source: sasview/sanscalculator/src/sans/calculator/sans_gen.py @ 9624cda

ESS_GUIESS_GUI_DocsESS_GUI_batch_fittingESS_GUI_bumps_abstractionESS_GUI_iss1116ESS_GUI_iss879ESS_GUI_iss959ESS_GUI_openclESS_GUI_orderingESS_GUI_sync_sascalccostrafo411magnetic_scattrelease-4.1.1release-4.1.2release-4.2.2release_4.0.1ticket-1009ticket-1094-headlessticket-1242-2d-resolutionticket-1243ticket-1249ticket885unittest-saveload
Last change on this file since 9624cda was 9624cda, checked in by Jae Cho <jhjcho@…>, 11 years ago

fixed debye averging in gensans

  • Property mode set to 100644
File size: 43.2 KB
Line 
1"""
2SANS generic computation and sld file readers
3"""
4from sans.models.BaseComponent import BaseComponent
5import sans.models.sans_extension.sld2i as mod
6from periodictable import formula
7from periodictable import nsf
8import numpy
9import os
10import copy
11
12MFactor_AM = 2.853E-12
13MFactor_mT = 2.3164E-9
14METER2ANG = 1.0E+10
15#Avogadro constant [1/mol]
16NA = 6.02214129e+23
17
18def mag2sld(mag, v_unit=None):
19    """
20    Convert magnetization to magnatic SLD
21    sldm = Dm * mag where Dm = gamma * classical elec. radius/(2*Bohr magneton)
22    Dm ~ 2.853E-12 [A^(-2)] ==> Shouldn't be 2.90636E-12 [A^(-2)]???
23    """ 
24    if v_unit == "A/m":
25        factor = MFactor_AM
26    elif v_unit == "mT":
27        factor = MFactor_mT
28    else:
29        raise ValueError, "Invalid valueunit"
30    sld_m = factor * mag
31    return sld_m
32
33def transform_center(pos_x, pos_y, pos_z):
34    """
35    re-center
36   
37    :return: posx, posy, posz   [arrays]
38    """ 
39    posx = pos_x - (min(pos_x) + max(pos_x)) / 2.0
40    posy = pos_y - (min(pos_y) + max(pos_y)) / 2.0
41    posz = pos_z - (min(pos_z) + max(pos_z)) / 2.0 
42    return posx, posy, posz   
43
44class GenSAS(BaseComponent):
45    """
46    Generic SAS computation Model based on sld (n & m) arrays
47    """
48    def __init__(self):
49        """
50        Init
51       
52        :Params sld_data: MagSLD object
53        """
54        # Initialize BaseComponent
55        BaseComponent.__init__(self)
56        self.sld_data = None
57        self.data_pos_unit = None
58        self.data_x = None
59        self.data_y = None
60        self.data_z = None
61        self.data_sldn = None
62        self.data_mx = None
63        self.data_my = None
64        self.data_mz = None
65        self.data_vol = None #[A^3]
66        self.is_avg = False
67        ## Name of the model
68        self.name = "GenSAS"
69        ## Define parameters
70        self.params = {}
71        self.params['scale']       = 1.0
72        self.params['background']  = 0.0
73        self.params['solvent_SLD']     = 0.0
74        self.params['total_volume'] = 1.0
75        self.params['Up_frac_in']     = 1.0
76        self.params['Up_frac_out']    = 1.0
77        self.params['Up_theta']  = 0.0
78        self.description = 'GenSAS'
79        ## Parameter details [units, min, max]
80        self.details = {}
81        self.details['scale']      = ['', None, None]
82        self.details['background'] = ['[1/cm]', None, None]
83        self.details['solvent_SLD']    = ['1/A^(2)', None, None]
84        self.details['total_volume']    = ['A^(3)', None, None]
85        self.details['Up_frac_in']    = ['[u/(u+d)]', None, None]
86        self.details['Up_frac_out']   = ['[u/(u+d)]', None, None]
87        self.details['Up_theta'] = ['[deg]', None, None]
88        # fixed parameters
89        self.fixed = []
90       
91    def set_pixel_volumes(self, volume):     
92        """
93        Set the volume of a pixel in (A^3) unit
94        :Param volume: pixel volume [float]
95        """
96        if self.data_vol == None:
97            raise
98        self.data_vol = volume
99   
100    def set_is_avg(self, is_avg=False): 
101        """
102        Sets is_avg: [bool]
103        """
104        self.is_avg = is_avg
105         
106    def _gen(self, x, y, i):
107        """
108        Evaluate the function
109        :Param x: array of x-values
110        :Param y: array of y-values
111        :Param i: array of initial i-value
112        :return: function value
113        """
114        pos_x = self.data_x
115        pos_y = self.data_y
116        pos_z = self.data_z
117        len_x = len(pos_x)
118        if self.is_avg == None:
119            len_x *= -1
120            pos_x, pos_y, pos_z = transform_center(pos_x, pos_y, pos_z)
121        len_q = len(x)
122        sldn = copy.deepcopy(self.data_sldn)
123        sldn -= self.params['solvent_SLD']
124        model = mod.new_GenI(len_x, pos_x, pos_y, pos_z, 
125                             sldn, self.data_mx, self.data_my, 
126                             self.data_mz, self.data_vol,
127                             self.params['Up_frac_in'], 
128                             self.params['Up_frac_out'], 
129                             self.params['Up_theta'])
130        if y == []:
131            mod.genicom(model, len_q, x, i)
132        else:
133            mod.genicomXY(model, len_q, x, y, i)
134        vol_correction = self.data_total_volume / self.params['total_volume']
135        return  self.params['scale'] * vol_correction * i + \
136                        self.params['background']
137       
138    def set_sld_data(self, sld_data=None):   
139        """
140        Sets sld_data
141        """
142        self.sld_data = sld_data
143        self.data_pos_unit = sld_data.pos_unit
144        self.data_x = sld_data.pos_x
145        self.data_y = sld_data.pos_y
146        self.data_z = sld_data.pos_z
147        self.data_sldn = sld_data.sld_n
148        self.data_mx = sld_data.sld_mx
149        self.data_my = sld_data.sld_my
150        self.data_mz = sld_data.sld_mz
151        self.data_vol = sld_data.vol_pix
152        self.data_total_volume = sum(sld_data.vol_pix)
153        self.params['total_volume'] = sum(sld_data.vol_pix)
154       
155    def getProfile(self):
156        """
157        Get SLD profile
158       
159        : return: sld_data
160        """
161        return self.sld_data
162     
163    def run(self, x = 0.0):
164        """
165        Evaluate the model
166        :param x: simple value
167        :return: (I value)
168        """
169        if x.__class__.__name__ == 'list':
170            if len(x[1]) > 0:
171                msg = "Not a 1D."
