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   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 = cur_ortho.left + (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     }
 194     return left-border_width;
 195   }
 196 }
 197
 198 float GlSeqBrowser::right() const
 199 {
 200   float right;
 201   if (track_container.size() == 0) {
 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       if (track_i->right() > right)
 208         right = track_i->right();
 209     }
 210     return right+border_width;
 211   }
 212 }
 213
 214 void GlSeqBrowser::setViewportCenter(float x)
 215 {
 216   update_viewport(x, zoom_level);
 217   viewport_center = x;
 218 }
 219
 220 float GlSeqBrowser::viewportLeft() const
 221 {
 222   return cur_ortho.left;
 223 }
 224
 225 float GlSeqBrowser::viewportCenter() const
 226 {
 227   return viewport_center;
 228 }
 229
 230 float GlSeqBrowser::viewportRight() const
 231 {
 232   return cur_ortho.right;
 233 }
 234
 235 float GlSeqBrowser::viewportHeight() const
 236 {
 237   return cur_ortho.top - cur_ortho.bottom;
 238 }
 239
 240 float GlSeqBrowser::viewportWidth() const
 241 {
 242   return cur_ortho.right - cur_ortho.left;
 243 }
 244
 245 double GlSeqBrowser::zoomOut()
 246 {
 247
 248   if (right() - left() > 0) {
 249     cur_ortho.left = left();
 250     cur_ortho.right = right();
 251     zoom_level =  (right() - left()) / (double)viewport_size.x;
 252     return zoom_level;
 253   } else {
 254     // made up number representing 50 bp / pixel
 255     return 50.0;
 256   }
 257 }
 258
 259 double GlSeqBrowser::zoomToSequence()
 260 {
 261   // (experimentally determined zoom level)
 262   const double friendly_zoom = 0.10;
 263   setZoom(friendly_zoom);
 264   return friendly_zoom;
 265 }
 266
 267 void GlSeqBrowser::setZoom(double new_zoom)
 268 {
 269   update_viewport(viewport_center, new_zoom);
 270   zoom_level = new_zoom;
 271 }
 272
 273 double GlSeqBrowser::zoom() const
 274 {
 275   return zoom_level;
 276 }
 277
 278 void GlSeqBrowser::setColorMapper(AnnotationColors& cm)
 279 {
 280   color_mapper = cm;
 281 }
 282
 283 AnnotationColors& GlSeqBrowser::colorMapper()
 284 {
 285   return color_mapper;
 286 }
 287
 288 void GlSeqBrowser::clear()
 289 {
 290   clear_links();
 291   path_segments.clear();
 292   track_container.clear();
 293 }
 294
 295 void GlSeqBrowser::push_sequence(const Sequence &s)
 296 {
 297   GlSequence gs(s, color_mapper);
 298   push_sequence(gs);
 299 }
 300
 301 void GlSeqBrowser::push_sequence(GlSequence &gs)
 302 {
 303   clear_links();
 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   pathid = 0;
 323 }
 324
 325 void
 326 GlSeqBrowser::link(const vector<int>& path, const vector<bool>& rc, int )
 327 {
 328   if (path.size() < 2) {
 329     // should i throw an error instead?
 330     return;
 331   }
 332   if (path.size() != track_container.size() ) {
 333     stringstream msg;
 334     msg << "Path size [" << path.size() << "] and track size ["
 335         << track_container.size() << "] don't match" << endl;
 336     throw mussa_error(msg.str());
 337  }
 338   if (path.size() != rc.size()) {
 339     throw runtime_error("path and reverse compliment must be the same length");
 340   }
 341   vector<int>::const_iterator path_i = path.begin();
 342   vector<bool>::const_iterator rc_i = rc.begin();
 343   int track_i = 0;
 344   int prev_x = *path_i; ++path_i;
 345   bool prev_rc = *rc_i; ++rc_i;
 346   while (path_i != path.end() and rc_i != rc.end())
 347   {
 348     segment_key p(prev_x, *path_i);
 349     pair_segment_map::iterator found_segment = path_segments[track_i].find(p);
 350     if (found_segment == path_segments[track_i].end()) {
 351       // not already found
 352       float y1 = track_container[track_i].y();
 353             y1 -= track_container[track_i].height()/2;
 354       float y2 = track_container[track_i+1].y();
 355             y2 += track_container[track_i+1].height()/2;
 356
 357       Segment s(prev_x, y1, *path_i, y2, prev_rc);
 358       s.path_ids.insert(pathid);
 359       path_segments[track_i][p] = s;
 360     } else {
 361       //found
 362       found_segment->second.path_ids.insert(pathid);
 363     }
 364     prev_x = *path_i;
 365     prev_rc = *rc_i;
 366     ++track_i;
 367     ++path_i;
 368     ++rc_i;
 369   }
 370   // pathid is reset by push_sequence
 371   ++pathid;
 372 }
 373
 374 const set<int>& GlSeqBrowser::selectedPaths() const
 375 {
 376   return selected_paths;
 377 }
 378
 379 void GlSeqBrowser::centerOnPath(const vector<int>& paths)
 380 {
 381   if (paths.size() != track_container.size()) {
 382     throw mussa_error("Path length didn't match the number of sequences");
 383   }
 384
 385   for(size_t track_i = 0; track_i != track_container.size(); ++track_i)
 386   {
 387     // -15 = shift more to the left
 388     track_container[track_i].setX((viewport_center-15) - paths[track_i]);
 389   }
 390 }
 391
 392 void GlSeqBrowser::update_viewport(float center, double new_zoom)
 393 {
 394   // limit how close we can get
 395   if (new_zoom < 0.01) {
 396     new_zoom = 0.01;
 397   }
 398   double new_width = (new_zoom * (float)viewport_size.x);
