alg/glseqbrowser.cpp

   1 #include "alg/glseqbrowser.hpp"
   2 #include "mussa_exceptions.hpp"
   3
   4 #include <iostream>
   5 #include <sstream>
   6 #include <stdexcept>
   7
   8 using namespace std;
   9
  10 GlSeqBrowser::GlSeqBrowser()
  11   : border_width(25),
  12     cur_ortho(400.0, 0.0, 600.0, 0.0),
  13     viewport_size(600, 400),
  14     viewport_center((cur_ortho.right-cur_ortho.left)/2+cur_ortho.left),
  15     zoom_level(2),
  16     color_mapper(),
  17     track_container()
  18 {
  19 }
  20
  21 GlSeqBrowser::GlSeqBrowser(const GlSeqBrowser& gt)
  22   : border_width(gt.border_width),
  23     cur_ortho(gt.cur_ortho),
  24     viewport_size(gt.viewport_size),
  25     viewport_center(gt.viewport_center),
  26     zoom_level(gt.zoom_level),
  27     color_mapper(gt.color_mapper),
  28     track_container(gt.track_container)
  29 {
  30 }
  31
  32 void GlSeqBrowser::initializeGL()
  33 {
  34   glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  35   glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);
  36   glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
  37   glShadeModel(GL_FLAT);
  38 }
  39
  40 void GlSeqBrowser::resizeGL(int width, int height)
  41 {
  42   viewport_size.x = width;
  43   viewport_size.y = height;
  44   glViewport(0, 0, (GLsizei)width, (GLsizei)height);
  45   update_viewport(viewport_center, zoom_level);
  46 }
  47
  48 void GlSeqBrowser::paintGL() const
  49 {
  50   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  51
  52   glPushMatrix();
  53   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  54   glLoadIdentity();
  55   glOrtho(cur_ortho.left, cur_ortho.right,
  56           cur_ortho.bottom, cur_ortho.top,
  57           -50.0, 50);
  58
  59   draw();
  60
  61   glPopMatrix();
  62   glFlush();
  63 }
  64
  65 void GlSeqBrowser::processSelection(GLuint hits, GLuint buffer[], GLuint bufsize)
  66 {
  67   GLuint *ptr;
  68   GLuint names;
  69   GLuint consumed_names = 0;
  70   float z1;
  71   float z2;
  72   GLuint objtype;
  73   GLuint objid;
  74   GLuint path_index = 0;
  75   GLuint pair_key_0 = 0;
  76   GLuint pair_key_1 = 0;
  77
  78   selected_paths.clear();
  79   selected_tracks.clear();
  80
  81   std::cout << "hits = " << hits << std::endl;
  82   ptr = (GLuint *) buffer;
  83   if (hits > 0)
  84     selectedMode = true;
  85   for (GLuint i=0; i < hits; ++i)
  86   {
  87     if ((i + 5) > bufsize) {
  88       std::clog << "*** selection overflow***" << std::endl;
  89     } else {
  90       consumed_names = 0;
  91       names = *ptr++;
  92       z1 = ((float)*ptr++)/0x7fffffff;
  93       z2 = ((float)*ptr++)/0x7fffffff;
  94       objtype = *ptr++; ++consumed_names;
  95       switch (objtype) {
  96         case MussaSegment:
  97           path_index = *ptr++; ++consumed_names;
  98           pair_key_0 = *ptr++; ++consumed_names;
  99           pair_key_1 = *ptr++; ++consumed_names;
 100           if (path_index < path_segments.size()) {
 101             segment_key k(pair_key_0, pair_key_1);
 102             pair_segment_map::iterator psm_i;
 103             psm_i = path_segments[path_index].find(k);
 104             if (psm_i != path_segments[path_index].end()) {
 105               Segment &seg = psm_i->second;
 106               selected_paths.insert(seg.path_ids.begin(), seg.path_ids.end());
 107             }
 108             // else something else is wrong
 109           } else {
 110             // something wasn't right
 111             clog << "invalid path_index " << path_index
 112                  << " should have been [0,"<<path_segments.size()
 113                  << ") " << endl;
 114           }
 115           break;
 116         case MussaTrack:
 117           objid = *ptr++; ++consumed_names;
 118           selected_tracks.insert(objid);
 119         break;
 120         default:
 121           cout << "unknown type " << objtype << " ";
 122           for(; consumed_names < names; ++consumed_names) {
 123             cout << consumed_names << "," << *ptr++ << " ";
 124           }
 125           cout << endl;
 126           break;
 127       }
 128     }
 129   }
 130 }
 131
 132 void GlSeqBrowser::selectRegion(int top, int left, int bottom, int right)
 133 {
