Update WLC/FJC fitting section of doc/tutorial.txt
[hooke.git] / doc / tutorial.txt
index b1a450c67b9a9ca5edfd3fe36a796ebeca7a2075..80dfb53bb9e1288165dd1edb17e07d1d741cbe8b 100644 (file)
@@ -42,18 +42,23 @@ to run the Hooke shell.::
 If you are running hooke from the source directory (see
 :doc:`install`), the equivalent command is::
 
-    $ python bin/hooke
+    $ python bin/hk.py
 
 You may need to give the full path for Python on Windows systems, and
 also check that the current working directory (`.`) is in your
-`PYTHONPATH`.  See `python(1)` for details.
+`PYTHONPATH`.  See :manpage:`python(1)` for details.
 
 As Hooke launches, you should see something like the following in your
 terminal::
 
-    Hooke version 0.8.0 Seinei
+    Hooke version 0.9.0.devel (Kenzo)
 
-    COPYRIGHT
+    Copyright (C) 2006-2010 A. Seeholzer, Alberto Gomez-Casado, Allen
+    Chen, Fabrizio Benedetti, Francesco Musiani, Marco Brucale, Massimo
+    Sandal, Pancaldi Paolo, Richard Naud, Rolf Schmidt, W. Trevor King
+
+    Hooke comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY and is licensed under the GNU
+    Lesser General Public License.  For details, run `license`.
     ----
     hooke>
 
@@ -76,16 +81,23 @@ Or see specific help on ``TOPIC`` with::
 
 for example::
 
-    hooke> help current
+    hooke> help load_playlist
+
+will give help on the ``load_playlist`` command.
 
-will give help on the ``current`` command.
+Leaving Hooke
+-------------
+
+When you're done with an interactive Hooke session, you can close the
+session with ``exit`` or its aliases ``quit`` and ``EOF`` (``EOF`` is
+the end of the stdin stream, which is Ctrl-d in many shells).
 
 Creating a playlist
 -------------------
 
-To start analyzing your curves, you first have to build a playlist. The
-playlist is just an index of the force curve files you want to
-analyze. Imagine it as a music playlist (that’s why it is called a
+To start analyzing your curves, you first have to build a playlist.
+The playlist is just an index of the force curve files you want to
+analyze.  Imagine it as a music playlist (that’s why it is called a
 playlist), but with data files instead of audio files.
 
 Suppose you have 100 PicoForce curve files in your curves directory,
@@ -94,7 +106,7 @@ and you want to analyze them all.
 
 You then can ``cd`` (change directory) to the directory::
 
-    hooke> cd c:\curves
+    hooke> cd --path c:\curves
 
 Type ``pwd`` (print working directory) to check the directory is correct.::
 
@@ -105,155 +117,200 @@ You can list the files in the directory using ``ls`` or ``dir``
 (they’re synonyms).::
 
     hooke> ls
-    [’mycurve.000’, ’mycurve.001’, ...
-    ]
+    mycurve.000
+    mycurve.001
+    ...
+
+Now you are ready to generate the playlist.  First, create a blank playlist::
+
+    hooke> new_playlist --output_playlist mylist
+
+Ensure that the new playlist is active::
+
+    hooke> jump_to_playlist -- -1
+    hooke> get_playlist
+    <FilePlaylist mylist>
+
+The ``--`` in the ``jump_to_playlist`` command lets
+``jump_to_playlist`` know that ``-1`` is an argument and not an
+option.  Using the bare ``--`` is a POSIX specification [#POSIX]_
+supported by the `optparse module`_.  You don't need to jump if
+the new playlist is your only loaded playlist.
 
