qui/PathScene.cxx

   1 #include "PathScene.h"
   2
   3 #include <QDir>
   4 #include <QFileDialog>
   5 #include <QMessageBox>
   6 #include <QMouseEvent>
   7 #include <QRubberBand>
   8 #include <QRect>
   9 #include <QString>
  10 #include <iostream>
  11 #include <set>
  12
  13 #include <GL/gl.h>
  14 #include <math.h>
  15
  16 #include "alg/glsequence.h"
  17 #include "mussa_exceptions.hh"
  18
  19 using namespace std;
  20
  21 PathScene::PathScene(Mussa* analysis, QWidget *parent) :
  22   QGLWidget(parent),
  23   viewport_height(0),
  24   viewport_width(0),
  25   clipZ(30.0),
  26   zoom(2),
  27   maxOrtho2d(-50.0, -50, 3000000.0, 300.0),
  28   curOrtho2d(maxOrtho2d),
  29   viewport_center(((curOrtho2d.right()-curOrtho2d.left())/2)+curOrtho2d.left()),
  30   selectedMode(false),
  31   rubberBand(0),
  32   drawingBand(false)
  33 {
  34   if (analysis == 0)
  35   {
  36     mussaAnalysis = new Mussa;
  37   }
  38   else
  39   {
  40     mussaAnalysis = analysis;
  41   }
  42   updateScene();
  43 }
  44
  45 QSize PathScene::sizeHint() const
  46 {
  47   return QSize(400, 400);
  48 }
  49
  50 float PathScene::left()
  51 {
  52   return maxOrtho2d.left();
  53 }
  54
  55 float PathScene::right()
  56 {
  57   return maxOrtho2d.right();
  58 }
  59
  60 float PathScene::viewportLeft()
  61 {
  62   return curOrtho2d.left();
  63 }
  64
  65 float PathScene::viewportRight()
  66 {
  67   return curOrtho2d.right();
  68 }
  69
  70 float PathScene::viewportCenter()
  71 {
  72   return viewport_center;
  73 }
  74
  75 void PathScene::updateViewport(float center, int new_zoom)
  76 {
  77   float max_width = maxOrtho2d.width();
  78   if (new_zoom < 1) new_zoom = 1;
  79   float new_max_width = max_width / new_zoom;
  80   //curOrtho2d.setLeft(max(center-new_max_width, maxOrtho2d.left()));
  81   //curOrtho2d.setRight(min(center+new_max_width, maxOrtho2d.right()));
  82   curOrtho2d.setLeft(center-new_max_width);
  83   curOrtho2d.setRight(center+new_max_width);
  84   emit viewportChanged();
  85 }
  86
  87 void PathScene::setViewportX(float x)
  88 {
  89   //hopefully this calculates a sufficiently reasonable == for a float
  90   if (x != viewport_center )
  91   {
  92     updateViewport(x, zoom);
  93     viewport_center = x;
  94     update();
  95   }
  96 }
  97
  98 void PathScene::setZoom(int new_zoom)
  99 {
 100   if (zoom != new_zoom) {
 101     // try to figure out where we should be now?
 102     updateViewport(viewport_center, new_zoom);
 103     zoom = new_zoom;
 104     update();
 105   }
 106 }
 107
 108 void PathScene::setClipPlane(int newZ)
 109 {
 110   if (clipZ != (double) newZ){
 111     clipZ = (double) newZ;
 112     update();
 113   }
 114 }
 115
 116 void PathScene::loadMupa()
 117 {
 118   QString caption("Load a mussa parameter file");
 119   QString filter("Mussa Parameters (*.mupa)");
 120   QString mupa_path = QFileDialog::getOpenFileName(this,
 121                                                    caption,
 122                                                    QDir::currentPath(),
 123                                                    filter);
 124   // user hit cancel?
 125   if (mupa_path.isNull())
 126     return;
 127   // try to load safely
 128   try {
 129     Mussa *m = new Mussa;
 130     m->load_mupa_file(mupa_path.toStdString());
 131     m->analyze(0, 0, Mussa::TransitiveNway, 0.0);
 132     // only switch mussas if we loaded without error
 133     delete mussaAnalysis;
 134     mussaAnalysis = m;
 135     updateScene();
 136   } catch (mussa_load_error e) {
 137     QString msg("Unable to load ");
 138     msg += mupa_path;
 139     msg += "\n";
 140     msg += e.what();
 141     QMessageBox::warning(this, "Load Parameter", msg);
 142   }
 143   assert (mussaAnalysis != 0);
 144 }
 145
 146 void PathScene::loadSavedAnalysis()
 147 {
 148   QString caption("Load a previously run analysis");
 149   QString muway_dir = QFileDialog::getExistingDirectory(this,
 150                                                         caption,
 151                                                         QDir::currentPath());
 152   // user hit cancel?
