src/jalview/appletgui/RotatableCanvas.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.6)
   3  * Copyright (C) 2010 J Procter, AM Waterhouse, 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).contains(
 400                 ((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(((SequencePoint) points.elementAt(i)).sequence
 415                 .getName(), x - 3, y - 4);
 416       }
 417     }
 418   }
 419
 420   public Dimension minimumsize()
 421   {
 422     return prefsize;
 423   }
 424
 425   public Dimension preferredsize()
 426   {
 427     return prefsize;
 428   }
 429
 430   public void keyTyped(KeyEvent evt)
 431   {
 432   }
 433
 434   public void keyReleased(KeyEvent evt)
 435   {
 436   }
 437
 438   public void keyPressed(KeyEvent evt)
 439   {
 440     if (evt.getKeyCode() == KeyEvent.VK_UP)
 441     {
 442       scalefactor = (float) (scalefactor * 1.1);
 443       scale = findScale();
 444     }
 445     else if (evt.getKeyCode() == KeyEvent.VK_DOWN)
 446     {
 447       scalefactor = (float) (scalefactor * 0.9);
 448       scale = findScale();
 449     }
 450     else if (evt.getKeyChar() == 's')
 451     {
 452       System.err.println("DEBUG: Rectangle selection"); // log.debug
 453       if (rectx2 != -1 && recty2 != -1)
 454       {
 455         rectSelect(rectx1, recty1, rectx2, recty2);
 456
 457       }
 458     }
 459     repaint();
 460   }
 461
 462   public void printPoints()
 463   {
 464     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 465     {
 466       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 467       Format.print(System.out, "%5d ", i);
 468       for (int j = 0; j < 3; j++)
 469       {
 470         Format.print(System.out, "%13.3f  ", sp.coord[j]);
 471       }
 472       System.out.println();
 473     }
 474   }
 475
 476   public void mouseClicked(MouseEvent evt)
 477   {
 478   }
 479
 480   public void mouseEntered(MouseEvent evt)
 481   {
 482   }
 483
 484   public void mouseExited(MouseEvent evt)
 485   {
 486   }
 487
 488   public void mouseReleased(MouseEvent evt)
 489   {
 490   }
 491
 492   public void mousePressed(MouseEvent evt)
 493   {
 494     int x = evt.getX();
 495     int y = evt.getY();
 496
 497     mx = x;
 498     my = y;
 499
 500     omx = mx;
 501     omy = my;
 502
 503     startx = x;
 504     starty = y;
 505
 506     rectx1 = x;
 507     recty1 = y;
 508
 509     rectx2 = -1;
 510     recty2 = -1;
 511
 512     SequenceI found = findPoint(x, y);
 513
 514     if (found != null)
 515     {
 516       if (av.getSelectionGroup() != null)
 517       {
 518         av.getSelectionGroup().addOrRemove(found, true);
 519         av.getSelectionGroup().setEndRes(av.alignment.getWidth() - 1);
 520         PaintRefresher.Refresh(this, av.getSequenceSetId());
 521       }
 522       else
 523       {
 524         av.setSelectionGroup(new SequenceGroup());
 525         av.getSelectionGroup().addOrRemove(found, true);
 526         av.getSelectionGroup().setEndRes(av.alignment.getWidth() - 1);
 527
 528       }
 529     }
 530     repaint();
 531   }
 532
 533   public void mouseMoved(MouseEvent evt)
 534   {
 535     SequenceI found = findPoint(evt.getX(), evt.getY());
 536     if (found == null)
 537     {
 538       tooltip = null;
 539     }
 540     else
 541     {
 542       tooltip = found.getName();
 543       toolx = evt.getX();
 544       tooly = evt.getY();
 545     }
 546     repaint();
 547   }
 548
 549   public void mouseDragged(MouseEvent evt)
 550   {
 551     mx = evt.getX();
 552     my = evt.getY();
 553
 554     rotmat.setIdentity();
 555
 556     rotmat.rotate((float) (my - omy), 'x');
 557     rotmat.rotate((float) (mx - omx), 'y');
 558
 559     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 560     {
 561       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 562       sp.coord[0] -= centre[0];
 563       sp.coord[1] -= centre[1];
 564       sp.coord[2] -= centre[2];
 565
 566       // Now apply the rotation matrix
 567       sp.coord = rotmat.vectorMultiply(sp.coord);
 568
 569       // Now translate back again
 570       sp.coord[0] += centre[0];
 571       sp.coord[1] += centre[1];
 572       sp.coord[2] += centre[2];
 573     }
 574
 575     for (int i = 0; i < 3; i++)
 576     {
 577       axes[i] = rotmat.vectorMultiply(axes[i]);
 578     }
 579     omx = mx;
 580     omy = my;
 581
 582     paint(this.getGraphics());
 583   }
 584
 585   public void rectSelect(int x1, int y1, int x2, int y2)
 586   {
 587     // boolean changedSel = false;
 588     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 589     {
 590       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 591       int tmp1 = (int) ((sp.coord[0] - centre[0]) * scale + (float) getSize().width / 2.0);
 592       int tmp2 = (int) ((sp.coord[1] - centre[1]) * scale + (float) getSize().height / 2.0);
 593
 594       if (tmp1 > x1 && tmp1 < x2 && tmp2 > y1 && tmp2 < y2)
 595       {
 596         if (av != null)
 597         {
 598           if (!av.getSelectionGroup().getSequences(null).contains(
 599                   sp.sequence))
 600           {
 601             av.getSelectionGroup().addSequence(sp.sequence, true);
 602           }
 603         }
 604       }
 605     }
 606   }
 607
 608   public SequenceI findPoint(int x, int y)
 609   {
 610
 611     int halfwidth = getSize().width / 2;
 612     int halfheight = getSize().height / 2;
 613
 614     int found = -1;
 615
 616     for (int i = 0; i < npoint; i++)
 617     {
 618
 619       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);
 620       int px = (int) ((float) (sp.coord[0] - centre[0]) * scale)
 621               + halfwidth;
 622       int py = (int) ((float) (sp.coord[1] - centre[1]) * scale)
 623               + halfheight;
 624
 625       if (Math.abs(px - x) < 3 && Math.abs(py - y) < 3)
 626       {
 627         found = i;
 628       }
 629     }
 630     if (found != -1)
 631     {
 632       return ((SequencePoint) points.elementAt(found)).sequence;
 633     }
 634     else
 635     {
 636       return null;
 637     }
 638   }
 639
 640 }