src/colorvec.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2013,2014,2015, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35 /*! \internal \file
  36  * \brief
  37  * Implements gmx::analysismodules::Freevolume.
  38  *
  39  * \author Titov Anatoly <Wapuk-cobaka@yandex.ru>
  40  * \ingroup module_trajectoryanalysis
  41  */
  42
  43 #include <gromacs/trajectoryanalysis.h>
  44 #include <gromacs/trajectoryanalysis/topologyinformation.h>
  45 #include <gromacs/selection/nbsearch.h>
  46
  47 #include <iostream>
  48 #include <fstream>
  49 //#include <chrono>
  50 #include <cfloat>
  51 #include <omp.h>
  52 #include <vector>
  53 #include <cstdio>
  54 #include <iomanip>
  55
  56 // структура углов для одной краски
  57 struct colorLocalAngles {
  58     gmx::RVec   a1{0., 0., 0.}, a2{0., 0., 0.};
  59     gmx::RVec   b1{0., 0., 0.}, b2{0., 0., 0.};
  60     gmx::RVec   n1{0., 0., 0.}, n2{0., 0., 0.};
  61     double      a12 {0}, b12 {0}, n12 {0};
  62     std::vector< double > betaAngles;
  63 };
  64
  65 // хрен пойми почему, но захотелось рекурсивно сделать | можно сделать и через вайл
  66 void returnBetaEnd(const std::string &currentLine, long long &pos) {
  67     switch (currentLine[pos]) {
  68         case 'B' :
  69             returnBetaEnd(currentLine, ++pos);
  70             break;
  71         case 'E' :
  72             returnBetaEnd(currentLine, ++pos);
  73             break;
  74         default :
  75             --pos;
  76             return;
  77             break;
  78     }
  79 }
  80
  81 // функция парсинга одной строки
  82 void parseBetaListDATLine(const std::string &currentLine, std::vector< std::vector< unsigned int > > &localInputBL) {
  83     size_t                      equalCount = 0;
  84     std::vector< unsigned int > a;
  85     a.resize(0);
  86     for (size_t i = 0; i < currentLine.size(); ++i) {
  87         if (currentLine[i] == '=') { // подсчитываем число "пустых" символов
  88             ++equalCount;
  89         } else {
  90             long long temp {i};
  91             returnBetaEnd(currentLine, temp);
  92             std::cout << temp << " ";
  93             if (temp - static_cast< long long >(i) > 3) {
  94                 localInputBL.push_back(a);
  95                 for (size_t j = i; j <= temp; ++j) {
  96                     localInputBL.back().push_back(j - equalCount);
  97                 }
  98                 i = temp;
  99             }
 100         }
 101     }
 102 }
 103
 104 // функция нахождения бета-листов в структуре по файлу ДССП
 105 void betaListDigestion(const std::string &inputFile, std::vector< std::vector< std::vector< unsigned int > > > &inputBL) {
 106     inputBL.resize(0);
 107     std::ifstream   file(inputFile);
 108     std::string     line;
 109     getline(file, line); // считываем число в первой строке - кол-во осмысленных элементов в строках - нам не нужно
 110     getline(file, line);
 111     if (line.size() > 3) {
 112         do {
 113             inputBL.resize(inputBL.size() + 1);
 114             parseBetaListDATLine(line, inputBL.back());
 115             line = "";
 116             getline(file, line);
 117         } while (line.size() > 3);
 118     } else {
 119         throw "DSSP DAT FILE IS EMPTY";
 120     }
 121     file.close();
 122 }
 123
 124 // функция выделения индексов для бэталистов
 125 inline void aminoacidsIndexation(const std::vector< size_t > &inputIndex, const gmx::TopologyInformation &top, std::vector< std::vector< size_t > > &aminoacidsIndex) {
 126     aminoacidsIndex.resize(0);
 127     for (size_t i = 0; i < inputIndex.size(); ++i) {
 128         aminoacidsIndex.resize(std::max(aminoacidsIndex.size(), static_cast< size_t >(top.atoms()->atom[inputIndex[i]].resind + 1)));
 129         aminoacidsIndex[top.atoms()->atom[inputIndex[i]].resind].push_back(inputIndex[i]);
 130     }
 131 }
 132
 133 // функция поиска RVec в кадре по имени->индексу
 134 gmx::RVec returnRVec(const std::vector< gmx::RVec > &frame, const std::vector< std::pair< std::string, size_t > > &colorsIndex, const std::string &toFind) {
 135     for (auto &i : colorsIndex) {
 136         if (i.first == toFind) {
 137             return frame[i.second];
 138         }
 139     }
 140     throw "WRONG COLOR ATOM NAME TO EVALUATE VECTORS";
 141 }
 142
 143 // функция векторного произведения двух RVec'ов
 144 inline void RVecVecMultiply(gmx::RVec &n, const gmx::RVec &a, const gmx::RVec &b) {
 145     n[0] = a[1] * b[2] - a[2] * b[1];
