src/gromacs/gmxlib/conformation-utilities.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) 2012,2014, 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 /* This file is completely threadsafe - keep it that way! */
  38 #include "conformation-utilities.h"
  39
  40 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  41 #include <config.h>
  42 #endif
  43
  44 #include <math.h>
  45 #include "macros.h"
  46 #include "vec.h"
  47 #include "gmx_fatal.h"
  48 #include "pbc.h"
  49
  50 static real dist2(t_pbc *pbc, rvec x, rvec y)
  51 {
  52     rvec dx;
  53
  54     pbc_dx(pbc, x, y, dx);
  55
  56     return norm2(dx);
  57 }
  58
  59 static real distance_to_z(rvec x)
  60 {
  61     return (sqr(x[XX])+sqr(x[YY]));
  62 } /*distance_to_z()*/
  63
  64 static void low_rotate_conf(int natom, rvec *x, real alfa, real beta, real gamma)
  65 {
  66     int  i;
  67     rvec x_old;
  68
  69     for (i = 0; i < natom; i++)
  70     {
  71         copy_rvec(x[i], x_old);
  72         /*calculate new x[i] by rotation alfa around the x-axis*/
  73         x[i][XX] =   x_old[XX];
  74         x[i][YY] =             cos(alfa)*x_old[YY] - sin(alfa)*x_old[ZZ];
  75         x[i][ZZ] =             sin(alfa)*x_old[YY] + cos(alfa)*x_old[ZZ];
  76         copy_rvec(x[i], x_old);
  77         /*calculate new x[i] by rotation beta around the y-axis*/
  78         x[i][XX] =   cos(beta)*x_old[XX]           + sin(beta)*x_old[ZZ];
  79         x[i][YY] =                       x_old[YY];
  80         x[i][ZZ] = -sin(beta)*x_old[XX]           + cos(beta)*x_old[ZZ];
  81         copy_rvec(x[i], x_old);
  82         /*calculate new x[i] by rotation gamma around the z-axis*/
  83         x[i][XX] = x_old[XX]*cos(gamma) - x_old[YY]*sin(gamma);
  84         x[i][YY] = x_old[XX]*sin(gamma) + x_old[YY]*cos(gamma);
  85         x[i][ZZ] =                                             x_old[ZZ];
  86     }
  87 }
  88
  89 static void low_rotate_conf_indexed(int nindex, atom_id *index, rvec *x, real alfa, real beta, real gamma)
  90 {
  91     int  i;
  92     rvec x_old;
  93
  94     for (i = 0; i < nindex; i++)
  95     {
  96         copy_rvec(x[index[i]], x_old);
  97         /*calculate new x[index[i]] by rotation alfa around the x-axis*/
  98         x[index[i]][XX] =   x_old[XX];
  99         x[index[i]][YY] =             cos(alfa)*x_old[YY] - sin(alfa)*x_old[ZZ];
 100         x[index[i]][ZZ] =             sin(alfa)*x_old[YY] + cos(alfa)*x_old[ZZ];
 101         copy_rvec(x[index[i]], x_old);
 102         /*calculate new x[index[i]] by rotation beta around the y-axis*/
 103         x[index[i]][XX] =   cos(beta)*x_old[XX]           + sin(beta)*x_old[ZZ];
 104         x[index[i]][YY] =                       x_old[YY];
 105         x[index[i]][ZZ] = -sin(beta)*x_old[XX]           + cos(beta)*x_old[ZZ];
 106         copy_rvec(x[index[i]], x_old);
 107         /*calculate new x[index[i]] by rotation gamma around the z-axis*/
 108         x[index[i]][XX] = x_old[XX]*cos(gamma) - x_old[YY]*sin(gamma);
 109         x[index[i]][YY] = x_old[XX]*sin(gamma) + x_old[YY]*cos(gamma);
 110         x[index[i]][ZZ] =                                             x_old[ZZ];
 111     }
 112 }
 113
 114 void rotate_conf(int natom, rvec *x, rvec *v, real alfa, real beta, real gamma)
 115 {
 116     if (x)
 117     {
 118         low_rotate_conf(natom, x, alfa, beta, gamma);
 119     }
 120     if (v)
 121     {
 122         low_rotate_conf(natom, v, alfa, beta, gamma);
 123     }
 124 }
 125
 126 /* Make a new box around a configuration*/
 127 void make_new_box(int natoms, rvec *x, matrix box, rvec box_space,
 128                   gmx_bool bCenter)
 129 {
 130     int  i, m;
 131     rvec xmin, xmax;
 132     real max_box;
 133
 134     /*calculate minimum and maximum x[0..DIM-1]*/
 135     for (m = 0; (m < DIM); m++)
 136     {
 137         xmin[m] = xmax[m] = x[0][m];
 138     }
 139     for (i = 1; (i < natoms); i++)
 140     {
 141         for (m = 0; m < DIM; m++)
 142         {
 143             xmin[m] = min(xmin[m], x[i][m]);
 144             xmax[m] = max(xmax[m], x[i][m]);
 145         }
 146     }
 147
 148     /*calculate the new box sizes for cubic and octahedral ...*/
 149     for (m = 0; (m < DIM); m++)
 150     {
 151         box[m][m] = xmax[m]-xmin[m]+2*box_space[m];
 152     }
 153
 154     /*move the molecule to the center of the box*/
 155     if (bCenter)
 156     {
 157         for (i = 0; (i < natoms); i++)
 158         {
 159             for (m = 0; (m < DIM); m++)
 160             {
 161                 x[i][m] += 0.5*(box[m][m]-xmin[m]-xmax[m]);
 162             }
 163         }
 164     }
 165 }