src/gromacs/gmxana/gmx_hydorder.c

   1 /* -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-
   2  * $Id: densorder.c,v 0.9
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  *                        VERSION 3.0
  11  *
  12  * Copyright (c) 1991-2001
  13  * BIOSON Research Institute, Dept. of Biophysical Chemistry
  14  * University of Groningen, The Netherlands
  15  *
  16  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  18  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  19  * of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  22  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  23  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  24  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  25  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  26  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  27  *
  28  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  29  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  30  *
  31  * Do check out http://www.gromacs.org , or mail us at gromacs@gromacs.org .
  32  *
  33  * And Hey:
  34  * Gyas ROwers Mature At Cryogenic Speed
  35  */
  36
  37 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40
  41 #include <math.h>
  42 #include <ctype.h>
  43
  44 #include "sysstuff.h"
  45 #include <string.h>
  46 #include "typedefs.h"
  47 #include "statutil.h"
  48 #include "smalloc.h"
  49 #include "macros.h"
  50 #include "gstat.h"
  51 #include "vec.h"
  52 #include "xvgr.h"
  53 #include "pbc.h"
  54 #include "copyrite.h"
  55 #include "futil.h"
  56 #include "statutil.h"
  57 #include "index.h"
  58 #include "tpxio.h"
  59 #include "matio.h"
  60 #include "binsearch.h"
  61 #include "powerspect.h"
  62
  63 /* Print name of first atom in all groups in index file */
  64 static void print_types(atom_id index[], atom_id a[], int ngrps,
  65                         char *groups[], t_topology *top)
  66 {
  67     int i;
  68
  69     fprintf(stderr, "Using following groups: \n");
  70     for (i = 0; i < ngrps; i++)
  71     {
  72         fprintf(stderr, "Groupname: %s First atomname: %s First atomnr %u\n",
  73                 groups[i], *(top->atoms.atomname[a[index[i]]]), a[index[i]]);
  74     }
  75     fprintf(stderr, "\n");
  76 }
  77
  78 static void check_length(real length, int a, int b)
  79 {
  80     if (length > 0.3)
  81     {
  82         fprintf(stderr, "WARNING: distance between atoms %d and "
  83                 "%d > 0.3 nm (%f). Index file might be corrupt.\n",
  84                 a, b, length);
  85     }
  86 }
  87
  88 static void find_tetra_order_grid(t_topology top, int ePBC,
  89                                   int natoms, matrix box,
  90                                   rvec x[], int maxidx, atom_id index[],
  91                                   real time, real *sgmean, real *skmean,
  92                                   int nslicex, int nslicey, int nslicez,
  93                                   real ***sggrid, real ***skgrid)
  94 {
  95     int         ix, jx, i, j, k, l, n, *nn[4];
  96     rvec        dx, rj, rk, urk, urj;
  97     real        cost, cost2, *sgmol, *skmol, rmean, rmean2, r2, box2, *r_nn[4];
  98     t_pbc       pbc;
  99     int         slindex_x, slindex_y, slindex_z;
 100     int      ***sl_count;
 101     real        onethird = 1.0/3.0;
 102     gmx_rmpbc_t gpbc;
 103
 104     /*  dmat = init_mat(maxidx, FALSE); */
 105
 106     box2 = box[XX][XX] * box[XX][XX];
 107
 108     /* Initialize expanded sl_count array */
 109     snew(sl_count, nslicex);
 110     for (i = 0; i < nslicex; i++)
 111     {
 112         snew(sl_count[i], nslicey);
 113         for (j = 0; j < nslicey; j++)
 114         {
 115             snew(sl_count[i][j], nslicez);