172                raise ValueError, msg
173            i_out = numpy.zeros_like(x[0])
174            #import time
175            #s = time.time()
176            # 1D I is found at y =0 in the 2D pattern
177            out = self._gen(x[0], [], i_out )
178            #print "i_out_time", time.time() - s
179            return out
180        else:
181            msg = "Q must be given as list of qx's and qy's"
182            raise ValueError, msg
183   
184    def runXY(self, x = 0.0):
185        """
186        Evaluate the model
187        :param x: simple value
188        :return: I value
189        :Use this runXY() for the computation
190        """
191        if x.__class__.__name__ == 'list':
192            i_out = numpy.zeros_like(x[0])
193            #import time
194            #s = time.time()
195            out = self._gen(x[0], x[1], i_out)
196            #print "i_out_time", time.time() - s
197            return out
198        else:
199            msg = "Q must be given as list of qx's and qy's"
200            raise ValueError, msg
201       
202    def evalDistribution(self, qdist):
203        """
204        Evaluate a distribution of q-values.
205        * For 1D, a numpy array is expected as input:
206            evalDistribution(q)   
207        where q is a numpy array.
208        * For 2D, a list of numpy arrays are expected: [qx_prime,qy_prime],
209          where 1D arrays, 
210        :param qdist: ndarray of scalar q-values or list [qx,qy]
211                    where qx,qy are 1D ndarrays
212        """
213        if qdist.__class__.__name__ == 'list':
214            if len(qdist[1]) < 1:
215                out = self.run(qdist)
216            else:
217                out = self.runXY(qdist)
218            return out
219        else:
220            mesg = "evalDistribution is expecting an ndarray of "
221            mesg += "a list [qx,qy] where qx,qy are arrays."
222            raise RuntimeError, mesg
223     
224class OMF2SLD:
225    """
226    Convert OMFData to MAgData
227    """
228    def __init__(self): 
229        """
230        Init
231        """
232        self.pos_x = None
233        self.pos_y = None
234        self.pos_z = None
235        self.mx = None
236        self.my = None
237        self.mz = None
238        self.sld_n = None
239        self.vol_pix = None
240        self.output = None
241        self.omfdata = None
242   
243    def set_data(self, omfdata, shape='rectangular'):
244        """
245        Set all data
246        """
247        self.omfdata = omfdata
248        length = int(omfdata.xnodes * omfdata.ynodes * omfdata.znodes)
249        pos_x = numpy.arange(omfdata.xmin, 
250                             omfdata.xnodes*omfdata.xstepsize + omfdata.xmin, 
251                             omfdata.xstepsize)
252        pos_y = numpy.arange(omfdata.ymin, 
253                             omfdata.ynodes*omfdata.ystepsize + omfdata.ymin, 
254                             omfdata.ystepsize)
255        pos_z = numpy.arange(omfdata.zmin, 
256                             omfdata.znodes*omfdata.zstepsize + omfdata.zmin, 
257                             omfdata.zstepsize)
258        self.pos_x = numpy.tile(pos_x, int(omfdata.ynodes * omfdata.znodes))
259        self.pos_y = pos_y.repeat(int(omfdata.xnodes))
260        self.pos_y = numpy.tile(self.pos_y, int(omfdata.znodes))
261        self.pos_z = pos_z.repeat(int(omfdata.xnodes * omfdata.ynodes))
262        self.mx = omfdata.mx
263        self.my = omfdata.my
264        self.mz = omfdata.mz
265        self.sld_n = numpy.zeros(length)
266           
267        if omfdata.mx == None:
268            self.mx = numpy.zeros(length)
269        if omfdata.my == None:
270            self.my = numpy.zeros(length)
271        if omfdata.mz == None:
272            self.mz = numpy.zeros(length)
273       
274        self._check_data_length(length)
275        self.remove_null_points(False, False)
276        mask = numpy.ones(len(self.sld_n), dtype=bool)
277        if shape.lower() == 'ellipsoid':
278            try:
279                # Pixel (step) size included
280                x_c = max(self.pos_x) + min(self.pos_x)
281                y_c = max(self.pos_y) + min(self.pos_y)
282                z_c = max(self.pos_z) + min(self.pos_z)
283                x_d = max(self.pos_x) - min(self.pos_x)
284                y_d = max(self.pos_y) - min(self.pos_y)
285                z_d = max(self.pos_z) - min(self.pos_z)
286                x_r = (x_d + omfdata.xstepsize) / 2.0
287                y_r = (y_d + omfdata.ystepsize) / 2.0
288                z_r = (z_d + omfdata.zstepsize) / 2.0
289                x_dir2 = ((self.pos_x - x_c / 2.0) / x_r)
290                x_dir2 *= x_dir2
291                y_dir2 = ((self.pos_y - y_c / 2.0) / y_r)
292                y_dir2 *= y_dir2
293                z_dir2 = ((self.pos_z - z_c / 2.0) / z_r)
294                z_dir2 *= z_dir2
295                mask = (x_dir2 + y_dir2 + z_dir2) <= 1.0
296            except:
297                pass
298        self.output = MagSLD(self.pos_x[mask], self.pos_y[mask], 
299                             self.pos_z[mask], self.sld_n[mask], 
300                             self.mx[mask], self.my[mask], self.mz[mask])
301        self.output.set_pix_type('pixel')
302        self.output.set_pixel_symbols('pixel')
303       
304    def get_omfdata(self):
305        """
306        Return all data
307        """
308        return self.omfdata
309   
310    def get_output(self):
311        """
312        Return output
313        """
314        return self.output
315   
316    def _check_data_length(self, length):
317        """
318        Check if the data lengths are consistent
319        :Params length: data length
320        """
321        msg = "Error: Inconsistent data length."