-Now you are ready to generate the playlist. The command to use is
-``genlist``.::
+.. _optparse module:
+  http://docs.python.org/library/optparse.html#callback-example-6-variable-arguments
 
-    hooke> genlist mycurve.*
+.. [#POSIX] `Guideline 10 of POSIX:2008's section 12.2 <http://www.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/basedefs/V1_chap12.html#tag_12_02>`_ states:
 
-You can also generate a playlist containing all what you find in the
-directory by typing:
+    "The first ``--`` argument that is not an option-argument should be
+    accepted as a delimiter indicating the end of options. Any
+    following arguments should be treated as operands, even if they
+    begin with the ``-`` character."
 
-    hooke> genlist c:\curves
+Then glob your curves onto the new list::
 
-If you want to select what curves to see, based on the filename, you
-can use wildcards.  For example::
+    hooke> glob_curves_to_playlist mycurve.*
 
-    hooke> genlist mycurve.05*
+You can also be more specific with wildcards.  For example::
+
+    hooke> glob_curve_to_playlist mycurve.05*
 
 will take only curves from :file:`mycurve.050` to :file:`mycurve.059`.
 
-Note that by using ``genlist`` you just generate the playlist in the
-local session. To save your playlist to a file for future reuse,
-type::
+Note that by using ``glob_curves_to_playlist`` you just generate the
+playlist in the local session. To save your playlist to a file for
+future reuse, type::
 
-    hooke> savelist mylist
+    hooke> save_playlist --output mylist
 
 In this example, the list will be saved in the file
 :file:`mylist.hkp`.  Hooke will add the extension ``.hkp`` (Hooke
 playlist) to the playlist if you forget to.  The ``.hkp`` file is an
 XML file you can read and edit with any text editor (i.e. Wordpad), if
-needed.  If you want to load it, simply issue ``loadlist mylist.hkp``
-or ``loadlist mylist``, Hooke will add ``.hkp`` if necessary.
+needed.  If you want to load it, simply issue ``load_playlist
+mylist.hkp`` or ``load_playlist mylist``, Hooke will add ``.hkp`` if
+necessary.
 
 If, generating the playlist, you are including by chance a non-force
-curve file that Hooke cannot open, Hooke will print an error and
+curve file that Hooke cannot open, Hooke will log a warning and
 continue on.
 
 Navigating the playlist
 -----------------------
 
-Now you can navigate through your playlist using the commands `next`
-and `previous` or, their aliases `n` and `p`. You don’t need to
-type `n` every time to run along a list of curves.  If you press
-Return to an empty prompt, Hooke will repeat the last command you
-issued explicitly.  You can also navigate through the command history
-by using the up and down arrows.  From the last curve of your
-playlist, `n` will wrap around to the first curve.  Analogously,
-issuing `p` at the first curve will jump to the last.
+Now you can navigate through your playlist using the commands
+``next_curve`` and ``previous_curve``. You don’t need to type
+``next_curve`` every time to run along a list of curves.  You can
+navigate through the command history by using the up and down arrows,
+or auto-complete partial commands with TAB.  From the last curve of
+your playlist, ``next_curve`` will wrap around to the first curve.
+Analogously, issuing ``previous_curve`` at the first curve will jump
+to the last.
 
 You can also jump to a given curve::
 
-    hooke> jump c:\curves\mycurve.012
+    hooke> jump_to_curve 14
+
+will jump to the 14th curve in the zero-indexed playlist.
 
-where the path can be either an absolute path, or a path relative to
-the directory holding the playlist file.
+.. todo:: ``jump_to_curve <PATH>``, where the path can be either an
+  absolute path or a path relative to the directory holding the
+  playlist file.
+
+Replace ``curve`` with ``playlist`` in the above commands to navigate
+around through the list of loaded playlists.
 
