src/jalview/appletgui/TreeCanvas.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
   3  * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
   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
  10  * of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
  14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
  20  */
  21 package jalview.appletgui;
  22
  23 import jalview.analysis.Conservation;
  24 import jalview.analysis.TreeModel;
  25 import jalview.api.AlignViewportI;
  26 import jalview.datamodel.Sequence;
  27 import jalview.datamodel.SequenceGroup;
  28 import jalview.datamodel.SequenceI;
  29 import jalview.datamodel.SequenceNode;
  30 import jalview.schemes.ColourSchemeI;
  31 import jalview.schemes.ColourSchemeProperty;
  32 import jalview.schemes.UserColourScheme;
  33 import jalview.util.Format;
  34 import jalview.util.MappingUtils;
  35 import jalview.viewmodel.AlignmentViewport;
  36
  37 import java.awt.Color;
  38 import java.awt.Dimension;
  39 import java.awt.Font;
  40 import java.awt.FontMetrics;
  41 import java.awt.Graphics;
  42 import java.awt.Panel;
  43 import java.awt.Point;
  44 import java.awt.Rectangle;
  45 import java.awt.ScrollPane;
  46 import java.awt.event.MouseEvent;
  47 import java.awt.event.MouseListener;
  48 import java.awt.event.MouseMotionListener;
  49 import java.util.Enumeration;
  50 import java.util.Hashtable;
  51 import java.util.List;
  52 import java.util.Vector;
  53
  54 public class TreeCanvas extends Panel
  55         implements MouseListener, MouseMotionListener
  56 {
  57   TreeModel tree;
  58
  59   ScrollPane scrollPane;
  60
  61   AlignViewport av;
  62
  63   public static final String PLACEHOLDER = " * ";
  64
  65   Font font;
  66
  67   boolean fitToWindow = true;
  68
  69   boolean showDistances = false;
  70
  71   boolean showBootstrap = false;
  72
  73   boolean markPlaceholders = false;
  74
  75   int offx = 20;
  76
  77   int offy;
  78
  79   float threshold;
  80
  81   String longestName;
  82
  83   int labelLength = -1;
  84
  85   Hashtable nameHash = new Hashtable();
  86
  87   Hashtable nodeHash = new Hashtable();
  88
  89   SequenceNode highlightNode;
  90
  91   AlignmentPanel ap;
  92
  93   public TreeCanvas(AlignmentPanel ap, ScrollPane scroller)
  94   {
  95     this.ap = ap;
  96     this.av = ap.av;
  97     font = av.getFont();
  98     scrollPane = scroller;
  99     addMouseListener(this);
 100     addMouseMotionListener(this);
 101     setLayout(null);
 102
 103     PaintRefresher.Register(this, av.getSequenceSetId());
 104   }
 105
 106   public void treeSelectionChanged(SequenceI sequence)
 107   {
 108     SequenceGroup selected = av.getSelectionGroup();
 109     if (selected == null)
 110     {
 111       selected = new SequenceGroup();
 112       av.setSelectionGroup(selected);
 113     }
 114
 115     selected.setEndRes(av.getAlignment().getWidth() - 1);
 116     selected.addOrRemove(sequence, true);
 117   }
 118
 119   public void setTree(TreeModel tree2)
 120   {
 121     this.tree = tree2;
 122     tree2.findHeight(tree2.getTopNode());
 123
 124     // Now have to calculate longest name based on the leaves
 125     Vector<SequenceNode> leaves = tree2.findLeaves(tree2.getTopNode());
 126     boolean has_placeholders = false;
 127     longestName = "";
 128
 129     for (int i = 0; i < leaves.size(); i++)
 130     {
 131       SequenceNode lf = leaves.elementAt(i);
 132
 133       if (lf.isPlaceholder())
 134       {
 135         has_placeholders = true;
 136       }
 137
 138       if (longestName.length() < ((Sequence) lf.element()).getName()
 139               .length())
 140       {
 141         longestName = TreeCanvas.PLACEHOLDER
 142                 + ((Sequence) lf.element()).getName();
 143       }
 144     }
 145
 146     setMarkPlaceholders(has_placeholders);
 147   }
 148
 149   public void drawNode(Graphics g, SequenceNode node, float chunk,
 150           double scale, int width, int offx, int offy)
 151   {
 152     if (node == null)
 153     {
 154       return;
 155     }
 156
 157     if (node.left() == null && node.right() == null)
 158     {
 159       // Drawing leaf node
 160
 161       double height = node.height;
 162       double dist = node.dist;