 134   GLfloat x_scale = cur_ortho.width()/((float)viewport_size.x);
 135   GLfloat y_scale = cur_ortho.height()/((float)viewport_size.y);
 136   GLfloat x_left = cur_ortho.left + (left*x_scale);
 137   GLfloat x_right = cur_ortho.left + (right * x_scale);
 138
 139   if (top > bottom) {
 140     // woah, someone gave us a rectangle with the origin in the lower left
 141     int temp = top;
 142     bottom = top;
 143     top = temp;
 144   }
 145   // swap the orientation of canvas coordinates
 146   GLfloat y_top = cur_ortho.top-(bottom*y_scale);
 147   GLfloat y_bottom = cur_ortho.top - top * y_scale;
 148   selectedRegion = rect<float>(y_top, x_left, y_bottom, x_right);
 149
 150   // hopefully this will make a buffer big enough to receive
 151   // everything being selected
 152   //const size_t pathz_count = mussaAnalysis->paths().refined_pathz.size();
 153   //const GLuint select_buf_size = 1 + 5 * (pathz_count + sequences.size());
 154   const GLuint select_buf_size = 500000;
 155   GLuint selectBuf[select_buf_size];
 156   glSelectBuffer(select_buf_size, selectBuf);
 157   GLint hits;
 158
 159   (void)glRenderMode(GL_SELECT);
 160   glPushMatrix();
 161   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 162   glLoadIdentity();
 163   glOrtho(x_left, x_right, y_top, y_bottom, -50.0, 50.0);
 164   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 165   glLoadIdentity();
 166
 167   draw();
 168
 169   glFlush();
 170   glPopMatrix();
 171   hits = glRenderMode(GL_RENDER);
 172   processSelection(hits, selectBuf, select_buf_size);
 173 }
 174
 175 float GlSeqBrowser::border() const
 176 {
 177   return border_width;
 178 }
 179
 180 float GlSeqBrowser::left() const
 181 {
 182   float left;
 183   if (track_container.size() == 0)
 184   {
 185     return cur_ortho.left;
 186   } else {
 187     vector<GlSequence>::const_iterator track_i = track_container.begin();
 188     left = track_i->x();
 189     for( ; track_i != track_container.end(); ++track_i)
 190     {
 191       if (track_i->x() < left) {
 192         left = track_i->x();
 193       }
 194     }
 195     return left-border_width;
 196   }
 197 }
 198
 199 float GlSeqBrowser::right() const
 200 {
 201   float right;
 202   if (track_container.size() == 0) {
 203     return cur_ortho.right;
 204   } else {
 205     vector<GlSequence>::const_iterator track_i = track_container.begin();
 206     right = track_i->right();
 207     for( ; track_i != track_container.end(); ++track_i) {
 208       if (track_i->right() > right)
 209         right = track_i->right();
 210     }
 211     return right+border_width;
 212   }
 213 }
 214
 215 void GlSeqBrowser::setViewportCenter(float x)
 216 {
 217   update_viewport(x, zoom_level);
 218   viewport_center = x;
 219 }
 220
 221 float GlSeqBrowser::viewportLeft() const
 222 {
 223   return cur_ortho.left;
 224 }
 225
 226 float GlSeqBrowser::viewportCenter() const
 227 {
 228   return viewport_center;
 229 }
 230
 231 float GlSeqBrowser::viewportRight() const
 232 {
 233   return cur_ortho.right;
 234 }
 235
 236 float GlSeqBrowser::viewportHeight() const
 237 {
 238   return cur_ortho.top - cur_ortho.bottom;
 239 }
 240
 241 float GlSeqBrowser::viewportWidth() const
 242 {
 243   return cur_ortho.right - cur_ortho.left;
 244 }
 245
 246 int GlSeqBrowser::zoomOut()
 247 {
 248
 249   if (right() - left() > 0) {
 250     cur_ortho.left = left();
 251     cur_ortho.right = right();
 252     zoom_level = (int)(( (right() - left()) / viewport_size.x) * 100);
 253     return zoom_level;
 254   } else {
 255     // made up number representing 50 bp / pixel
 256     return 5000;
 257   }
 258 }
 259 int GlSeqBrowser::zoomToSequence()
 260 {
 261   // (experimentally determined zoom level)
 262   const int friendly_zoom = 7;
 263   setZoom(friendly_zoom);
 264   return friendly_zoom;
 265 }
 266 void GlSeqBrowser::setZoom(int new_zoom)
 267 {
 268   update_viewport(viewport_center, new_zoom);
 269   zoom_level = new_zoom;
 270 }
 271
 272 int GlSeqBrowser::zoom() const
 273 {
 274   return zoom_level;
 275 }
 276
 277 void GlSeqBrowser::setColorMapper(AnnotationColors& cm)
 278 {
 279   color_mapper = cm;
 280 }
 281
 282 AnnotationColors& GlSeqBrowser::colorMapper()
 283 {
 284   return color_mapper;
 285 }
 286
 287 void GlSeqBrowser::clear()
