Mention playlist navigation commands in doc/tutorial.txt
[hooke.git] / doc / tutorial.txt
1 ********
2 Tutorial
3 ********
4
5 `A short video showing Hooke in action`_! (courtesy of Fabrizio
6 Benedetti, EPFL, Lausanne)
7
8 .. _A short video showing Hooke in action:
9   https://documents.epfl.ch/users/f/fb/fbenedet/www/hooke_short_demostration.ogv
10
11 .. toctree::
12    :maxdepth: 2
13
14    gui
15
16 Introduction
17 ============
18
19 This tutorial will focus on the command-line interface as the most
20 powerful, and leave the :doc:`gui` interface to another document.
21
22 .. _command-line: `Command-line interface`_
23
24 Installation
25 ============
26
27 See :doc:`install` for details on downloading and installing Hooke.
28
29
30 Command-line interface
31 ======================
32
33 Running the hooke shell
34 -----------------------
35
36 Hooke has a set of commands that depend on the loaded
37 :class:`hooke.plugin.Plugin`\s.  To access these commands, you'll need
38 to run the Hooke shell.::
39
40     $ hooke
41
42 If you are running hooke from the source directory (see
43 :doc:`install`), the equivalent command is::
44
45     $ python bin/hk.py
46
47 You may need to give the full path for Python on Windows systems, and
48 also check that the current working directory (`.`) is in your
49 `PYTHONPATH`.  See :manpage:`python(1)` for details.
50
51 As Hooke launches, you should see something like the following in your
52 terminal::
53
54     Hooke version 0.9.0.devel (Kenzo)
55
56     Copyright (C) 2006-2010 A. Seeholzer, Alberto Gomez-Casado, Allen
57     Chen, Fabrizio Benedetti, Francesco Musiani, Marco Brucale, Massimo
58     Sandal, Pancaldi Paolo, Richard Naud, Rolf Schmidt, W. Trevor King
59
60     Hooke comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY and is licensed under the GNU
61     Lesser General Public License.  For details, run `license`.
62     ----
63     hooke>
64
65 The final line, ``hooke>``, is the Hooke prompt.  It allows you to
66 enter commands to interact with the interpreter.
67
68 Help
69 ----
70
71 All commands have help text explaining their purpose and usage.  The
72 text is stored in the code itself, and therefore more likely to be up
73 to date than this tutorial.  You can get a list of commands and topics
74 with::
75
76     hooke> help
77
78 Or see specific help on ``TOPIC`` with::
79
80     hooke> help TOPIC
81
82 for example::
83
84     hooke> help load_playlist
85
86 will give help on the ``load_playlist`` command.
87
88 Leaving Hooke
89 -------------
90
91 When you're done with an interactive Hooke session, you can close the
92 session with ``exit`` or its aliases ``quit`` and ``EOF`` (``EOF`` is
93 the end of the stdin stream, which is Ctrl-d in many shells).
94
95 Creating a playlist
96 -------------------
97
98 To start analyzing your curves, you first have to build a playlist. The
99 playlist is just an index of the force curve files you want to
100 analyze. Imagine it as a music playlist (that’s why it is called a
101 playlist), but with data files instead of audio files.
102
103 Suppose you have 100 PicoForce curve files in your curves directory,
104 starting from :file:`mycurve.000` and ending in :file:`mycurve.100`
105 and you want to analyze them all.
106
107 You then can ``cd`` (change directory) to the directory::
108
109     hooke> cd --path c:\curves
110
111 Type ``pwd`` (print working directory) to check the directory is correct.::
112
113     hooke> pwd
114     c:\curves
115
116 You can list the files in the directory using ``ls`` or ``dir``
117 (they’re synonyms).::
118
119     hooke> ls
120     mycurve.000
121     mycurve.001
122     ...
123
124 Now you are ready to generate the playlist.  First, create a blank playlist::
125
126     hooke> new_playlist --output_playlist mylist
127
128 Ensure that the new playlist is active::
129
130     hooke> jump_to_playlist -- -1
131     hooke> get_playlist
132     <FilePlaylist mylist>
133
134 The ``--`` in the ``jump_to_playlist`` command lets
135 ``jump_to_playlist`` know that ``-1`` is an argument and not an
136 option.  Using the bare ``--`` is a POSIX specification [#POSIX]_
137 supported by the `optparse module`_.  You don't need to jump if
138 the new playlist is your only loaded playlist.
139
140 .. _optparse module:
141   http://docs.python.org/library/optparse.html#callback-example-6-variable-arguments
142
143 .. [#POSIX] `Guideline 10 of POSIX:2008's section 12.2 <http://www.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/basedefs/V1_chap12.html#tag_12_02>`_ states:
144
145     "The first ``--`` argument that is not an option-argument should be
146     accepted as a delimiter indicating the end of options. Any
147     following arguments should be treated as operands, even if they
148     begin with the ``-`` character."
149
150 Then glob your curves onto the new list::
151
152     hooke> glob_curves_to_playlist mycurve.*
153
154 You can also be more specific with wildcards.  For example::
155
156     hooke> glob_curve_to_playlist mycurve.05*
157
158 will take only curves from :file:`mycurve.050` to :file:`mycurve.059`.
159
160 Note that by using ``glob_curves_to_playlist`` you just generate the
161 playlist in the local session. To save your playlist to a file for
162 future reuse, type::
163
164     hooke> save_playlist --output mylist
165
166 In this example, the list will be saved in the file
167 :file:`mylist.hkp`.  Hooke will add the extension ``.hkp`` (Hooke
168 playlist) to the playlist if you forget to.  The ``.hkp`` file is an
169 XML file you can read and edit with any text editor (i.e. Wordpad), if
170 needed.  If you want to load it, simply issue ``load_playlist
171 mylist.hkp`` or ``load_playlist mylist``, Hooke will add ``.hkp`` if
172 necessary.