 399   cur_ortho.left = center-new_width/2.0;
 400   cur_ortho.right = center+new_width/2.0;
 401 }
 402
 403 void GlSeqBrowser::update_layout()
 404 {
 405   typedef std::vector<GlSequence>::iterator glseq_itor_type;
 406   float available_height = (float)cur_ortho.top - 2 * (float)border_width;
 407   float max_base_pairs = 0;
 408   size_t track_count = track_container.size();
 409
 410   if (track_count > 1) {
 411     // we have several sequences
 412     float track_spacing = available_height / (track_count-1);
 413     float y = available_height + (float)border_width;
 414     for(glseq_itor_type seq_i = track_container.begin();
 415         seq_i != track_container.end();
 416         ++seq_i, y-=track_spacing)
 417     {
 418       seq_i->setX(0);
 419       seq_i->setY(y);
 420       if (seq_i->length() > max_base_pairs)
 421         max_base_pairs = seq_i->length();
 422     }
 423   } else if (track_count == 1) {
 424     // center the single track
 425     glseq_itor_type seq_i = track_container.begin();
 426     seq_i->setX(0);
 427     seq_i->setY(viewport_size.x /2);
 428     max_base_pairs = seq_i->length();
 429   } else {
 430     // nothing to do as we're empty
 431     return;
 432   }
 433   cur_ortho.right = max_base_pairs + border_width;
 434   cur_ortho.left = -border_width;
 435   cur_ortho.top = viewport_size.x;
 436   cur_ortho.bottom = 0;
 437   viewport_center = (cur_ortho.width()/2) + cur_ortho.left;
 438   zoomOut();
 439 }
 440
 441 void GlSeqBrowser::draw() const
 442 {
 443   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 444   glInitNames();
 445   glPushName(MussaSegment);
 446   draw_segments();
 447   glLoadName(MussaTrack);
 448   draw_tracks();
 449   glPopName();
 450   // a selection shouldn't have a glName associated with it
 451   draw_selection();
 452 }
 453
 454 void GlSeqBrowser::draw_selection() const
 455 {
 456   // draw selection box
 457   glEnable(GL_BLEND);
 458   glDepthMask(GL_FALSE);
 459   if (selectedMode) {
 460     glColor4f(0.6, 0.6, 0.6, 0.9);
 461     glRectf(selectedRegion.left, selectedRegion.top,
 462             selectedRegion.right, selectedRegion.bottom);
 463   }
 464   glDepthMask(GL_TRUE);
 465   glDisable(GL_BLEND);
 466 }
 467
 468 void GlSeqBrowser::draw_tracks() const
 469 {
 470   for(size_t track_i = 0; track_i != track_container.size(); ++track_i)
 471   {
 472     glPushName(track_i);
 473     track_container[track_i].draw(cur_ortho.left, cur_ortho.right);
 474     glPopName();
 475   }
 476 }
 477
 478 void GlSeqBrowser::draw_segments() const
 479 {
 480   glLineWidth(1);
 481   // each vector contains path_segment_maps of all the connections
 482   // between this track and the next
 483   path_segment_map_vector::const_iterator psmv_i;
 484   for(psmv_i = path_segments.begin();
 485       psmv_i != path_segments.end();
 486       ++psmv_i)
 487   {
 488     path_segment_map_vector::difference_type path_index;
 489     path_index = psmv_i - path_segments.begin();
 490     // these maps contain the pair index (used so we dont keep drawing the
 491     // same segment) and the actual segment structure.
 492     pair_segment_map::const_iterator psm_i;
 493     for(psm_i = psmv_i->begin();
 494         psm_i != psmv_i->end();
 495         ++psm_i)
 496     {
 497       // grab the index into our segment map
 498       const segment_key& key = psm_i->first;
 499       // the second element of our map pair is a segment
 500       const Segment &s = psm_i->second;
 501       // need to do something so we can detect our selection
 502       vector<int> selected;
 503       set_intersection(selected_paths.begin(), selected_paths.end(),
 504                        s.path_ids.begin(), s.path_ids.end(),
 505                        back_inserter(selected));
 506
 507       if (not s.reversed) {
 508         if (selected_paths.size() == 0 or selected.size() > 0) {
 509           glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
 510         } else {
 511           glColor3f(1.0, 0.8, 0.8);
 512         }
 513       } else {
 514         // hack for demo, hide the reverse compliment color bug
 515         if (selected_paths.size() == 0 or selected.size() > 0) {
 516           glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
 517         } else {
 518           glColor3f(1.0, 0.8, 0.8);
 519         }
 520         /*
 521         if (selected_paths.size() == 0 or selected.size() > 0) {
 522           glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
 523         } else {
 524           glColor3f(0.8, 0.8, 1.0);
 525         }
 526         */
 527       }
 528       // save the multipart name for our segment
 529       glPushName(path_index); glPushName(key.first); glPushName(key.second);
 530       glBegin(GL_LINES);
 531       float seq_start_x = track_container[path_index].x();
 532       float seq_end_x = track_container[path_index+1].x();
 533       glVertex3f(s.start.x + seq_start_x, s.start.y, -1);
 534       glVertex3f(s.end.x   + seq_end_x  , s.end.y, -1);
 535       glEnd();
 536       // clear the names
 537       glPopName(); glPopName(); glPopName();
 538     }
 539   }
 540 }