   {
 613
 614     int halfwidth = getSize().width / 2;
 615     int halfheight = getSize().height / 2;
 616
 617     int found = -1;
 618
 619     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 620     {
 621
 622       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 623       int px = (int) ((float) (sp.coord[0] - centre[0]) * scale)
 624               + halfwidth;
 625       int py = (int) ((float) (sp.coord[1] - centre[1]) * scale)
 626               + halfheight;
 627
 628       if (Math.abs(px - x) < 3 && Math.abs(py - y) < 3)
 629       {
 630         found = i;
 631       }
 632     }
 633     if (found != -1)
 634     {
 635       return ((SequencePoint) points.elementAt(found)).sequence;
 636     }
 637     else
 638     {
 639       return null;
 640     }
 641   }
 642
 643 }