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