src/tools/gmx_rmsdist.c

   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  *                        VERSION 3.2.0
  10  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  11  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  12  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team,
  13  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  14
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  18  * of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  21  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  22  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  23  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  24  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  25  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  26  *
  27  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  28  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  29  *
  30  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  31  *
  32  * And Hey:
  33  * Green Red Orange Magenta Azure Cyan Skyblue
  34  */
  35 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  36 #include <config.h>
  37 #endif
  38
  39 #include <math.h>
  40 #include <ctype.h>
  41
  42 #include "macros.h"
  43 #include "smalloc.h"
  44 #include "typedefs.h"
  45 #include "names.h"
  46 #include "copyrite.h"
  47 #include "statutil.h"
  48 #include "tpxio.h"
  49 #include "string2.h"
  50 #include "strdb.h"
  51 #include "vec.h"
  52 #include "macros.h"
  53 #include "index.h"
  54 #include "pbc.h"
  55 #include "xvgr.h"
  56 #include "futil.h"
  57 #include "matio.h"
  58 #include "gmx_ana.h"
  59
  60
  61 static void calc_dist(int nind,atom_id index[],rvec x[],int ePBC,matrix box,
  62                       real **d)
  63 {
  64   int     i,j;
  65   real    *xi;
  66   rvec    dx;
  67   real    temp2;
  68   t_pbc   pbc;
  69
  70   set_pbc(&pbc,ePBC,box);
  71   for(i=0; (i<nind-1); i++) {
  72     xi=x[index[i]];
  73     for(j=i+1; (j<nind); j++) {
  74       pbc_dx(&pbc,xi,x[index[j]],dx);
  75       temp2=norm2(dx);
  76       d[i][j]=sqrt(temp2);
  77     }
  78   }
  79 }
  80
  81 static void calc_dist_tot(int nind,atom_id index[],rvec x[],
  82                           int ePBC,matrix box,
  83                           real **d, real **dtot, real **dtot2,
  84                           gmx_bool bNMR, real **dtot1_3, real **dtot1_6)
  85 {
  86   int     i,j;
  87   real    *xi;
  88   real    temp, temp2, temp1_3;
  89   rvec    dx;
  90   t_pbc   pbc;
  91
  92   set_pbc(&pbc,ePBC,box);
  93   for(i=0; (i<nind-1); i++) {
  94     xi=x[index[i]];
  95     for(j=i+1; (j<nind); j++) {
  96       pbc_dx(&pbc,xi,x[index[j]],dx);
  97       temp2=norm2(dx);
  98       temp =sqrt(temp2);
  99       d[i][j]=temp;
 100       dtot[i][j]+=temp;
 101       dtot2[i][j]+=temp2;
 102       if (bNMR) {
 103         temp1_3 = 1.0/(temp*temp2);
 104         dtot1_3[i][j] += temp1_3;
 105         dtot1_6[i][j] += temp1_3*temp1_3;
 106       }
 107     }
 108   }
 109 }
 110
