JAL-3390 Chimera showStructures() respects visible/chain selections
[jalview.git] / src / jalview / gui / ChimeraViewFrame.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.gui;
22
23 import jalview.api.AlignmentViewPanel;
24 import jalview.api.FeatureRenderer;
25 import jalview.bin.Cache;
26 import jalview.datamodel.AlignmentI;
27 import jalview.datamodel.PDBEntry;
28 import jalview.datamodel.SequenceI;
29 import jalview.ext.rbvi.chimera.ChimeraCommands;
30 import jalview.ext.rbvi.chimera.JalviewChimeraBinding;
31 import jalview.gui.StructureViewer.ViewerType;
32 import jalview.io.DataSourceType;
33 import jalview.io.StructureFile;
34 import jalview.structures.models.AAStructureBindingModel;
35 import jalview.util.BrowserLauncher;
36 import jalview.util.MessageManager;
37 import jalview.util.Platform;
38 import jalview.ws.dbsources.Pdb;
39
40 import java.awt.event.ActionEvent;
41 import java.awt.event.ActionListener;
42 import java.awt.event.MouseAdapter;
43 import java.awt.event.MouseEvent;
44 import java.io.File;
45 import java.io.FileInputStream;
46 import java.io.IOException;
47 import java.io.InputStream;
48 import java.util.ArrayList;
49 import java.util.Collections;
50 import java.util.List;
51 import java.util.Random;
52
53 import javax.swing.JInternalFrame;
54 import javax.swing.JMenu;
55 import javax.swing.JMenuItem;
56 import javax.swing.event.InternalFrameAdapter;
57 import javax.swing.event.InternalFrameEvent;
58
59 /**
60  * GUI elements for handling an external chimera display
61  * 
62  * @author jprocter
63  *
64  */
65 public class ChimeraViewFrame extends StructureViewerBase
66 {
67   private JalviewChimeraBinding jmb;
68
69   private IProgressIndicator progressBar = null;
70
71   /*
72    * Path to Chimera session file. This is set when an open Jalview/Chimera
73    * session is saved, or on restore from a Jalview project (if it holds the
74    * filename of any saved Chimera sessions).
75    */
76   private String chimeraSessionFile = null;
77
78   private Random random = new Random();
79
80   private int myWidth = 500;
81
82   private int myHeight = 150;
83
84   /**
85    * Initialise menu options.
86    */
87   @Override
88   protected void initMenus()
89   {
90     super.initMenus();
91
92     viewerActionMenu.setText(MessageManager.getString("label.chimera"));
93
94     viewerColour
95             .setText(MessageManager.getString("label.colour_with_chimera"));
96     viewerColour.setToolTipText(MessageManager
97             .getString("label.let_chimera_manage_structure_colours"));
98
99     helpItem.setText(MessageManager.getString("label.chimera_help"));
100     savemenu.setVisible(false); // not yet implemented
101     viewMenu.add(fitToWindow);
102
103     JMenuItem writeFeatures = new JMenuItem(
104             MessageManager.getString("label.create_chimera_attributes"));
105     writeFeatures.setToolTipText(MessageManager
106             .getString("label.create_chimera_attributes_tip"));
107     writeFeatures.addActionListener(new ActionListener()
108     {
109       @Override
110       public void actionPerformed(ActionEvent e)
111       {
112         sendFeaturesToChimera();
113       }
114     });
115     viewerActionMenu.add(writeFeatures);
116
117     final JMenu fetchAttributes = new JMenu(
118             MessageManager.getString("label.fetch_chimera_attributes"));
119     fetchAttributes.setToolTipText(
120             MessageManager.getString("label.fetch_chimera_attributes_tip"));
121     fetchAttributes.addMouseListener(new MouseAdapter()
122     {
123
124       @Override
125       public void mouseEntered(MouseEvent e)
126       {
127         buildAttributesMenu(fetchAttributes);
128       }
129     });
130     viewerActionMenu.add(fetchAttributes);
131   }
132
133   /**
134    * Query Chimera for its residue attribute names and add them as items off the
135    * attributes menu
136    * 
137    * @param attributesMenu
138    */
139   protected void buildAttributesMenu(JMenu attributesMenu)
140   {
141     List<String> atts = jmb.sendChimeraCommand("list resattr", true);
142     if (atts == null)
143     {
144       return;
145     }
146     attributesMenu.removeAll();
147     Collections.sort(atts);
148     for (String att : atts)
149     {
150       final String attName = att.split(" ")[1];
151
152       /*
153        * ignore 'jv_*' attributes, as these are Jalview features that have
154        * been transferred to residue attributes in Chimera!
