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