 288 {
 289   clear_links();
 290   path_segments.clear();
 291   track_container.clear();
 292 }
 293
 294 void GlSeqBrowser::push_sequence(const Sequence &s)
 295 {
 296   GlSequence gs(s, color_mapper);
 297   push_sequence(gs);
 298 }
 299
 300 void GlSeqBrowser::push_sequence(GlSequence &gs)
 301 {
 302   clear_links();
 303   pathid = 0;
 304   track_container.push_back(gs);
 305   update_layout();
 306   if (track_container.size() > 1)
 307     path_segments.push_back(pair_segment_map());
 308 }
 309
 310 const std::vector<GlSequence>& GlSeqBrowser::sequences() const
 311 {
 312   return track_container;
 313 }
 314
 315 void GlSeqBrowser::clear_links()
 316 {
 317   path_segments.clear();
 318   for (int i = track_container.size()-1; i > 0; --i)
 319   {
 320     path_segments.push_back(pair_segment_map());
 321   }
 322 }
 323
 324 void
 325 GlSeqBrowser::link(const vector<int>& path, const vector<bool>& rc, int )
 326 {
 327   if (path.size() < 2) {
 328     // should i throw an error instead?
 329     return;
 330   }
 331   if (path.size() != track_container.size() ) {
 332     stringstream msg;
 333     msg << "Path size [" << path.size() << "] and track size ["
 334         << track_container.size() << "] don't match" << endl;
 335     throw mussa_error(msg.str());
 336  }
 337   if (path.size() != rc.size()) {
 338     throw runtime_error("path and reverse compliment must be the same length");
 339   }
 340   vector<int>::const_iterator path_i = path.begin();
 341   vector<bool>::const_iterator rc_i = rc.begin();
 342   int track_i = 0;
 343   int prev_x = *path_i; ++path_i;
 344   bool prev_rc = *rc_i; ++rc_i;
 345   while (path_i != path.end() and rc_i != rc.end())
 346   {
 347     segment_key p(prev_x, *path_i);
 348     pair_segment_map::iterator found_segment = path_segments[track_i].find(p);
 349     if (found_segment == path_segments[track_i].end()) {
 350       // not already found
 351       float y1 = track_container[track_i].y();
 352             y1 -= track_container[track_i].height()/2;
 353       float y2 = track_container[track_i+1].y();
 354             y2 += track_container[track_i+1].height()/2;
 355
 356       Segment s(prev_x, y1, *path_i, y2, prev_rc);
 357       s.path_ids.insert(pathid);
 358       path_segments[track_i][p] = s;
 359     } else {
 360       //found
 361       found_segment->second.path_ids.insert(pathid);
 362     }
 363     prev_x = *path_i;
 364     prev_rc = *rc_i;
 365     ++track_i;
 366     ++path_i;
 367     ++rc_i;
 368   }
 369   // pathid is reset by push_sequence
 370   ++pathid;
 371 }
 372
 373 const set<int>& GlSeqBrowser::selectedPaths() const
 374 {
 375   return selected_paths;
 376 }
 377
 378 void GlSeqBrowser::centerOnPath(const vector<int>& paths)
 379 {
 380   if (paths.size() != track_container.size()) {
 381     throw mussa_error("Path length didn't match the number of sequences");
 382   }
 383
 384   for(size_t track_i = 0; track_i != track_container.size(); ++track_i)
 385   {
 386     // -15 = shift more to the left
 387     track_container[track_i].setX((viewport_center-15) - paths[track_i]);
 388   }
 389 }
 390
 391 void GlSeqBrowser::update_viewport(float center, int new_zoom)
 392 {
 393   // limit how close we can get
 394   if (new_zoom < 1) {
 395     new_zoom = 1;
 396   }
 397   float new_width = (((float)new_zoom / 100.0) * (float)viewport_size.x);
 398   cur_ortho.left = center-new_width/2.0;
 399   cur_ortho.right = center+new_width/2.0;
 400 }
 401
 402 void GlSeqBrowser::update_layout()
 403 {
 404   typedef std::vector<GlSequence>::iterator glseq_itor_type;
 405   float available_height = (float)cur_ortho.top - 2 * (float)border_width;
 406   float max_base_pairs = 0;
 407   size_t track_count = track_container.size();
 408
 409   if (track_count > 1) {
 410     // we have several sequences
 411     float track_spacing = available_height / (track_count-1);
 412     float y = available_height + (float)border_width;
 413     for(glseq_itor_type seq_i = track_container.begin();
 414         seq_i != track_container.end();
 415         ++seq_i, y-=track_spacing)
 416     {
 417       seq_i->setX(0);
 418       seq_i->setY(y);
 419       if (seq_i->length() > max_base_pairs)
 420         max_base_pairs = seq_i->length();
