alg/glseqbrowser.cpp

   1 #include "alg/glseqbrowser.hpp"
   2 #include "mussa_exceptions.hpp"
   3
   4 #include <iostream>
   5 #include <stdexcept>
   6
   7 using namespace std;
   8
   9 GlSeqBrowser::GlSeqBrowser()
  10   : border_width(25),
  11     cur_ortho(400.0, 0.0, 600.0, 0.0),
  12     viewport_size(600, 400),
  13     viewport_center((cur_ortho.right-cur_ortho.left)/2+cur_ortho.left),
  14     zoom_level(2),
  15     color_mapper(),
  16     track_container()
  17 {
  18 }
  19
  20 GlSeqBrowser::GlSeqBrowser(const GlSeqBrowser& gt)
  21   : border_width(gt.border_width),
  22     cur_ortho(gt.cur_ortho),
  23     viewport_size(gt.viewport_size),
  24     viewport_center(gt.viewport_center),
  25     zoom_level(gt.zoom_level),
  26     color_mapper(gt.color_mapper),
  27     track_container(gt.track_container)
  28 {
  29 }
  30
  31 void GlSeqBrowser::initializeGL()
  32 {
  33   glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  34   glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);
  35   glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
  36   glShadeModel(GL_FLAT);
  37 }
  38
  39 void GlSeqBrowser::resizeGL(int width, int height)
  40 {
  41   viewport_size.x = width;
  42   viewport_size.y = height;
  43   glViewport(0, 0, (GLsizei)width, (GLsizei)height);
  44   //update_layout();
  45 }
  46
  47 void GlSeqBrowser::paintGL() const
  48 {
  49   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  50
  51   glPushMatrix();
  52   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  53   glLoadIdentity();
  54   glOrtho(cur_ortho.left, cur_ortho.right,
  55           cur_ortho.bottom, cur_ortho.top,
  56           -50.0, 50);
  57
  58   draw();
  59
  60   glPopMatrix();
  61   glFlush();
  62 }
  63
  64 void GlSeqBrowser::processSelection(GLuint hits, GLuint buffer[], GLuint bufsize)
  65 {
  66   GLuint *ptr;
  67   GLuint names;
  68   GLuint consumed_names = 0;
  69   float z1;
  70   float z2;
  71   GLuint objtype;
  72   GLuint objid;
  73   GLuint path_index = 0;
  74   GLuint pair_key_0 = 0;
  75   GLuint pair_key_1 = 0;
  76
  77   selected_paths.clear();
  78   selected_tracks.clear();
  79
  80   std::cout << "hits = " << hits << std::endl;
  81   ptr = (GLuint *) buffer;
  82   if (hits > 0)
  83     selectedMode = true;
  84   for (GLuint i=0; i < hits; ++i)
  85   {
  86     if ((i + 5) > bufsize) {
  87       std::clog << "*** selection overflow***" << std::endl;
  88     } else {
  89       consumed_names = 0;
  90       names = *ptr++;
  91       z1 = ((float)*ptr++)/0x7fffffff;
  92       z2 = ((float)*ptr++)/0x7fffffff;
  93       objtype = *ptr++; ++consumed_names;
  94       switch (objtype) {
  95         case MussaSegment:
  96           path_index = *ptr++; ++consumed_names;
  97           pair_key_0 = *ptr++; ++consumed_names;
  98           pair_key_1 = *ptr++; ++consumed_names;
  99           if (path_index < path_segments.size()) {
 100             segment_key k(pair_key_0, pair_key_1);
 101             pair_segment_map::iterator psm_i;
 102             psm_i = path_segments[path_index].find(k);
 103             if (psm_i != path_segments[path_index].end()) {
 104               Segment &seg = psm_i->second;
 105               selected_paths.insert(seg.path_ids.begin(), seg.path_ids.end());
 106             }
 107             // else something else is wrong
 108           } else {
 109             // something wasn't right
 110             clog << "invalid path_index " << path_index
 111                  << " should have been [0,"<<path_segments.size()
 112                  << ") " << endl;
 113           }
 114           break;
 115         case MussaTrack:
 116           objid = *ptr++; ++consumed_names;
 117           selected_tracks.insert(objid);
 118         break;
 119         default:
 120           cout << "unknown type " << objtype << " ";
 121           for(; consumed_names < names; ++consumed_names) {
 122             cout << consumed_names << "," << *ptr++ << " ";
 123           }
 124           cout << endl;
 125           break;
 126       }
 127     }
 128   }
 129 }
 130
 131 void GlSeqBrowser::selectRegion(int top, int left, int bottom, int right)
 132 {
 133   GLfloat x_scale = cur_ortho.width()/((float)viewport_size.x);
 134   GLfloat y_scale = cur_ortho.height()/((float)viewport_size.y);
 135   GLfloat x_left = cur_ortho.left + (left*x_scale);
 136   GLfloat x_right = right * x_scale;
 137
 138   if (top > bottom) {
 139     // woah, someone gave us a rectangle with the origin in the lower left
 140     int temp = top;
 141     bottom = top;
 142     top = temp;
