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