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