155        */
156       if (!attName.startsWith(ChimeraCommands.NAMESPACE_PREFIX))
157       {
158         JMenuItem menuItem = new JMenuItem(attName);
159         menuItem.addActionListener(new ActionListener()
160         {
161           @Override
162           public void actionPerformed(ActionEvent e)
163           {
164             getChimeraAttributes(attName);
165           }
166         });
167         attributesMenu.add(menuItem);
168       }
169     }
170   }
171
172   /**
173    * Read residues in Chimera with the given attribute name, and set as features
174    * on the corresponding sequence positions (if any)
175    * 
176    * @param attName
177    */
178   protected void getChimeraAttributes(String attName)
179   {
180     jmb.copyStructureAttributesToFeatures(attName, getAlignmentPanel());
181   }
182
183   /**
184    * Send a command to Chimera to create residue attributes for Jalview features
185    * <p>
186    * The syntax is: setattr r <attName> <attValue> <atomSpec>
187    * <p>
188    * For example: setattr r jv:chain "Ferredoxin-1, Chloroplastic" #0:94.A
189    */
190   protected void sendFeaturesToChimera()
191   {
192     int count = jmb.sendFeaturesToViewer(getAlignmentPanel());
193     statusBar.setText(
194             MessageManager.formatMessage("label.attributes_set", count));
195   }
196
197   /**
198    * open a single PDB structure in a new Chimera view
199    * 
200    * @param pdbentry
201    * @param seq
202    * @param chains
203    * @param ap
204    */
205   public ChimeraViewFrame(PDBEntry pdbentry, SequenceI[] seq,
206           String[] chains, final AlignmentPanel ap)
207   {
208     this();
209
210     openNewChimera(ap, new PDBEntry[] { pdbentry },
211             new SequenceI[][]
212             { seq });
213   }
214
215   /**
216    * Create a helper to manage progress bar display
217    */
218   protected void createProgressBar()
219   {
220     if (progressBar == null)
221     {
222       progressBar = new ProgressBar(statusPanel, statusBar);
223     }
224   }
225
226   private void openNewChimera(AlignmentPanel ap, PDBEntry[] pdbentrys,
227           SequenceI[][] seqs)
228   {
229     createProgressBar();
230     jmb = new JalviewChimeraBindingModel(this,
231             ap.getStructureSelectionManager(), pdbentrys, seqs, null);
232     addAlignmentPanel(ap);
233     useAlignmentPanelForColourbyseq(ap);
234
235     if (pdbentrys.length > 1)
236     {
237       useAlignmentPanelForSuperposition(ap);
238     }
239     jmb.setColourBySequence(true);
240     setSize(myWidth, myHeight);
241     initMenus();
242
243     addingStructures = false;
244     worker = new Thread(this);
245     worker.start();
246
247     this.addInternalFrameListener(new InternalFrameAdapter()
248     {
249       @Override
250       public void internalFrameClosing(
251               InternalFrameEvent internalFrameEvent)
252       {
253         closeViewer(false);
254       }
255     });
256
257   }
258
259   /**
260    * Create a new viewer from saved session state data including Chimera session
261    * file
262    * 
263    * @param chimeraSessionFile
264    * @param alignPanel
265    * @param pdbArray
266    * @param seqsArray
267    * @param colourByChimera
268    * @param colourBySequence
269    * @param newViewId
270    */
271   public ChimeraViewFrame(String chimeraSessionFile,
272           AlignmentPanel alignPanel, PDBEntry[] pdbArray,
273           SequenceI[][] seqsArray, boolean colourByChimera,
274           boolean colourBySequence, String newViewId)
275   {
276     this();
277     setViewId(newViewId);
278     this.chimeraSessionFile = chimeraSessionFile;
279     openNewChimera(alignPanel, pdbArray, seqsArray);
280     if (colourByChimera)
281     {
282       jmb.setColourBySequence(false);
283       seqColour.setSelected(false);
284       viewerColour.setSelected(true);
285     }
286     else if (colourBySequence)
287     {
288       jmb.setColourBySequence(true);
289       seqColour.setSelected(true);
290       viewerColour.setSelected(false);
291     }
292   }
293
294   /**
295    * create a new viewer containing several structures, optionally superimposed
296    * using the given alignPanel.
