src/jalview/appletgui/RotatableCanvas.java

   1 /*\r
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer\r
   3  * Copyright (C) 2005 AM Waterhouse, J Procter, G Barton, M Clamp, S Searle\r
   4  *\r
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or\r
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License\r
   7  * as published by the Free Software Foundation; either version 2\r
   8  * of the License, or (at your option) any later version.\r
   9  *\r
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,\r
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\r
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\r
  13  * GNU General Public License for more details.\r
  14  *\r
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License\r
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software\r
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA\r
  18  */\r
  19 \r
  20 package jalview.appletgui;\r
  21 \r
  22 import java.util.*;\r
  23 \r
  24 import java.awt.*;\r
  25 import java.awt.event.*;\r
  26 \r
  27 import jalview.datamodel.*;\r
  28 import jalview.math.*;\r
  29 import jalview.util.*;\r
  30 \r
  31 public class RotatableCanvas\r
  32     extends Panel implements MouseListener,\r
  33     MouseMotionListener,\r
  34     KeyListener\r
  35 {\r
  36   RotatableMatrix idmat = new RotatableMatrix(3, 3);\r
  37   RotatableMatrix objmat = new RotatableMatrix(3, 3);\r
  38   RotatableMatrix rotmat = new RotatableMatrix(3, 3);\r
  39 \r
  40   //RubberbandRectangle rubberband;\r
  41 \r
  42   boolean drawAxes = true;\r
  43 \r
  44   int omx = 0;\r
  45   int mx = 0;\r
  46   int omy = 0;\r
  47   int my = 0;\r
  48 \r
  49   Image img;\r
  50   Graphics ig;\r
  51 \r
  52   Dimension prefsize;\r
  53 \r
  54   float centre[] = new float[3];\r
  55   float width[] = new float[3];\r
  56 \r
  57   float max[] = new float[3];\r
  58   float min[] = new float[3];\r
  59 \r
  60   float maxwidth;\r
  61   float scale;\r
  62 \r
  63   int npoint;\r
  64 \r
  65   Vector points;\r
  66   float[][] orig;\r
  67   float[][] axes;\r
  68 \r
  69   int startx;\r
  70   int starty;\r
  71 \r
  72   int lastx;\r
  73   int lasty;\r
  74 \r
  75   int rectx1;\r
  76   int recty1;\r
  77   int rectx2;\r
  78   int recty2;\r
  79 \r
  80   float scalefactor = 1;\r
  81 \r
  82   AlignViewport av;\r
  83   boolean showLabels = false;\r
  84 \r
  85   public RotatableCanvas(AlignViewport av)\r
  86   {\r
  87     this.av = av;\r
  88   }\r
  89 \r
  90   public void showLabels(boolean b)\r
  91   {\r
  92     showLabels = b;\r
  93     repaint();\r
  94   }\r
  95 \r
  96   public void setPoints(Vector points, int npoint)\r
  97   {\r
  98     this.points = points;\r
  99     this.npoint = npoint;\r
 100     PaintRefresher.Register(this, av.alignment);\r
 101 \r
 102     prefsize = getPreferredSize();\r
 103     orig = new float[npoint][3];\r
 104 \r
 105     for (int i = 0; i < npoint; i++)\r
 106     {\r
 107       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);\r
 108       for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 109       {\r
 110         orig[i][j] = sp.coord[j];\r
 111       }\r
 112     }\r
 113     //Initialize the matrices to identity\r
 114 \r
 115     for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 116     {\r
 117       for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 118       {\r
 119         if (i != j)\r
 120         {\r
 121           idmat.addElement(i, j, 0);\r
 122           objmat.addElement(i, j, 0);\r
 123           rotmat.addElement(i, j, 0);\r
 124         }\r
 125         else\r
 126         {\r
 127           idmat.addElement(i, j, 0);\r
 128           objmat.addElement(i, j, 0);\r
 129           rotmat.addElement(i, j, 0);\r