 111 static void calc_nmr(int nind, int nframes, real **dtot1_3, real **dtot1_6,
 112                      real *max1_3, real *max1_6)
 113 {
 114   int     i,j;
 115   real    temp1_3,temp1_6;
 116
 117   for(i=0; (i<nind-1); i++) {
 118     for(j=i+1; (j<nind); j++) {
 119       temp1_3 = pow(dtot1_3[i][j]/nframes,-1.0/3.0);
 120       temp1_6 = pow(dtot1_6[i][j]/nframes,-1.0/6.0);
 121       if (temp1_3 > *max1_3) *max1_3 = temp1_3;
 122       if (temp1_6 > *max1_6) *max1_6 = temp1_6;
 123       dtot1_3[i][j] = temp1_3;
 124       dtot1_6[i][j] = temp1_6;
 125       dtot1_3[j][i] = temp1_3;
 126       dtot1_6[j][i] = temp1_6;
 127     }
 128   }
 129 }
 130
 131 static char Hnum[] = "123";
 132
 133 typedef struct {
 134   int nr;
 135   real r_3;
 136   real r_6;
 137   real i_3;
 138   real i_6;
 139 } t_noe;
 140
 141 typedef struct {
 142   int  anr;
 143   int  ianr;
 144   int  rnr;
 145   char *aname;
 146   char *rname;
 147 } t_noe_gr;
 148
 149 typedef struct {
 150   int  rnr;
 151   char *nname;
 152   char *rname;
 153   char *aname;
 154 } t_equiv;
 155
 156 static int read_equiv(const char *eq_fn, t_equiv ***equivptr)
 157 {
 158   FILE *fp;
 159   char   line[STRLEN],resname[10],atomname[10],*lp;
 160   int neq, na, n, resnr;
 161   t_equiv **equiv;
 162
 163   fp = ffopen(eq_fn,"r");
 164   neq=0;
 165   equiv=NULL;
 166   while(get_a_line(fp,line,STRLEN)) {
 167     lp=line;
 168     /* this is not efficient, but I'm lazy */
 169     srenew(equiv,neq+1);
 170     equiv[neq]=NULL;
 171     na=0;
 172     if (sscanf(lp,"%s %n",atomname,&n)==1) {
 173       lp+=n;
 174       snew(equiv[neq], 1);
 175       equiv[neq][0].nname=strdup(atomname);
 176       while (sscanf(lp,"%d %s %s %n",&resnr,resname,atomname,&n)==3) {
 177         /* this is not efficient, but I'm lazy (again) */
 178         srenew(equiv[neq], na+1);
 179         equiv[neq][na].rnr=resnr-1;
 180         equiv[neq][na].rname=strdup(resname);
 181         equiv[neq][na].aname=strdup(atomname);
 182         if (na>0) equiv[neq][na].nname=NULL;
 183         na++;
 184         lp+=n;
 185       }
 186     }
 187     /* make empty element as flag for end of array */
 188     srenew(equiv[neq], na+1);
 189     equiv[neq][na].rnr=NOTSET;
 190     equiv[neq][na].rname=NULL;
 191     equiv[neq][na].aname=NULL;
 192
 193     /* next */
 194     neq++;
 195   }
 196   ffclose(fp);
 197
 198   *equivptr=equiv;
 199
 200   return neq;
 201 }
 202
 203 static void dump_equiv(FILE *out, int neq, t_equiv **equiv)
 204 {
 205   int i,j;
 206
 207   fprintf(out,"Dumping equivalent list\n");
 208   for (i=0; i<neq; i++) {
 209     fprintf(out,"%s",equiv[i][0].nname);
 210     for(j=0; equiv[i][j].rnr!=NOTSET; j++)
 211       fprintf(out," %d %s %s",
 212               equiv[i][j].rnr,equiv[i][j].rname,equiv[i][j].aname);
 213     fprintf(out,"\n");
 214   }
 215 }
 216
 217 static gmx_bool is_equiv(int neq, t_equiv **equiv, char **nname,
 218                      int rnr1, char *rname1, char *aname1,
 219                      int rnr2, char *rname2, char *aname2)
 220 {
 221   int i,j;