 146     n[1] = a[2] * b[0] - a[0] * b[2];
 147     n[2] = a[0] * b[1] - a[2] * b[0];
 148 }
 149
 150 // поиск угла между двумя RVec'ами
 151 inline double RVecAngle(const gmx::RVec &a, const gmx::RVec &b) {
 152     return std::acos((a[0] * b[0] + a[1] * b[1] + a[2] * b[2]) / (a.norm() * b.norm())) * 180.0 / 3.14159265;
 153 }
 154
 155 // вычисление внутренних углов в краске
 156 void colorsAnglesEvaluation(const std::vector< gmx::RVec > &frame, const std::vector< std::vector< std::pair< std::string, size_t > > > &colorsIndex,
 157                             std::vector< colorLocalAngles > &colorStruct) {
 158     colorStruct.resize(colorsIndex.size());
 159     #pragma omp parallel for ordered schedule(dynamic)
 160     for (size_t i = 0; i < colorsIndex.size(); ++i) {
 161         colorStruct[i].betaAngles.resize(0);
 162         // "левый" блок
 163         colorStruct[i].a1 = returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAF") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAJ") + returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAK") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAO");
 164         colorStruct[i].a1 /= colorStruct[i].a1.norm();
 165         colorStruct[i].b1 = returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAO") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAJ") + returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAM") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAH") + returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAK") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAF");
 166         colorStruct[i].b1 /= colorStruct[i].b1.norm();
 167         RVecVecMultiply(colorStruct[i].n1, colorStruct[i].a1, colorStruct[i].b1);
 168         colorStruct[i].n1 /= colorStruct[i].n1.norm();
 169         // "правый" блок
 170         colorStruct[i].a2 = returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAB") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CBQ") + returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CBP") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CBL");
 171         colorStruct[i].a2 /= colorStruct[i].a2.norm();
 172         colorStruct[i].b2 = returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CBL") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CBQ") + returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CBN") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CBS") + returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CBP") - returnRVec(frame, colorsIndex[i], "CAB");
 173         colorStruct[i].b2 /= colorStruct[i].b2.norm();
 174         RVecVecMultiply(colorStruct[i].n2, colorStruct[i].a2, colorStruct[i].b2);
 175         colorStruct[i].n2 *= -1; // для "сонаправленности" векторов нормали
 176         colorStruct[i].n2 /= colorStruct[i].n2.norm();
 177         colorStruct[i].a12 = RVecAngle(colorStruct[i].a1, colorStruct[i].a2);
 178         colorStruct[i].b12 = RVecAngle(colorStruct[i].b1, colorStruct[i].b2);
 179         colorStruct[i].n12 = RVecAngle(colorStruct[i].n1, colorStruct[i].n2);
 180     }
 181     #pragma omp barrier
 182 }
 183
 184 // вычисление направляющего вектора в бэта-листе
 185 inline void betaListsRVecsEvaluation(const std::vector< gmx::RVec > &frame, const std::vector< std::vector< unsigned int > > &inputBetaLists,
 186                                      std::vector< gmx::RVec > &temp, const std::vector< size_t > &inputCA) {
 187     temp.resize(0);
 188     gmx::RVec tempA;
 189     for (const auto &i : inputBetaLists) {
 190         tempA = frame[inputCA[i[i.size() - 1]]] + frame[inputCA[i[i.size() - 2]]] - frame[inputCA[i[1]]] - frame[inputCA[i[0]]];
 191         tempA /= tempA.norm();
 192         temp.push_back(tempA);
 193     }
 194 }
 195
 196 //// определение близко ли к белку находится краска
 197 //bool isNearPeptide(const t_trxframe &fr, const t_pbc *pbc, const std::vector< gmx::RVec > &inputFrame,
 198 //                          /*gmx::AnalysisNeighborhood &nbhood, */const std::vector< size_t > &inputIndex,
 199 //                          const std::vector< std::pair< std::string, size_t > > &inputColor) {
 200 //    /*gmx::AnalysisNeighborhoodSearch     nbsearch = nbhood.initSearch(pbc, gmx::AnalysisNeighborhoodPositions(fr.x, fr.natoms));
 201 //    gmx::AnalysisNeighborhoodPair       pair;*/
 202
 203 //    for (size_t i = 0; i < inputColor.size(); ++i) {
 204 //        std::cout << inputColor[i].first << " " << i << " / "  << inputColor.size() << std::endl;
