src/gromacs/gmxana/fitahx.c

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2013,2014, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40
  41 #include "fitahx.h"
  42 #include "vec.h"
  43 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  44
  45 #include "gromacs/math/do_fit.h"
  46
  47 static void my_calc_xcm(int nbb, atom_id bbind[], rvec x[], rvec xcm)
  48 {
  49     int    i, m, ai;
  50
  51     clear_rvec(xcm);
  52     for (i = 0; (i < nbb); i++)
  53     {
  54         ai = bbind[i];
  55         rvec_inc(xcm, x[ai]);
  56     }
  57     for (m = 0; (m < DIM); m++)
  58     {
  59         xcm[m] /= (nbb);
  60     }
  61 }
  62
  63 static void my_sub_xcm(int nbb, atom_id bbind[], rvec x[], rvec xcm)
  64 {
  65     int i, ai;
  66
  67     for (i = 0; (i < nbb); i++)
  68     {
  69         ai = bbind[i];
  70         rvec_dec(x[ai], xcm);
  71     }
  72 }
  73
  74 real fit_ahx(int nres, t_bb bb[], int natoms, int nall, atom_id allindex[],
  75              rvec x[], int nca,
  76              atom_id caindex[], gmx_bool bFit)
  77 {
  78     static rvec *xref = NULL;
  79     static real *mass = NULL;
  80     const  real  d    = 0.15;  /* Rise per residue (nm)    */
  81     const  real  tw   = 1.745; /* Twist per residue (rad)  */
  82     const  real  rad  = 0.23;  /* Radius of the helix (nm) */
  83     real         phi0, trms, rms;
  84     rvec         dx, xcm;
  85     int          ai, i, nmass;
  86
  87     if (nca < 3)
  88     {
  89         gmx_fatal(FARGS, "Need at least 3 Calphas to fit to, (now %d)...\n", nca);
  90     }
  91
  92     if (xref == NULL)
  93     {
  94         snew(xref, natoms);
  95         snew(mass, natoms);
  96     }
  97     phi0 = 0;
  98     for (i = 0; (i < nca); i++)
  99     {
 100         ai           = caindex[i];
 101         xref[ai][XX] = rad*cos(phi0);
 102         xref[ai][YY] = rad*sin(phi0);
 103         xref[ai][ZZ] = d*i;
 104
 105         /* Set the mass to select that this Calpha contributes to fitting */
 106         mass[ai] = 10.0;
 107 /*#define DEBUG*/
 108 #ifdef DEBUG
 109         fprintf(stderr, "%5d  %8.3f  %8.3f  %8.3f  %8.3f  %8.3f  %8.3f\n", ai,
 110                 x[ai][XX], x[ai][YY], x[ai][ZZ],
 111                 xref[ai][XX], xref[ai][YY], xref[ai][ZZ]);
 112 #endif
 113         phi0 += tw;
 114     }
 115
 116     /* Center the referece around the origin */
 117     my_calc_xcm(nca, caindex, xref, xcm);
 118     my_sub_xcm(nca, caindex, xref, xcm);
 119
 120     if (bFit)
 121     {
 122         /* Now center the to-be-fitted coords around the origin */
 123         my_calc_xcm(nca, caindex, x, xcm);
 124         my_sub_xcm(nall, allindex, x, xcm);
 125     }
 126 #ifdef DEBUG
 127     dump_ahx(nres, bb, xref, box, 0);
 128 #endif
 129
 130     nmass = 0;
 131     for (i = 0; (i < natoms); i++)
 132     {
 133         if (mass[i] > 0)
 134         {
 135             nmass++;
 136         }
 137     }
 138     if (nmass != nca)
 139     {
 140         gmx_fatal(FARGS, "nmass=%d, nca=%d\n", nmass, nca);
 141     }
 142
 143     /* Now call the fitting routine */
 144     if (bFit)
 145     {
 146         do_fit(natoms, mass, xref, x);
 147     }
 148
 149     /* Reset masses and calc rms */
 150     trms = 0.0;
 151     for (i = 0; (i < nres); i++)
 152     {
 153         ai = bb[i].CA;
 154
 155         if (mass[ai] > 0.0)
 156         {
 157             rvec_sub(x[ai], xref[ai], dx);
 158             rms         = iprod(dx, dx);
 159             bb[i].rmsa += sqrt(rms);
 160             bb[i].nrms++;
 161             trms    += rms;
 162             mass[ai] = 0.0;
 163         }
 164     }
 165     return sqrt(trms/nca);
 166 }