 143   }
 144   // swap the orientation of canvas coordinates
 145   GLfloat y_top = cur_ortho.top-(bottom*y_scale);
 146   GLfloat y_bottom = cur_ortho.top - top * y_scale;
 147   selectedRegion = rect<float>(y_top, x_left, y_bottom, x_right);
 148
 149   // hopefully this will make a buffer big enough to receive
 150   // everything being selected
 151   //const size_t pathz_count = mussaAnalysis->paths().refined_pathz.size();
 152   //const GLuint select_buf_size = 1 + 5 * (pathz_count + sequences.size());
 153   const GLuint select_buf_size = 500000;
 154   GLuint selectBuf[select_buf_size];
 155   glSelectBuffer(select_buf_size, selectBuf);
 156   GLint hits;
 157
 158   (void)glRenderMode(GL_SELECT);
 159   glPushMatrix();
 160   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 161   glLoadIdentity();
 162   glOrtho(x_left, x_right, y_top, y_bottom, -50.0, 50.0);
 163   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 164   glLoadIdentity();
 165
 166   draw();
 167
 168   glFlush();
 169   glPopMatrix();
 170   hits = glRenderMode(GL_RENDER);
 171   processSelection(hits, selectBuf, select_buf_size);
 172 }
 173
 174 float GlSeqBrowser::border() const
 175 {
 176   return border_width;
 177 }
 178
 179 float GlSeqBrowser::left() const
 180 {
 181   float left;
 182   if (track_container.size() == 0)
 183   {
 184     return cur_ortho.left;
 185   } else {
 186     vector<GlSequence>::const_iterator track_i = track_container.begin();
 187     left = track_i->x();
 188     for( ; track_i != track_container.end(); ++track_i)
 189     {
 190       if (track_i->x() < left)
 191         left = track_i->x();
 192     }
 193     return left-border_width;
 194   }
 195 }
 196
 197 float GlSeqBrowser::right() const
 198 {
 199   float right;
 200   if (track_container.size() == 0)
 201   {
 202     return cur_ortho.right;
 203   } else {
 204     vector<GlSequence>::const_iterator track_i = track_container.begin();
 205     right = track_i->right();
 206     for( ; track_i != track_container.end(); ++track_i)
 207     {
 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_segment_map_vector::iterator psmv_i;
 318   for(psmv_i = path_segments.begin();
 319       psmv_i != path_segments.end();
 320       ++psmv_i)
 321   {
 322     psmv_i->clear();
 323   }
 324 }
 325
 326 void
 327 GlSeqBrowser::link(const vector<int>& path, const vector<bool>& rc, int )
 328 {
 329   if (path.size() < 2) {
 330     // should i throw an error instead?
 331     return;
 332   }
 333   if (path.size() != rc.size()) {
 334     throw runtime_error("path and reverse compliment must be the same length");
 335   }
 336   vector<int>::const_iterator path_i = path.begin();
 337   vector<bool>::const_iterator rc_i = rc.begin();
 338   int track_i = 0;
 339   int prev_x = *path_i; ++path_i;
 340   bool prev_rc = *rc_i; ++rc_i;
 341   while (path_i != path.end() and rc_i != rc.end())
 342   {
 343     segment_key p(prev_x, *path_i);
 344     pair_segment_map::iterator found_segment = path_segments[track_i].find(p);
 345     if (found_segment == path_segments[track_i].end()) {
 346       // not already found
 347       float y1 = track_container[track_i].y();
 348             y1 -= track_container[track_i].height()/2;
 349       float y2 = track_container[track_i+1].y();
 350             y2 += track_container[track_i+1].height()/2;
 351
 352       Segment s(prev_x, y1, *path_i, y2, prev_rc);
 353       s.path_ids.insert(pathid);
 354       path_segments[track_i][p] = s;
 355     } else {
 356       //found
 357       found_segment->second.path_ids.insert(pathid);
 358     }
 359     prev_x = *path_i;
 360     prev_rc = *rc_i;
 361     ++track_i;
 362     ++path_i;
 363     ++rc_i;
 364   }
 365   // pathid is reset by push_sequence
 366   ++pathid;
 367 }
 368
 369 const set<int>& GlSeqBrowser::selectedPaths() const
 370 {
 371   return selected_paths;
 372 }
 373
 374 void GlSeqBrowser::centerOnPath(const vector<int>& paths)
 375 {
 376   if (paths.size() != track_container.size()) {
 377     throw mussa_error("Path length didn't match the number of sequences");
 378   }
 379
 380   for(size_t track_i = 0; track_i != track_container.size(); ++track_i)
 381   {
 382     track_container[track_i].setX(viewport_center - paths[track_i]);
 383   }
 384 }
 385
 386 void GlSeqBrowser::update_viewport(float center, int new_zoom)
 387 {
 388   // limit how close we can get
 389   if (new_zoom < 1) {
 390     new_zoom = 1;
 391   }
 392   float new_width = (((float)new_zoom / 100.0) * (float)viewport_size.x);
 393   cur_ortho.left = center-new_width/2.0;
