alg/glsequence.cpp

   1 #include "alg/glsequence.hpp"
   2
   3 #include <iostream>
   4 #include <cassert>
   5 #include <math.h>
   6 #include <stdexcept>
   7 using namespace std;
   8
   9 GlSequence::GlSequence(const Sequence &s, AnnotationColors& cm)
  10   : seq(s),
  11     seq_x(0.0),
  12     seq_y(0.0),
  13     seq_z(1.0),
  14     seq_height(12.0),
  15     color_mapper(cm),
  16     drawColor(0.0, 0.0, 0.0),
  17     char_pix_per_world_unit(5.0)
  18 {
  19 }
  20
  21 GlSequence::GlSequence(const GlSequence &s)
  22   : seq(s.seq),
  23     seq_x(s.seq_x),
  24     seq_y(s.seq_y),
  25     seq_z(s.seq_z),
  26     seq_height(s.seq_height),
  27     color_mapper(s.color_mapper),
  28     drawColor(s.drawColor),
  29     char_pix_per_world_unit(s.char_pix_per_world_unit)
  30 {
  31 }
  32
  33 GlSequence &GlSequence::operator=(const GlSequence & s)
  34 {
  35   if (this != &s) {
  36     const_cast<Sequence &>(seq) = s.seq;
  37     seq_x = s.seq_x;
  38     seq_y = s.seq_y;
  39     seq_z = s.seq_z;
  40     seq_height = s.seq_height;
  41     color_mapper = s.color_mapper;
  42     drawColor = s.drawColor;
  43     assert(char_pix_per_world_unit == s.char_pix_per_world_unit);
  44   }
  45   return *this;
  46 }
  47
  48 const Sequence& GlSequence::sequence() const
  49 {
  50   return seq;
  51 }
  52
  53 void GlSequence::setX(GLfloat value)
  54 {
  55   seq_x = value;
  56 }
  57
  58 GLfloat GlSequence::x() const
  59 {
  60   return seq_x;
  61 }
  62
  63 void GlSequence::setY(GLfloat value)
  64 {
  65   seq_y = value;
  66 }
  67
  68 GLfloat GlSequence::y() const
  69 {
  70   return seq_y;
  71 }
  72
  73 GLfloat GlSequence::height() const
  74 {
  75   return seq_height;
  76 }
  77
  78 GLfloat GlSequence::length() const
  79 {
  80   return seq.size();
  81 }
  82
  83 Sequence::size_type GlSequence::leftbase(GLfloat left) const
  84 {
  85   assert (seq_x == 0);
  86   left = ceil(left);
  87   if (left < seq_x)
  88     return 0;
  89   else
  90     return (Sequence::size_type)left;
  91 }
  92
  93 Sequence::size_type GlSequence::rightbase(GLfloat right) const
  94 {
  95   assert (seq_x == 0);
  96   right = floor(right);
  97   if (right > seq.size())
  98     return seq.size();
  99   else
 100     return (Sequence::size_type)right;
 101 }
 102
 103 Sequence::const_iterator GlSequence::sequence_begin() const
 104 {
 105   return seq.begin();
 106 }
 107
 108 Sequence::const_iterator GlSequence::sequence_end() const
 109 {
 110   return seq.end();
 111 }
 112
 113 Sequence::const_iterator
 114 GlSequence::sequence_begin(GLfloat left, GLfloat right) const
 115 {
 116   // the following code will be wrong when sequences can be slid around
 117   // so make sure we break.
 118   assert (seq_x == 0);
 119
 120   if ( leftbase(left) > seq.size() or left > right )
 121     return seq.end();
 122   else
 123     return seq.begin() + leftbase(left);
 124 }
 125
 126 Sequence::const_iterator
 127 GlSequence::sequence_end(GLfloat left, GLfloat right) const
 128 {
 129   // the following code will be wrong when sequences can be slid around
 130   // so make sure we break.
