src/gromacs/gmxana/gmx_principal.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, 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 <math.h>
  42 #include <string.h>
  43
  44 #include "gromacs/commandline/pargs.h"
  45 #include "sysstuff.h"
  46 #include "typedefs.h"
  47 #include "smalloc.h"
  48 #include "macros.h"
  49 #include "vec.h"
  50 #include "pbc.h"
  51 #include "gromacs/fileio/futil.h"
  52 #include "index.h"
  53 #include "mshift.h"
  54 #include "xvgr.h"
  55 #include "princ.h"
  56 #include "rmpbc.h"
  57 #include "txtdump.h"
  58 #include "gromacs/fileio/tpxio.h"
  59 #include "gromacs/fileio/trxio.h"
  60 #include "gstat.h"
  61 #include "gmx_ana.h"
  62
  63
  64 void
  65 calc_principal_axes(t_topology *   top,
  66                     rvec *         x,
  67                     atom_id *      index,
  68                     int            n,
  69                     matrix         axes,
  70                     rvec           inertia)
  71 {
  72     rvec   xcm;
  73
  74     sub_xcm(x, n, index, top->atoms.atom, xcm, FALSE);
  75     principal_comp(n, index, top->atoms.atom, x, axes, inertia);
  76 }
  77
  78 int gmx_principal(int argc, char *argv[])
  79 {
  80     const char     *desc[] = {
  81         "[THISMODULE] calculates the three principal axes of inertia for a group",
  82         "of atoms.",
  83     };
  84     static gmx_bool foo = FALSE;
  85
  86     t_pargs         pa[] = {
  87         { "-foo",      FALSE, etBOOL, {&foo}, "Dummy option to avoid empty array" }
  88     };
  89     t_trxstatus    *status;
  90     t_topology      top;
  91     int             ePBC;
  92     real            t;
  93     rvec      *     x;
  94
  95     int             natoms;
  96     char           *grpname, title[256];
  97     int             i, j, m, gnx, nam, mol;
  98     atom_id        *index;
  99     rvec            a1, a2, a3, moi;
 100     FILE      *     axis1;
 101     FILE      *     axis2;
 102     FILE      *     axis3;
 103     FILE      *     fmoi;
 104     matrix          axes, box;
 105     output_env_t    oenv;
 106     gmx_rmpbc_t     gpbc = NULL;
 107
 108
 109     t_filenm fnm[] = {
 110         { efTRX, "-f",   NULL,       ffREAD },
 111         { efTPS, NULL,   NULL,       ffREAD },
 112         { efNDX, NULL,   NULL,       ffOPTRD },
 113         { efDAT, "-a1",  "axis1",    ffWRITE },
 114         { efDAT, "-a2",  "axis2",    ffWRITE },
 115         { efDAT, "-a3",  "axis3",    ffWRITE },
 116         { efDAT, "-om",  "moi",      ffWRITE }
 117     };
 118 #define NFILE asize(fnm)
 119
 120     if (!parse_common_args(&argc, argv,
 121                            PCA_CAN_TIME | PCA_TIME_UNIT | PCA_CAN_VIEW | PCA_BE_NICE,
 122                            NFILE, fnm, asize(pa), pa, asize(desc), desc, 0, NULL, &oenv))
 123     {
 124         return 0;
 125     }
 126
 127     axis1 = ffopen(opt2fn("-a1", NFILE, fnm), "w");
 128     axis2 = ffopen(opt2fn("-a2", NFILE, fnm), "w");
 129     axis3 = ffopen(opt2fn("-a3", NFILE, fnm), "w");
 130     fmoi  = ffopen(opt2fn("-om", NFILE, fnm), "w");
 131
 132     read_tps_conf(ftp2fn(efTPS, NFILE, fnm), title, &top, &ePBC, NULL, NULL, box, TRUE);
 133
 134     get_index(&top.atoms, ftp2fn_null(efNDX, NFILE, fnm), 1, &gnx, &index, &grpname);
 135
 136     natoms = read_first_x(oenv, &status, ftp2fn(efTRX, NFILE, fnm), &t, &x, box);
 137
 138     gpbc = gmx_rmpbc_init(&top.idef, ePBC, natoms);
 139
 140     do
 141     {
 142         gmx_rmpbc(gpbc, natoms, box, x);
 143
 144         calc_principal_axes(&top, x, index, gnx, axes, moi);
 145
 146         fprintf(axis1, "%15.10f     %15.10f  %15.10f  %15.10f\n", t, axes[XX][XX], axes[YY][XX], axes[ZZ][XX]);
 147         fprintf(axis2, "%15.10f     %15.10f  %15.10f  %15.10f\n", t, axes[XX][YY], axes[YY][YY], axes[ZZ][YY]);
 148         fprintf(axis3, "%15.10f     %15.10f  %15.10f  %15.10f\n", t, axes[XX][ZZ], axes[YY][ZZ], axes[ZZ][ZZ]);
 149         fprintf(fmoi,  "%15.10f     %15.10f  %15.10f  %15.10f\n", t, moi[XX], moi[YY], moi[ZZ]);
 150     }
 151     while (read_next_x(oenv, status, &t, x, box));
 152
 153     gmx_rmpbc_done(gpbc);
 154
 155
 156     close_trj(status);
 157     ffclose(axis1);
 158     ffclose(axis2);
 159     ffclose(axis3);
 160     ffclose(fmoi);
 161
 162     return 0;
 163 }