 394   cur_ortho.right = center+new_width/2.0;
 395 }
 396
 397 void GlSeqBrowser::update_layout()
 398 {
 399   typedef std::vector<GlSequence>::iterator glseq_itor_type;
 400   float available_height = (float)cur_ortho.top - 2 * (float)border_width;
 401   float max_base_pairs = 0;
 402   size_t track_count = track_container.size();
 403
 404   if (track_count > 1) {
 405     // we have several sequences
 406     float track_spacing = available_height / (track_count-1);
 407     float y = available_height + (float)border_width;
 408     for(glseq_itor_type seq_i = track_container.begin();
 409         seq_i != track_container.end();
 410         ++seq_i, y-=track_spacing)
 411     {
 412       seq_i->setX(0);
 413       seq_i->setY(y);
 414       if (seq_i->length() > max_base_pairs)
 415         max_base_pairs = seq_i->length();
 416     }
 417   } else if (track_count == 1) {
 418     // center the single track
 419     glseq_itor_type seq_i = track_container.begin();
 420     seq_i->setX(0);
 421     seq_i->setY(viewport_size.x /2);
 422     max_base_pairs = seq_i->length();
 423   } else {
 424     // nothing to do as we're empty
 425     return;
 426   }
 427   cur_ortho.right = max_base_pairs + border_width;
 428   cur_ortho.left = -border_width;
 429   cur_ortho.top = viewport_size.x;
 430   cur_ortho.bottom = 0;
 431   viewport_center = (cur_ortho.width()/2) + cur_ortho.left;
 432   zoomOut();
 433 }
 434
 435 void GlSeqBrowser::draw() const
 436 {
 437   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 438   glInitNames();
 439   glPushName(MussaSegment);
 440   draw_segments();
 441   glLoadName(MussaTrack);
 442   draw_tracks();
 443   glPopName();
 444   // a selection shouldn't have a glName associated with it
 445   draw_selection();
 446 }
 447
 448 void GlSeqBrowser::draw_selection() const
 449 {
 450   // draw selection box
 451   glEnable(GL_BLEND);
 452   glDepthMask(GL_FALSE);
 453   if (selectedMode) {
 454     glColor4f(0.6, 0.6, 0.6, 0.9);
 455     glRectf(selectedRegion.left, selectedRegion.top,
 456             selectedRegion.right, selectedRegion.bottom);
 457   }
 458   glDepthMask(GL_TRUE);
 459   glDisable(GL_BLEND);
 460 }
 461
 462 void GlSeqBrowser::draw_tracks() const
 463 {
 464   for(size_t track_i = 0; track_i != track_container.size(); ++track_i)
 465   {
 466     glPushName(track_i);
 467     track_container[track_i].draw(cur_ortho.left, cur_ortho.right);
 468     glPopName();
 469   }
 470 }
 471
 472 void GlSeqBrowser::draw_segments() const
 473 {
 474   glLineWidth(0.1);
 475   // each vector contains path_segment_maps of all the connections
 476   // between this track and the next
 477   path_segment_map_vector::const_iterator psmv_i;
 478   for(psmv_i = path_segments.begin();
 479       psmv_i != path_segments.end();
 480       ++psmv_i)
 481   {
 482     path_segment_map_vector::difference_type path_index;
 483     path_index = psmv_i - path_segments.begin();
 484     // these maps contain the pair index (used so we dont keep drawing the
 485     // same segment) and the actual segment structure.
 486     pair_segment_map::const_iterator psm_i;
 487     for(psm_i = psmv_i->begin();
 488         psm_i != psmv_i->end();
 489         ++psm_i)
 490     {
 491       // grab the index into our segment map
 492       const segment_key& key = psm_i->first;
 493       // the second element of our map pair is a segment
 494       const Segment &s = psm_i->second;
 495       // need to do something so we can detect our selection
 496       vector<int> selected;
 497       set_intersection(selected_paths.begin(), selected_paths.end(),
 498                        s.path_ids.begin(), s.path_ids.end(),
 499                        back_inserter(selected));
 500
 501       if (not s.reversed) {
 502         if (selected_paths.size() == 0 or selected.size() > 0) {
 503           glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
 504         } else {
 505           glColor3f(1.0, 0.8, 0.8);
 506         }
 507       } else {
 508         if (selected_paths.size() == 0 or selected.size() > 0) {
 509           glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
 510         } else {
 511           glColor3f(0.8, 0.8, 1.0);
 512         }
 513       }
 514       // save the multipart name for our segment
 515       glPushName(path_index); glPushName(key.first); glPushName(key.second);
 516       glBegin(GL_LINES);
 517       glVertex3f(s.start.x, s.start.y, -1);
 518       glVertex3f(s.end.x, s.end.y, -1);
 519       glEnd();
 520       // clear the names
 521       glPopName(); glPopName(); glPopName();
 522     }
 523   }
 524 }