 222   gmx_bool bFound;
 223
 224   bFound=FALSE;
 225   /* we can terminate each loop when bFound is true! */
 226   for (i=0; i<neq && !bFound; i++) {
 227     /* find first atom */
 228     for(j=0; equiv[i][j].rnr!=NOTSET && !bFound; j++)
 229       bFound = ( equiv[i][j].rnr==rnr1 &&
 230                  strcmp(equiv[i][j].rname, rname1)==0 &&
 231                  strcmp(equiv[i][j].aname, aname1)==0 );
 232     if (bFound) {
 233       /* find second atom */
 234       bFound=FALSE;
 235       for(j=0; equiv[i][j].rnr!=NOTSET && !bFound; j++)
 236         bFound = ( equiv[i][j].rnr==rnr2 &&
 237                    strcmp(equiv[i][j].rname, rname2)==0 &&
 238                    strcmp(equiv[i][j].aname, aname2)==0 );
 239     }
 240   }
 241   if (bFound)
 242     *nname = strdup(equiv[i-1][0].nname);
 243
 244   return bFound;
 245 }
 246
 247 static int analyze_noe_equivalent(const char *eq_fn,
 248                                   t_atoms *atoms, int isize, atom_id *index,
 249                                   gmx_bool bSumH,
 250                                   atom_id *noe_index, t_noe_gr *noe_gr)
 251 {
 252   FILE   *fp;
 253   int i, j, anmil, anmjl, rnri, rnrj, gi, groupnr, neq;
 254   char *anmi, *anmj, **nnm;
 255   gmx_bool bMatch,bEquiv;
 256   t_equiv **equiv;
 257
 258   snew(nnm,isize);
 259   if (bSumH) {
 260     if (eq_fn) {
 261       neq=read_equiv(eq_fn,&equiv);
 262       if (debug) dump_equiv(debug,neq,equiv);
 263     } else {
 264       neq=0;
 265       equiv=NULL;
 266     }
 267
 268     groupnr=0;
 269     for(i=0; i<isize; i++) {
 270       if (equiv && i<isize-1) {
 271         /* check explicit list of equivalent atoms */
 272         do {
 273           j=i+1;
 274           rnri=atoms->atom[index[i]].resind;
 275           rnrj=atoms->atom[index[j]].resind;
 276           bEquiv =
 277             is_equiv(neq, equiv, &nnm[i],
 278                      rnri,*atoms->resinfo[rnri].name,*atoms->atomname[index[i]],
 279                      rnrj,*atoms->resinfo[rnrj].name,*atoms->atomname[index[j]]);
 280           if(nnm[i] && bEquiv)
 281             nnm[j]=strdup(nnm[i]);
 282           if (bEquiv) {
 283             /* set index for matching atom */
 284             noe_index[j]=groupnr;
 285             /* skip matching atom */
 286             i=j;
 287           }
 288         } while ( bEquiv && i<isize-1 );
 289       } else
 290         bEquiv=FALSE;
 291       if (!bEquiv) {
 292         /* look for triplets of consecutive atoms with name XX?,
 293            X are any number of letters or digits and ? goes from 1 to 3
 294            This is supposed to cover all CH3 groups and the like */
 295         anmi  = *atoms->atomname[index[i]];
 296         anmil = strlen(anmi);
 297         bMatch = i<isize-3 && anmi[anmil-1]=='1';
 298         if (bMatch)
 299           for(j=1; j<3; j++) {
 300             anmj  = *atoms->atomname[index[i+j]];
 301             anmjl = strlen(anmj);
 302             bMatch = bMatch && ( anmil==anmjl && anmj[anmjl-1]==Hnum[j] &&