 116         }
 117     }
 118
 119
 120     for (i = 0; (i < 4); i++)
 121     {
 122         snew(r_nn[i], natoms);
 123         snew(nn[i], natoms);
 124
 125         for (j = 0; (j < natoms); j++)
 126         {
 127             r_nn[i][j] = box2;
 128         }
 129     }
 130
 131     snew(sgmol, maxidx);
 132     snew(skmol, maxidx);
 133
 134     /* Must init pbc every step because of pressure coupling */
 135     set_pbc(&pbc,ePBC,box);
 136     gpbc = gmx_rmpbc_init(&top.idef, ePBC, natoms, box);
 137     gmx_rmpbc(gpbc, natoms, box, x);
 138
 139     *sgmean = 0.0;
 140     *skmean = 0.0;
 141     l       = 0;
 142     for (i = 0; (i < maxidx); i++)
 143     {   /* loop over index file */
 144         ix = index[i];
 145         for (j = 0; (j < maxidx); j++)
 146         {
 147
 148             if (i == j)
 149             {
 150                 continue;
 151             }
 152
 153             jx = index[j];
 154
 155             pbc_dx(&pbc, x[ix], x[jx], dx);
 156             r2 = iprod(dx, dx);
 157
 158             /* set_mat_entry(dmat,i,j,r2); */
 159
 160             /* determine the nearest neighbours */
 161             if (r2 < r_nn[0][i])
 162             {
 163                 r_nn[3][i] = r_nn[2][i]; nn[3][i] = nn[2][i];
 164                 r_nn[2][i] = r_nn[1][i]; nn[2][i] = nn[1][i];
 165                 r_nn[1][i] = r_nn[0][i]; nn[1][i] = nn[0][i];
 166                 r_nn[0][i] = r2;         nn[0][i] = j;
 167             }
 168             else if (r2 < r_nn[1][i])
 169             {
 170                 r_nn[3][i] = r_nn[2][i]; nn[3][i] = nn[2][i];
 171                 r_nn[2][i] = r_nn[1][i]; nn[2][i] = nn[1][i];
 172                 r_nn[1][i] = r2;         nn[1][i] = j;
 173             }
 174             else if (r2 < r_nn[2][i])
 175             {
 176                 r_nn[3][i] = r_nn[2][i]; nn[3][i] = nn[2][i];
 177                 r_nn[2][i] = r2;         nn[2][i] = j;
 178             }
 179             else if (r2 < r_nn[3][i])
 180             {
 181                 r_nn[3][i] = r2;         nn[3][i] = j;
 182             }
 183         }
 184
 185
 186         /* calculate mean distance between nearest neighbours */
 187         rmean = 0;
 188         for (j = 0; (j < 4); j++)
 189         {
 190             r_nn[j][i] = sqrt(r_nn[j][i]);
 191             rmean     += r_nn[j][i];
 192         }
 193         rmean /= 4;
 194
 195         n        = 0;
 196         sgmol[i] = 0.0;
 197         skmol[i] = 0.0;
 198
 199         /* Chau1998a eqn 3 */
 200         /* angular part tetrahedrality order parameter per atom */
 201         for (j = 0; (j < 3); j++)
 202         {
 203             for (k = j+1; (k < 4); k++)
 204             {
 205                 pbc_dx(&pbc, x[ix], x[index[nn[k][i]]], rk);
 206                 pbc_dx(&pbc, x[ix], x[index[nn[j][i]]], rj);
 207
 208                 unitv(rk, urk);
 209                 unitv(rj, urj);
 210
 211                 cost  = iprod(urk, urj) + onethird;
 212                 cost2 = cost * cost;
 213
 214                 sgmol[i] += cost2;
 215                 l++;
 216                 n++;
 217             }
 218         }
 219         /* normalize sgmol between 0.0 and 1.0 */
 220         sgmol[i] = 3*sgmol[i]/32;
 221         *sgmean += sgmol[i];
 222
 223         /* distance part tetrahedrality order parameter per atom */
 224         rmean2 = 4 * 3 * rmean * rmean;
 225         for (j = 0; (j < 4); j++)
 226         {
 227             skmol[i] += (rmean - r_nn[j][i]) * (rmean - r_nn[j][i]) / rmean2;
 228             /*      printf("%d %f (%f %f %f %f) \n",
 229                     i, skmol[i], rmean, rmean2, r_nn[j][i], (rmean - r_nn[j][i]) );
 230              */
 231         }
 232
 233         *skmean += skmol[i];