 163
 164       int xstart = (int) ((height - dist) * scale) + offx;
 165       int xend = (int) (height * scale) + offx;
 166
 167       int ypos = (int) (node.ycount * chunk) + offy;
 168
 169       if (node.element() instanceof SequenceI)
 170       {
 171         SequenceI seq = (SequenceI) node.element();
 172
 173         if (av.getSequenceColour(seq) == Color.white)
 174         {
 175           g.setColor(Color.black);
 176         }
 177         else
 178         {
 179           g.setColor(av.getSequenceColour(seq).darker());
 180         }
 181
 182       }
 183       else
 184       {
 185         g.setColor(Color.black);
 186       }
 187
 188       // Draw horizontal line
 189       g.drawLine(xstart, ypos, xend, ypos);
 190
 191       String nodeLabel = "";
 192       if (showDistances && node.dist > 0)
 193       {
 194         nodeLabel = new Format("%-.2f").form(node.dist);
 195       }
 196       if (showBootstrap)
 197       {
 198         int btstrap = node.getBootstrap();
 199         if (btstrap > -1)
 200         {
 201           if (showDistances)
 202           {
 203             nodeLabel = nodeLabel + " : ";
 204           }
 205           nodeLabel = nodeLabel + String.valueOf(node.getBootstrap());
 206         }
 207       }
 208       if (!nodeLabel.equals(""))
 209       {
 210         g.drawString(nodeLabel, xstart + 2, ypos - 2);
 211       }
 212
 213       String name = (markPlaceholders && node.isPlaceholder())
 214               ? (PLACEHOLDER + node.getName())
 215               : node.getName();
 216       FontMetrics fm = g.getFontMetrics(font);
 217       int charWidth = fm.stringWidth(name) + 3;
 218       int charHeight = fm.getHeight();
 219
 220       Rectangle rect = new Rectangle(xend + 10, ypos - charHeight,
 221               charWidth, charHeight);
 222
 223       nameHash.put(node.element(), rect);
 224
 225       // Colour selected leaves differently
 226       SequenceGroup selected = av.getSelectionGroup();
 227       if (selected != null
 228               && selected.getSequences(null).contains(node.element()))
 229       {
 230         g.setColor(Color.gray);
 231
 232         g.fillRect(xend + 10, ypos - charHeight + 3, charWidth, charHeight);
 233         g.setColor(Color.white);
 234       }
 235       g.drawString(name, xend + 10, ypos);
 236       g.setColor(Color.black);
 237     }
 238     else
 239     {
 240       drawNode(g, (SequenceNode) node.left(), chunk, scale, width, offx,
 241               offy);
 242       drawNode(g, (SequenceNode) node.right(), chunk, scale, width, offx,
 243               offy);
 244
 245       double height = node.height;
 246       double dist = node.dist;
 247
 248       int xstart = (int) ((height - dist) * scale) + offx;
 249       int xend = (int) (height * scale) + offx;
 250       int ypos = (int) (node.ycount * chunk) + offy;
 251
 252       g.setColor(node.color.darker());
 253
 254       // Draw horizontal line
 255       g.drawLine(xstart, ypos, xend, ypos);
 256       if (node == highlightNode)
 257       {
 258         g.fillRect(xend - 3, ypos - 3, 6, 6);
 259       }
 260       else
 261       {
 262         g.fillRect(xend - 2, ypos - 2, 4, 4);
 263       }
 264
 265       int ystart = (int) (node.left() == null ? 0
 266               : (((SequenceNode) node.left()).ycount * chunk)) + offy;
 267       int yend = (int) (node.right() == null ? 0
 268               : (((SequenceNode) node.right()).ycount * chunk)) + offy;
 269
 270       Rectangle pos = new Rectangle(xend - 2, ypos - 2, 5, 5);
 271       nodeHash.put(node, pos);
 272
 273       g.drawLine((int) (height * scale) + offx, ystart,
 274               (int) (height * scale) + offx, yend);
 275
 276       String nodeLabel = "";
 277
 278       if (showDistances && (node.dist > 0))
 279       {
 280         nodeLabel = new Format("%-.2f").form(node.dist);
 281       }
 282
 283       if (showBootstrap)
 284       {
 285         int btstrap = node.getBootstrap();
 286         if (btstrap > -1)
 287         {
 288           if (showDistances)
 289           {
 290             nodeLabel = nodeLabel + " : ";
 291           }
 292           nodeLabel = nodeLabel + String.valueOf(node.getBootstrap());
 293         }