 303                                  strncmp(anmi, anmj, anmil-1)==0 );
 304           }
 305         /* set index for this atom */
 306         noe_index[i]=groupnr;
 307         if (bMatch) {
 308           /* set index for next two matching atoms */
 309           for(j=1; j<3; j++)
 310             noe_index[i+j]=groupnr;
 311           /* skip matching atoms */
 312           i+=2;
 313         }
 314       }
 315       groupnr++;
 316     }
 317   } else {
 318     /* make index without looking for equivalent atoms */
 319     for(i=0; i<isize; i++)
 320       noe_index[i]=i;
 321     groupnr=isize;
 322   }
 323   noe_index[isize]=groupnr;
 324
 325   if (debug)
 326     /* dump new names */
 327     for(i=0; i<isize; i++) {
 328       rnri=atoms->atom[index[i]].resind;
 329       fprintf(debug,"%s %s %d -> %s\n",*atoms->atomname[index[i]],
 330               *atoms->resinfo[rnri].name,rnri,nnm[i]?nnm[i]:"");
 331     }
 332
 333   for(i=0; i<isize; i++) {
 334     gi=noe_index[i];
 335     if (!noe_gr[gi].aname) {
 336       noe_gr[gi].ianr=i;
 337       noe_gr[gi].anr=index[i];
 338       if (nnm[i])
 339         noe_gr[gi].aname=strdup(nnm[i]);
 340       else {
 341         noe_gr[gi].aname=strdup(*atoms->atomname[index[i]]);
 342         if ( noe_index[i]==noe_index[i+1] )
 343           noe_gr[gi].aname[strlen(noe_gr[gi].aname)-1]='*';
 344       }
 345       noe_gr[gi].rnr=atoms->atom[index[i]].resind;
 346       noe_gr[gi].rname=strdup(*atoms->resinfo[noe_gr[gi].rnr].name);
 347       /* dump group definitions */
 348       if (debug) fprintf(debug,"%d %d %d %d %s %s %d\n",i,gi,
 349                          noe_gr[gi].ianr,noe_gr[gi].anr,noe_gr[gi].aname,
 350                          noe_gr[gi].rname,noe_gr[gi].rnr);
 351     }
 352   }
 353   for(i=0; i<isize; i++)
 354     sfree(nnm[i]);
 355   sfree(nnm);
 356
 357   return groupnr;
 358 }
 359
 360 /* #define NSCALE 3 */
 361 /*  static char *noe_scale[NSCALE+1] = { */
 362 /*    "strong", "medium", "weak", "none" */
 363 /*  }; */
 364 #define NSCALE 6
 365
 366 static char *noe2scale(real r3, real r6, real rmax)
 367 {
 368   int i,s3, s6;
 369   static char buf[NSCALE+1];
 370
 371   /* r goes from 0 to rmax
 372      NSCALE*r/rmax goes from 0 to NSCALE
 373      NSCALE - NSCALE*r/rmax goes from NSCALE to 0 */
 374   s3 = NSCALE - min(NSCALE, (int)(NSCALE*r3/rmax));
 375   s6 = NSCALE - min(NSCALE, (int)(NSCALE*r6/rmax));
 376
 377   for(i=0; i<s3; i++)
 378     buf[i]='=';
 379   for(   ; i<s6; i++)
 380     buf[i]='-';
 381   buf[i]='\0';
 382
 383   return buf;
 384 }
 385
 386 static void calc_noe(int isize, atom_id *noe_index,
 387                      real **dtot1_3, real **dtot1_6, int gnr, t_noe **noe)
 388 {
 389   int i, j, gi, gj;
 390
 391   /* make half matrix of noe-group distances from atom distances */
 392   for(i=0; i<isize; i++) {
 393     gi=noe_index[i];
 394     for(j=i; j<isize; j++) {
 395       gj=noe_index[j];
 396       noe[gi][gj].nr++;
 397       noe[gi][gj].i_3+=pow(dtot1_3[i][j],-3);
 398       noe[gi][gj].i_6+=pow(dtot1_6[i][j],-6);