 234
 235         /* Compute sliced stuff in x y z*/
 236         slindex_x = gmx_nint((1+x[i][XX]/box[XX][XX])*nslicex) % nslicex;
 237         slindex_y = gmx_nint((1+x[i][YY]/box[YY][YY])*nslicey) % nslicey;
 238         slindex_z = gmx_nint((1+x[i][ZZ]/box[ZZ][ZZ])*nslicez) % nslicez;
 239         sggrid[slindex_x][slindex_y][slindex_z] += sgmol[i];
 240         skgrid[slindex_x][slindex_y][slindex_z] += skmol[i];
 241         (sl_count[slindex_x][slindex_y][slindex_z])++;
 242     } /* loop over entries in index file */
 243
 244     *sgmean /= maxidx;
 245     *skmean /= maxidx;
 246
 247     for (i = 0; (i < nslicex); i++)
 248     {
 249         for (j = 0; j < nslicey; j++)
 250         {
 251             for (k = 0; k < nslicez; k++)
 252             {
 253                 if (sl_count[i][j][k] > 0)
 254                 {
 255                     sggrid[i][j][k] /= sl_count[i][j][k];
 256                     skgrid[i][j][k] /= sl_count[i][j][k];
 257                 }
 258             }
 259         }
 260     }
 261
 262     sfree(sl_count);
 263     sfree(sgmol);
 264     sfree(skmol);
 265     for (i = 0; (i < 4); i++)
 266     {
 267         sfree(r_nn[i]);
 268         sfree(nn[i]);
 269     }
 270 }
 271
 272 /*Determines interface from tetrahedral order parameter in box with specified binwidth.  */
 273 /*Outputs interface positions(bins), the number of timeframes, and the number of surface-mesh points in xy*/
 274
 275 static void calc_tetra_order_interface(const char *fnNDX, const char *fnTPS, const char *fnTRX, real binw, int tblock,
 276                                        int *nframes,  int *nslicex, int *nslicey,
 277                                        real sgang1, real sgang2, real ****intfpos,
 278                                        output_env_t oenv)
 279 {
 280     FILE         *fpsg   = NULL, *fpsk = NULL;
 281     char         *sgslfn = "sg_ang_mesh";  /* Hardcoded filenames for debugging*/
 282     char         *skslfn = "sk_dist_mesh";
 283     t_topology    top;
 284     int           ePBC;
 285     char          title[STRLEN], subtitle[STRLEN];
 286     t_trxstatus  *status;
 287     int           natoms;
 288     real          t;
 289     rvec         *xtop, *x;
 290     matrix        box;
 291     real          sg, sk, sgintf, pos;
 292     atom_id     **index   = NULL;
 293     char        **grpname = NULL;
 294     int           i, j, k, n, *isize, ng, nslicez, framenr;
 295     real       ***sg_grid = NULL, ***sk_grid = NULL, ***sg_fravg = NULL, ***sk_fravg = NULL, ****sk_4d = NULL, ****sg_4d = NULL;
 296     int          *perm;
 297     int           ndx1, ndx2;
 298     int           bins;
 299     const real    onehalf = 1.0/2.0;
 300     /* real   ***intfpos[2]; pointers to arrays of two interface positions zcoord(framenr,xbin,ybin): intfpos[interface_index][t][nslicey*x+y]
 301      * i.e 1D Row-major order in (t,x,y) */
 302
 303
 304     read_tps_conf(fnTPS, title, &top, &ePBC, &xtop, NULL, box, FALSE);
 305
 306     *nslicex = (int)(box[XX][XX]/binw + onehalf); /*Calculate slicenr from binwidth*/
 307     *nslicey = (int)(box[YY][YY]/binw + onehalf);
 308     nslicez  = (int)(box[ZZ][ZZ]/binw +  onehalf);
 309
 310
 311
 312     ng = 1;
 313     /* get index groups */
 314     printf("Select the group that contains the atoms you want to use for the tetrahedrality order parameter calculation:\n");
 315     snew(grpname, ng);
 316     snew(index, ng);
 317     snew(isize, ng);
 318     get_index(&top.atoms, fnNDX, ng, isize, index, grpname);
 319
 320     /* Analyze trajectory */
 321     natoms = read_first_x(oenv, &status, fnTRX, &t, &x, box);
 322     if (natoms > top.atoms.nr)
 323     {
 324         gmx_fatal(FARGS, "Topology (%d atoms) does not match trajectory (%d atoms)",