322        if len(self.pos_x) != length:
323            raise ValueError, msg
324        if len(self.pos_y) != length:
325            raise ValueError, msg
326        if len(self.pos_z) != length:
327            raise ValueError, msg
328        if len(self.mx) != length:
329            raise ValueError, msg
330        if len(self.my) != length:
331            raise ValueError, msg
332        if len(self.mz) != length:
333            raise ValueError, msg
334       
335    def remove_null_points(self, remove=False, recenter=False):
336        """
337        Removes any mx, my, and mz = 0 points
338        """
339        if remove:
340            is_nonzero = (numpy.fabs(self.mx) + numpy.fabs(self.my) + 
341                          numpy.fabs(self.mz)).nonzero() 
342            if len(is_nonzero[0]) > 0: 
343                self.pos_x = self.pos_x[is_nonzero]
344                self.pos_y = self.pos_y[is_nonzero]
345                self.pos_z = self.pos_z[is_nonzero]
346                self.sld_n = self.sld_n[is_nonzero]
347                self.mx = self.mx[is_nonzero]
348                self.my = self.my[is_nonzero]
349                self.mz = self.mz[is_nonzero]
350        if recenter:
351            self.pos_x -= (min(self.pos_x) + max(self.pos_x)) / 2.0
352            self.pos_y -= (min(self.pos_y) + max(self.pos_y)) / 2.0
353            self.pos_z -= (min(self.pos_z) + max(self.pos_z)) / 2.0
354 
355    def get_magsld(self):
356        """
357        return MagSLD
358        """
359        return self.output
360   
361       
362class OMFReader:
363    """
364    Class to load omf/ascii files (3 columns w/header).
365    """
366    ## File type
367    type_name = "OMF ASCII"
368   
369    ## Wildcards
370    type = ["OMF files (*.OMF, *.omf)|*.omf"]
371    ## List of allowed extensions
372    ext = ['.omf', '.OMF']
373       
374    def read(self, path):
375        """
376        Load data file
377        :param path: file path
378        :return: x, y, z, sld_n, sld_mx, sld_my, sld_mz
379        """
380        #data_conv_m = None
381        desc = ""
382        mx = numpy.zeros(0)
383        my = numpy.zeros(0)
384        mz = numpy.zeros(0)
385        try:
386            data_conv_val = None
387            data_conv_mesh = None
388            input_f = open(path, 'rb')
389            buff = input_f.read()
390            lines = buff.split('\n')
391            input_f.close()
392            output = OMFData()
393            valueunit = None
394            for line in lines:
395                toks = line.split()
396                # Read data
397                try:
398                    _mx = float(toks[0])
399                    _my = float(toks[1])
400                    _mz = float(toks[2])
401                    _mx = mag2sld(_mx, valueunit)
402                    _my = mag2sld(_my, valueunit)
403                    _mz = mag2sld(_mz, valueunit)
404                    mx = numpy.append(mx, _mx)
405                    my = numpy.append(my, _my)
406                    mz = numpy.append(mz, _mz)
407                except:
408                    # Skip non-data lines
409                    pass
410                #Reading Header; Segment count ignored
411                s_line = line.split(":", 1)
412                if s_line[0].lower().count("oommf") > 0:
413                    oommf = s_line[1].lstrip()
414                if s_line[0].lower().count("title") > 0:
415                    title = s_line[1].lstrip()
416                if s_line[0].lower().count("desc") > 0:
417                    desc += s_line[1].lstrip()
418                    desc += '\n'
419                if s_line[0].lower().count("meshtype") > 0:
420                    meshtype = s_line[1].lstrip()
421                if s_line[0].lower().count("meshunit") > 0:
422                    meshunit = s_line[1].lstrip()
423                    if meshunit.count("m") < 1:
424                        msg = "Error: \n"
425                        msg += "We accept only m as meshunit"
426                        raise ValueError, msg
427                if s_line[0].lower().count("xbase") > 0:
428                    xbase = s_line[1].lstrip()
429                if s_line[0].lower().count("ybase") > 0:
430                    ybase = s_line[1].lstrip()
431                if s_line[0].lower().count("zbase") > 0:
432                    zbase = s_line[1].lstrip()
433                if s_line[0].lower().count("xstepsize") > 0:
434                    xstepsize = s_line[1].lstrip()
435                if s_line[0].lower().count("ystepsize") > 0:
436                    ystepsize = s_line[1].lstrip()
437                if s_line[0].lower().count("zstepsize") > 0:
438                    zstepsize = s_line[1].lstrip()
439                if s_line[0].lower().count("xnodes") > 0:
440                    xnodes = s_line[1].lstrip()
441                if s_line[0].lower().count("ynodes") > 0:
442                    ynodes = s_line[1].lstrip()
443                if s_line[0].lower().count("znodes") > 0:
444                    znodes = s_line[1].lstrip()
445                if s_line[0].lower().count("xmin") > 0:
446                    xmin = s_line[1].lstrip()
447                if s_line[0].lower().count("ymin") > 0:
448                    ymin = s_line[1].lstrip()
449                if s_line[0].lower().count("zmin") > 0:
450                    zmin = s_line[1].lstrip()
451                if s_line[0].lower().count("xmax") > 0:
452                    xmax = s_line[1].lstrip()
453                if s_line[0].lower().count("ymax") > 0:
454                    ymax = s_line[1].lstrip()
455                if s_line[0].lower().count("zmax") > 0:
456                    zmax = s_line[1].lstrip()
457                if s_line[0].lower().count("valueunit") > 0:
458                    valueunit = s_line[1].lstrip().rstrip()
459                if s_line[0].lower().count("valuemultiplier") > 0:
460                    valuemultiplier = s_line[1].lstrip()
461                if s_line[0].lower().count("valuerangeminmag") > 0:
462                    valuerangeminmag = s_line[1].lstrip()
463                if s_line[0].lower().count("valuerangemaxmag") > 0:
464                    valuerangemaxmag = s_line[1].lstrip()