 130         }\r
 131       }\r
 132     }\r
 133 \r
 134     axes = new float[3][3];\r
 135     initAxes();\r
 136 \r
 137     findCentre();\r
 138     findWidth();\r
 139 \r
 140     scale = findScale();\r
 141 \r
 142     //    System.out.println("Scale factor = " + scale);\r
 143 \r
 144     addMouseListener(this);\r
 145     addKeyListener(this);\r
 146     // if (getParent() != null) {\r
 147     //   getParent().addKeyListener(this);\r
 148     //}\r
 149     addMouseMotionListener(this);\r
 150 \r
 151     // Add rubberband\r
 152     //   rubberband  = new RubberbandRectangle(this);\r
 153     //  rubberband.setActive(true);\r
 154     //   rubberband.addListener(this);\r
 155   }\r
 156 \r
 157   /* public boolean handleSequenceSelectionEvent(SequenceSelectionEvent evt) {\r
 158      redrawneeded = true;\r
 159      repaint();\r
 160      return true;\r
 161    }\r
 162 \r
 163    public void removeNotify() {\r
 164      controller.removeListener(this);\r
 165      super.removeNotify();\r
 166    }*/\r
 167 \r
 168   public void initAxes()\r
 169   {\r
 170     for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 171     {\r
 172       for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 173       {\r
 174         if (i != j)\r
 175         {\r
 176           axes[i][j] = 0;\r
 177         }\r
 178         else\r
 179         {\r
 180           axes[i][j] = 1;\r
 181         }\r
 182       }\r
 183     }\r
 184   }\r
 185 \r
 186   public void findWidth()\r
 187   {\r
 188     max = new float[3];\r
 189     min = new float[3];\r
 190 \r
 191     max[0] = (float) - 1e30;\r
 192     max[1] = (float) - 1e30;\r
 193     max[2] = (float) - 1e30;\r
 194 \r
 195     min[0] = (float) 1e30;\r
 196     min[1] = (float) 1e30;\r
 197     min[2] = (float) 1e30;\r
 198 \r
 199     for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 200     {\r
 201       for (int j = 0; j < npoint; j++)\r
 202       {\r
 203         SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(j);\r
 204         if (sp.coord[i] >= max[i])\r
 205         {\r
 206           max[i] = sp.coord[i];\r
 207         }\r
 208         if (sp.coord[i] <= min[i])\r
 209         {\r
 210           min[i] = sp.coord[i];\r
 211         }\r
 212       }\r
 213     }\r
 214 \r
 215     //    System.out.println("xmax " + max[0] + " min " + min[0]);\r
 216     //System.out.println("ymax " + max[1] + " min " + min[1]);\r
 217     //System.out.println("zmax " + max[2] + " min " + min[2]);\r
 218 \r
 219     width[0] = Math.abs(max[0] - min[0]);\r
 220     width[1] = Math.abs(max[1] - min[1]);\r
 221     width[2] = Math.abs(max[2] - min[2]);\r
 222 \r
 223     maxwidth = width[0];\r
 224 \r
 225     if (width[1] > width[0])\r
 226     {\r
 227       maxwidth = width[1];\r
 228     }\r
 229     if (width[2] > width[1])\r
 230     {\r
 231       maxwidth = width[2];\r
 232     }\r
 233 \r
 234     //System.out.println("Maxwidth = " + maxwidth);\r
 235   }\r
 236 \r
 237   public float findScale()\r
 238   {\r
 239     int dim, width, height;\r
 240     if (getSize().width != 0)\r
 241     {\r
 242       width = getSize().width;\r
 243       height = getSize().height;\r
 244     }\r
 245     else\r
 246     {\r
 247       width = prefsize.width;\r
 248       height = prefsize.height;\r
 249     }\r
 250 \r
 251     if (width < height)\r
 252     {\r
 253       dim = width;\r
 254     }\r
 255     else\r
 256     {\r
 257       dim = height;\r
 258     }\r
 259 \r
 260     return (float) (dim * scalefactor / (2 * maxwidth));\r
 261   }\r
 262 \r
 263   public void findCentre()\r
 264   {\r
 265     //Find centre coordinate\r
 266     findWidth();\r
 267 \r
 268     centre[0] = (max[0] + min[0]) / 2;\r