 325                   top.atoms.nr, natoms);
 326     }
 327     check_index(NULL, ng, index[0], NULL, natoms);
 328
 329
 330     /*Prepare structures for temporary storage of frame info*/
 331     snew(sg_grid, *nslicex);
 332     snew(sk_grid, *nslicex);
 333     for (i = 0; i < *nslicex; i++)
 334     {
 335         snew(sg_grid[i], *nslicey);
 336         snew(sk_grid[i], *nslicey);
 337         for (j = 0; j < *nslicey; j++)
 338         {
 339             snew(sg_grid[i][j], nslicez);
 340             snew(sk_grid[i][j], nslicez);
 341         }
 342     }
 343
 344     sg_4d    = NULL;
 345     sk_4d    = NULL;
 346     *nframes = 0;
 347     framenr  = 0;
 348
 349 /* Loop over frames*/
 350     do
 351     {
 352         /*Initialize box meshes (temporary storage for each tblock frame -reinitialise every tblock steps */
 353         if (framenr%tblock == 0)
 354         {
 355             srenew(sk_4d, *nframes+1);
 356             srenew(sg_4d, *nframes+1);
 357             snew(sg_fravg, *nslicex);
 358             snew(sk_fravg, *nslicex);
 359             for (i = 0; i < *nslicex; i++)
 360             {
 361                 snew(sg_fravg[i], *nslicey);
 362                 snew(sk_fravg[i], *nslicey);
 363                 for (j = 0; j < *nslicey; j++)
 364                 {
 365                     snew(sg_fravg[i][j], nslicez);
 366                     snew(sk_fravg[i][j], nslicez);
 367                 }
 368             }
 369         }
 370
 371         find_tetra_order_grid(top, ePBC, natoms, box, x, isize[0], index[0], t,
 372                               &sg, &sk, *nslicex, *nslicey, nslicez, sg_grid, sk_grid);
 373         for (i = 0; i < *nslicex; i++)
 374         {
 375             for (j = 0; j < *nslicey; j++)
 376             {
 377                 for (k = 0; k < nslicez; k++)
 378                 {
 379                     sk_fravg[i][j][k] += sk_grid[i][j][k]/tblock;
 380                     sg_fravg[i][j][k] += sg_grid[i][j][k]/tblock;
 381                 }
 382             }
 383         }
 384
 385         framenr++;
 386
 387         if (framenr%tblock == 0)
 388         {
 389             sk_4d[*nframes] = sk_fravg;
 390             sg_4d[*nframes] = sg_fravg;
 391             (*nframes)++;
 392         }
 393
 394     }
 395     while (read_next_x(oenv, status, &t, natoms, x, box));
 396     close_trj(status);
 397
 398     sfree(grpname);
 399     sfree(index);
 400     sfree(isize);
 401
 402     /*Debugging for printing out the entire order parameter meshes.*/
 403     if (debug)
 404     {
 405         fpsg = xvgropen(sgslfn, "S\\sg\\N Angle Order Parameter / Meshpoint", "(nm)", "S\\sg\\N", oenv);
 406         fpsk = xvgropen(skslfn, "S\\sk\\N Distance Order Parameter / Meshpoint", "(nm)", "S\\sk\\N", oenv);
 407         for (n = 0; n < (*nframes); n++)
 408         {
 409             fprintf(fpsg, "%i\n", n);
 410             fprintf(fpsk, "%i\n", n);
 411             for (i = 0; (i < *nslicex); i++)
 412             {
 413                 for (j = 0; j < *nslicey; j++)
 414                 {
 415                     for (k = 0; k < nslicez; k++)
 416                     {
 417                         fprintf(fpsg, "%4f  %4f  %4f  %8f\n", (i+0.5)*box[XX][XX]/(*nslicex), (j+0.5)*box[YY][YY]/(*nslicey), (k+0.5)*box[ZZ][ZZ]/nslicez, sg_4d[n][i][j][k]);
 418                         fprintf(fpsk, "%4f  %4f  %4f  %8f\n", (i+0.5)*box[XX][XX]/(*nslicex), (j+0.5)*box[YY][YY]/(*nslicey), (k+0.5)*box[ZZ][ZZ]/nslicez, sk_4d[n][i][j][k]);
 419                     }
 420                 }
 421             }
 422         }
 423         xvgrclose(fpsg);
 424         xvgrclose(fpsk);
 425     }
 426
 427