 399     }
 400   }
 401
 402   /* make averages */
 403   for(i=0; i<gnr; i++)
 404     for(j=i+1; j<gnr; j++) {
 405       noe[i][j].r_3 = pow(noe[i][j].i_3/noe[i][j].nr,-1.0/3.0);
 406       noe[i][j].r_6 = pow(noe[i][j].i_6/noe[i][j].nr,-1.0/6.0);
 407       noe[j][i] = noe[i][j];
 408     }
 409 }
 410
 411 static void write_noe(FILE *fp,int gnr,t_noe **noe,t_noe_gr *noe_gr,real rmax)
 412 {
 413   int  i,j;
 414   real r3, r6, min3, min6;
 415   char buf[10],b3[10],b6[10];
 416   t_noe_gr gri, grj;
 417
 418   min3 = min6 = 1e6;
 419   fprintf(fp,
 420           ";%4s %3s %4s %4s%3s %4s %4s %4s %4s%3s %5s %5s %8s %2s %2s %s\n",
 421           "ianr","anr","anm","rnm","rnr","ianr","anr","anm","rnm","rnr",
 422           "1/r^3","1/r^6","intnsty","Dr","Da","scale");
 423   for(i=0; i<gnr; i++) {
 424     gri=noe_gr[i];
 425     for(j=i+1; j<gnr; j++) {
 426       grj=noe_gr[j];
 427       r3 = noe[i][j].r_3;
 428       r6 = noe[i][j].r_6;
 429       min3 = min(r3,min3);
 430       min6 = min(r6,min6);
 431       if ( r3 < rmax || r6 < rmax ) {
 432         if (grj.rnr == gri.rnr)
 433           sprintf(buf,"%2d", grj.anr-gri.anr);
 434         else
 435           buf[0]='\0';
 436         if ( r3 < rmax )
 437           sprintf(b3,"%-5.3f",r3);
 438         else
 439           strcpy(b3,"-");
 440         if ( r6 < rmax )
 441           sprintf(b6,"%-5.3f",r6);
 442         else
 443           strcpy(b6,"-");
 444         fprintf(fp,
 445                 "%4d %4d %4s %4s%3d %4d %4d %4s %4s%3d %5s %5s %8d %2d %2s %s\n",
 446                 gri.ianr+1, gri.anr+1, gri.aname, gri.rname, gri.rnr+1,
 447                 grj.ianr+1, grj.anr+1, grj.aname, grj.rname, grj.rnr+1,
 448                 b3, b6, (int)(noe[i][j].i_6+0.5), grj.rnr-gri.rnr, buf,
 449                 noe2scale(r3, r6, rmax));
 450       }
 451     }
 452   }
 453 #define MINI ((i==3)?min3:min6)
 454   for(i=3; i<=6; i+=3)
 455     if ( MINI > rmax )
 456       fprintf(stdout,"NOTE: no 1/r^%d averaged distances found below %g, "
 457               "smallest was %g\n", i, rmax, MINI );
 458     else
 459       fprintf(stdout,"Smallest 1/r^%d averaged distance was %g\n", i, MINI );
 460 #undef MINI
 461 }
 462
 463 static void calc_rms(int nind, int nframes,
 464                      real **dtot, real **dtot2,
 465                      real **rmsmat,  real *rmsmax,
 466                      real **rmscmat, real *rmscmax,
 467                      real **meanmat, real *meanmax)
 468 {
 469   int     i,j;
 470   real    mean, mean2, rms, rmsc;
 471 /* N.B. dtot and dtot2 contain the total distance and the total squared
 472  * distance respectively, BUT they return RMS and the scaled RMS resp.
 473  */
 474
 475   *rmsmax=-1000;
 476   *rmscmax=-1000;
 477   *meanmax=-1000;
 478
 479   for(i=0; (i<nind-1); i++) {
 480     for(j=i+1; (j<nind); j++) {
 481       mean =dtot[i][j]/nframes;
 482       mean2=dtot2[i][j]/nframes;
 483       rms=sqrt(max(0,mean2-mean*mean));
 484       rmsc=rms/mean;
 485       if (mean > *meanmax) *meanmax=mean;