 294       }
 295
 296       if (!nodeLabel.equals(""))
 297       {
 298         g.drawString(nodeLabel, xstart + 2, ypos - 2);
 299       }
 300
 301     }
 302   }
 303
 304   public Object findElement(int x, int y)
 305   {
 306     Enumeration keys = nameHash.keys();
 307
 308     while (keys.hasMoreElements())
 309     {
 310       Object ob = keys.nextElement();
 311       Rectangle rect = (Rectangle) nameHash.get(ob);
 312
 313       if (x >= rect.x && x <= (rect.x + rect.width) && y >= rect.y
 314               && y <= (rect.y + rect.height))
 315       {
 316         return ob;
 317       }
 318     }
 319     keys = nodeHash.keys();
 320
 321     while (keys.hasMoreElements())
 322     {
 323       Object ob = keys.nextElement();
 324       Rectangle rect = (Rectangle) nodeHash.get(ob);
 325
 326       if (x >= rect.x && x <= (rect.x + rect.width) && y >= rect.y
 327               && y <= (rect.y + rect.height))
 328       {
 329         return ob;
 330       }
 331     }
 332     return null;
 333
 334   }
 335
 336   public void pickNodes(Rectangle pickBox)
 337   {
 338     int width = getSize().width;
 339     int height = getSize().height;
 340
 341     SequenceNode top = tree.getTopNode();
 342
 343     double wscale = (float) (width * .8 - offx * 2) / tree.getMaxHeight();
 344     if (top.count == 0)
 345     {
 346       top.count = ((SequenceNode) top.left()).count
 347               + ((SequenceNode) top.right()).count;
 348     }
 349     float chunk = (float) (height - offy) / top.count;
 350
 351     pickNode(pickBox, top, chunk, wscale, width, offx, offy);
 352   }
 353
 354   public void pickNode(Rectangle pickBox, SequenceNode node, float chunk,
 355           double scale, int width, int offx, int offy)
 356   {
 357     if (node == null)
 358     {
 359       return;
 360     }
 361
 362     if (node.left() == null && node.right() == null)
 363     {
 364       double height = node.height;
 365       // float dist = node.dist;
 366
 367       // int xstart = (int) ( (height - dist) * scale) + offx;
 368       int xend = (int) (height * scale) + offx;
 369
 370       int ypos = (int) (node.ycount * chunk) + offy;
 371
 372       if (pickBox.contains(new Point(xend, ypos)))
 373       {
 374         if (node.element() instanceof SequenceI)
 375         {
 376           SequenceI seq = (SequenceI) node.element();
 377           SequenceGroup sg = av.getSelectionGroup();
 378           if (sg != null)
 379           {
 380             sg.addOrRemove(seq, true);
 381           }
 382         }
 383       }
 384     }
 385     else
 386     {
 387       pickNode(pickBox, (SequenceNode) node.left(), chunk, scale, width,
 388               offx, offy);
 389       pickNode(pickBox, (SequenceNode) node.right(), chunk, scale, width,
 390               offx, offy);
 391     }
 392   }
 393
 394   public void setColor(SequenceNode node, Color c)
 395   {
 396     if (node == null)
 397     {
 398       return;
 399     }
 400
 401     if (node.left() == null && node.right() == null)
 402     {
 403       node.color = c;
 404
 405       if (node.element() instanceof SequenceI)
 406       {
 407         av.setSequenceColour((SequenceI) node.element(), c);
 408       }
 409     }
 410     else
 411     {
 412       node.color = c;
 413       setColor((SequenceNode) node.left(), c);
 414       setColor((SequenceNode) node.right(), c);
 415     }
 416   }
 417
 418   @Override
 419   public void update(Graphics g)
 420   {
 421     paint(g);
 422   }
 423
 424   @Override
 425   public void paint(Graphics g)
 426   {
 427     if (tree == null)
 428     {
 429       return;
 430     }
 431
 432     if (nameHash.size() == 0)
 433     {
 434       repaint();
 435     }
 436
 437     int width = scrollPane.getSize().width;
 438     int height = scrollPane.getSize().height;
 439     if (!fitToWindow)
 440     {
 441       height = g.getFontMetrics(font).getHeight() * nameHash.size();
 442     }
 443
 444     if (getSize().width > width)
 445     {
 446       setSize(new Dimension(width, height));
 447       scrollPane.validate();
 448       return;
 449     }
 450
 451     setSize(new Dimension(width, height));
 452
 453     g.setFont(font);
 454     draw(g, width, height);
 455     validate();