 428     /* Find positions of interface z by scanning orderparam for each frame and for each xy-mesh cylinder along z*/
 429
 430     /*Simple trial: assume interface is in the middle of -sgang1 and sgang2*/
 431     sgintf = 0.5*(sgang1+sgang2);
 432
 433
 434     /*Allocate memory for interface arrays; */
 435     snew((*intfpos), 2);
 436     snew((*intfpos)[0], *nframes);
 437     snew((*intfpos)[1], *nframes);
 438
 439     bins = (*nslicex)*(*nslicey);
 440
 441
 442     snew(perm, nslicez);  /*permutation array for sorting along normal coordinate*/
 443
 444
 445     for (n = 0; n < *nframes; n++)
 446     {
 447         snew((*intfpos)[0][n], bins);
 448         snew((*intfpos)[1][n], bins);
 449         for (i = 0; i < *nslicex; i++)
 450         {
 451             for (j = 0; j < *nslicey; j++)
 452             {
 453                 rangeArray(perm, nslicez); /*reset permutation array to identity*/
 454                 /*Binsearch returns 2 bin-numbers where the order param is  <= setpoint sgintf*/
 455                 ndx1 = start_binsearch(sg_4d[n][i][j], perm, 0, nslicez/2-1, sgintf, 1);
 456                 ndx2 = start_binsearch(sg_4d[n][i][j], perm, nslicez/2, nslicez-1, sgintf, -1);
 457                 /*Use linear interpolation to smooth out the interface position*/
 458
 459                 /*left interface (0)*/
 460                 /*if((sg_4d[n][i][j][perm[ndx1+1]]-sg_4d[n][i][j][perm[ndx1]])/sg_4d[n][i][j][perm[ndx1]] > 0.01){
 461                    pos=( (sgintf-sg_4d[n][i][j][perm[ndx1]])*perm[ndx1+1]+(sg_4d[n][i][j][perm[ndx1+1]]-sgintf)*perm[ndx1 ])*/
 462                 (*intfpos)[0][n][j+*nslicey*i] = (perm[ndx1]+onehalf)*binw;
 463                 /*right interface (1)*/
 464                 /*alpha=(sgintf-sg_4d[n][i][j][perm[ndx2]])/(sg_4d[n][i][j][perm[ndx2]+1]-sg_4d[n][i][j][perm[ndx2]]);*/
 465                 /*(*intfpos)[1][n][j+*nslicey*i]=((1-alpha)*perm[ndx2]+alpha*(perm[ndx2]+1)+onehalf)*box[ZZ][ZZ]/nslicez;*/
 466                 (*intfpos)[1][n][j+*nslicey*i] = (perm[ndx2]+onehalf)*binw;
 467             }
 468         }
 469     }
 470
 471
 472     /*sfree(perm);*/
 473     sfree(sk_4d);
 474     sfree(sg_4d);
 475     /*sfree(sg_grid);*/
 476     /*sfree(sk_grid);*/
 477
 478
 479 }
 480
 481 static void writesurftoxpms(real ***surf, int tblocks, int xbins, int ybins, real bw, char **outfiles, int maplevels )
 482 {
 483
 484     char   numbuf[8];
 485     int    n, i, j;
 486     real **profile1, **profile2;
 487     real   max1, max2, min1, min2, *xticks, *yticks;
 488     t_rgb  lo = {1, 1, 1};
 489     t_rgb  hi = {0, 0, 0};
 490     FILE  *xpmfile1, *xpmfile2;
 491
 492 /*Prepare xpm structures for output*/
 493
 494 /*Allocate memory to tick's and matrices*/
 495     snew (xticks, xbins+1);
 496     snew (yticks, ybins+1);
 497
 498     profile1 = mk_matrix(xbins, ybins, FALSE);
 499     profile2 = mk_matrix(xbins, ybins, FALSE);
 500
 501     for (i = 0; i < xbins+1; i++)
 502     {
 503         xticks[i] += bw;
 504     }
 505     for (j = 0; j < ybins+1; j++)
 506     {
 507         yticks[j] += bw;
 508     }
 509
 510     xpmfile1 = ffopen(outfiles[0], "w");
 511     xpmfile2 = ffopen(outfiles[1], "w");
 512
 513     max1 = max2 = 0.0;
 514     min1 = min2 = 1000.00;
 515
 516     for (n = 0; n < tblocks; n++)
 517     {
 518         sprintf(numbuf, "%5d", n);
 519         /*Filling matrices for inclusion in xpm-files*/
 520         for (i = 0; i < xbins; i++)
 521         {
 522             for (j = 0; j < ybins; j++)
 523             {
 524                 profile1[i][j] = (surf[0][n][j+ybins*i]);
 525                 profile2[i][j] = (surf[1][n][j+ybins*i]);
 526                 /*Finding max and min values*/
 527                 if (profile1[i][j] > max1)
 528                 {
 529                     max1 = profile1[i][j];