 486       if (rms  > *rmsmax ) *rmsmax =rms;
 487       if (rmsc > *rmscmax) *rmscmax=rmsc;
 488       meanmat[i][j]=meanmat[j][i]=mean;
 489       rmsmat[i][j] =rmsmat[j][i] =rms;
 490       rmscmat[i][j]=rmscmat[j][i]=rmsc;
 491     }
 492   }
 493 }
 494
 495 real rms_diff(int natom,real **d,real **d_r)
 496 {
 497   int  i,j;
 498   real r,r2;
 499
 500   r2=0.0;
 501   for(i=0; (i<natom-1); i++)
 502     for(j=i+1; (j<natom); j++) {
 503       r=d[i][j]-d_r[i][j];
 504       r2+=r*r;
 505     }
 506   r2/=(natom*(natom-1))/2;
 507
 508   return sqrt(r2);
 509 }
 510
 511 int gmx_rmsdist (int argc,char *argv[])
 512 {
 513   const char *desc[] = {
 514     "[TT]g_rmsdist[tt] computes the root mean square deviation of atom distances,",
 515     "which has the advantage that no fit is needed like in standard RMS",
 516     "deviation as computed by [TT]g_rms[tt].",
 517     "The reference structure is taken from the structure file.",
 518     "The RMSD at time t is calculated as the RMS",
 519     "of the differences in distance between atom-pairs in the reference",
 520     "structure and the structure at time t.[PAR]",
 521     "[TT]g_rmsdist[tt] can also produce matrices of the rms distances, rms distances",
 522     "scaled with the mean distance and the mean distances and matrices with",
 523     "NMR averaged distances (1/r^3 and 1/r^6 averaging). Finally, lists",
 524     "of atom pairs with 1/r^3 and 1/r^6 averaged distance below the",
 525     "maximum distance ([TT]-max[tt], which will default to 0.6 in this case)",
 526     "can be generated, by default averaging over equivalent hydrogens",
 527     "(all triplets of hydrogens named *[123]). Additionally a list of",
 528     "equivalent atoms can be supplied ([TT]-equiv[tt]), each line containing",
 529     "a set of equivalent atoms specified as residue number and name and",
 530     "atom name; e.g.:[PAR]",
 531     "[TT]3 SER  HB1 3 SER  HB2[tt][PAR]",
 532     "Residue and atom names must exactly match those in the structure",
 533     "file, including case. Specifying non-sequential atoms is undefined."
 534
 535   };
 536
 537   int          natom,i,j,teller,gi,gj;
 538   real         t;
 539
 540   t_topology   top;
 541   int          ePBC;
 542   t_atoms      *atoms;
 543   matrix       box;
 544   rvec         *x;
 545   FILE         *fp;
 546
 547   t_trxstatus *status;
 548   int      isize,gnr=0;
 549   atom_id  *index, *noe_index;
 550   char     *grpname;
 551   real     **d_r,**d,**dtot,**dtot2,**mean,**rms,**rmsc,*resnr;
 552   real     **dtot1_3=NULL,**dtot1_6=NULL;
 553   real     rmsnow,meanmax,rmsmax,rmscmax;
 554   real     max1_3,max1_6;
 555   t_noe_gr *noe_gr=NULL;
 556   t_noe    **noe=NULL;
 557   t_rgb    rlo,rhi;
 558   char     buf[255];
 559   gmx_bool bRMS, bScale, bMean, bNOE, bNMR3, bNMR6, bNMR;
 560
 561   static int  nlevels=40;
 562   static real scalemax=-1.0;
 563   static gmx_bool bSumH=TRUE;
 564   static gmx_bool bPBC=TRUE;
 565   output_env_t oenv;
 566
 567   t_pargs pa[] = {
 568     { "-nlevels",   FALSE, etINT,  {&nlevels},