 153   if (muway_dir.isNull())
 154     return;
 155   // try to safely load
 156   try {
 157     Mussa *m = new Mussa;
 158     m->load(muway_dir.toStdString());
 159     // only switch mussas if we loaded without error
 160     delete mussaAnalysis;
 161     mussaAnalysis = m;
 162     updateScene();
 163   } catch (mussa_load_error e) {
 164     QString msg("Unable to load ");
 165     msg += muway_dir;
 166     msg += "\n";
 167     msg += e.what();
 168     QMessageBox::warning(this, "Load Parameter", msg);
 169   }
 170   assert (mussaAnalysis != 0);
 171 }
 172
 173 void PathScene::setSoftThreshold(int threshold)
 174 {
 175   if (mussaAnalysis->get_threshold() != threshold) {
 176     mussaAnalysis->set_soft_thres(threshold);
 177     mussaAnalysis->nway();
 178     update();
 179   }
 180 }
 181
 182 ////////////////////
 183 // Rendering code
 184 void PathScene::initializeGL()
 185 {
 186   glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 187   glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);
 188   glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 189   glShadeModel(GL_FLAT);
 190 }
 191
 192 void PathScene::resizeGL(int width, int height)
 193 {
 194   viewport_width = width;
 195   viewport_height = height;
 196   assert (geometry().width() == width);
 197   assert (geometry().height() == height);
 198   glViewport(0, 0, (GLsizei)width, (GLsizei)height);
 199   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 200   glLoadIdentity();
 201   // I'm abusing this as Qt and OpenGL disagree about the direction of the
 202   // y axis
 203   glOrtho(curOrtho2d.left(), curOrtho2d.right(),
 204           curOrtho2d.top(), curOrtho2d.bottom(),
 205           -50.0, clipZ);
 206 }
 207
 208 void PathScene::paintGL()
 209 {
 210   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 211
 212   glPushMatrix();
 213   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 214   glLoadIdentity();
 215   glOrtho(curOrtho2d.left(), curOrtho2d.right(),
 216           curOrtho2d.top(), curOrtho2d.bottom(),
 217           -50.0, clipZ);
 218   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 219   mussaesque();
 220   glEnable(GL_BLEND);
 221   glDepthMask(GL_FALSE);
 222   if (selectedMode && !drawingBand) {
 223     glColor4f(0.6, 0.6, 0.6, 0.9);
 224     glRectf(previousBand.x(), previousBand.y(),
 225             previousBand.right(), previousBand.bottom());
 226   }
 227   glDepthMask(GL_TRUE);
 228   glDisable(GL_BLEND);
 229   glPopMatrix();
 230   glFlush();
 231 }
 232
 233 void PathScene::updateScene()
 234 {
 235   // Delete old glsequences
 236   // FIXME: does this actually free the memory from the new'ed GlSequences?