 205 //        gmx::AnalysisNeighborhood           nbhood;
 206 //        nbhood.setCutoff(0.8);
 207 //        gmx::AnalysisNeighborhoodSearch     nbsearch = nbhood.initSearch(pbc, gmx::AnalysisNeighborhoodPositions(fr.x, fr.natoms));
 208 //        gmx::AnalysisNeighborhoodPair       pair;
 209 //        gmx::AnalysisNeighborhoodPairSearch pairSearch = nbsearch.startPairSearch(inputFrame[inputColor[i].second].as_vec());
 210 //        int count1 {0};
 211 //        while (pairSearch.findNextPair(&pair)) {
 212 //            std::cout << ++count1 << " ";
 213 //            for (size_t j = 0; j < inputIndex.size(); ++j) {
 214 //                if (pair.refIndex() == inputIndex[j]) {
 215 //                    return true;
 216 //                }
 217 //            }
 218 //        }
 219 //        std::cout << inputColor[i].first << " atom done" << std::endl;
 220 //    }
 221 //    return false;
 222 //}
 223
 224 // определение близко ли к белку находится краска
 225 bool isNearPeptide( const std::vector< gmx::RVec > &inputFrame, const std::vector< size_t > &inputIndex,
 226                     const std::vector< std::pair< std::string, size_t > > &inputColor, const double cutOff) {
 227     for (size_t i {0}; i < inputColor.size(); ++i) {
 228         for (size_t j {0}; j < inputIndex.size(); ++j) {
 229             if ((inputFrame[inputIndex[j]] - inputFrame[inputColor[i].second]).norm() <= cutOff) {
 230                 return true;
 231             }
 232         }
 233     }
 234     return false;
 235 }
 236
 237 // поиск ближайших к краске бэта-листов
 238 //inline void searchNearBetaLists(const t_trxframe &fr, const t_pbc *pbc, const std::vector< gmx::RVec > &inputFrame,
 239 //                                gmx::AnalysisNeighborhood &nbhood,
 240 //                                const std::vector< std::vector< unsigned int > > &inputBLists,
 241 //                                const std::vector< std::pair< std::string, size_t > > &inputColor,
 242 //                                std::vector< bool > &outputList, const std::vector< std::vector< size_t > > &inputAminoacids) {
 243 //    outputList.resize(0);
 244 //    outputList.resize(inputBLists.size(), false);
 245 //    gmx::AnalysisNeighborhoodSearch      nbsearch = nbhood.initSearch(pbc, gmx::AnalysisNeighborhoodPositions(fr.x, fr.natoms));
 246 //    gmx::AnalysisNeighborhoodPair        pair;
 247 //    for (const auto &i : inputColor) {
 248 //        while (nbsearch.startPairSearch(inputFrame[i.second].as_vec()).findNextPair(&pair)) {
 249 //            for (size_t j = 0; j < inputBLists.size(); ++j) {
 250 //                for (size_t k = 0; k < inputBLists[j].size(); ++k) {
 251 //                    for (size_t m = 0; m < inputAminoacids[inputBLists[j][k]].size(); ++m) {
 252 //                        if (pair.testIndex() == inputAminoacids[inputBLists[j][k]][m]) {
 253 //                            outputList[j] = true;
 254 //                        }
 255 //                    }
 256 //                }
 257 //            }
 258 //        }
 259 //    }
 260 //}
 261
 262 inline void searchNearBetaLists(const std::vector< gmx::RVec > &inputFrame, const std::vector< std::vector< unsigned int > > &inputBLists,
 263                                 const std::vector< std::pair< std::string, size_t > > &inputColor, std::vector< bool > &outputList,
 264                                 const std::vector< std::vector< size_t > > &inputAminoacids, const double cutOff) {
 265     outputList.resize(0);
 266     outputList.resize(inputBLists.size(), false);
 267     //std::cout << inputColor.size() << " " << inputBLists.size() << " " << inputAminoacids.size() << "\n";
 268     for (size_t i {0}; i < inputColor.size(); ++i) {
 269         for (size_t j = 0; j < inputBLists.size(); ++j) {
 270             for (size_t k = 0; k < inputBLists[j].size(); ++k) {
 271                 for (size_t m = 0; m < inputAminoacids[inputBLists[j][k]].size(); ++m) {
 272                     std::cout << inputFrame[inputAminoacids[inputBLists[j][k]][m]][0] << " " << inputFrame[inputAminoacids[inputBLists[j][k]][m]][1] << " " <<
 273                               inputFrame[inputAminoacids[inputBLists[j][k]][m]][2] << "\n";
 274                     if ((inputFrame[inputAminoacids[inputBLists[j][k]][m]] - inputFrame[inputColor[i].second]).norm() <= cutOff) {
 275                         outputList[j] = true;
 276                         std::cout << "yes";
 277                         m = inputAminoacids[inputBLists[j][k]].size() + 1;