 569       "Discretize RMS in this number of levels" },
 570     { "-max",   FALSE, etREAL, {&scalemax},
 571       "Maximum level in matrices" },
 572     { "-sumh",  FALSE, etBOOL, {&bSumH},
 573       "Average distance over equivalent hydrogens" },
 574     { "-pbc",   FALSE, etBOOL, {&bPBC},
 575       "Use periodic boundary conditions when computing distances" }
 576   };
 577   t_filenm fnm[] = {
 578     { efTRX, "-f",   NULL,       ffREAD },
 579     { efTPS, NULL,   NULL,       ffREAD },
 580     { efNDX, NULL,   NULL,       ffOPTRD },
 581     { efDAT, "-equiv","equiv",   ffOPTRD },
 582     { efXVG, NULL,   "distrmsd", ffWRITE },
 583     { efXPM, "-rms", "rmsdist",  ffOPTWR },
 584     { efXPM, "-scl", "rmsscale", ffOPTWR },
 585     { efXPM, "-mean","rmsmean",  ffOPTWR },
 586     { efXPM, "-nmr3","nmr3",     ffOPTWR },
 587     { efXPM, "-nmr6","nmr6",     ffOPTWR },
 588     { efDAT, "-noe", "noe",     ffOPTWR },
 589   };
 590 #define NFILE asize(fnm)
 591
 592   CopyRight(stderr,argv[0]);
 593   parse_common_args(&argc,argv,PCA_CAN_VIEW | PCA_CAN_TIME | PCA_BE_NICE ,
 594                     NFILE,fnm,asize(pa),pa,asize(desc),desc,0,NULL,&oenv);
 595
 596   bRMS  = opt2bSet("-rms", NFILE,fnm);
 597   bScale= opt2bSet("-scl", NFILE,fnm);
 598   bMean = opt2bSet("-mean",NFILE,fnm);
 599   bNOE  = opt2bSet("-noe", NFILE,fnm);
 600   bNMR3 = opt2bSet("-nmr3",NFILE,fnm);
 601   bNMR6 = opt2bSet("-nmr6",NFILE,fnm);
 602   bNMR  = bNMR3 || bNMR6 || bNOE;
 603
 604   max1_3 = 0;
 605   max1_6 = 0;
 606
 607   /* check input */
 608   if (bNOE && scalemax < 0) {
 609     scalemax=0.6;
 610     fprintf(stderr,"WARNING: using -noe without -max "
 611             "makes no sense, setting -max to %g\n\n",scalemax);
 612   }
 613
 614   /* get topology and index */
 615   read_tps_conf(ftp2fn(efTPS,NFILE,fnm),buf,&top,&ePBC,&x,NULL,box,FALSE);
 616
 617   if (!bPBC)
 618     ePBC = epbcNONE;
 619   atoms=&(top.atoms);
 620
 621   get_index(atoms,ftp2fn_null(efNDX,NFILE,fnm),1,&isize,&index,&grpname);
 622
 623   /* initialize arrays */
 624   snew(d,isize);
 625   snew(dtot,isize);
 626   snew(dtot2,isize);
 627   if (bNMR) {
 628     snew(dtot1_3,isize);
 629     snew(dtot1_6,isize);
 630   }
 631   snew(mean,isize);
 632   snew(rms,isize);
 633   snew(rmsc,isize);
 634   snew(d_r,isize);
 635   snew(resnr,isize);
 636   for(i=0; (i<isize); i++) {
 637     snew(d[i],isize);
 638     snew(dtot[i],isize);
 639     snew(dtot2[i],isize);
 640     if (bNMR) {
 641       snew(dtot1_3[i],isize);
 642       snew(dtot1_6[i],isize);
 643     }
 644     snew(mean[i],isize);
 645     snew(rms[i],isize);
 646     snew(rmsc[i],isize);
 647     snew(d_r[i],isize);
 648     resnr[i]=i+1;
 649   }
 650
 651   /*set box type*/
 652   calc_dist(isize,index,x,ePBC,box,d_r);
 653   sfree(x);
 654
 655   /*open output files*/
 656   fp=xvgropen(ftp2fn(efXVG,NFILE,fnm),"RMS Deviation","Time (ps)","RMSD (nm)",
 657               oenv);
 658   if (output_env_get_print_xvgr_codes(oenv))