 269     centre[1] = (max[1] + min[1]) / 2;\r
 270     centre[2] = (max[2] + min[2]) / 2;\r
 271 \r
 272     //    System.out.println("Centre x " + centre[0]);\r
 273     //System.out.println("Centre y " + centre[1]);\r
 274     //System.out.println("Centre z " + centre[2]);\r
 275   }\r
 276 \r
 277   public Dimension getPreferredSize()\r
 278   {\r
 279     if (prefsize != null)\r
 280     {\r
 281       return prefsize;\r
 282     }\r
 283     else\r
 284     {\r
 285       return new Dimension(400, 400);\r
 286     }\r
 287   }\r
 288 \r
 289   public Dimension getMinimumSize()\r
 290   {\r
 291     return getPreferredSize();\r
 292   }\r
 293 \r
 294   public void paint(Graphics g)\r
 295   {\r
 296     if (points == null)\r
 297     {\r
 298       g.setFont(new Font("Verdana", Font.PLAIN, 18));\r
 299       g.drawString("Calculating PCA....", 20, getSize().height / 2);\r
 300     }\r
 301     else\r
 302     {\r
 303 \r
 304       //Only create the image at the beginning -\r
 305       if ( (img == null) || (prefsize.width != getSize().width) ||\r
 306           (prefsize.height != getSize().height))\r
 307       {\r
 308         prefsize.width = getSize().width;\r
 309         prefsize.height = getSize().height;\r
 310 \r
 311         scale = findScale();\r
 312 \r
 313         //      System.out.println("New scale = " + scale);\r
 314         img = createImage(getSize().width, getSize().height);\r
 315         ig = img.getGraphics();\r
 316 \r
 317       }\r
 318 \r
 319       drawBackground(ig, Color.black);\r
 320       drawScene(ig);\r
 321       if (drawAxes == true)\r
 322       {\r
 323         drawAxes(ig);\r
 324       }\r
 325 \r
 326       g.drawImage(img, 0, 0, this);\r
 327     }\r
 328   }\r
 329 \r
 330   public void drawAxes(Graphics g)\r
 331   {\r
 332 \r
 333     g.setColor(Color.yellow);\r
 334     for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 335     {\r
 336       g.drawLine(getSize().width / 2, getSize().height / 2,\r
 337                  (int) (axes[i][0] * scale * max[0] + getSize().width / 2),\r
 338                  (int) (axes[i][1] * scale * max[1] + getSize().height / 2));\r
 339     }\r
 340   }\r
 341 \r
 342   public void drawBackground(Graphics g, Color col)\r
 343   {\r
 344     g.setColor(col);\r
 345     g.fillRect(0, 0, prefsize.width, prefsize.height);\r
 346   }\r
 347 \r
 348   public void drawScene(Graphics g)\r
 349   {\r
 350     //boolean darker = false;\r
 351 \r
 352     int halfwidth = getSize().width / 2;\r
 353     int halfheight = getSize().height / 2;\r
 354 \r
 355     for (int i = 0; i < npoint; i++)\r
 356     {\r
 357       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);\r
 358       int x = (int) ( (float) (sp.coord[0] - centre[0]) * scale) + halfwidth;\r
 359       int y = (int) ( (float) (sp.coord[1] - centre[1]) * scale) + halfheight;\r
 360       float z = sp.coord[1] - centre[2];\r
 361 \r
 362       if (sp.sequence.getColor() == Color.black)\r
 363       {\r
 364         g.setColor(Color.white);\r
 365       }\r
 366       else\r
 367       {\r
 368         g.setColor(sp.sequence.getColor());\r
 369       }\r
 370 \r
 371       if (av.getSelectionGroup() != null)\r
 372       {\r
 373         if (av.getSelectionGroup().sequences.contains( ( (SequencePoint) points.\r
 374             elementAt(i)).sequence))\r
 375         {\r
 376           g.setColor(Color.gray);\r
 377         }\r
 378       }\r
 379       if (z < 0)\r
 380       {\r
 381         g.setColor(g.getColor().darker());\r
 382       }\r
 383 \r
 384       g.fillRect(x - 3, y - 3, 6, 6);\r
 385       if (showLabels)\r
 386       {\r
 387         g.setColor(Color.red);\r
 388         g.drawString( ( (SequencePoint) points.elementAt(i)).sequence.\r