 456   }
 457
 458   public void draw(Graphics g, int width, int height)
 459   {
 460     offy = font.getSize() + 10;
 461
 462     g.setColor(Color.white);
 463     g.fillRect(0, 0, width, height);
 464
 465     labelLength = g.getFontMetrics(font).stringWidth(longestName) + 20; // 20
 466     // allows
 467     // for
 468     // scrollbar
 469
 470     double wscale = (width - labelLength - offx * 2) / tree.getMaxHeight();
 471
 472     SequenceNode top = tree.getTopNode();
 473
 474     if (top.count == 0)
 475     {
 476       top.count = ((SequenceNode) top.left()).count
 477               + ((SequenceNode) top.right()).count;
 478     }
 479     float chunk = (float) (height - offy) / top.count;
 480
 481     drawNode(g, tree.getTopNode(), chunk, wscale, width, offx, offy);
 482
 483     if (threshold != 0)
 484     {
 485       if (av.getCurrentTree() == tree)
 486       {
 487         g.setColor(Color.red);
 488       }
 489       else
 490       {
 491         g.setColor(Color.gray);
 492       }
 493
 494       int x = (int) (threshold * (getSize().width - labelLength - 2 * offx)
 495               + offx);
 496
 497       g.drawLine(x, 0, x, getSize().height);
 498     }
 499
 500   }
 501
 502   @Override
 503   public void mouseReleased(MouseEvent e)
 504   {
 505   }
 506
 507   @Override
 508   public void mouseEntered(MouseEvent e)
 509   {
 510   }
 511
 512   @Override
 513   public void mouseExited(MouseEvent e)
 514   {
 515   }
 516
 517   @Override
 518   public void mouseClicked(MouseEvent evt)
 519   {
 520     if (highlightNode != null)
 521     {
 522       if (evt.getClickCount() > 1)
 523       {
 524         tree.swapNodes(highlightNode);
 525         tree.reCount(tree.getTopNode());
 526         tree.findHeight(tree.getTopNode());
 527       }
 528       else
 529       {
 530         Vector<SequenceNode> leaves = tree.findLeaves(highlightNode);
 531
 532         for (int i = 0; i < leaves.size(); i++)
 533         {
 534           SequenceI seq = (SequenceI) leaves.elementAt(i).element();
 535           treeSelectionChanged(seq);
 536         }
 537       }
 538
 539       PaintRefresher.Refresh(this, av.getSequenceSetId());
 540       repaint();
 541       av.sendSelection();
 542     }
 543   }
 544
 545   @Override
 546   public void mouseDragged(MouseEvent ect)
 547   {
 548   }
 549
 550   @Override
 551   public void mouseMoved(MouseEvent evt)
 552   {
 553     av.setCurrentTree(tree);
 554
 555     Object ob = findElement(evt.getX(), evt.getY());
 556
 557     if (ob instanceof SequenceNode)
 558     {
 559       highlightNode = (SequenceNode) ob;
 560       repaint();
 561     }
 562     else
 563     {
 564       if (highlightNode != null)
 565       {
 566         highlightNode = null;
 567         repaint();
 568       }
 569     }
 570   }
 571
 572   @Override
 573   public void mousePressed(MouseEvent e)
 574   {
 575     av.setCurrentTree(tree);
 576
 577     int x = e.getX();
 578     int y = e.getY();
 579
 580     Object ob = findElement(x, y);
 581
 582     if (ob instanceof SequenceI)
 583     {
 584       treeSelectionChanged((Sequence) ob);
 585       PaintRefresher.Refresh(this, av.getSequenceSetId());
 586       repaint();
 587       av.sendSelection();
 588       return;
 589     }
 590     else if (!(ob instanceof SequenceNode))
 591     {
 592       // Find threshold
 593
 594       if (tree.getMaxHeight() != 0)
 595       {
 596         threshold = (float) (x - offx)
 597                 / (float) (getSize().width - labelLength - 2 * offx);
 598
 599         List<SequenceNode> groups = tree.groupNodes(threshold);
 600         setColor(tree.getTopNode(), Color.black);
 601
 602         av.setSelectionGroup(null);
 603         av.getAlignment().deleteAllGroups();
 604         av.clearSequenceColours();
 605         final AlignViewportI codingComplement = av.getCodingComplement();
 606         if (codingComplement != null)
 607         {
 608           codingComplement.setSelectionGroup(null);
 609           codingComplement.getAlignment().deleteAllGroups();
 610           codingComplement.clearSequenceColours();
 611         }
 612
 613         colourGroups(groups);
 614
 615       }
 616     }
 617