 Taking notes
 ------------
 
 You can take notes about the curves you are looking at.  Just type
-`note` followed by the text you want to append to that curve.  Hooke
-will save the text in your current playlist and in an external log
-file.  The output will look like this::
+``set_note`` followed by the text you want to attach to that curve.
+Hooke will save the text in your current playlist and in an external
+log file.
+
+.. todo:: No external file yet.  Is this important?
+
+The output will look like this::
 
     Notes taken at Sun Sep 17 20:42:07 2006
-    /home/cyclopia/work/tris/20060620a.041 |             This is a note
-    /home/cyclopia/work/tris/20060620a.207 |             This is another note
-    /home/cyclopia/work/tris/20060620a.286 |             This is a third one
+    /home/cyclopia/work/tris/20060620a.041 | This is a note
+    /home/cyclopia/work/tris/20060620a.207 | This is another note
+    /home/cyclopia/work/tris/20060620a.286 | This is a third one
 
 The log file name can be configured (:doc:`config`), but it defaults
 to :file:`hooke.log`.
 
-Usually curves you annotated are useful later.  You can copy the curves
-you annotated to a different directory by using the ``copylog``
-command.
+Usually curves you annotated are useful later.  You can create a
+playlist for only annotated curves with
 
-    hooke> copylog c:\nicecurves
+    hooke> note_filter_playlist --output_playlist nice_list
 
-will copy all curves you have annotated to the :file:`c:\nicecurves`
-directory.  Make sure that the directory already exists before doing
-that.  TODO: replace with::
+will create sub-playlist `nice_list`.  Remember to save the new list
+if you like it.
 
-    hooke> copylist --log c:\curves\nice.hkp
+If you change your mind about a note, you can remove it by setting a
+blank note string with ``set_note ''``.
 
 Exporting curves
 ----------------
 
-You can export Hooke curves as images and as text columns. To export
-as images, issue the ``export`` command followed by the filename.
-Supported formats are PNG (raster) and EPS (Encapsulated Postscript,
-vector).  The export format is determined by the filename extension,
-so ``export foo.png`` and ``export foo.eps`` will save PNG and EPS
-files respectively.
+You can export Hooke curves as images and as text columns.  To export
+as images or text, use the ``export_block`` command.  Supported
+formats are PNG (Portable Network Graphic, raster) and EPS
+(Encapsulated Postscript, vector).  The export format is determined by
+the filename extension, so ``export_block --output foo.png``,
+``export_block --output foo.eps``, and ``export_block --output
+foo.txt`` will save PNG, EPS, and TAB-delimited text files
+respectively.
 
-To export as text, use the ``txt`` command, followed by the
-filename. The output is a text file containing columns (first two are
-X and Y of extension, second two are X and Y of retraction).
+.. todo:: Currently no PNG or EPS output, use the GUI and the plot
+  panel's toolbar for non-text exports.
 
-TODO: multiple cycles?  Solution: blank lines for "breaks", add option
-to extract specific sections using Python's slice notation.
+.. todo:: Multiple cycles in exported data?  Solution: blank lines for
+  "breaks", add option to extract specific sections using Python's
+  slice notation.
 
+If you don't want the entire block, try the ``cut`` command.
 
-Interacting with the plot
--------------------------
+Analysis
+--------
 
-(no plots in command line mode...)
+The commands we have covered so far allow basic bookkeeping.  The
+point of Hooke, though, is to allow you to easily analyze force
+spectroscopy data.  We cover those analysis commands in this section.
 
 Measuring distances and forces
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-You can easily zoom in the plot by dragging a rectangle on it with the
-left mouse button.  To zoom out, click the right mouse
-button. Sometimes by zooming in and out too much, you can lose the
-picture (this is probably a small bug in Matplotlib).  Just type
-``plot`` at the command line and the curve will be refreshed.
+To measure the distance between points, use the ``delta`` command.
+For example,::
+
+    hooke> delta 300 500
 
-You can measure distances and forces directly in the plot. Just issue
-the command ``distance``.  You will be asked to click two points.
-When you click a point, a blue dot should appear.  When you click the
-second point, the distances (in nanometers and piconewtons) will
-appear on the command line.  You can use ``delta`` if you prefer,
-which gives meaningful values for every kind of graph (not only force
-curves). If you want to know the coordinates of a single point, use
-``point``.
+will measure the distance between the 300th point and the 500th point.
+One difficulty with the command line interface is that is difficult
+to know which points you're interested without seeing the plot.  The
+two ways around this are:
 