 530                 }
 531                 if (profile1[i][j] < min1)
 532                 {
 533                     min1 = profile1[i][j];
 534                 }
 535                 if (profile2[i][j] > max2)
 536                 {
 537                     max2 = profile2[i][j];
 538                 }
 539                 if (profile2[i][j] < min2)
 540                 {
 541                     min2 = profile2[i][j];
 542                 }
 543             }
 544         }
 545
 546         write_xpm(xpmfile1, 3, numbuf, "Height", "x[nm]", "y[nm]", xbins, ybins, xticks, yticks, profile1, min1, max1, lo, hi, &maplevels);
 547         write_xpm(xpmfile2, 3, numbuf, "Height", "x[nm]", "y[nm]", xbins, ybins, xticks, yticks, profile2, min2, max2, lo, hi, &maplevels);
 548     }
 549
 550     ffclose(xpmfile1);
 551     ffclose(xpmfile2);
 552
 553
 554
 555     sfree(profile1);
 556     sfree(profile2);
 557     sfree(xticks);
 558     sfree(yticks);
 559 }
 560
 561
 562 static void writeraw(real ***surf, int tblocks, int xbins, int ybins, char **fnms)
 563 {
 564     FILE *raw1, *raw2;
 565     int   i, j, n;
 566
 567     raw1 = ffopen(fnms[0], "w");
 568     raw2 = ffopen(fnms[1], "w");
 569     fprintf(raw1, "#Legend\n#TBlock\n#Xbin Ybin Z t\n");
 570     fprintf(raw2, "#Legend\n#TBlock\n#Xbin Ybin Z t\n");
 571     for (n = 0; n < tblocks; n++)
 572     {
 573         fprintf(raw1, "%5d\n", n);
 574         fprintf(raw2, "%5d\n", n);
 575         for (i = 0; i < xbins; i++)
 576         {
 577             for (j = 0; j < ybins; j++)
 578             {
 579                 fprintf(raw1, "%i  %i  %8.5f\n", i, j, (surf[0][n][j+ybins*i]));
 580                 fprintf(raw2, "%i  %i  %8.5f\n", i, j, (surf[1][n][j+ybins*i]));
 581             }
 582         }
 583     }
 584
 585     ffclose(raw1);
 586     ffclose(raw2);
 587 }
 588
 589
 590
 591 int gmx_hydorder(int argc, char *argv[])
 592 {
 593     static const char *desc[] = {
 594         "g_hydorder computes the tetrahedrality order parameters around a ",
 595         "given atom. Both angle an distance order parameters are calculated. See",
 596         "P.-L. Chau and A.J. Hardwick, Mol. Phys., 93, (1998), 511-518.",
 597         "for more details.[BR]"
 598         "This application calculates the orderparameter in a 3d-mesh in the box, and",
 599         "with 2 phases in the box gives the user the option to define a 2D interface in time",
 600         "separating the faces by specifying parameters -sgang1 and -sgang2 (It is important",
 601         "to select these judiciously)"
 602     };
 603
 604     int                axis      = 0;
 605     static int         nsttblock = 1;
 606     static int         nlevels   = 100;
 607     static real        binwidth  = 1.0; /* binwidth in mesh           */
 608     static real        sg1       = 1;
 609     static real        sg2       = 1;   /* order parameters for bulk phases */
 610     static gmx_bool    bFourier  = FALSE;
 611     static gmx_bool    bRawOut   = FALSE;
 612     int                frames, xslices, yslices; /* Dimensions of interface arrays*/
 613     real            ***intfpos;                  /* Interface arrays (intfnr,t,xy) -potentially large */
 614     static char       *normal_axis[] = { NULL, "z", "x", "y", NULL };
 615
 616     t_pargs            pa[] = {
 617         { "-d",   FALSE, etENUM, {normal_axis},
 618           "Direction of the normal on the membrane" },
 619         { "-bw",  FALSE, etREAL, {&binwidth},
 620           "Binwidth of box mesh" },
 621         { "-sgang1", FALSE, etREAL, {&sg1},
 622           "tetrahedral angle parameter in Phase 1 (bulk)" },
 623         { "-sgang2", FALSE, etREAL, {&sg2},
 624           "tetrahedral angle parameter in Phase 2 (bulk)" },