 389                      getName(),\r
 390                      x - 3, y - 4);\r
 391       }\r
 392 \r
 393     }\r
 394 //    //Now the rectangle\r
 395 //    if (rectx2 != -1 && recty2 != -1) {\r
 396 //      g.setColor(Color.white);\r
 397 //\r
 398 //      g.drawRect(rectx1,recty1,rectx2-rectx1,recty2-recty1);\r
 399 //    }\r
 400   }\r
 401 \r
 402   public Dimension minimumsize()\r
 403   {\r
 404     return prefsize;\r
 405   }\r
 406 \r
 407   public Dimension preferredsize()\r
 408   {\r
 409     return prefsize;\r
 410   }\r
 411 \r
 412   public void keyTyped(KeyEvent evt)\r
 413   {}\r
 414 \r
 415   public void keyReleased(KeyEvent evt)\r
 416   {}\r
 417 \r
 418   public void keyPressed(KeyEvent evt)\r
 419   {\r
 420     requestFocus();\r
 421     if (evt.getKeyCode() == KeyEvent.VK_UP)\r
 422     {\r
 423       scalefactor = (float) (scalefactor * 1.1);\r
 424       scale = findScale();\r
 425     }\r
 426     else if (evt.getKeyCode() == KeyEvent.VK_DOWN)\r
 427     {\r
 428       scalefactor = (float) (scalefactor * 0.9);\r
 429       scale = findScale();\r
 430     }\r
 431     else if (evt.getKeyChar() == 's')\r
 432     {\r
 433       System.err.println("DEBUG: Rectangle selection"); // log.debug\r
 434       if (rectx2 != -1 && recty2 != -1)\r
 435       {\r
 436         rectSelect(rectx1, recty1, rectx2, recty2);\r
 437 \r
 438       }\r
 439     }\r
 440     repaint();\r
 441   }\r
 442 \r
 443   public void printPoints()\r
 444   {\r
 445     for (int i = 0; i < npoint; i++)\r
 446     {\r
 447       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);\r
 448       Format.print(System.out, "%5d ", i);\r
 449       for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 450       {\r
 451         Format.print(System.out, "%13.3f  ", sp.coord[j]);\r
 452       }\r
 453       System.out.println();\r
 454     }\r
 455   }\r
 456 \r
 457   public void mouseClicked(MouseEvent evt)\r
 458   {}\r
 459 \r
 460   public void mouseEntered(MouseEvent evt)\r
 461   {}\r
 462 \r
 463   public void mouseExited(MouseEvent evt)\r
 464   {}\r
 465 \r
 466   public void mouseReleased(MouseEvent evt)\r
 467   {}\r
 468 \r
 469   public void mousePressed(MouseEvent evt)\r
 470   {\r
 471     int x = evt.getX();\r
 472     int y = evt.getY();\r
 473 \r
 474     mx = x;\r
 475     my = y;\r
 476 \r
 477     omx = mx;\r
 478     omy = my;\r
 479 \r
 480     startx = x;\r
 481     starty = y;\r
 482 \r
 483     rectx1 = x;\r
 484     recty1 = y;\r
 485 \r
 486     rectx2 = -1;\r
 487     recty2 = -1;\r
 488 \r
 489     SequenceI found = findPoint(x, y);\r
 490 \r
 491     if (found != null)\r
 492     {\r
 493       if (av.getSelectionGroup() != null)\r
 494       {\r
 495         av.getSelectionGroup().addOrRemove(found, true);\r
 496         av.getSelectionGroup().setEndRes(av.alignment.getWidth()-1);\r
 497         PaintRefresher.Refresh(this, av.alignment);\r
 498       }\r
 499       else\r
 500       {\r
 501         av.setSelectionGroup(new SequenceGroup());\r
 502         av.getSelectionGroup().addOrRemove(found, true);\r
 503         av.getSelectionGroup().setEndRes(av.alignment.getWidth()-1);\r
 504 \r
 505       }\r
 506     }\r
 507     repaint();\r
 508   }\r
 509 \r
 510   // private void fireSequenceSelectionEvent(Selection sel) {\r
 511   //   controller.handleSequenceSelectionEvent(new SequenceSelectionEvent(this,sel));\r
 512   //}\r
 513 \r
 514   public void mouseMoved(MouseEvent evt)\r
 515   {\r
 516     // SequenceI found = findPoint(evt.getX(), evt.getY());\r
 517   }\r
 518 \r
 519   public void mouseDragged(MouseEvent evt)\r
 520   {\r
 521     mx = evt.getX();\r
 522     my = evt.getY();\r
 523     //Check if this is a rectangle drawing drag\r
