JAL-1761 need to pass molecule type when generating superposition commands
[jalview.git] / src / jalview / ext / rbvi / chimera / ChimeraCommands.java
index 14699ef..bfad8fb 100644 (file)
  */
 package jalview.ext.rbvi.chimera;
 
-import jalview.api.AlignViewportI;
-import jalview.api.AlignmentViewPanel;
-import jalview.api.FeatureRenderer;
-import jalview.datamodel.AlignmentI;
-import jalview.datamodel.MappedFeatures;
-import jalview.datamodel.SequenceFeature;
-import jalview.datamodel.SequenceI;
-import jalview.gui.Desktop;
-import jalview.structure.AtomSpecModel;
-import jalview.structure.StructureCommandsBase;
-import jalview.structure.StructureMapping;
-import jalview.structure.StructureSelectionManager;
-import jalview.util.ColorUtils;
-import jalview.util.IntRangeComparator;
+import java.util.Locale;
 
 import java.awt.Color;
 import java.util.ArrayList;
-import java.util.Collections;
-import java.util.HashMap;
-import java.util.Iterator;
-import java.util.LinkedHashMap;
+import java.util.Arrays;
 import java.util.List;
 import java.util.Map;
 
+import jalview.structure.AtomSpecModel;
+import jalview.structure.StructureCommand;
+import jalview.structure.StructureCommandI;
+import jalview.structure.StructureCommandsBase;
+import jalview.util.ColorUtils;
+
 /**
  * Routines for generating Chimera commands for Jalview/Chimera binding
  * 
@@ -52,29 +42,42 @@ import java.util.Map;
  */
 public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
 {
-  public static final String NAMESPACE_PREFIX = "jv_";
+  // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/focus.html
+  private static final StructureCommand FOCUS_VIEW = new StructureCommand("focus");
 
-  private static final String CMD_COLOUR_BY_CHARGE = "color white;color red ::ASP;color red ::GLU;color blue ::LYS;color blue ::ARG;color yellow ::CYS";
+  // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/listen.html#listresattr
+  private static final StructureCommand LIST_RESIDUE_ATTRIBUTES = new StructureCommand("list resattr");
 
-  private static final String CMD_COLOUR_BY_CHAIN = "rainbow chain";
+  // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/stop.html
+  private static final StructureCommand CLOSE_CHIMERA = new StructureCommand("stop really");
 
-  // Chimera clause to exclude alternate locations in atom selection
-  private static final String NO_ALTLOCS = "&~@.B-Z&~@.2-9";
+  // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/listen.html
+  private static final StructureCommand STOP_NOTIFY_SELECTION = new StructureCommand("listen stop selection");
 
-  @Override
-  public String[] colourBySequence(Map<Object, AtomSpecModel> colourMap)
-  {
-    List<String> colourCommands = buildColourCommands(colourMap);
+  private static final StructureCommand STOP_NOTIFY_MODELS = new StructureCommand("listen stop models");
 
-    return colourCommands.toArray(new String[colourCommands.size()]);
-  }
+  // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/listen.html#listselection
+  private static final StructureCommand GET_SELECTION = new StructureCommand("list selection level residue");
+
+  private static final StructureCommand SHOW_BACKBONE = new StructureCommand(
+          "~display all;~ribbon;chain @CA|P");
+
+  private static final StructureCommandI COLOUR_BY_CHARGE = new StructureCommand(
+          "color white;color red ::ASP,GLU;color blue ::LYS,ARG;color yellow ::CYS");
+
+  // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/rainbow.html
+  private static final StructureCommandI COLOUR_BY_CHAIN = new StructureCommand(
+          "rainbow chain");
+
+  // Chimera clause to exclude alternate locations in atom selection
+  private static final String NO_ALTLOCS = "&~@.B-Z&~@.2-9";
 
   @Override
-  public String getColourCommand(String atomSpec, Color colour)
+  public StructureCommandI colourResidues(String atomSpec, Color colour)
   {
     // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/color.html
     String colourCode = getColourString(colour);
-    return "color " + colourCode + " " + atomSpec;
+    return new StructureCommand("color " + colourCode + " " + atomSpec);
   }
 
   /**
@@ -83,263 +86,12 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
    * @param colour
    * @return
    */
-  @Override
   protected String getColourString(Color colour)
   {
     return ColorUtils.toTkCode(colour);
   }
 