 421     }
 422   } else if (track_count == 1) {
 423     // center the single track
 424     glseq_itor_type seq_i = track_container.begin();
 425     seq_i->setX(0);
 426     seq_i->setY(viewport_size.x /2);
 427     max_base_pairs = seq_i->length();
 428   } else {
 429     // nothing to do as we're empty
 430     return;
 431   }
 432   cur_ortho.right = max_base_pairs + border_width;
 433   cur_ortho.left = -border_width;
 434   cur_ortho.top = viewport_size.x;
 435   cur_ortho.bottom = 0;
 436   viewport_center = (cur_ortho.width()/2) + cur_ortho.left;
 437   zoomOut();
 438 }
 439
 440 void GlSeqBrowser::draw() const
 441 {
 442   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 443   glInitNames();
 444   glPushName(MussaSegment);
 445   draw_segments();
 446   glLoadName(MussaTrack);
 447   draw_tracks();
 448   glPopName();
 449   // a selection shouldn't have a glName associated with it
 450   draw_selection();
 451 }
 452
 453 void GlSeqBrowser::draw_selection() const
 454 {
 455   // draw selection box
 456   glEnable(GL_BLEND);
 457   glDepthMask(GL_FALSE);
 458   if (selectedMode) {
 459     glColor4f(0.6, 0.6, 0.6, 0.9);
 460     glRectf(selectedRegion.left, selectedRegion.top,
 461             selectedRegion.right, selectedRegion.bottom);
 462   }
 463   glDepthMask(GL_TRUE);
 464   glDisable(GL_BLEND);
 465 }
 466
 467 void GlSeqBrowser::draw_tracks() const
 468 {
 469   for(size_t track_i = 0; track_i != track_container.size(); ++track_i)
 470   {
 471     glPushName(track_i);
 472     track_container[track_i].draw(cur_ortho.left, cur_ortho.right);
 473     glPopName();
 474   }
 475 }
 476
 477 void GlSeqBrowser::draw_segments() const
 478 {
 479   glLineWidth(1);
 480   // each vector contains path_segment_maps of all the connections
 481   // between this track and the next
 482   path_segment_map_vector::const_iterator psmv_i;
 483   for(psmv_i = path_segments.begin();
 484       psmv_i != path_segments.end();
 485       ++psmv_i)
 486   {
 487     path_segment_map_vector::difference_type path_index;
 488     path_index = psmv_i - path_segments.begin();
 489     // these maps contain the pair index (used so we dont keep drawing the
 490     // same segment) and the actual segment structure.
 491     pair_segment_map::const_iterator psm_i;
 492     for(psm_i = psmv_i->begin();
 493         psm_i != psmv_i->end();
 494         ++psm_i)
 495     {
 496       // grab the index into our segment map
 497       const segment_key& key = psm_i->first;
 498       // the second element of our map pair is a segment
 499       const Segment &s = psm_i->second;
 500       // need to do something so we can detect our selection
 501       vector<int> selected;
 502       set_intersection(selected_paths.begin(), selected_paths.end(),
 503                        s.path_ids.begin(), s.path_ids.end(),
 504                        back_inserter(selected));
 505
 506       if (not s.reversed) {
 507         if (selected_paths.size() == 0 or selected.size() > 0) {
 508           glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
 509         } else {
 510           glColor3f(1.0, 0.8, 0.8);
 511         }
 512       } else {
 513         // hack for demo, hide the reverse compliment color bug
 514         if (selected_paths.size() == 0 or selected.size() > 0) {
 515           glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
 516         } else {
 517           glColor3f(1.0, 0.8, 0.8);
 518         }
 519         /*
 520         if (selected_paths.size() == 0 or selected.size() > 0) {
 521           glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
 522         } else {
 523           glColor3f(0.8, 0.8, 1.0);
 524         }
 525         */
 526       }
 527       // save the multipart name for our segment
 528       glPushName(path_index); glPushName(key.first); glPushName(key.second);
 529       glBegin(GL_LINES);
 530       float seq_start_x = track_container[path_index].x();
 531       float seq_end_x = track_container[path_index+1].x();
 532       glVertex3f(s.start.x + seq_start_x, s.start.y, -1);
 533       glVertex3f(s.end.x   + seq_end_x  , s.end.y, -1);
 534       glEnd();
 535       // clear the names
 536       glPopName(); glPopName(); glPopName();
 537     }
 538   }
 539 }