 618     PaintRefresher.Refresh(this, av.getSequenceSetId());
 619     repaint();
 620
 621   }
 622
 623   void colourGroups(List<SequenceNode> groups)
 624   {
 625     for (int i = 0; i < groups.size(); i++)
 626     {
 627
 628       Color col = new Color((int) (Math.random() * 255),
 629               (int) (Math.random() * 255), (int) (Math.random() * 255));
 630       setColor(groups.get(i), col.brighter());
 631
 632       Vector<SequenceNode> l = tree.findLeaves(groups.get(i));
 633
 634       Vector<SequenceI> sequences = new Vector<>();
 635       for (int j = 0; j < l.size(); j++)
 636       {
 637         SequenceI s1 = (SequenceI) l.elementAt(j).element();
 638         if (!sequences.contains(s1))
 639         {
 640           sequences.addElement(s1);
 641         }
 642       }
 643
 644       ColourSchemeI cs = null;
 645
 646       SequenceGroup sg = new SequenceGroup(sequences, "", cs, true, true,
 647               false, 0, av.getAlignment().getWidth() - 1);
 648
 649       if (av.getGlobalColourScheme() != null)
 650       {
 651         if (av.getGlobalColourScheme() instanceof UserColourScheme)
 652         {
 653           cs = new UserColourScheme(
 654                   ((UserColourScheme) av.getGlobalColourScheme())
 655                           .getColours());
 656
 657         }
 658         else
 659         {
 660           cs = ColourSchemeProperty.getColourScheme(av, sg,
 661                   ColourSchemeProperty
 662                           .getColourName(av.getGlobalColourScheme()));
 663         }
 664         // cs is null if shading is an annotationColourGradient
 665         // if (cs != null)
 666         // {
 667         // cs.setThreshold(av.getViewportColourScheme().getThreshold(),
 668         // av.isIgnoreGapsConsensus());
 669         // }
 670       }
 671       // TODO: cs used to be initialized with a sequence collection and
 672       // recalcConservation called automatically
 673       // instead we set it manually - recalc called after updateAnnotation
 674       sg.setColourScheme(cs);
 675       sg.getGroupColourScheme().setThreshold(
 676               av.getResidueShading().getThreshold(),
 677               av.isIgnoreGapsConsensus());
 678
 679       sg.setName("JTreeGroup:" + sg.hashCode());
 680       sg.setIdColour(col);
 681       if (av.getGlobalColourScheme() != null
 682               && av.getResidueShading().conservationApplied())
 683       {
 684         Conservation c = new Conservation("Group", sg.getSequences(null),
 685                 sg.getStartRes(), sg.getEndRes());
 686
 687         c.calculate();
 688         c.verdict(false, av.getConsPercGaps());
 689
 690         sg.setColourScheme(cs);
 691         sg.getGroupColourScheme().setConservation(c);
 692       }
 693
 694       av.getAlignment().addGroup(sg);
 695
 696       // TODO this is duplicated with gui TreeCanvas - refactor
 697       av.getAlignment().addGroup(sg);
 698       final AlignViewportI codingComplement = av.getCodingComplement();
 699       if (codingComplement != null)
 700       {
 701         SequenceGroup mappedGroup = MappingUtils.mapSequenceGroup(sg, av,
 702                 codingComplement);
 703         if (mappedGroup.getSequences().size() > 0)
 704         {
 705           codingComplement.getAlignment().addGroup(mappedGroup);
 706           for (SequenceI seq : mappedGroup.getSequences())
 707           {
 708             // TODO why does gui require col.brighter() here??
 709             codingComplement.setSequenceColour(seq, col);
 710           }
 711         }
 712       }
 713
 714     }
 715     ap.updateAnnotation();
 716     if (av.getCodingComplement() != null)
 717     {
 718       ((AlignmentViewport) av.getCodingComplement()).firePropertyChange(
 719               "alignment", null, ap.av.getAlignment().getSequences());
 720     }
 721   }
 722
 723   public void setShowDistances(boolean state)
 724   {
 725     this.showDistances = state;
 726     repaint();
 727   }
 728
 729   public void setShowBootstrap(boolean state)
 730   {
 731     this.showBootstrap = state;
 732     repaint();
 733   }
 734
 735   public void setMarkPlaceholders(boolean state)
 736   {
 737     this.markPlaceholders = state;
 738     repaint();
 739   }
 740
 741 }