297    * 
298    * @param pe
299    * @param seqs
300    * @param ap
301    */
302   public ChimeraViewFrame(PDBEntry[] pe, boolean alignAdded,
303           SequenceI[][] seqs,
304           AlignmentPanel ap)
305   {
306     this();
307     setAlignAddedStructures(alignAdded);
308     openNewChimera(ap, pe, seqs);
309   }
310
311   /**
312    * Default constructor
313    */
314   public ChimeraViewFrame()
315   {
316     super();
317
318     /*
319      * closeViewer will decide whether or not to close this frame
320      * depending on whether user chooses to Cancel or not
321      */
322     setDefaultCloseOperation(JInternalFrame.DO_NOTHING_ON_CLOSE);
323   }
324
325   /**
326    * Launch Chimera. If we have a chimera session file name, send Chimera the
327    * command to open its saved session file.
328    */
329   void initChimera()
330   {
331     jmb.setFinishedInit(false);
332     Desktop.addInternalFrame(this,
333             jmb.getViewerTitle(getViewerName(), true), getBounds().width,
334             getBounds().height);
335
336     if (!jmb.launchChimera())
337     {
338       JvOptionPane.showMessageDialog(Desktop.desktop,
339               MessageManager.getString("label.chimera_failed"),
340               MessageManager.getString("label.error_loading_file"),
341               JvOptionPane.ERROR_MESSAGE);
342       this.dispose();
343       return;
344     }
345
346     if (this.chimeraSessionFile != null)
347     {
348       boolean opened = jmb.openSession(chimeraSessionFile);
349       if (!opened)
350       {
351         System.err.println("An error occurred opening Chimera session file "
352                 + chimeraSessionFile);
353       }
354     }
355
356     jmb.startChimeraListener();
357   }
358
359   /**
360    * Show only the selected chain(s) in the viewer
361    */
362   @Override
363   void showSelectedChains()
364   {
365     setSelectedChains();
366
367     /*
368      * refresh display without resizing - easier to see what changed
369      */
370     jmb.showStructures(getAlignmentPanel().getAlignViewport(), false);
371   }
372
373   /**
374    * Close down this instance of Jalview's Chimera viewer, giving the user the
375    * option to close the associated Chimera window (process). They may wish to
376    * keep it open until they have had an opportunity to save any work.
377    * 
378    * @param closeChimera
379    *          if true, close any linked Chimera process; if false, prompt first
380    */
381   @Override
382   public void closeViewer(boolean closeChimera)
383   {
384     if (jmb != null && jmb.isChimeraRunning())
385     {
386       if (!closeChimera)
387       {
388         String prompt = MessageManager
389                 .formatMessage("label.confirm_close_chimera", new Object[]
390                 { jmb.getViewerTitle(getViewerName(), false) });
391         prompt = JvSwingUtils.wrapTooltip(true, prompt);
392         int confirm = JvOptionPane.showConfirmDialog(this, prompt,
393                 MessageManager.getString("label.close_viewer"),
394                 JvOptionPane.YES_NO_CANCEL_OPTION);
395         /*
396          * abort closure if user hits escape or Cancel
397          */
398         if (confirm == JvOptionPane.CANCEL_OPTION
399                 || confirm == JvOptionPane.CLOSED_OPTION)
400         {
401           return;
402         }
403         closeChimera = confirm == JvOptionPane.YES_OPTION;
404       }
405       jmb.closeViewer(closeChimera);
406     }
407     setAlignmentPanel(null);
408     _aps.clear();
409     _alignwith.clear();
410     _colourwith.clear();
411     // TODO: check for memory leaks where instance isn't finalised because jmb
412     // holds a reference to the window
413     jmb = null;
414     dispose();
415   }
416
417   /**
418    * Open any newly added PDB structures in Chimera, having first fetched data
419    * from PDB (if not already saved).