 131   assert (seq_x == 0);
 132
 133   if ( rightbase(right) > seq.size() or left > right )
 134     return seq.end();
 135   else
 136     return seq.begin() + rightbase(right);
 137 }
 138
 139
 140 //! set default track draw color
 141 void GlSequence::setColor(Color &c)
 142 {
 143   drawColor = c;
 144 }
 145
 146 //! get default track draw color
 147 Color GlSequence::color()
 148 {
 149   return drawColor;
 150 }
 151
 152
 153 int GlSequence::get_viewport_pixel_width()
 154 {
 155   int viewport[4];
 156   glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);
 157   return viewport[3]; // grab the viewport width
 158 }
 159
 160 bool GlSequence::is_sequence_renderable(GLfloat left,
 161                                         GLfloat right,
 162                                         int viewport_width) const
 163 {
 164   // if called with default argument, go get the viewable width
 165   if (viewport_width == -1) {
 166     viewport_width = get_viewport_pixel_width();
 167   }
 168   GLfloat world_width = right - left;
 169   GLfloat pixels_needed = (char_pix_per_world_unit * world_width);
 170
 171   // if the number of pixels taken up by rendering the characters
 172   // that'd show up in the current ortho width is less than the window
 173   // width we can actually draw something
 174    return pixels_needed < viewport_width;
 175 }
 176
 177
 178 void GlSequence::draw(GLfloat left, GLfloat right) const
 179 {
 180   if ( not is_sequence_renderable(left, right) ) {
 181     draw_track(left, right);
 182   } else {
 183     draw_sequence(left, right);
 184   }
 185   draw_annotations(left, right);
 186 }
 187
 188 void GlSequence::draw_box(GLfloat left, GLfloat right,
 189                           GLfloat height, GLfloat z) const
 190 {
 191   GLfloat offset = height/2.0;
 192   GLfloat top = seq_y + offset;
 193   GLfloat bottom = seq_y - offset;
 194
 195   glBegin(GL_QUADS);
 196     glVertex3f(left,  top,    z);
 197     glVertex3f(left,  bottom, z);
 198     glVertex3f(right, bottom, z);
 199     glVertex3f(right, top,    z);
 200   glEnd();
 201 }
 202
 203 void GlSequence::draw_track(GLfloat left, GLfloat right) const
 204 {
 205   glColor3fv(drawColor.get());
 206   // draw main sequence track
 207   draw_box(seq_x, seq_x+seq.size(), seq_height, 0.0);
 208 }
 209
 210 void GlSequence::draw_annotations(GLfloat left, GLfloat right) const
 211 {
 212   // draw annotations
 213   glLineWidth(seq_height);
 214   GLfloat annotation_z = seq_z + 1.0;
 215   const std::list<annot>& annots = seq.annotations();
 216   const std::list<motif>& motifs = seq.motifs();
 217   for (std::list<annot>::const_iterator annot_itor = annots.begin();
 218        annot_itor != annots.end();
 219        ++annot_itor, ++annotation_z)
 220   {
 221     glColor3f(0.0, 0.5, 0.0);
 222     draw_box(seq_x+annot_itor->start, seq_x+annot_itor->end,
 223              seq_height, annotation_z);
 224   }
 225   // if motifs?