465                if s_line[0].lower().count("end") > 0:
466                    #output.set_sldms(mx, my, mz)   
467                    output.filename = os.path.basename(path)
468                    output.oommf = oommf
469                    output.title = title
470                    output.desc = desc
471                    output.meshtype = meshtype
472                    output.xbase = float(xbase) * METER2ANG
473                    output.ybase = float(ybase) * METER2ANG
474                    output.zbase = float(zbase) * METER2ANG
475                    output.xstepsize = float(xstepsize) * METER2ANG
476                    output.ystepsize = float(ystepsize) * METER2ANG
477                    output.zstepsize = float(zstepsize) * METER2ANG
478                    output.xnodes = float(xnodes)
479                    output.ynodes = float(ynodes)
480                    output.znodes = float(znodes)
481                    output.xmin = float(xmin) * METER2ANG
482                    output.ymin = float(ymin) * METER2ANG
483                    output.zmin = float(zmin) * METER2ANG
484                    output.xmax = float(xmax) * METER2ANG
485                    output.ymax = float(ymax) * METER2ANG
486                    output.zmax = float(zmax) * METER2ANG
487                    output.valuemultiplier = valuemultiplier
488                    output.valuerangeminmag = mag2sld(float(valuerangeminmag), \
489                                                      valueunit)
490                    output.valuerangemaxmag = mag2sld(float(valuerangemaxmag), \
491                                                      valueunit)
492            output.set_m(mx, my, mz)
493            return output
494        except:
495            msg = "%s is not supported: \n" % path
496            msg += "We accept only Text format OMF file."
497            raise RuntimeError, msg
498
499class PDBReader:
500    """
501    PDB reader class: limited for reading the lines starting with 'ATOM'
502    """
503    type_name = "PDB"
504    ## Wildcards
505    type = ["pdb files (*.PDB, *.pdb)|*.pdb"]
506    ## List of allowed extensions
507    ext = ['.pdb', '.PDB']   
508   
509    def read(self, path):
510        """
511        Load data file
512       
513        :param path: file path
514       
515        :return: MagSLD
516       
517        :raise RuntimeError: when the file can't be opened
518        """
519        pos_x = numpy.zeros(0)
520        pos_y = numpy.zeros(0)
521        pos_z = numpy.zeros(0)
522        sld_n = numpy.zeros(0)
523        sld_mx = numpy.zeros(0)
524        sld_my = numpy.zeros(0)
525        sld_mz = numpy.zeros(0)
526        vol_pix = numpy.zeros(0)
527        pix_symbol = numpy.zeros(0)
528        x_line = []
529        y_line = []
530        z_line = []
531        x_lines = []
532        y_lines = []
533        z_lines = []       
534        try:
535            input_f = open(path, 'rb')
536            buff = input_f.read()
537            lines = buff.split('\n')
538            input_f.close()
539            pre_num = 0
540            num = 0
541            for line in lines:
542                try:
543                    # check if line starts with "ATOM"
544                    if line[0:6].strip().count('ATM') > 0 or \
545                                line[0:6].strip() == 'ATOM':
546                        # define fields of interest
547                        atom_id = line[6:11].strip()
548                        atom_name = line[12:16].strip()
549                        try:
550                            float(line[12])
551                            atom_name = atom_name[1].upper()
552                        except:
553                            if len(atom_name) == 4:
554                                atom_name = atom_name[0].upper()
555                            elif line[12] != ' ': 
556                                atom_name = atom_name[0].upper() + \
557                                        atom_name[1].lower() 
558                            else:
559                                atom_name = atom_name[0].upper()
560                        #res_name = line[17:20].strip()
561                        #chain_name = line[21:22].strip()
562                        _pos_x = float(line[30:38].strip())
563                        _pos_y = float(line[38:46].strip())
564                        _pos_z = float(line[46:54].strip())
565                       
566                        pos_x = numpy.append(pos_x, _pos_x)
567                        pos_y = numpy.append(pos_y, _pos_y)
568                        pos_z = numpy.append(pos_z, _pos_z)
569                        try:
570                            # sld in Ang unit (from fm)
571                            #val = formula(atom_name).atoms.keys()[0].neutron.b_c
572                            #val *= 1.0e-5
573                            val = nsf.neutron_sld(atom_name)[0]
574                            # sld in Ang^-2 unit
575                            val *= 1.0e-6
576                            sld_n = numpy.append(sld_n, val)
577                            atom = formula(atom_name)
578                            # cm to A units
579                            vol = 1.0e+24 * atom.mass / atom.density / NA
580                            vol_pix = numpy.append(vol_pix, vol)
581                        except:
582                            print "Error: set the sld of %s to zero"% atom_name
583                            sld_n = numpy.append(sld_n,  0.0)                     
584                        sld_mx = numpy.append(sld_mx, 0)
585                        sld_my = numpy.append(sld_my, 0)
586                        sld_mz = numpy.append(sld_mz, 0)
587                        pix_symbol = numpy.append(pix_symbol, atom_name)
588                    elif line[0:6].strip().count('CONECT') > 0 :
589                        toks = line.split()
590                        num = int(toks[1]) - 1 
591                        val_list = [] 
592                        for val in toks[2:]:
593                            try:
594                                int_val = int(val)
595                            except:
596                                break
597                            if int_val == 0:
598                                break
599                            val_list.append(int_val)
600                        #need val_list ordered     
601                        for val in val_list:
602                            index = val - 1
603                            if (pos_x[index], pos_x[num]) in x_line and \
604                               (pos_y[index], pos_y[num]) in y_line and \
605                               (pos_z[index], pos_z[num]) in z_line:
606                                continue
607                            x_line.append((pos_x[num], pos_x[index]))
608                            y_line.append((pos_y[num], pos_y[index]))
609                            z_line.append((pos_z[num], pos_z[index]))
610                    if len(x_line) > 0:
611                        x_lines.append(x_line) 
612                        y_lines.append(y_line)
613                        z_lines.append(z_line)           
614                except:
615                    pass
616            #re-centering
617            #pos_x -= (min(pos_x) + max(pos_x)) / 2.0
618            #pos_y -= (min(pos_y) + max(pos_y)) / 2.0
619            #pos_z -= (min(pos_z) + max(pos_z)) / 2.0
620           
621            output = MagSLD(pos_x, pos_y, pos_z, sld_n, sld_mx, sld_my, sld_mz)
622            output.set_conect_lines(x_line, y_line, z_line)
623            output.filename = os.path.basename(path)
624            output.set_pix_type('atom')
625            output.set_pixel_symbols(pix_symbol)
626            output.set_nodes()
627            output.set_pixel_volumes(vol_pix)
628            output.sld_unit = '1/A^(2)'
629            return output
630        except:
631            RuntimeError, "%s is not a sld file" % path
632
633    def write(self, path, data):
634        """
635        Write
636        """
637        #Not implemented
638        print "Not implemented... "
639
640class SLDReader:
641    """
642    Class to load ascii files (7 columns).
643    """
644    ## File type
645    type_name = "SLD ASCII"
646   
647    ## Wildcards
648    type = ["sld files (*.SLD, *.sld)|*.sld",
649            "txt files (*.TXT, *.txt)|*.txt"]
650    ## List of allowed extensions
651    ext = ['.txt', '.TXT', '.sld', 'SLD', '.*']
652   
653    def read(self, path):
654        """
655        Load data file
656       
657        :param path: file path
658       
659        :return MagSLD: x, y, z, sld_n, sld_mx, sld_my, sld_mz
660       
661        :raise RuntimeError: when the file can't be opened
662        :raise ValueError: when the length of the data vectors are inconsistent
663        """
664        try:
665            pos_x = numpy.zeros(0)
666            pos_y = numpy.zeros(0)
667            pos_z = numpy.zeros(0)
668            sld_n = numpy.zeros(0)
669            sld_mx = numpy.zeros(0)
670            sld_my = numpy.zeros(0)
671            sld_mz = numpy.zeros(0)
672            try:
673                # Use numpy to speed up loading
674                input_f = numpy.loadtxt(path, dtype='float', skiprows=1, 
675                                        ndmin=1, unpack=True)
676                pos_x = numpy.array(input_f[0])
677                pos_y = numpy.array(input_f[1])
678                pos_z = numpy.array(input_f[2])
679                sld_n = numpy.array(input_f[3])
680                sld_mx = numpy.array(input_f[4])
681                sld_my = numpy.array(input_f[5])
682                sld_mz = numpy.array(input_f[6])
683                ncols = len(input_f)
684                if ncols == 8:
685                    vol_pix = numpy.array(input_f[7])
686                elif ncols == 7:
687                     vol_pix = None
688            except:
689                # For older version of numpy
690                input_f = open(path, 'rb')
691                buff = input_f.read()
692                lines = buff.split('\n')
693                input_f.close()
694                for line in lines:
695                    toks = line.split()
696                    try:
697                        _pos_x = float(toks[0])
698                        _pos_y = float(toks[1])
699                        _pos_z = float(toks[2])
700                        _sld_n = float(toks[3])
701                        _sld_mx = float(toks[4])
702                        _sld_my = float(toks[5])
703                        _sld_mz = float(toks[6])
704   
705                        pos_x = numpy.append(pos_x, _pos_x)
706                        pos_y = numpy.append(pos_y, _pos_y)
707                        pos_z = numpy.append(pos_z, _pos_z)
708                        sld_n = numpy.append(sld_n, _sld_n)
709                        sld_mx = numpy.append(sld_mx, _sld_mx)
710                        sld_my = numpy.append(sld_my, _sld_my)
711                        sld_mz = numpy.append(sld_mz, _sld_mz)
712                        try:
713                            _vol_pix =  float(toks[7])
714                            vol_pix = numpy.append(vol_pix, _vol_pix)
715                        except:
716                            vol_pix = None
717                    except:
718                        # Skip non-data lines
719                        pass
720           
721            # re-center     
722            #pos_x -= (min(pos_x) + max(pos_x)) / 2.0
723            #pos_y -= (min(pos_y) + max(pos_y)) / 2.0
724            #pos_z -= (min(pos_z) + max(pos_z)) / 2.0
725
726            output = MagSLD(pos_x, pos_y, pos_z, sld_n, 
727                            sld_mx, sld_my, sld_mz)
728
729            output.filename = os.path.basename(path)
730            output.set_pix_type('pixel')
731            output.set_pixel_symbols('pixel')
732            if vol_pix != None:
733                output.set_pixel_volumes(vol_pix)
734            return output
735        except:
736            RuntimeError, "%s is not a sld file" % path
737       
738    def write(self, path, data):
739        """
740        Write sld file
741       
742        :Param path: file path
743        :Param data: MagSLD data object
744        """
745        if path == None:
746            raise ValueError, "Missing the file path."