420    */
421   @Override
422   public void run()
423   {
424     _started = true;
425     // todo - record which pdbids were successfully imported.
426     StringBuilder errormsgs = new StringBuilder(128);
427     StringBuilder files = new StringBuilder(128);
428     List<PDBEntry> filePDB = new ArrayList<>();
429     List<Integer> filePDBpos = new ArrayList<>();
430     PDBEntry thePdbEntry = null;
431     StructureFile pdb = null;
432     try
433     {
434       String[] curfiles = jmb.getStructureFiles(); // files currently in viewer
435       // TODO: replace with reference fetching/transfer code (validate PDBentry
436       // as a DBRef?)
437       for (int pi = 0; pi < jmb.getPdbCount(); pi++)
438       {
439         String file = null;
440         thePdbEntry = jmb.getPdbEntry(pi);
441         if (thePdbEntry.getFile() == null)
442         {
443           /*
444            * Retrieve PDB data, save to file, attach to PDBEntry
445            */
446           file = fetchPdbFile(thePdbEntry);
447           if (file == null)
448           {
449             errormsgs.append("'" + thePdbEntry.getId() + "' ");
450           }
451         }
452         else
453         {
454           /*
455            * Got file already - ignore if already loaded in Chimera.
456            */
457           file = new File(thePdbEntry.getFile()).getAbsoluteFile()
458                   .getPath();
459           if (curfiles != null && curfiles.length > 0)
460           {
461             addingStructures = true; // already files loaded.
462             for (int c = 0; c < curfiles.length; c++)
463             {
464               if (curfiles[c].equals(file))
465               {
466                 file = null;
467                 break;
468               }
469             }
470           }
471         }
472         if (file != null)
473         {
474           filePDB.add(thePdbEntry);
475           filePDBpos.add(Integer.valueOf(pi));
476           files.append(" \"" + Platform.escapeBackslashes(file) + "\"");
477         }
478       }
479     } catch (OutOfMemoryError oomerror)
480     {
481       new OOMWarning("Retrieving PDB files: " + thePdbEntry.getId(),
482               oomerror);
483     } catch (Exception ex)
484     {
485       ex.printStackTrace();
486       errormsgs.append(
487               "When retrieving pdbfiles for '" + thePdbEntry.getId() + "'");
488     }
489     if (errormsgs.length() > 0)
490     {
491
492       JvOptionPane.showInternalMessageDialog(Desktop.desktop,
493               MessageManager.formatMessage(
494                       "label.pdb_entries_couldnt_be_retrieved", new Object[]
495                       { errormsgs.toString() }),
496               MessageManager.getString("label.couldnt_load_file"),
497               JvOptionPane.ERROR_MESSAGE);
498     }
499
500     if (files.length() > 0)
501     {
502       jmb.setFinishedInit(false);
503       if (!addingStructures)
504       {
505         try
506         {
507           initChimera();
508         } catch (Exception ex)
509         {
510           Cache.log.error("Couldn't open Chimera viewer!", ex);
511         }
512       }
513       int num = -1;
514       for (PDBEntry pe : filePDB)
515       {
516         num++;
517         if (pe.getFile() != null)
518         {
519           try
520           {
521             int pos = filePDBpos.get(num).intValue();
522             long startTime = startProgressBar(getViewerName() + " "
523                     + MessageManager.getString("status.opening_file_for")
524                     + " " + pe.getId());
525             jmb.openFile(pe);
526             jmb.addSequence(pos, jmb.getSequence()[pos]);
527             File fl = new File(pe.getFile());
528             DataSourceType protocol = DataSourceType.URL;
529             try
530             {
531               if (fl.exists())
532               {
533                 protocol = DataSourceType.FILE;
534               }
535             } catch (Throwable e)
536             {
537             } finally
538             {
539               stopProgressBar("", startTime);
540             }
541             // Explicitly map to the filename used by Chimera ;
542
543             pdb = jmb.getSsm().setMapping(jmb.getSequence()[pos],