 659     fprintf(fp,"@ subtitle \"of distances between %s atoms\"\n",grpname);
 660
 661   /*do a first step*/
 662   natom=read_first_x(oenv,&status,ftp2fn(efTRX,NFILE,fnm),&t,&x,box);
 663
 664   do {
 665     calc_dist_tot(isize,index,x,ePBC,box,d,dtot,dtot2,bNMR,dtot1_3,dtot1_6);
 666
 667     rmsnow=rms_diff(isize,d,d_r);
 668     fprintf(fp,"%g  %g\n",t,rmsnow);
 669   } while (read_next_x(oenv,status,&t,natom,x,box));
 670   fprintf(stderr, "\n");
 671
 672   ffclose(fp);
 673
 674   teller = nframes_read(status);
 675
 676   close_trj(status);
 677
 678   calc_rms(isize,teller,dtot,dtot2,mean,&meanmax,rms,&rmsmax,rmsc,&rmscmax);
 679   fprintf(stderr,"rmsmax = %g, rmscmax = %g\n",rmsmax,rmscmax);
 680
 681   if (bNMR)
 682   {
 683       calc_nmr(isize,teller,dtot1_3,dtot1_6,&max1_3,&max1_6);
 684   }
 685
 686   if (scalemax > -1.0) {
 687     rmsmax=scalemax;
 688     rmscmax=scalemax;
 689     meanmax=scalemax;
 690     max1_3=scalemax;
 691     max1_6=scalemax;
 692   }
 693
 694   if (bNOE) {
 695     /* make list of noe atom groups */
 696     snew(noe_index, isize+1);
 697     snew(noe_gr, isize);
 698     gnr=analyze_noe_equivalent(opt2fn_null("-equiv",NFILE,fnm),
 699                                atoms, isize, index, bSumH, noe_index, noe_gr);
 700     fprintf(stdout, "Found %d non-equivalent atom-groups in %d atoms\n",
 701             gnr, isize);
 702     /* make half matrix of of noe-group distances from atom distances */
 703     snew(noe,gnr);
 704     for(i=0; i<gnr; i++)
 705       snew(noe[i],gnr);
 706     calc_noe(isize, noe_index, dtot1_3, dtot1_6, gnr, noe);
 707   }
 708
 709   rlo.r=1.0, rlo.g=1.0, rlo.b=1.0;
 710   rhi.r=0.0, rhi.g=0.0, rhi.b=0.0;
 711
 712   if ( bRMS )
 713     write_xpm(opt2FILE("-rms",NFILE,fnm,"w"),0,
 714               "RMS of distance","RMS (nm)","Atom Index","Atom Index",
 715               isize,isize,resnr,resnr,rms,0.0,rmsmax,rlo,rhi,&nlevels);
 716
 717   if ( bScale )
 718     write_xpm(opt2FILE("-scl",NFILE,fnm,"w"),0,
 719               "Relative RMS","RMS","Atom Index","Atom Index",
 720               isize,isize,resnr,resnr,rmsc,0.0,rmscmax,rlo,rhi,&nlevels);
 721
 722   if ( bMean )
 723     write_xpm(opt2FILE("-mean",NFILE,fnm,"w"),0,
 724               "Mean Distance","Distance (nm)","Atom Index","Atom Index",
 725               isize,isize,resnr,resnr,mean,0.0,meanmax,rlo,rhi,&nlevels);
 726
 727   if (bNMR3)
 728     write_xpm(opt2FILE("-nmr3",NFILE,fnm,"w"),0,"1/r^3 averaged distances",
 729               "Distance (nm)","Atom Index","Atom Index",
 730               isize,isize,resnr,resnr,dtot1_3,0.0,max1_3,rlo,rhi,&nlevels);
 731   if (bNMR6)
 732     write_xpm(opt2FILE("-nmr6",NFILE,fnm,"w"),0,"1/r^6 averaged distances",
 733               "Distance (nm)","Atom Index","Atom Index",
 734               isize,isize,resnr,resnr,dtot1_6,0.0,max1_6,rlo,rhi,&nlevels);
 735
 736   if (bNOE)
 737     write_noe(opt2FILE("-noe",NFILE,fnm,"w"), gnr, noe, noe_gr, scalemax);
 738
 739   do_view(oenv,ftp2fn(efXVG,NFILE,fnm),NULL);
 740
 741   thanx(stderr);
 742   return 0;
 743 }