   /**
-   * Constructs and returns Chimera commands to set attributes on residues
-   * corresponding to features in Jalview. Attribute names are the Jalview feature
-   * type, with a "jv_" prefix.
-   * 
-   * @param ssm
-   * @param files
-   * @param seqs
-   * @param viewPanel
-   * @return
-   */
-  @Override
-  public String[] setAttributesForFeatures(
-          StructureSelectionManager ssm, String[] files, SequenceI[][] seqs,
-          AlignmentViewPanel viewPanel)
-  {
-    Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> featureMap = buildFeaturesMap(
-            ssm, files, seqs, viewPanel);
-
-    List<String> commands = buildSetAttributeCommands(featureMap);
-
-    return commands.toArray(new String[commands.size()]);
-  }
-
-  /**
-   * <pre>
-   * Helper method to build a map of 
-   *   { featureType, { feature value, AtomSpecModel } }
-   * </pre>
-   * 
-   * @param ssm
-   * @param files
-   * @param seqs
-   * @param viewPanel
-   * @return
-   */
-  protected Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> buildFeaturesMap(
-          StructureSelectionManager ssm, String[] files, SequenceI[][] seqs,
-          AlignmentViewPanel viewPanel)
-  {
-    Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> theMap = new LinkedHashMap<>();
-
-    FeatureRenderer fr = viewPanel.getFeatureRenderer();
-    if (fr == null)
-    {
-      return theMap;
-    }
-
-    AlignViewportI viewport = viewPanel.getAlignViewport();
-    List<String> visibleFeatures = fr.getDisplayedFeatureTypes();
-
-    /*
-     * if alignment is showing features from complement, we also transfer
-     * these features to the corresponding mapped structure residues
-     */
-    boolean showLinkedFeatures = viewport.isShowComplementFeatures();
-    List<String> complementFeatures = new ArrayList<>();
-    FeatureRenderer complementRenderer = null;
-    if (showLinkedFeatures)
-    {
-      AlignViewportI comp = fr.getViewport().getCodingComplement();
-      if (comp != null)
-      {
-        complementRenderer = Desktop.getAlignFrameFor(comp)
-                .getFeatureRenderer();
-        complementFeatures = complementRenderer.getDisplayedFeatureTypes();
-      }
-    }
-    if (visibleFeatures.isEmpty() && complementFeatures.isEmpty())
-    {
-      return theMap;
-    }
-
-    AlignmentI alignment = viewPanel.getAlignment();
-    for (int pdbfnum = 0; pdbfnum < files.length; pdbfnum++)
-    {
-      final int modelNumber = pdbfnum + getModelStartNo();
-      StructureMapping[] mapping = ssm.getMapping(files[pdbfnum]);
-
-      if (mapping == null || mapping.length < 1)
-      {
-        continue;
-      }
-
-      for (int seqNo = 0; seqNo < seqs[pdbfnum].length; seqNo++)
-      {
-        for (int m = 0; m < mapping.length; m++)
-        {
-          final SequenceI seq = seqs[pdbfnum][seqNo];
-          int sp = alignment.findIndex(seq);
-          StructureMapping structureMapping = mapping[m];
-          if (structureMapping.getSequence() == seq && sp > -1)
-          {
-            /*
-             * found a sequence with a mapping to a structure;
-             * now scan its features
-             */
-            if (!visibleFeatures.isEmpty())
-            {
-              scanSequenceFeatures(visibleFeatures, structureMapping, seq,
-                      theMap, modelNumber);
-            }
-            if (showLinkedFeatures)
-            {
-              scanComplementFeatures(complementRenderer, structureMapping,
-                      seq, theMap, modelNumber);
-            }
-          }
-        }
-      }
-    }
-    return theMap;
-  }
-
-  /**
-   * Scans visible features in mapped positions of the CDS/peptide complement, and
-   * adds any found to the map of attribute values/structure positions
-   * 
-   * @param complementRenderer
-   * @param structureMapping
-   * @param seq
-   * @param theMap
-   * @param modelNumber
-   */
-  protected static void scanComplementFeatures(
-          FeatureRenderer complementRenderer,
-          StructureMapping structureMapping, SequenceI seq,
-          Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> theMap, int modelNumber)
-  {
-    /*
-     * for each sequence residue mapped to a structure position...
-     */
-    for (int seqPos : structureMapping.getMapping().keySet())
-    {
-      /*
-       * find visible complementary features at mapped position(s)
-       */
-      MappedFeatures mf = complementRenderer
-              .findComplementFeaturesAtResidue(seq, seqPos);
-      if (mf != null)
-      {
-        for (SequenceFeature sf : mf.features)
-        {
-          String type = sf.getType();
-
-          /*
-           * Don't copy features which originated from Chimera
-           */
-          if (JalviewChimeraBinding.CHIMERA_FEATURE_GROUP
-                  .equals(sf.getFeatureGroup()))
-          {