544                     jmb.getChains()[pos], pe.getFile(), protocol,
545                     progressBar);
546             stashFoundChains(pdb, pe.getFile());
547
548           } catch (OutOfMemoryError oomerror)
549           {
550             new OOMWarning(
551                     "When trying to open and map structures from Chimera!",
552                     oomerror);
553           } catch (Exception ex)
554           {
555             Cache.log.error(
556                     "Couldn't open " + pe.getFile() + " in Chimera viewer!",
557                     ex);
558           } finally
559           {
560             Cache.log.debug("File locations are " + files);
561           }
562         }
563       }
564
565       jmb.refreshGUI();
566       jmb.setFinishedInit(true);
567       jmb.setLoadingFromArchive(false);
568
569       /*
570        * ensure that any newly discovered features (e.g. RESNUM)
571        * are added to any open feature settings dialog
572        */
573       FeatureRenderer fr = getBinding().getFeatureRenderer(null);
574       if (fr != null)
575       {
576         fr.featuresAdded();
577       }
578
579       // refresh the sequence colours for the new structure(s)
580       for (AlignmentViewPanel avp : _colourwith)
581       {
582         jmb.updateColours(avp);
583       }
584       // do superposition if asked to
585       if (alignAddedStructures)
586       {
587         new Thread(new Runnable()
588         {
589           @Override
590           public void run()
591           {
592             alignStructs_withAllAlignPanels();
593           }
594         }).start();
595       }
596       addingStructures = false;
597     }
598     _started = false;
599     worker = null;
600   }
601
602   /**
603    * Fetch PDB data and save to a local file. Returns the full path to the file,
604    * or null if fetch fails. TODO: refactor to common with Jmol ? duplication
605    * 
606    * @param processingEntry
607    * @return
608    * @throws Exception
609    */
610
611   private void stashFoundChains(StructureFile pdb, String file)
612   {
613     for (int i = 0; i < pdb.getChains().size(); i++)
614     {
615       String chid = new String(
616               pdb.getId() + ":" + pdb.getChains().elementAt(i).id);
617       jmb.getChainNames().add(chid);
618       jmb.getChainFile().put(chid, file);
619     }
620   }
621
622   private String fetchPdbFile(PDBEntry processingEntry) throws Exception
623   {
624     String filePath = null;
625     Pdb pdbclient = new Pdb();
626     AlignmentI pdbseq = null;
627     String pdbid = processingEntry.getId();
628     long handle = System.currentTimeMillis()
629             + Thread.currentThread().hashCode();
630
631     /*
632      * Write 'fetching PDB' progress on AlignFrame as we are not yet visible
633      */
634     String msg = MessageManager.formatMessage("status.fetching_pdb",
635             new Object[]
636             { pdbid });
637     getAlignmentPanel().alignFrame.setProgressBar(msg, handle);
638     // long hdl = startProgressBar(MessageManager.formatMessage(
639     // "status.fetching_pdb", new Object[]
640     // { pdbid }));
641     try
642     {
643       pdbseq = pdbclient.getSequenceRecords(pdbid);
644     } catch (OutOfMemoryError oomerror)
645     {
646       new OOMWarning("Retrieving PDB id " + pdbid, oomerror);
647     } finally
648     {
649       msg = pdbid + " " + MessageManager.getString("label.state_completed");
650       getAlignmentPanel().alignFrame.setProgressBar(msg, handle);
651       // stopProgressBar(msg, hdl);
652     }
653     /*
654      * If PDB data were saved and are not invalid (empty alignment), return the
655      * file path.
656      */
657     if (pdbseq != null && pdbseq.getHeight() > 0)
658     {
659       // just use the file name from the first sequence's first PDBEntry
660       filePath = new File(pdbseq.getSequenceAt(0).getAllPDBEntries()
661               .elementAt(0).getFile()).getAbsolutePath();
662       processingEntry.setFile(filePath);
663     }
664     return filePath;
665   }
666
667   /**
668    * Convenience method to update the progress bar if there is one. Be sure to
669    * call stopProgressBar with the returned handle to remove the message.