 524     if ( (evt.getModifiers() & InputEvent.BUTTON2_MASK) != 0)\r
 525     {\r
 526 //      rectx2 = evt.getX();\r
 527 //      recty2 = evt.getY();\r
 528     }\r
 529     else\r
 530     {\r
 531       rotmat.setIdentity();\r
 532 \r
 533       rotmat.rotate( (float) (my - omy), 'x');\r
 534       rotmat.rotate( (float) (mx - omx), 'y');\r
 535 \r
 536       for (int i = 0; i < npoint; i++)\r
 537       {\r
 538         SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);\r
 539         sp.coord[0] -= centre[0];\r
 540         sp.coord[1] -= centre[1];\r
 541         sp.coord[2] -= centre[2];\r
 542 \r
 543         //Now apply the rotation matrix\r
 544         sp.coord = rotmat.vectorMultiply(sp.coord);\r
 545 \r
 546         //Now translate back again\r
 547         sp.coord[0] += centre[0];\r
 548         sp.coord[1] += centre[1];\r
 549         sp.coord[2] += centre[2];\r
 550       }\r
 551 \r
 552       for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 553       {\r
 554         axes[i] = rotmat.vectorMultiply(axes[i]);\r
 555       }\r
 556       omx = mx;\r
 557       omy = my;\r
 558 \r
 559       paint(this.getGraphics());\r
 560     }\r
 561 \r
 562   }\r
 563 \r
 564   public void rectSelect(int x1, int y1, int x2, int y2)\r
 565   {\r
 566     //boolean changedSel = false;\r
 567     for (int i = 0; i < npoint; i++)\r
 568     {\r
 569       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);\r
 570       int tmp1 = (int) ( (sp.coord[0] - centre[0]) * scale +\r
 571                         (float) getSize().width / 2.0);\r
 572       int tmp2 = (int) ( (sp.coord[1] - centre[1]) * scale +\r
 573                         (float) getSize().height / 2.0);\r
 574 \r
 575       if (tmp1 > x1 && tmp1 < x2 && tmp2 > y1 && tmp2 < y2)\r
 576       {\r
 577         if (av != null)\r
 578         {\r
 579           if (!av.getSelectionGroup().sequences.contains(sp.sequence))\r
 580           {\r
 581             av.getSelectionGroup().addSequence(sp.sequence, true);\r
 582           }\r
 583         }\r
 584       }\r
 585     }\r
 586   }\r
 587 \r
 588   public SequenceI findPoint(int x, int y)\r
 589   {\r
 590 \r
 591     int halfwidth = getSize().width / 2;\r
 592     int halfheight = getSize().height / 2;\r
 593 \r
 594     int found = -1;\r
 595 \r
 596     for (int i = 0; i < npoint; i++)\r
 597     {\r
 598 \r
 599       SequencePoint sp = (SequencePoint) points.elementAt(i);\r
 600       int px = (int) ( (float) (sp.coord[0] - centre[0]) * scale) + halfwidth;\r
 601       int py = (int) ( (float) (sp.coord[1] - centre[1]) * scale) + halfheight;\r
 602 \r
 603       if (Math.abs(px - x) < 3 && Math.abs(py - y) < 3)\r
 604       {\r
 605         found = i;\r
 606       }\r
 607     }\r
 608     if (found != -1)\r
 609     {\r
 610       return ( (SequencePoint) points.elementAt(found)).sequence;\r
 611     }\r
 612     else\r
 613     {\r
 614       return null;\r
 615     }\r
 616   }\r
 617   /*  public boolean handleRubberbandEvent(RubberbandEvent evt) {\r
 618       System.out.println("Rubberband handler called in RotatableCanvas with " +\r
 619                          evt.getBounds());\r
 620 \r
 621       Rubberband rb = (Rubberband)evt.getSource();\r
 622 \r
 623       // Clear the current selection (instance variable)\r
 624       //if ((rb.getModifiers() & Event.SHIFT_MASK) == 0) {\r
 625       //   clearSelection();\r
 626       //}\r
 627 \r
 628       if (rb.getComponent() == this) {\r
 629         Rectangle bounds = evt.getBounds();\r
 630    rectSelect(bounds.x,bounds.y,bounds.x+bounds.width,bounds.y+bounds.height);\r
 631       }\r
 632 \r
 633       redrawneeded = true;\r
 634       paint(this.getGraphics());\r
 635 \r
 636       return true;\r
 637     }*/\r
 638 \r
 639 }\r