747        if data == None:
748            raise ValueError, "Missing the data to save."
749       
750        x_val = data.pos_x
751        y_val = data.pos_y
752        z_val = data.pos_z
753        vol_pix = data.vol_pix
754       
755        length = len(x_val)
756       
757        sld_n = data.sld_n
758        if sld_n == None:
759            sld_n = numpy.zerros(length)
760           
761        sld_mx = data.sld_mx
762        if sld_mx == None:
763            sld_mx = numpy.zerros(length)
764            sld_my = numpy.zerros(length)
765            sld_mz = numpy.zerros(length)
766        else:
767            sld_my = data.sld_my
768            sld_mz = data.sld_mz
769           
770        out = open(path, 'w')
771        # First Line: Column names
772        out.write("X  Y  Z  SLDN SLDMx  SLDMy  SLDMz VOLUMEpix")
773        for ind in range(length):
774            out.write("\n%g  %g  %g  %g  %g  %g  %g %g" % (x_val[ind], y_val[ind], 
775                                                    z_val[ind], sld_n[ind], 
776                                                    sld_mx[ind], sld_my[ind], 
777                                                    sld_mz[ind], vol_pix[ind])) 
778        out.close()       
779           
780           
781class OMFData:
782    """
783    OMF Data.
784    """
785    _meshunit = "A"
786    _valueunit = "A^(-2)"
787    def __init__(self):
788        """
789        Init for mag SLD
790        """
791        self.filename = 'default'
792        self.oommf = ''
793        self.title = ''
794        self.desc = ''
795        self.meshtype = ''
796        self.meshunit = self._meshunit
797        self.valueunit = self._valueunit
798        self.xbase = 0.0
799        self.ybase = 0.0
800        self.zbase = 0.0
801        self.xstepsize = 6.0
802        self.ystepsize = 6.0
803        self.zstepsize = 6.0
804        self.xnodes = 10.0
805        self.ynodes = 10.0
806        self.znodes = 10.0
807        self.xmin = 0.0
808        self.ymin = 0.0
809        self.zmin = 0.0
810        self.xmax = 60.0
811        self.ymax = 60.0
812        self.zmax = 60.0
813        self.mx = None
814        self.my = None
815        self.mz = None
816        self.valuemultiplier = 1.
817        self.valuerangeminmag = 0
818        self.valuerangemaxmag = 0
819       
820    def __str__(self):
821        """
822        doc strings
823        """
824        _str =  "Type:            %s\n" % self.__class__.__name__
825        _str += "File:            %s\n" % self.filename
826        _str += "OOMMF:           %s\n" % self.oommf
827        _str += "Title:           %s\n" % self.title
828        _str += "Desc:            %s\n" % self.desc
829        _str += "meshtype:        %s\n" % self.meshtype
830        _str += "meshunit:        %s\n" % str(self.meshunit)
831        _str += "xbase:           %s [%s]\n" % (str(self.xbase), self.meshunit)
832        _str += "ybase:           %s [%s]\n" % (str(self.ybase), self.meshunit)
833        _str += "zbase:           %s [%s]\n" % (str(self.zbase), self.meshunit)
834        _str += "xstepsize:       %s [%s]\n" % (str(self.xstepsize), 
835                                                self.meshunit)
836        _str += "ystepsize:       %s [%s]\n" % (str(self.ystepsize), 
837                                                self.meshunit)
838        _str += "zstepsize:       %s [%s]\n" % (str(self.zstepsize), 
839                                                self.meshunit)
840        _str += "xnodes:          %s\n" % str(self.xnodes)
841        _str += "ynodes:          %s\n" % str(self.ynodes)
842        _str += "znodes:          %s\n" % str(self.znodes)
843        _str += "xmin:            %s [%s]\n" % (str(self.xmin), self.meshunit)
844        _str += "ymin:            %s [%s]\n" % (str(self.ymin), self.meshunit)
845        _str += "zmin:            %s [%s]\n" % (str(self.zmin), self.meshunit)
846        _str += "xmax:            %s [%s]\n" % (str(self.xmax), self.meshunit)
847        _str += "ymax:            %s [%s]\n" % (str(self.ymax), self.meshunit)
848        _str += "zmax:            %s [%s]\n" % (str(self.zmax), self.meshunit)
849        _str += "valueunit:       %s\n" % self.valueunit
850        _str += "valuemultiplier: %s\n" % str(self.valuemultiplier)
851        _str += "ValueRangeMinMag:%s [%s]\n" % (str(self.valuerangeminmag), 
852                                                 self.valueunit)
853        _str += "ValueRangeMaxMag:%s [%s]\n" % (str(self.valuerangemaxmag), 
854                                                 self.valueunit)
855        return _str
856   
857    def set_m(self, mx, my, mz):
858        """
859        Set the Mx, My, Mz values
860        """
861        self.mx = mx
862        self.my = my
863        self.mz = mz
864               
865class MagSLD:
866    """