670    * 
671    * @param msg
672    * @param handle
673    */
674   public long startProgressBar(String msg)
675   {
676     // TODO would rather have startProgress/stopProgress as the
677     // IProgressIndicator interface
678     long tm = random.nextLong();
679     if (progressBar != null)
680     {
681       progressBar.setProgressBar(msg, tm);
682     }
683     return tm;
684   }
685
686   /**
687    * End the progress bar with the specified handle, leaving a message (if not
688    * null) on the status bar
689    * 
690    * @param msg
691    * @param handle
692    */
693   public void stopProgressBar(String msg, long handle)
694   {
695     if (progressBar != null)
696     {
697       progressBar.setProgressBar(msg, handle);
698     }
699   }
700
701   @Override
702   public void eps_actionPerformed(ActionEvent e)
703   {
704     throw new Error(MessageManager
705             .getString("error.eps_generation_not_implemented"));
706   }
707
708   @Override
709   public void png_actionPerformed(ActionEvent e)
710   {
711     throw new Error(MessageManager
712             .getString("error.png_generation_not_implemented"));
713   }
714
715   @Override
716   public void showHelp_actionPerformed(ActionEvent actionEvent)
717   {
718     try
719     {
720       BrowserLauncher
721               .openURL("https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/docs/UsersGuide");
722     } catch (IOException ex)
723     {
724     }
725   }
726
727   @Override
728   public AAStructureBindingModel getBinding()
729   {
730     return jmb;
731   }
732
733   /**
734    * Ask Chimera to save its session to the designated file path, or to a
735    * temporary file if the path is null. Returns the file path if successful,
736    * else null.
737    * 
738    * @param filepath
739    * @see getStateInfo
740    */
741   protected String saveSession(String filepath)
742   {
743     String pathUsed = filepath;
744     try
745     {
746       if (pathUsed == null)
747       {
748         File tempFile = File.createTempFile("chimera", ".py");
749         tempFile.deleteOnExit();
750         pathUsed = tempFile.getPath();
751       }
752       boolean result = jmb.saveSession(pathUsed);
753       if (result)
754       {
755         this.chimeraSessionFile = pathUsed;
756         return pathUsed;
757       }
758     } catch (IOException e)
759     {
760     }
761     return null;
762   }
763
764   /**
765    * Returns a string representing the state of the Chimera session. This is
766    * done by requesting Chimera to save its session to a temporary file, then
767    * reading the file contents. Returns an empty string on any error.
768    */
769   @Override
770   public String getStateInfo()
771   {
772     String sessionFile = saveSession(null);
773     if (sessionFile == null)
774     {
775       return "";
776     }
777     InputStream is = null;
778     try
779     {
780       File f = new File(sessionFile);
781       byte[] bytes = new byte[(int) f.length()];
782       is = new FileInputStream(sessionFile);
783       is.read(bytes);
784       return new String(bytes);
785     } catch (IOException e)
786     {
787       return "";
788     } finally
789     {
790       if (is != null)
791       {
792         try
793         {
794           is.close();
795         } catch (IOException e)
796         {
797           // ignore
798         }
799       }
800     }
801   }
802
803   @Override
804   protected void fitToWindow_actionPerformed()
805   {
806     jmb.focusView();
807   }
808
809   @Override
810   public ViewerType getViewerType()
811   {
812     return ViewerType.CHIMERA;
813   }
814
815   @Override
816   protected String getViewerName()
817   {
818     return "Chimera";
819   }
820
821   /**
822    * Sends commands to align structures according to associated alignment(s).
823    * 
824    * @return
825    */
826   @Override
827   protected String alignStructs_withAllAlignPanels()
828   {
829     String reply = super.alignStructs_withAllAlignPanels();
830     statusBar.setText(
831             reply == null ? " " : "Superposition failed: " + reply);
832     return reply;
833   }
834
835   @Override
836   protected IProgressIndicator getIProgressIndicator()
837   {
838     return progressBar;
839   }
840 }