src/gromacs/selection/centerofmass.h

   1 /*
   2  *
   3  *                This source code is part of
   4  *
   5  *                 G   R   O   M   A   C   S
   6  *
   7  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   8  *
   9  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  10  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  11  * Copyright (c) 2001-2009, The GROMACS development team,
  12  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  13
  14  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  15  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  16  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  17  * of the License, or (at your option) any later version.
  18  *
  19  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  20  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  21  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  22  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  23  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  24  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  25  *
  26  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  27  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  28  *
  29  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  30  */
  31 /*! \file
  32  * \brief API for calculation of centers of mass/geometry.
  33  *
  34  * This header defines a few functions that can be used to calculate
  35  * centers of mass/geometry for a group of atoms.
  36  * These routines can be used independently of the other parts of the
  37  * library, but they are also used internally by the selection engine.
  38  * In most cases, it should not be necessary to call these functions
  39  * directly.
  40  * Instead, one should write an analysis tool such that it gets all
  41  * positions through selections.
  42  *
  43  * The functions in the header can be divided into a few groups based on the
  44  * parameters they take. The simplest group of functions calculates the center
  45  * of a single group of atoms:
  46  *  - gmx_calc_cog(): Calculates the center of geometry (COG) of a given
  47  *    group of atoms.
  48  *  - gmx_calc_com(): Calculates the center of mass (COM) of a given group
  49  *    of atoms.
  50  *  - gmx_calc_comg(): Calculates either the COM or COG, based on a
  51  *    boolean flag.
  52  *
  53  * A second set of routines is provided for calculating the centers for groups
  54  * that wrap over periodic boundaries (gmx_calc_cog_pbc(), gmx_calc_com_pbc(),
  55  * gmx_calc_comg_pbc()). These functions are slower, because they need to
  56  * adjust the center iteratively.
  57  *
  58  * It is also possible to calculate centers for several groups of atoms in
  59  * one call. The functions gmx_calc_cog_block(), gmx_calc_com_block() and
  60  * gmx_calc_comg_block() take an index group and a partitioning of that index
  61  * group (as a \c t_block structure), and calculate the centers for
  62  * each group defined by the \c t_block structure separately.
  63  *
  64  * Finally, there is a function gmx_calc_comg_blocka() that takes both the
  65  * index group and the partitioning as a single \c t_blocka structure.
  66  *
  67  * \author Teemu Murtola <teemu.murtola@cbr.su.se>
  68  * \ingroup module_selection
  69  */
  70 #ifndef GMX_SELECTION_CENTEROFMASS_H
  71 #define GMX_SELECTION_CENTEROFMASS_H
  72
  73 #include "../legacyheaders/typedefs.h"
  74
  75 /** Calculate a single center of geometry. */
  76 int
  77 gmx_calc_cog(t_topology *top, rvec x[], int nrefat, atom_id index[], rvec xout);
  78 /** Calculate a single center of mass. */
  79 int
  80 gmx_calc_com(t_topology *top, rvec x[], int nrefat, atom_id index[], rvec xout);
  81 /** Calculate force on a single center of geometry. */
  82 int
  83 gmx_calc_cog_f(t_topology *top, rvec f[], int nrefat, atom_id index[], rvec fout);
  84 /** Calculate a single center of mass/geometry. */
  85 int
  86 gmx_calc_comg(t_topology *top, rvec x[], int nrefat, atom_id index[],
  87               bool bMass, rvec xout);
  88 /** Calculate force on a single center of mass/geometry. */
  89 int
  90 gmx_calc_comg_f(t_topology *top, rvec f[], int nrefat, atom_id index[],
  91                 bool bMass, rvec fout);
  92
  93 /** Calculate a single center of geometry iteratively, taking PBC into account. */
  94 int
  95 gmx_calc_cog_pbc(t_topology *top, rvec x[], t_pbc *pbc,
  96                  int nrefat, atom_id index[], rvec xout);
  97 /** Calculate a single center of mass iteratively, taking PBC into account. */
  98 int
  99 gmx_calc_com_pbc(t_topology *top, rvec x[], t_pbc *pbc,
 100                  int nrefat, atom_id index[], rvec xout);
 101 /** Calculate a single center of mass/geometry iteratively with PBC. */
 102 int
 103 gmx_calc_comg_pbc(t_topology *top, rvec x[], t_pbc *pbc,
 104                   int nrefat, atom_id index[], bool bMass, rvec xout);
 105
 106 /** Calculate centers of geometry for a blocked index. */
 107 int
 108 gmx_calc_cog_block(t_topology *top, rvec x[], t_block *block,
 109                    atom_id index[], rvec xout[]);
 110 /** Calculate centers of mass for a blocked index. */
 111 int
 112 gmx_calc_com_block(t_topology *top, rvec x[], t_block *block,
 113                    atom_id index[], rvec xout[]);
 114 /** Calculate forces on centers of geometry for a blocked index. */
 115 int
 116 gmx_calc_cog_f_block(t_topology *top, rvec f[], t_block *block,
 117                      atom_id index[], rvec fout[]);
 118 /** Calculate centers of mass/geometry for a blocked index. */
 119 int
 120 gmx_calc_comg_block(t_topology *top, rvec x[], t_block *block,
 121                     atom_id index[], bool bMass, rvec xout[]);
 122 /** Calculate forces on centers of mass/geometry for a blocked index. */
 123 int
 124 gmx_calc_comg_f_block(t_topology *top, rvec f[], t_block *block,
 125                       atom_id index[], bool bMass, rvec fout[]);
 126 /** Calculate centers of mass/geometry for a set of blocks; */
 127 int
 128 gmx_calc_comg_blocka(t_topology *top, rvec x[], t_blocka *block,
 129                      bool bMass, rvec xout[]);
 130 /** Calculate forces on centers of mass/geometry for a set of blocks; */
 131 int
 132 gmx_calc_comg_f_blocka(t_topology *top, rvec x[], t_blocka *block,
 133                        bool bMass, rvec xout[]);
 134
 135 #endif