867    Magnetic SLD.
868    """
869    pos_x = None
870    pos_y = None
871    pos_z = None
872    sld_n = None
873    sld_mx = None
874    sld_my = None
875    sld_mz = None
876    # Units
877    _pos_unit = 'A'
878    _sld_unit = '1/A^(2)'
879    _pix_type = 'pixel'
880   
881    def __init__(self, pos_x, pos_y, pos_z, sld_n=None, 
882                 sld_mx=None, sld_my=None, sld_mz=None, vol_pix=None):
883        """
884        Init for mag SLD
885        :params : All should be numpy 1D array
886        """
887        self.is_data = True
888        self.filename = ''
889        self.xstepsize = 6.0
890        self.ystepsize = 6.0
891        self.zstepsize = 6.0
892        self.xnodes = 10.0
893        self.ynodes = 10.0
894        self.znodes = 10.0
895        self.has_stepsize = False
896        self.has_conect = False
897        self.pos_unit = self._pos_unit
898        self.sld_unit = self._sld_unit
899        self.pix_type = 'pixel'
900        self.pos_x = pos_x
901        self.pos_y = pos_y
902        self.pos_z = pos_z
903        self.sld_n = sld_n
904        self.line_x = None
905        self.line_y = None
906        self.line_z = None
907        self.sld_mx = sld_mx
908        self.sld_my = sld_my
909        self.sld_mz = sld_mz
910        self.vol_pix = vol_pix
911        self.sld_m = None
912        self.sld_phi = None
913        self.sld_theta = None
914        self.pix_symbol = None
915        if sld_mx != None and sld_my != None and sld_mz != None:
916            self.set_sldms(sld_mx, sld_my, sld_mz)
917        self.set_nodes()
918                   
919    def __str__(self):
920        """
921        doc strings
922        """
923        _str =  "Type:       %s\n" % self.__class__.__name__
924        _str += "File:       %s\n" % self.filename
925        _str += "Axis_unit:  %s\n" % self.pos_unit
926        _str += "SLD_unit:   %s\n" % self.sld_unit
927        return _str
928   
929    def set_pix_type(self, pix_type):
930        """
931        Set pixel type
932        :Param pix_type: string, 'pixel' or 'atom'
933        """
934        self.pix_type = pix_type
935       
936    def set_sldn(self, sld_n):
937        """
938        Sets neutron SLD
939        """
940        if sld_n.__class__.__name__ == 'float':
941            if self.is_data:
942                # For data, put the value to only the pixels w non-zero M
943                is_nonzero = (numpy.fabs(self.sld_mx) + 
944                                  numpy.fabs(self.sld_my) + 
945                                  numpy.fabs(self.sld_mz)).nonzero() 
946                self.sld_n = numpy.zeros(len(self.pos_x))
947                if len(self.sld_n[is_nonzero]) > 0:
948                    self.sld_n[is_nonzero] = sld_n
949                else:
950                    self.sld_n.fill(sld_n)
951            else:
952                # For non-data, put the value to all the pixels
953                self.sld_n = numpy.ones(len(self.pos_x)) * sld_n
954        else:
955            self.sld_n = sld_n
956           
957    def set_sldms(self, sld_mx, sld_my, sld_mz):
958        """
959        Sets (|m|, m_theta, m_phi)
960        """
961        if sld_mx.__class__.__name__ == 'float':
962            self.sld_mx = numpy.ones(len(self.pos_x)) * sld_mx
963        else:
964            self.sld_mx = sld_mx
965        if sld_my.__class__.__name__ == 'float':
966            self.sld_my = numpy.ones(len(self.pos_x)) * sld_my
967        else:
968            self.sld_my = sld_my
969        if sld_mz.__class__.__name__ == 'float':
970            self.sld_mz = numpy.ones(len(self.pos_x)) * sld_mz
971        else:
972            self.sld_mz = sld_mz
973
974        sld_m = numpy.sqrt(sld_mx * sld_mx + sld_my * sld_my + \
975                                sld_mz * sld_mz) 
976        self.sld_m = sld_m
977   
978    def set_pixel_symbols(self, symbol='pixel'): 
979        """
980        Set pixel
981        :Params pixel: str; pixel or atomic symbol, or array of strings
982        """
983        if self.sld_n == None:
984            return
985        if symbol.__class__.__name__ == 'str':
986            self.pix_symbol = numpy.repeat(symbol, len(self.sld_n))
987        else:
988            self.pix_symbol = symbol
989           
990    def set_pixel_volumes(self, vol): 
991        """
992        Set pixel volumes
993        :Params pixel: str; pixel or atomic symbol, or array of strings
994        """
995        if self.sld_n == None:
996            return
997        if vol.__class__.__name__ == 'ndarray':
998            self.vol_pix = vol
999        elif vol.__class__.__name__.count('float') > 0:
1000            self.vol_pix = numpy.repeat(vol, len(self.sld_n))
1001        else:
1002            self.vol_pix = None
1003
1004    def get_sldn(self):
1005        """
1006        Returns nuclear sld
1007        """
1008        return self.sld_n
1009   
1010    def get_sld_mxyz(self):
1011        """
1012        Returns (sld_mx, sldmy, sld_mz)
1013        """
1014        return (self.sld_mx, self.sldmy, self.sld_mz)
1015   
1016    def get_sld_m(self):
1017        """
1018        Returns (sldm, sld_theta, sld_phi)
1019        """
1020        return (self.sldm, self.sld_theta, self.sld_phi)
1021   
1022    def set_nodes(self):
1023        """
1024        Set xnodes, ynodes, and znodes
1025        """
1026        self.set_stepsize()
1027        if self.pix_type == 'pixel':
1028            try:
1029                xdist = (max(self.pos_x) - min(self.pos_x)) / self.xstepsize
1030                ydist = (max(self.pos_y) - min(self.pos_y)) / self.ystepsize
1031                zdist = (max(self.pos_z) - min(self.pos_z)) / self.zstepsize
1032                self.xnodes = int(xdist) + 1