-            continue;
-          }
-
-          /*
-           * record feature 'value' (score/description/type) as at the
-           * corresponding structure position
-           */
-          List<int[]> mappedRanges = structureMapping
-                  .getPDBResNumRanges(seqPos, seqPos);
-
-          if (!mappedRanges.isEmpty())
-          {
-            String value = sf.getDescription();
-            if (value == null || value.length() == 0)
-            {
-              value = type;
-            }
-            float score = sf.getScore();
-            if (score != 0f && !Float.isNaN(score))
-            {
-              value = Float.toString(score);
-            }
-            Map<Object, AtomSpecModel> featureValues = theMap.get(type);
-            if (featureValues == null)
-            {
-              featureValues = new HashMap<>();
-              theMap.put(type, featureValues);
-            }
-            for (int[] range : mappedRanges)
-            {
-              addAtomSpecRange(featureValues, value, modelNumber, range[0],
-                      range[1], structureMapping.getChain());
-            }
-          }
-        }
-      }
-    }
-  }
-
-  /**
-   * Inspect features on the sequence; for each feature that is visible, determine
-   * its mapped ranges in the structure (if any) according to the given mapping,
-   * and add them to the map.
-   * 
-   * @param visibleFeatures
-   * @param mapping
-   * @param seq
-   * @param theMap
-   * @param modelNumber
-   */
-  protected static void scanSequenceFeatures(List<String> visibleFeatures,
-          StructureMapping mapping, SequenceI seq,
-          Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> theMap, int modelNumber)
-  {
-    List<SequenceFeature> sfs = seq.getFeatures().getPositionalFeatures(
-            visibleFeatures.toArray(new String[visibleFeatures.size()]));
-    for (SequenceFeature sf : sfs)
-    {
-      String type = sf.getType();
-
-      /*
-       * Don't copy features which originated from Chimera
-       */
-      if (JalviewChimeraBinding.CHIMERA_FEATURE_GROUP
-              .equals(sf.getFeatureGroup()))
-      {
-        continue;
-      }
-
-      List<int[]> mappedRanges = mapping.getPDBResNumRanges(sf.getBegin(),
-              sf.getEnd());
-
-      if (!mappedRanges.isEmpty())
-      {
-        String value = sf.getDescription();
-        if (value == null || value.length() == 0)
-        {
-          value = type;
-        }
-        float score = sf.getScore();
-        if (score != 0f && !Float.isNaN(score))
-        {
-          value = Float.toString(score);
-        }
-        Map<Object, AtomSpecModel> featureValues = theMap.get(type);
-        if (featureValues == null)
-        {
-          featureValues = new HashMap<>();
-          theMap.put(type, featureValues);
-        }
-        for (int[] range : mappedRanges)
-        {
-          addAtomSpecRange(featureValues, value, modelNumber, range[0],
-                  range[1], mapping.getChain());
-        }
-      }
-    }
-  }
-
-  /**
    * Traverse the map of features/values/models/chains/positions to construct a
    * list of 'setattr' commands (one per distinct feature type and value).
    * <p>
@@ -354,10 +106,11 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
    * @param featureMap
    * @return
    */
-  protected List<String> buildSetAttributeCommands(
+  @Override
+  public List<StructureCommandI> setAttributes(
           Map<String, Map<Object, AtomSpecModel>> featureMap)
   {
-    List<String> commands = new ArrayList<>();
+    List<StructureCommandI> commands = new ArrayList<>();
     for (String featureType : featureMap.keySet())
     {
       String attributeName = makeAttributeName(featureType);
@@ -379,7 +132,7 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
         AtomSpecModel atomSpecModel = values.get(value);
         String featureValue = value.toString();
         featureValue = featureValue.replaceAll("\\'", "&#39;");
-        String cmd = getSetAttributeCommand(attributeName, featureValue,
+        StructureCommandI cmd = setAttribute(attributeName, featureValue,
                 atomSpecModel);
         commands.add(cmd);
       }
@@ -401,7 +154,7 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
    * @param atomSpecModel
    * @return
    */
-  protected String getSetAttributeCommand(String attributeName,
+  protected StructureCommandI setAttribute(String attributeName,
           String attributeValue,
           AtomSpecModel atomSpecModel)
   {
@@ -409,7 +162,7 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
     sb.append("setattr res ").append(attributeName).append(" '")
             .append(attributeValue).append("' ");
     sb.append(getAtomSpec(atomSpecModel, false));
-    return sb.toString();
+    return new StructureCommand(sb.toString());
   }
 