 625         { "-tblock", FALSE, etINT, {&nsttblock},
 626           "Number of frames in one time-block average"},
 627         { "-nlevel", FALSE, etINT, {&nlevels},
 628           "Number of Height levels in 2D - XPixMaps"}
 629     };
 630
 631     t_filenm           fnm[] = {                      /* files for g_order    */
 632         { efTRX, "-f", NULL,  ffREAD },               /* trajectory file              */
 633         { efNDX, "-n", NULL,  ffREAD },               /* index file           */
 634         { efTPX, "-s", NULL,  ffREAD },               /* topology file                */
 635         { efXPM, "-o", "intf",  ffWRMULT},            /* XPM- surface maps      */
 636         { efOUT, "-or", "raw", ffOPTWRMULT },         /* xvgr output file           */
 637         { efOUT, "-Spect", "intfspect", ffOPTWRMULT}, /* Fourier spectrum interfaces */
 638     };
 639 #define NFILE asize(fnm)
 640
 641     /*Filenames*/
 642     const char  *ndxfnm, *tpsfnm, *trxfnm;
 643     char       **spectra, **intfn, **raw;
 644     int          nfspect, nfxpm, nfraw;
 645     output_env_t oenv;
 646
 647     parse_common_args(&argc, argv, PCA_CAN_VIEW | PCA_CAN_TIME | PCA_BE_NICE,
 648                       NFILE, fnm, asize(pa), pa, asize(desc), desc, 0, NULL, &oenv);
 649     bFourier = opt2bSet("-Spect", NFILE, fnm);
 650     bRawOut  = opt2bSet("-or", NFILE, fnm);
 651
 652     if (binwidth < 0.0)
 653     {
 654         gmx_fatal(FARGS, "Can not have binwidth < 0");
 655     }
 656
 657     ndxfnm = ftp2fn(efNDX, NFILE, fnm);
 658     tpsfnm = ftp2fn(efTPX, NFILE, fnm);
 659     trxfnm = ftp2fn(efTRX, NFILE, fnm);
 660
 661     /* Calculate axis */
 662     if (strcmp(normal_axis[0], "x") == 0)
 663     {
 664         axis = XX;
 665     }
 666     else if (strcmp(normal_axis[0], "y") == 0)
 667     {
 668         axis = YY;
 669     }
 670     else if (strcmp(normal_axis[0], "z") == 0)
 671     {
 672         axis = ZZ;
 673     }
 674     else
 675     {
 676         gmx_fatal(FARGS, "Invalid axis, use x, y or z");
 677     }
 678
 679     switch (axis)
 680     {
 681         case 0:
 682             fprintf(stderr, "Taking x axis as normal to the membrane\n");
 683             break;
 684         case 1:
 685             fprintf(stderr, "Taking y axis as normal to the membrane\n");
 686             break;
 687         case 2:
 688             fprintf(stderr, "Taking z axis as normal to the membrane\n");
 689             break;
 690     }
 691
 692     /* tetraheder order parameter */
 693     /* If either of the options is set we compute both */
 694     nfxpm = opt2fns(&intfn, "-o", NFILE, fnm);
 695     if (nfxpm != 2)
 696     {
 697         gmx_fatal(FARGS, "No or not correct number (2) of output-files: %d", nfxpm);
 698     }
 699     calc_tetra_order_interface(ndxfnm, tpsfnm, trxfnm, binwidth, nsttblock, &frames, &xslices, &yslices, sg1, sg2, &intfpos, oenv);
 700     writesurftoxpms(intfpos, frames, xslices, yslices, binwidth, intfn, nlevels);
 701
 702     if (bFourier)
 703     {
 704         nfspect = opt2fns(&spectra, "-Spect", NFILE, fnm);
 705         if (nfspect != 2)
 706         {
 707             gmx_fatal(FARGS, "No or not correct number (2) of output-files: %d", nfspect);
 708         }
 709         powerspectavg(intfpos, frames, xslices, yslices, spectra);
 710     }
 711
 712     if (bRawOut)
 713     {
 714         nfraw = opt2fns(&raw, "-or", NFILE, fnm);
 715         if (nfraw != 2)
 716         {
 717             gmx_fatal(FARGS, "No or not correct number (2) of output-files: %d", nfraw);
 718         }
 719         writeraw(intfpos, frames, xslices, yslices, raw);
 720     }
 721
 722
 723
 724     thanx(stderr);
 725
 726     return 0;
 727 }