1033                self.ynodes = int(ydist) + 1
1034                self.znodes = int(zdist) + 1
1035            except:
1036                self.xnodes = None
1037                self.ynodes = None
1038                self.znodes = None
1039        else:
1040            self.xnodes = None
1041            self.ynodes = None
1042            self.znodes = None
1043     
1044    def set_stepsize(self):
1045        """
1046        Set xtepsize, ystepsize, and zstepsize
1047        """
1048        if self.pix_type == 'pixel':
1049            try:
1050                xpos_pre = self.pos_x[0]
1051                ypos_pre = self.pos_y[0]
1052                zpos_pre = self.pos_z[0]
1053                for x_pos in self.pos_x:
1054                    if xpos_pre != x_pos:
1055                        self.xstepsize = numpy.fabs(x_pos - xpos_pre)
1056                        break
1057                for y_pos in self.pos_y:
1058                    if ypos_pre != y_pos:
1059                        self.ystepsize = numpy.fabs(y_pos - ypos_pre)
1060                        break
1061                for z_pos in self.pos_z:
1062                    if zpos_pre != z_pos:
1063                        self.zstepsize = numpy.fabs(z_pos - zpos_pre)
1064                        break
1065                #default pix volume
1066                self.vol_pix = numpy.ones(len(self.pos_x))
1067                vol = self.xstepsize * self.ystepsize * self.zstepsize
1068                self.set_pixel_volumes(vol)
1069                self.has_stepsize = True
1070            except:
1071                self.xstepsize = None
1072                self.ystepsize = None
1073                self.zstepsize = None
1074                self.vol_pix = None
1075                self.has_stepsize = False
1076        else:
1077            self.xstepsize = None
1078            self.ystepsize = None
1079            self.zstepsize = None
1080            self.has_stepsize = True
1081        return self.xstepsize, self.ystepsize, self.zstepsize
1082
1083    def set_conect_lines(self, line_x, line_y, line_z):
1084        """
1085        Set bonding line data if taken from pdb
1086        """
1087        if line_x.__class__.__name__ != 'list' or len(line_x) < 1:
1088            return
1089        if line_y.__class__.__name__ != 'list' or len(line_y) < 1:
1090            return
1091        if line_z.__class__.__name__ != 'list' or len(line_z) < 1:
1092            return
1093        self.has_conect = True
1094        self.line_x = line_x
1095        self.line_y = line_y
1096        self.line_z = line_z
1097       
1098
1099def test_load():
1100    from danse.common.plottools.arrow3d import Arrow3D
1101    import os
1102    dir = os.path.abspath(os.path.curdir)
1103    print dir
1104    for i in range(6):
1105        dir, _ = os.path.split(dir)
1106        tfile = os.path.join(dir, "test", "CoreXY_ShellZ.txt")
1107        ofile = os.path.join(dir, "test", "A_Raw_Example-1.omf")
1108        if os.path.isfile(tfile):
1109            tfpath = tfile
1110            ofpath = ofile
1111            break
1112    reader = SLDReader()
1113    oreader = OMFReader()
1114    output = reader.read(tfpath)
1115    ooutput = oreader.read(ofpath)
1116    foutput = OMF2SLD()
1117    foutput.set_data(ooutput)
1118
1119    import matplotlib.pyplot as plt
1120    from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
1121    fig = plt.figure()
1122    ax = fig.gca(projection='3d')
1123    ax.plot(output.pos_x, output.pos_y, output.pos_z, '.', c="g", 
1124            alpha = 0.7, markeredgecolor='gray',rasterized=True)
1125    gap = 7
1126    max_mx = max(output.sld_mx)
1127    max_my = max(output.sld_my)
1128    max_mz = max(output.sld_mz)
1129    max_m = max(max_mx,max_my,max_mz)
1130    x2 = output.pos_x+output.sld_mx/max_m * gap
1131    y2 = output.pos_y+output.sld_my/max_m * gap
1132    z2 = output.pos_z+output.sld_mz/max_m * gap
1133    x_arrow = numpy.column_stack((output.pos_x,x2))
1134    y_arrow = numpy.column_stack((output.pos_y,y2))
1135    z_arrow = numpy.column_stack((output.pos_z,z2))
1136    unit_x2 = output.sld_mx / max_m
1137    unit_y2 = output.sld_my / max_m
1138    unit_z2 = output.sld_mz / max_m
1139    color_x = numpy.fabs(unit_x2 * 0.8)
1140    color_y = numpy.fabs(unit_y2 * 0.8)
1141    color_z = numpy.fabs(unit_z2 * 0.8)
1142    colors =  numpy.column_stack((color_x, color_y, color_z))
1143    a = Arrow3D(None, x_arrow,y_arrow,z_arrow, colors, mutation_scale=10, lw=1, 
1144                arrowstyle="->", color="y", alpha = 0.5)
1145
1146    ax.add_artist(a)
1147    plt.show()
1148   
1149def test():
1150    import os
1151    dir = os.path.abspath(os.path.curdir)
1152    for i in range(3):
1153        dir, _ = os.path.split(dir)
1154        #tfile = os.path.join(dir, "test", "C_Example_Converted.txt")
1155        ofile = os.path.join(dir, "test", "A_Raw_Example-1.omf")
1156        if os.path.isfile(ofile):
1157            #tfpath = tfile
1158            ofpath = ofile
1159            break
1160    #reader = SLDReader()
1161    oreader = OMFReader()
1162    #output = reader.read(tfpath)
1163    ooutput = oreader.read(ofpath)
1164    foutput = OMF2SLD() 
1165    foutput.set_data(ooutput) 
1166    writer =  SLDReader() 
1167    writer.write(os.path.join(os.path.dirname(ofpath), "out.txt"), 
1168                 foutput.output)
1169    model = GenSAS()
1170    model.set_sld_data(foutput.output) 
1171    x = numpy.arange(1000)/10000. + 1e-5
1172    y = numpy.arange(1000)/10000. + 1e-5
1173    #z = numpy.arange(1000)/10000. + 1e-5
1174    i = numpy.zeros(1000)
1175    out = model.runXY([x,y,i])
1176       
1177if __name__ == "__main__": 
1178    test()
1179    test_load()
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.