 278                         k = inputBLists[j].size() + 1;
 279                     }
 280                 }
 281             }
 282         }
 283     }
 284 }
 285
 286 // определение углов между краской и направляющим вектором бэта-листа
 287 inline void computeAnglesColorsVsBeta(const gmx::RVec &inputBetaRVec, colorLocalAngles &colorFormation) {
 288     colorFormation.betaAngles.push_back(RVecAngle(inputBetaRVec, colorFormation.a1));
 289     colorFormation.betaAngles.push_back(RVecAngle(inputBetaRVec, colorFormation.b1));
 290     colorFormation.betaAngles.push_back(RVecAngle(inputBetaRVec, colorFormation.n1));
 291     colorFormation.betaAngles.push_back(RVecAngle(inputBetaRVec, colorFormation.a2));
 292     colorFormation.betaAngles.push_back(RVecAngle(inputBetaRVec, colorFormation.b2));
 293     colorFormation.betaAngles.push_back(RVecAngle(inputBetaRVec, colorFormation.n2));
 294 }
 295
 296 // функция записи в файл значений углов для кадра
 297 void anglesFileDump(const int frameNum, const std::string &output, const std::vector< bool > &toPeptide, const std::vector< colorLocalAngles > &colorFormation) {
 298     std::ofstream   file(output, std::ofstream::app);
 299     int temp = 0;
 300     std::vector< double > betaTemp;
 301     betaTemp.resize(0);
 302     file << "frame =" << std::setw(8) << frameNum << std::endl;
 303     for (size_t i = 0; i < colorFormation.size(); ++i) {
 304         file << "color #" << std::setw(3) << i;
 305         if (toPeptide[i]) {
 306             file << std::setw(4) << "yes";
 307         } else {
 308             file << std::setw(4) << "no";
 309         }
 310         file << std::setw(7) << std::setprecision(2) << colorFormation[i].a12 << std::setw(7) << colorFormation[i].b12 << std::setw(7) << colorFormation[i].n12;
 311         temp = colorFormation[i].betaAngles.size() / 6;
 312         if (temp == 0) {
 313             file << std::setw(4) << 0;
 314         } else {
 315             betaTemp.resize(6, 0.); // magic number, meh
 316             for (size_t j = 0; j < colorFormation[i].betaAngles.size(); ++j) {
 317                 betaTemp[j % 6] += colorFormation[i].betaAngles[j];
 318             }
 319             for (size_t j = 0; j < betaTemp.size(); ++j) {
 320                 betaTemp[j] /= temp;
 321             }
 322             file << std::setw(4) << temp;
 323             for (size_t j = 0; j < betaTemp.size(); ++j) {
 324                 file << std::setw(7) << std::setprecision(2) << betaTemp[j];
 325             }
 326             for (size_t j = 0; j < colorFormation[i].betaAngles.size(); ++j) {
 327                 file << std::setw(7) << std::setprecision(2) << colorFormation[i].betaAngles[j];
 328             }
 329         }
 330         file << std::endl;
 331     }
 332     file.close();
 333 }
 334
 335 /*! \brief
 336  * \ingroup module_trajectoryanalysis
 337  */
 338 class colorVec : public gmx::TrajectoryAnalysisModule
 339 {
 340     public:
 341
 342         colorVec();
 343         virtual ~colorVec();
 344
 345         //! Set the options and setting
 346         virtual void initOptions(gmx::IOptionsContainer          *options,
 347                                  gmx::TrajectoryAnalysisSettings *settings);
 348
 349         //! First routine called by the analysis framework
 350         // virtual void initAnalysis(const t_trxframe &fr, t_pbc *pbc);
 351         virtual void initAnalysis(const gmx::TrajectoryAnalysisSettings &settings,
 352                                   const gmx::TopologyInformation        &top);
 353
 354         //! Call for each frame of the trajectory
 355         // virtual void analyzeFrame(const t_trxframe &fr, t_pbc *pbc);
 356         virtual void analyzeFrame(int frnr, const t_trxframe &fr, t_pbc *pbc,
 357                                   gmx::TrajectoryAnalysisModuleData *pdata);
 358
 359         //! Last routine called by the analysis framework
 360         // virtual void finishAnalysis(t_pbc *pbc);
 361         virtual void finishAnalysis(int nframes);
 362
 363         //! Routine to write output, that is additional over the built-in
 364         virtual void writeOutput();
 365
 366     private:
 367
 368         gmx::SelectionList                                              sel_;
 369         std::string                                                     fnOut           {"name"};   // selectable
 370         std::string                                                     fnBetaListsDat;             // selectable