   /**
@@ -421,23 +174,16 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
    * @return
    * @see https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/setattr.html
    */
-  protected static String makeAttributeName(String featureType)
+  @Override
+  protected String makeAttributeName(String featureType)
   {
-    StringBuilder sb = new StringBuilder();
-    if (featureType != null)
-    {
-      for (char c : featureType.toCharArray())
-      {
-        sb.append(Character.isLetterOrDigit(c) ? c : '_');
-      }
-    }
-    String attName = NAMESPACE_PREFIX + sb.toString();
+    String attName = super.makeAttributeName(featureType);
 
     /*
      * Chimera treats an attribute name ending in 'color' as colour-valued;
      * Jalview doesn't, so prevent this by appending an underscore
      */
-    if (attName.toUpperCase().endsWith("COLOR"))
+    if (attName.toUpperCase(Locale.ROOT).endsWith("COLOR"))
     {
       attName += "_";
     }
@@ -446,15 +192,15 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
   }
 
   @Override
-  public String colourByChain()
+  public StructureCommandI colourByChain()
   {
-    return CMD_COLOUR_BY_CHAIN;
+    return COLOUR_BY_CHAIN;
   }
 
   @Override
-  public String colourByCharge()
+  public List<StructureCommandI> colourByCharge()
   {
-    return CMD_COLOUR_BY_CHARGE;
+    return Arrays.asList(COLOUR_BY_CHARGE);
   }
 
   @Override
@@ -464,21 +210,20 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
   }
 
   @Override
-  public String setBackgroundColour(Color col)
+  public StructureCommandI setBackgroundColour(Color col)
   {
     // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/set.html#bgcolor
-    return "set bgColor " + ColorUtils.toTkCode(col);
+    return new StructureCommand("set bgColor " + ColorUtils.toTkCode(col));
   }
 
   @Override
-  public String focusView()
+  public StructureCommandI focusView()
   {
-    // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/focus.html
-    return "focus";
+    return FOCUS_VIEW;
   }
 
   @Override
-  public String showChains(List<String> toShow)
+  public List<StructureCommandI> showChains(List<String> toShow)
   {
     /*
      * Construct a chimera command like
@@ -509,48 +254,49 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
      */
     final String command = "~display #*; ~ribbon #*; ribbon :"
             + cmd.toString();
-    return command;
+    return Arrays.asList(new StructureCommand(command));
   }
 
   @Override
-  public String superposeStructures(AtomSpecModel spec, AtomSpecModel ref)
+  public List<StructureCommandI> superposeStructures(AtomSpecModel ref,
+          AtomSpecModel spec, boolean isNucleotide)
   {
     /*
      * Form Chimera match command to match spec to ref
+     * (the first set of atoms are moved on to the second)
      * 
      * match #1:1-30.B,81-100.B@CA #0:21-40.A,61-90.A@CA
      * 
-     * @see
-     * https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/docs/UsersGuide/midas/match.html
+     * @see https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/docs/UsersGuide/midas/match.html
      */
     StringBuilder cmd = new StringBuilder();
-    String atomSpec = getAtomSpec(spec, true);
-    String refSpec = getAtomSpec(ref, true);
-    cmd.append("match ").append(atomSpec).append(" ").append(refSpec);
+    String atomSpecAlphaOnly = getAtomSpec(spec, true);
+    String refSpecAlphaOnly = getAtomSpec(ref, true);
+    cmd.append("match ").append(atomSpecAlphaOnly).append(" ").append(refSpecAlphaOnly);
 
     /*
-     * show superposed residues as ribbon, others as chain
+     * show superposed residues as ribbon
      */
-    // fixme this should precede the loop over all alignments/structures
-    cmd.append(";~display all; chain @CA|P");
+    String atomSpec = getAtomSpec(spec, false);
+    String refSpec = getAtomSpec(ref, false);
     cmd.append("; ribbon ");
     cmd.append(atomSpec).append("|").append(refSpec).append("; focus");
 
-    return cmd.toString();
+    return Arrays.asList(new StructureCommand(cmd.toString()));
   }
 
   @Override
-  public String openCommandFile(String path)
+  public StructureCommandI openCommandFile(String path)
   {
     // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/filetypes.html
-    return "open cmd:" + path;
+    return new StructureCommand("open cmd:" + path);
   }
 
   @Override
-  public String saveSession(String filepath)
+  public StructureCommandI saveSession(String filepath)
   {
     // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/save.html
-    return "save " + filepath;
+    return new StructureCommand("save " + filepath);
   }
 