 237   tracks.clear();
 238
 239   // save a reference to our GlSequences
 240   GlSequence *gl_seq;
 241   float y = mussaAnalysis->sequences().size() * 100 ;
 242   float max_base_pairs = 0;
 243   typedef vector<Sequence>::const_iterator seqs_itor_t;
 244   for(seqs_itor_t seq_itor = mussaAnalysis->sequences().begin();
 245       seq_itor != mussaAnalysis->sequences().end();
 246       ++seq_itor)
 247   {
 248     y = y - 100;
 249     gl_seq = new GlSequence(*seq_itor);
 250     gl_seq->setX(0);
 251     gl_seq->setY(y);
 252     if (gl_seq->length() > max_base_pairs ) max_base_pairs = gl_seq->length();
 253     tracks.push_back( *gl_seq );
 254   }
 255   maxOrtho2d.setWidth(max_base_pairs + 100.0);
 256   maxOrtho2d.setHeight((mussaAnalysis->sequences().size()) * 100 );
 257   curOrtho2d = maxOrtho2d;
 258   viewport_center = (curOrtho2d.right()-curOrtho2d.left())/2+curOrtho2d.left();
 259 }
 260
 261 void PathScene::processSelection(GLuint hits, GLuint buffer[], GLuint bufsize)
 262 {
 263   const size_t pathz_count = mussaAnalysis->paths().refined_pathz.size();
 264   GLuint *ptr;
 265   GLuint names;
 266   float z1;
 267   float z2;
 268   GLuint objtype;
 269   GLuint objid;
 270
 271   selectedPaths.clear();
 272   selectedPaths.reserve(pathz_count);
 273   selectedPaths.insert(selectedPaths.begin(), pathz_count, false);
 274   selectedTrack = 0x7fffffff;
 275
 276   std::cout << "hits = " << hits << " " << pathz_count << std::endl;
 277   ptr = (GLuint *) buffer;
 278   if (hits > 0)
 279     selectedMode = true;
 280   for (GLuint i=0; i < hits; ++i)
 281   {
 282     if ((i + 5) > bufsize) {
 283       std::clog << "*** selection overflow***" << std::endl;
 284     } else {
 285       names = *ptr++;
 286       z1 = ((float)*ptr++)/0x7fffffff;
 287       z2 = ((float)*ptr++)/0x7fffffff;
 288       objtype = *ptr++;
 289       objid = *ptr++;
 290       if (names != 2) {
 291         std::clog << "wrong number of glNames, selection is having trouble ";
 292         std::clog << " got " << names << std::endl;
 293         std::clog << " names: " ;
 294         for (GLuint j = 0 ; j < names-2; ++j) {
 295           std::clog << *ptr++ << " ";
 296         }
 297         std::clog << endl;
 298         return;
 299       }
 300       switch (objtype) {
 301         case MussaPaths:
 302           selectedPaths[objid] = true;
 303         break;
 304         case MussaTracks:
 305           if (objid < selectedTrack) {
 306             selectedTrack = objid;
 307           }
 308         break;
 309       }
 310     }
 311   }
 312 }
 313
 314 void PathScene::mousePressEvent( QMouseEvent *e)
 315 {
 316   drawingBand = true;
 317   std::cout << "x=" << e->x() << " y=" << e->y() << std::endl;
 318
 319   selectedMode = false;
 320   bandOrigin = e->pos();
 321   if (!rubberBand)
 322     rubberBand = new QRubberBand(QRubberBand::Rectangle, this);
 323
 324   rubberBand->setGeometry(QRect(bandOrigin, QSize()));
 325   rubberBand->show();
 326 }
 327
 328 void PathScene::mouseMoveEvent( QMouseEvent *e)
 329 {
 330   if (drawingBand)
 331     rubberBand->setGeometry(QRect(bandOrigin, e->pos()).normalized());
 332 }
 333
 334 void dumpRect(const QRect &r)
 335 {
 336   std::cout << "x=" << r.x() << " y=" << r.y()
 337             << " w=" << r.width() << " h=" << r.height() << std::endl;
 338 }
 339
 340 void PathScene::mouseReleaseEvent( QMouseEvent *e)
 341 {
 342   drawingBand = false;
 343   rubberBand->hide();
 344   QRect r = QRect(bandOrigin, e->pos()).normalized();
 345   bandOrigin = r.topLeft();
 346   std::cout << "band ";
 347   dumpRect(r);
 348
 349   std::cout << "window ";
 350   dumpRect(geometry());
 351
 352   GLfloat x_scale = curOrtho2d.width()/((float)geometry().width());
 353   GLfloat y_scale = curOrtho2d.height()/((float)geometry().height());
 354   GLfloat x_left = curOrtho2d.left() + (r.x()*x_scale);
 355   GLfloat x_right = x_left + r.width() * x_scale;
 356   // using QRectF with Y axis swapped
 357   GLfloat y_top = curOrtho2d.bottom()-(r.y()*y_scale);
 358   GLfloat y_bottom = y_top - r.height() * y_scale;
 359   previousBand.setCoords(x_left, y_top, x_right, y_bottom);
 360   std::cout << x_left << " " << x_right << " " << y_top << " " << y_bottom
 361             << std::endl;
 362
 363   // hopefully this will make a buffer big enough to receive
 364   // everything being selected
 365   const size_t pathz_count = mussaAnalysis->paths().refined_pathz.size();
 366   const GLuint select_buf_size = 1 + 5 * (pathz_count + tracks.size()) ;