-Hooke automatically adjusts the position of the clicked point to the
-nearest point in the graph, so you will be always measuring distances
-and forces between points in the graph.
+1) Export the block (with ``export_block``), and graph the exported
+   file with a program of your choice (e.g. Gnuplot_).  Use the
+   resulting graph to determine the indices of the points you are
+   interested in.
+2) Run Hooke's GUI instead of the command line when you need to make
+   manual measurements.  See :doc:`gui` for details.
 
-The commands ``force`` and ``distance`` are present in the
-``generalvclamp`` plugin.
+.. _Gnuplot: http://gnuplot.sourceforge.net/
 
 Worm like chain and freely jointed chain fitting
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-You can measure by hand the parameters relative to a force peak using
-a worm-like chain fitting with the ``fit`` command.  The command by
-default automatically finds the contact point, asks for two points
-delimiting the portion to fit, and performs a two-variable fit, with
-contour length, persistence length, and their relative errors as
-output.  If desired, one can use the ``noauto`` option to manually
-click the contact point, and/or the ``pl=NUMBER`` options to impose a
-specific persistence or Kuhn length (in nanometers). You can choose
-which model to use with ``set fit_function wlc`` or ``set fit_function
-fjc``.  See the help of the ``fit`` command from the Hooke command
-line for details.
+Polymer model fitting is a complicated beast.  To correctly fit your
+chosen model (WLC, FJC, etc.), you need to execute a multi-step
+analysis.  Hooke provides a flexible chain of curve analyisis commands
+that create new data columns (e.g. `deflection (N)`) or store
+information in a curve's `info` dictionary (e.g. `flat filter peaks`).
+You can, if necessary, adjust the names of input and output columns
+and `info` values to combine the available commands in new and useful
+ways.
+
+    hooke> zero_surface_contact_point --block retract
+    hooke> flat_filter_peaks --block retract --min_points 1
+    hooke> zero_surface_contact_point --block retract
+    ...        --ignore_after_last_peak_info_name 'flat filter peaks'
+    hooke> convert_distance_to_force --block retract
+    ...        --deflection_column 'surface deflection (m)'
+    hooke> remove_cantilever_from_extension --block retract
+    hooke> flat_peaks_to_polymer_peaks --block retract
+    hooke> polymer_fit_peaks --block retract
+    hooke> export_block --block retract --output myblock.dat
+
+See each command's `Help`_ for details.
+
+.. todo:: Discuss command stacks and polymer model fitting.
 
 Multiple curve fitting and measuring
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+.. todo:: Update multiple curve fitting tutorial section.
 
 You can cycle through all your current playlist obtaining WLC fit, FJC
 fit, rupture force and slope (loading rate) information from each
@@ -266,6 +323,8 @@ current curve before fitting all the files in your playlist, use
 Fast curve reviewing and saving
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
+.. todo:: Update curve review tutorial section.
+
 When automatic routines are not good enough to filter your data, use
 ``review`` command to cycle through your playlist presenting ten
 curves in the same graph.  You can then enter the numbers of the
@@ -275,9 +334,9 @@ directory.
 Configuring Hooke
 -----------------
 
-You can set environment variables to influence the behaviour of
-Hooke. The command to use is ``set``.
-
-You can alter permanently the behaviour of Hooke by setting these
-variables in a Hooke configuration file.  See :doc:`config` for
+You can set environment variables to influence the behaviour of Hooke.
+The command to use is ``set_config``.  Use ``get_config`` to read a
+particular option and ``print_config`` to display the entire
+configuration file.  To save changes, either run ``save_config`` or
+start Hooke with the ``--save-config`` option.  See :doc:`config` for
 details.