   /**
@@ -582,7 +328,7 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
   {
     StringBuilder sb = new StringBuilder(128);
     boolean firstModel = true;
-    for (Integer model : atomSpec.getModels())
+    for (String model : atomSpec.getModels())
     {
       if (!firstModel)
       {
@@ -602,7 +348,7 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
    * @param atomSpec
    * @param alphaOnly
    */
-  protected void appendModel(StringBuilder sb, Integer model,
+  protected void appendModel(StringBuilder sb, String model,
           AtomSpecModel atomSpec, boolean alphaOnly)
   {
     sb.append("#").append(model).append(":");
@@ -614,46 +360,10 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
       chain = " ".equals(chain) ? chain : chain.trim();
 
       List<int[]> rangeList = atomSpec.getRanges(model, chain);
-
-      /*
-       * sort ranges into ascending start position order
-       */
-      Collections.sort(rangeList, IntRangeComparator.ASCENDING);
-
-      int start = rangeList.isEmpty() ? 0 : rangeList.get(0)[0];
-      int end = rangeList.isEmpty() ? 0 : rangeList.get(0)[1];
-
-      Iterator<int[]> iterator = rangeList.iterator();
-      while (iterator.hasNext())
-      {
-        int[] range = iterator.next();
-        if (range[0] <= end + 1)
-        {
-          /*
-           * range overlaps or is contiguous with the last one
-           * - so just extend the end position, and carry on
-           * (unless this is the last in the list)
-           */
-          end = Math.max(end, range[1]);
-        }
-        else
-        {
-          /*
-           * we have a break so append the last range
-           */
-          appendRange(sb, start, end, chain, firstPositionForModel, false);
-          firstPositionForModel = false;
-          start = range[0];
-          end = range[1];
-        }
-      }
-
-      /*
-       * and append the last range
-       */
-      if (!rangeList.isEmpty())
+      for (int[] range : rangeList)
       {
-        appendRange(sb, start, end, chain, firstPositionForModel, false);
+        appendRange(sb, range[0], range[1], chain, firstPositionForModel,
+                false);
         firstPositionForModel = false;
       }
     }
@@ -663,14 +373,76 @@ public class ChimeraCommands extends StructureCommandsBase
        * restrict to alpha carbon, no alternative locations
        * (needed to ensuring matching atom counts for superposition)
        */
-      sb.append("@CA|P").append(NO_ALTLOCS);
+      // TODO @P instead if RNA - add nucleotide flag to AtomSpecModel?
+      sb.append("@CA").append(NO_ALTLOCS);
     }
   }
 
   @Override
-  public String showBackbone()
+  public List<StructureCommandI> showBackbone()
+  {
+    return Arrays.asList(SHOW_BACKBONE);
+  }
+
+  @Override
+  public StructureCommandI loadFile(String file)
+  {
+    return new StructureCommand("open " + file);
+  }
+
+  @Override
+  public StructureCommandI openSession(String filepath)
+  {
+    // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/filetypes.html
+    // this version of the command has no dependency on file extension
+    return new StructureCommand("open chimera:" + filepath);
+  }
+
+  @Override
+  public StructureCommandI closeViewer()
+  {
+    return CLOSE_CHIMERA;
+  }
+
+  @Override
+  public List<StructureCommandI> startNotifications(String uri)
+  {
+    // https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/current/docs/UsersGuide/midas/listen.html
+    List<StructureCommandI> cmds = new ArrayList<>();
+    cmds.add(new StructureCommand("listen start models url " + uri));
+    cmds.add(new StructureCommand("listen start select prefix SelectionChanged url " + uri));
+    return cmds;
+  }
+
+  @Override
+  public List<StructureCommandI> stopNotifications()
+  {
+    List<StructureCommandI> cmds = new ArrayList<>();
+    cmds.add(STOP_NOTIFY_MODELS);
+    cmds.add(STOP_NOTIFY_SELECTION);
+    return cmds;
+  }
+
+  @Override
+  public StructureCommandI getSelectedResidues()
+  {
+    return GET_SELECTION;
+  }
+
+  @Override
+  public StructureCommandI listResidueAttributes()
+  {
+    return LIST_RESIDUE_ATTRIBUTES;
+  }
+
+  @Override
+  public StructureCommandI getResidueAttributes(String attName)
   {
-    return "~display all;chain @CA|P";
+    // this alternative command
+    // list residues spec ':*/attName' attr attName
+    // doesn't report 'None' values (which is good), but
+    // fails for 'average.bfactor' (which is bad):
+    return new StructureCommand("list residues attr '" + attName + "'");
   }
 
 }