173
174 If, generating the playlist, you are including by chance a non-force
175 curve file that Hooke cannot open, Hooke will log a warning and
176 continue on.
177
178 Navigating the playlist
179 -----------------------
180
181 Now you can navigate through your playlist using the commands
182 ``next_curve`` and ``previous_curve``. You don’t need to type
183 ``next_curve`` every time to run along a list of curves.  You can
184 navigate through the command history by using the up and down arrows,
185 or auto-complete partial commands with TAB.  From the last curve of
186 your playlist, ``next_curve`` will wrap around to the first curve.
187 Analogously, issuing ``previous_curve`` at the first curve will jump
188 to the last.
189
190 You can also jump to a given curve::
191
192     hooke> jump_to_curve 14
193
194 will jump to the 14th curve in the zero-indexed playlist.
195
196 .. todo:: ``jump_to_curve <PATH>``, where the path can be either an
197   absolute path or a path relative to the directory holding the
198   playlist file.
199
200 Replace ``curve`` with ``playlist`` in the above commands to navigate
201 around through the list of loaded playlists.
202
203 Taking notes
204 ------------
205
206 You can take notes about the curves you are looking at.  Just type
207 ``set_note`` followed by the text you want to attach to that curve.
208 Hooke will save the text in your current playlist and in an external
209 log file.
210
211 .. todo:: No external file yet.  Is this important?
212
213 The output will look like this::
214
215     Notes taken at Sun Sep 17 20:42:07 2006
216     /home/cyclopia/work/tris/20060620a.041 | This is a note
217     /home/cyclopia/work/tris/20060620a.207 | This is another note
218     /home/cyclopia/work/tris/20060620a.286 | This is a third one
219
220 The log file name can be configured (:doc:`config`), but it defaults
221 to :file:`hooke.log`.
222
223 Usually curves you annotated are useful later.  You can create a
224 playlist for only annotated curves with
225
226     hooke> note_filter_playlist --name c:\curves\nice.hkp
227
228 will create sub-playlist :file:`c:\curves\nice.hkp`.  Make sure that
229 the target directory (here :file:`c:\curves\`) already exists before
230 doing that.
231
232 If you change your mind about a note, you can remove it by setting a
233 blank note string with ``set_note ''``.
234
235 Exporting curves
236 ----------------
237
238 You can export Hooke curves as images and as text columns. To export
239 as images or text, use the ``export_block`` command.  Supported
240 formats are PNG (Portable Network Graphic, raster) and EPS
241 (Encapsulated Postscript, vector).  The export format is determined by
242 the filename extension, so ``export_block foo.png``, ``export_block
243 foo.eps``, and ``export_block foo.txt`` will save PNG, EPS, and
244 TAB-delimited text files respectively.
245
246 .. todo:: Multiple cycles in exported data?  Solution: blank lines for
247   "breaks", add option to extract specific sections using Python's
248   slice notation.
249
250 If you don't want the entire block, try the ``cut`` command.
251
252 Interacting with the plot
253 -------------------------
254
255 (no plots in command line mode...)
256
257 Measuring distances and forces
258 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
259
260 You can move about the plot using its navigation toolbar.  See the
261 `Matplotlib manual`_ for details.
262
263 .. _Matplotlib manual:
264   http://matplotlib.sourceforge.net/users/navigation_toolbar.html
265
266 You can measure distances and forces directly in the plot. Just issue
267 the command ``delta``.  You will be asked to click two points.  When
268 you click a point, a blue dot should appear.  When you click the
269 second point, the distances will appear in the output panel.  If you
270 want to know the coordinates of a single point, left click on it.
271
272 Hooke automatically adjusts the position of the clicked point to the
273 nearest point in the graph, so you will be always measuring distances
274 and forces between points in the graph.
275
276 Worm like chain and freely jointed chain fitting
277 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
278
279 You can measure by hand the parameters relative to a force peak using
280 a worm-like chain fitting with the ``fit`` command.  The command by
281 default automatically finds the contact point, asks for two points
282 delimiting the portion to fit, and performs a two-variable fit, with
283 contour length, persistence length, and their relative errors as
284 output.  If desired, one can use the ``noauto`` option to manually
285 click the contact point, and/or the ``pl=NUMBER`` options to impose a
286 specific persistence or Kuhn length (in nanometers). You can choose
287 which model to use with ``set fit_function wlc`` or ``set fit_function
288 fjc``.  See the help of the ``fit`` command from the Hooke command
289 line for details.
290
291 Multiple curve fitting and measuring
292 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
293
294 You can cycle through all your current playlist obtaining WLC fit, FJC
295 fit, rupture force and slope (loading rate) information from each
296 curve using the ``multifit`` command.  The collected data can be saved
297 in a text file for further analysis in your favourite spreadsheet or
298 statistical program.  If you want to check your parameters on the
299 current curve before fitting all the files in your playlist, use
300 ``multifit justone``.  See the ``multifit`` help for more options.
301
302 Fast curve reviewing and saving
303 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
304
305 When automatic routines are not good enough to filter your data, use
306 ``review`` command to cycle through your playlist presenting ten
307 curves in the same graph.  You can then enter the numbers of the
308 interesting curves and automatically save a copy of them into another
309 directory.
310
311 Configuring Hooke
312 -----------------
313
314 You can set environment variables to influence the behaviour of
315 Hooke. The command to use is ``set_config``.  Use ``get_config`` to
316 read a particular option and ``print_config`` to display the entire
317 configuration file.  Any changes to the configuration will be saved
318 when you exit Hooke, see :doc:`config` for details.