 226   for (std::list<motif>::const_iterator motifs_itor = motifs.begin();
 227        motifs_itor != motifs.end();
 228        ++motifs_itor, ++annotation_z)
 229   {
 230     glColor3fv(color_mapper.lookup("motif", motifs_itor->sequence).get());
 231     draw_box(seq_x+motifs_itor->start, seq_x+motifs_itor->end,
 232              seq_height, annotation_z);
 233   }
 234
 235 }
 236
 237 const int PT = 1;
 238 const int STROKE = 2;
 239 const int END =3;
 240
 241 typedef struct charpoint {
 242   GLfloat x, y;
 243   int type;
 244 } CP;
 245
 246 CP Adata[] = {
 247   {0, -5, PT}, {2.5, 5, PT}, {5, -5, STROKE},
 248   {0.75, -2, PT}, {4.25, -2, END}
 249 };
 250
 251 CP Tdata[] = {
 252   {2.5, -5, PT}, {2.5,5, STROKE}, {0, 5, PT}, {5, 5, END}
 253 };
 254
 255 CP Gdata[] = {
 256   {5, 3, PT}, {3, 5, PT}, {2, 5, PT}, {0, 3, PT}, {0, -3, PT},
 257   {2, -5, PT}, {3, -5, PT}, {5, -3, STROKE},
 258   {2.5, -1, PT}, {5, -1,PT}, {5, -5, END}
 259 };
 260
 261 CP Cdata[] = {
 262   {4.9, 3, PT}, {3, 5, PT}, {2, 5, PT}, {0, 3, PT}, {0, -3, PT},
 263   {2, -5, PT}, {3, -5, PT}, {5, -3, END}
 264 };
 265
 266 CP Xdata[] = {{ 0, 5, PT}, {5, -5,STROKE},{0,-5,PT},{5, 5, END}};
 267 CP Ndata[] = {{ 0, -5, PT}, {0, 5, PT}, {5, -5, PT}, {5, 5, END}};
 268
 269 static void drawLetter(CP *l, GLfloat z)
 270 {
 271   glBegin(GL_LINE_STRIP);
 272   while(1) {
 273     switch (l->type) {
 274       case PT:
 275         glVertex3f(l->x, l->y, z);
 276         break;
 277       case STROKE:
 278         glVertex3f(l->x, l->y, z);
 279         glEnd();
 280         glBegin(GL_LINE_STRIP);
 281         break;
 282       case END:
 283         glVertex3f(l->x, l->y, z);
 284         glEnd();
 285         return;
 286         break;
 287       default:
 288          throw runtime_error("data structure failure");
 289     }
 290     l++;
 291   }
 292 }
 293
 294 void GlSequence::draw_sequence(GLfloat left, GLfloat right) const
 295 {
 296   // FIXME: basically this needs to be greater than the number of annotations
 297   const GLfloat z = 30;
 298   glLineWidth(0.3);
 299   glColor3fv(drawColor.get());
 300
 301   Sequence::const_iterator seq_itor = sequence_begin(left, right);
 302   Sequence::const_iterator seq_end = sequence_end(left, right);
 303   Sequence::size_type basepair = 0;
 304
 305   assert(seq_end - seq_itor >= 0);
 306   while(seq_itor != seq_end)
 307   {
 308     assert ( basepair < seq.size() );
 309     glPushMatrix();
 310     glTranslatef( leftbase(left) + basepair, seq_y, 1.0 );
 311     glScalef(0.1, 1.0, 1.0);
 312     switch (*seq_itor) {
 313       case 'A': case 'a':
 314         drawLetter(Adata, z);
 315         break;
 316       case 'T': case 't':
 317         drawLetter(Tdata, z);
 318         break;
 319       case 'G': case 'g':
 320         drawLetter(Gdata, z);
 321         break;
 322       case 'C': case 'c':
 323         drawLetter(Cdata, z);
 324         break;
 325       case 'N': case 'n':
 326         drawLetter(Ndata, z);
 327         break;
 328       default:
 329         drawLetter(Xdata, z);
 330         break;
 331     }
 332     glPopMatrix();
 333     ++seq_itor;
 334     ++basepair;
 335   }
 336 }
 337
 338 bool operator==(const GlSequence &left, const GlSequence &right)
 339 {
 340   return ( (left.seq_x == right.seq_x) and
 341            (left.seq_y == right.seq_y) and
 342            (left.seq_z == right.seq_z) and
 343            (left.seq_height == right.seq_height) and
 344            (left.drawColor == right.drawColor));
 345 }
 346