 371         float                                                           effRad          {0.8};      // selectable
 372         std::vector< size_t >                                           index;
 373         std::vector< size_t >                                           indexCA;
 374         std::vector< std::vector< size_t > >                            aminoacidsIndex;
 375         std::vector< std::vector< std::pair< std::string, size_t > > >  colorsNames;
 376         std::vector< std::vector< std::vector< unsigned int > > >       betaLists;
 377         gmx::AnalysisNeighborhood                                       nb_;
 378
 379         // Copy and assign disallowed by base.
 380 };
 381
 382 colorVec::colorVec(): TrajectoryAnalysisModule()
 383 {
 384 }
 385
 386 colorVec::~colorVec()
 387 {
 388 }
 389
 390 /*
 391  * ndx:
 392  * [peptide]
 393  * [CA]
 394  * [color_{i}]
 395  *
 396  */
 397
 398 void
 399 colorVec::initOptions(  gmx::IOptionsContainer          *options,
 400                         gmx::TrajectoryAnalysisSettings *settings)
 401 {
 402     static const char *const desc[] = {
 403         "[THISMODULE] to be done"
 404     };
 405     // Add the descriptive text (program help text) to the options
 406     settings->setHelpText(desc);
 407     // Add option for selection list
 408     options->addOption(gmx::SelectionOption("sel")
 409                             .storeVector(&sel_)
 410                             .required().dynamicMask().multiValue()
 411                             .description("select pepride and colors / -sf"));
 412     // Add option for input file names
 413     options->addOption(gmx::StringOption("dat")
 414                             .store(&fnBetaListsDat)
 415                             .description("a file to make dynamic beta lists"));
 416     // Add option for output file name
 417     options->addOption(gmx::StringOption("out")
 418                             .store(&fnOut)
 419                             .description("Index file for the algorithm output."));
 420     // Add option for effRad constant
 421     options->addOption(gmx::FloatOption("efRad")
 422                             .store(&effRad)
 423                             .description("max distance from colors to peptide in nm to consider to be \"near\""));
 424     // Control input settings
 425     settings->setFlags(gmx::TrajectoryAnalysisSettings::efNoUserPBC);
 426     settings->setFlag(gmx::TrajectoryAnalysisSettings::efUseTopX);
 427     //settings->setFlag(TrajectoryAnalysisSettings::efRequireTop);
 428     settings->setPBC(true);
 429 }
 430
 431 void
 432 colorVec::initAnalysis( const gmx::TrajectoryAnalysisSettings   &settings,
 433                         const gmx::TopologyInformation          &top)
 434 {
 435     // считывание индекса
 436     index.resize(0);
 437     for (gmx::ArrayRef< const int >::iterator ai {sel_.front().atomIndices().begin()}; (ai < sel_.front().atomIndices().end()); ai++) {
 438         index.push_back(static_cast< size_t >(*ai));
 439     }
 440     // считывание индекса
 441     indexCA.resize(0);
 442     for (gmx::ArrayRef< const int >::iterator ai {sel_[1].atomIndices().begin()}; (ai < sel_[2].atomIndices().end()); ai++) {
 443         index.push_back(static_cast< size_t >(*ai));
 444     }
 445     // считывание красок
 446     colorsNames.resize(sel_.size() - 2);
 447     for (size_t i = 2; i < sel_.size(); ++i) {
 448         for (gmx::ArrayRef< const int >::iterator ai {sel_[i].atomIndices().begin()}; (ai < sel_[i].atomIndices().end()); ai++) {
 449             colorsNames[i - 2].push_back(std::make_pair(*(top.atoms()->atomname[*ai]), static_cast< size_t >(*ai)));
 450         }
 451     }
 452     // разбор dat файла для создания бэта листов
 453     betaListDigestion(fnBetaListsDat, betaLists);
 454     for (size_t i = 0; i < betaLists.size(); ++i) {
 455         std::cout << betaLists[i].size() << " ";
 456     }
 457     std::cout << "\n";
 458     // разбор топологии для индексации бета листов
 459     aminoacidsIndexation(index, top, aminoacidsIndex);
 460     // задание радиуса рассматриваемых соседей
 461     nb_.setCutoff(effRad);
 462     /*
 463      * формально можно сделать:
 464      * найти соотношение между именами для углов и индексными номерами
 465      * заполнить std::vector< std::vector< size_t > > nameToIndex;
 466      * и в последствии считать:
 467      * a1 = frame[nameToIndex[0][1] + ... - ... - ...