 367   GLuint selectBuf[select_buf_size];
 368   glSelectBuffer(select_buf_size, selectBuf);
 369   GLint hits;
 370
 371   (void)glRenderMode(GL_SELECT);
 372   glPushMatrix();
 373   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 374   glLoadIdentity();
 375   glOrtho(x_left, x_right, y_top, y_bottom, -50.0, 50.0);
 376   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 377   glLoadIdentity();
 378
 379   mussaesque();
 380   glFlush();
 381
 382   glPopMatrix();
 383   hits = glRenderMode(GL_RENDER);
 384   processSelection(hits, selectBuf, select_buf_size);
 385
 386   resizeGL(geometry().width(), geometry().height());
 387 }
 388
 389
 390 //////
 391 // openGl rendering code
 392
 393 void PathScene::draw_tracks() const
 394 {
 395   glPushMatrix();
 396   glPushName(0);
 397   for (vector<GlSequence>::size_type i = 0; i != tracks.size(); ++i )
 398   {
 399     glLoadName(i);
 400     tracks[i].draw(curOrtho2d.left(), curOrtho2d.right());
 401   }
 402   glPopName();
 403   glPopMatrix();
 404 }
 405
 406 void PathScene::draw_lines() const
 407 {
 408   GLfloat x;
 409   GLfloat y;
 410   GLuint pathid=0;
 411   GLint objid=0;
 412   bool reversed = false;
 413   bool prevReversed = false;
 414   const NwayPaths& nway = mussaAnalysis->paths();
 415
 416   glPushName(pathid);
 417   glLineWidth(2);
 418   vector<GlSequence>::const_iterator track_itor;
 419
 420   typedef list<ExtendedConservedPath> conserved_paths;
 421   typedef conserved_paths::const_iterator const_conserved_paths_itor;
 422   for(const_conserved_paths_itor path_itor = nway.refined_pathz.begin();
 423       path_itor != nway.refined_pathz.end();
 424       ++path_itor, ++objid)
 425   {
 426     track_itor = tracks.begin();
 427     // since we were drawing to the start of a window, and opengl lines
 428     // are centered around the two connecting points our lines were slightly
 429     // offset. the idea of window_offset is to adjust them to the
 430     // right for forward compliment or left for reverse compliment
 431     // FIXME: figure out how to unit test these computations
 432     GLfloat window_offset = (path_itor->window_size)/2.0;
 433
 434     glBegin(GL_LINE_STRIP);
 435     for (vector<int>::const_iterator sp_itor = path_itor->begin();
 436          sp_itor != path_itor->end();
 437          ++sp_itor, ++track_itor)
 438     {
 439       x = *sp_itor;
 440       y = track_itor->y();
 441       // at some point when we modify the pathz data structure to keep
 442       // track of the score we can put grab the depth here.
 443       //
 444       // are we reverse complimented?
 445       if ( x>=0) {
 446         reversed = false;
 447       } else {
 448         reversed = true;
 449         x = -x; // make positive
 450       }
 451       if (!reversed)
 452         x += window_offset; // move right for forward compliment
 453       else
 454         x -= window_offset; // move left for reverse compliment
 455       // the following boolean implements logical xor
 456       if ( (reversed || prevReversed) && (!reversed || !prevReversed)) {
 457         // we have a different orientation
 458         if (not selectedMode or selectedPaths[objid] == true) {
 459           // if we have nothing selected, or we're the highlight, be bright
 460           glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
 461         } else {
 462           // else be dim
 463           glColor3f(0.7, 0.7, 1.0);
 464         }
 465       } else {
 466         // both current and previous path have the same orientation
 467         if (not selectedMode or selectedPaths[objid] == true) {
 468           glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
 469         } else {
 470           glColor3f(1.0, 0.7, 0.7);
 471         }
 472       }
 473       prevReversed = reversed;
 474       glVertex3f(x, y, -1.0);
 475     }
 476     glEnd();
 477     glLoadName(++pathid);
 478   }
 479   glPopName();
 480 }
 481
 482 GLuint PathScene::make_line_list()
 483 {
 484   GLuint line_list = glGenLists(1);
 485   glNewList(line_list, GL_COMPILE);
 486
 487   draw_lines();
 488
 489   glEndList();
 490   return line_list;
 491
 492 }
 493
 494 void PathScene::mussaesque()
 495 {
 496   //static GLuint theLines = make_line_list();
 497
 498   glInitNames();
 499   glPushName(MussaPaths);
 500   //glCallList(theLines);
 501   draw_lines();
 502   glLoadName(MussaTracks);
 503   draw_tracks();
 504   glPopName();
 505 }
 506