 468      * b1 a2 b2 по аналогии только для [@<-[1, 2, 3]]
 469      *
 470      */
 471 }
 472
 473 void
 474 colorVec::analyzeFrame(int frnr, const t_trxframe &fr, t_pbc *pbc, gmx::TrajectoryAnalysisModuleData *pdata)
 475 {
 476     std::vector< gmx::RVec > trajectoryFrame;
 477     trajectoryFrame.resize(0);
 478     // считывания текущего фрейма траектории
 479     for (size_t i {0}; i < fr.natoms; ++i) {
 480         trajectoryFrame.push_back(fr.x[i]);
 481     }
 482     // подсчёт углов в красках
 483     std::vector< colorLocalAngles > colorFormation;
 484     colorsAnglesEvaluation(trajectoryFrame, colorsNames, colorFormation);
 485     // рассчёт положения относительно белка
 486     /*
 487      * формально можно совместить определение близости с белком и определение ближайших бэта-листов
 488      * для этого думаю нужно как-то соотнести или сделать соотношение между индексом и бэта-листами (т.е. хранить что бы за О(1) делать)
 489      *
 490      */
 491
 492     std::vector< bool >     colorsToPeptide;
 493     colorsToPeptide.resize(0);
 494     colorsToPeptide.resize(colorsNames.size(), false);
 495     for (size_t i = 0; i < colorsNames.size(); ++i) {
 496         colorsToPeptide[i] = isNearPeptide(trajectoryFrame, index, colorsNames[i], effRad * 9000);
 497     }
 498     // расчёт угла и среднего угла с ближайшими бета листами
 499     std::vector< std::vector< bool > > colorsToBeta;
 500     colorsToBeta.resize(0);
 501     colorsToBeta.resize(colorsNames.size());
 502     std::vector< std::vector< double > > colorsToBetaAngles;
 503     colorsToBetaAngles.resize(0);
 504     std::vector< gmx::RVec > betaListsRVecs;
 505     betaListsRVecsEvaluation(trajectoryFrame, betaLists[frnr], betaListsRVecs, indexCA);
 506     for (size_t i = 0; i < colorsToPeptide.size(); ++i) {
 507         if (colorsToPeptide[i]) {
 508             searchNearBetaLists(trajectoryFrame, betaLists[frnr], colorsNames[i], colorsToBeta[i], aminoacidsIndex, effRad * 9000);
 509         }
 510     }
 511     for (size_t i = 0; i < colorsToBeta.size(); ++i) {
 512         for (size_t j = 0; j < colorsToBeta[i].size(); ++j) {
 513             if (colorsToBeta[i][j]) {
 514                 computeAnglesColorsVsBeta(betaListsRVecs[j], colorFormation[i]);
 515             }
 516         }
 517     }
 518     // вывод в файл(ы) информацию для фрейма
 519     anglesFileDump(frnr, fnOut, colorsToPeptide, colorFormation);
 520 }
 521
 522 void
 523 colorVec::finishAnalysis(int nframes)
 524 {
 525
 526 }
 527
 528 void
 529 colorVec::writeOutput()
 530 {
 531     /*
 532      *
 533      * frame #<current frame number>
 534      * color #<color number> <yes/no for "close" to peptide> a12 b12 n12 <number of beta lists> <6 avg beta angles> [<6 angles for each beta list>]
 535      *
 536      */
 537 }
 538
 539 /*! \brief
 540  * The main function for the analysis template.
 541  */
 542 int
 543 main(int argc, char *argv[])
 544 {
 545     return gmx::TrajectoryAnalysisCommandLineRunner::runAsMain<colorVec>(argc, argv);
 546 }