Cytoscape pour la visualisation et le traitement de grands graphes

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1 Cytoscape pour la visualisation et le traitement de grands graphes Laurent Risser CNRS, Institut de Mathématiques de Toulouse 01/16

2 1) Principaux logiciels Outils libres pour la visualisation et traitement de gros graphs? De bonnes pistes après quelques recherches: Tulip Better Visualisation Through Research Laurent Risser 14/10/ /16

3 1) Principaux logiciels On ne présente plus R ni ses packages :-) par contre, je souhaite : Visualiser de très gros graphs Développer des algorithmes pour l'analyse de ces graphs Distribuer les algorithmes à des non informaticiens / mathématiciens R ne répond pas tout à fait à ce que je cherche 03/16

4 1) Principaux logiciels Tulip Better Visualisation Through Research Développé par l'inria LaBRI Vraisemblablement le logiciel plus puissant (numériquement parlant) Visualisation de graphs en 3D Développé en C++ avec GPU Possibilité de générer des plugins Installation difficile Rebute pas mal de biologistes. 04/16

5 1) Principaux logiciels Disponible sur Windows/linux/Mac OSX Développé sous Java Simple d installation et d utilisation Relativement généraliste Création et distribution de plugins possible 05/16

6 1) Principaux logiciels Disponible sur Windows/linux/Mac OSX Développé sous Java Création et distribution de plugins possible Comparaison avec Gephi : - Prise en main plus lente - Visualisation de très gros graphs apparemment moins efficace + Bien plus utilisé (standard en sciences de la vie) + Importe plus de formats de données + Logiciel plus mature (1 ere version en 2002) ouvre plus de possibilités 06/16

7 2) Utilisation de Cytoscape Quelques remarques Présentation de Cytoscape 3 et non Cytoscape 2 : Cytoscape 2 est encore beaucoup utilisé mais n est plus développé Cytoscape 3 est plus moderne, notamment dans l'utilisation d'apps et dans son organisation générale (distinction données / traitements / visualisation) Il existe aussi cytoscape.js : Partage des caractéristiques avec Cytoscape 3 Conçu pour la visualisation dynamique de graphs sur le web Exemple : Présentation adaptée du tutoriel (pour Cytoscape 2) et de la doc Cytoscape 3 : Nécessité d installer Java Virtual Machine (JVM) avant Cytoscape 3 Let's get started! 07/16

8 2) Utilisation de Cytoscape Présentation générale Control Panel : Gestion du/des réseau(x) Barre d outils : Raccourcis pour les taches courantes Fenêtre principale de visualisation du réseau Fenêtre secondaire de visualisation du réseau Liste des précédentes tâches Table Panel : Paramètres du réseau modification manuelle les données Etat de la mémoire 08/16

9 2) Utilisation de Cytoscape Charger des données Charger des données : File open [CytoscapeDir]/sampleData/galFiltered.sif Créer manuellement un réseau : File New Network Charger des données : File Import Network File [CytoscapeDir]/sampleData/galFiltered.csv Select interaction Définition (Source node / Default Interaction / Target Node) Regarder les informations dans Table Panel Node Table Regarder les informations dans Table Panel Edge Table ca serait quand même sympa de rajouter de l information à ce pauvre graph! Assigner des informations à un réseau : File Import Data File [CytoscapeDir]/sampleData/galFiltered.nodeAttrTable.xlsx File Import Data File [CytoscapeDir]/sampleData/galFiltered.edgeAttrTable.xls En plus : Jouer avec le réseau (zoom, sélection d un nœud, sélection de plusieurs nœuds) Rajouter manuellement des colonnes dans le Table panel Rajouter manuellement des nœuds/arrêtes avec des clics droits dans la fenêtre de visualisation 09/16

10 2) Utilisation de Cytoscape Visualiser des données Utilisation du VizMapper pour les couleurs, labels, : Modifier Fill Color dans Control Panel Style Node Modifier Label dans Control Panel Style Node Modifier Width dans Control Panel Style Edge (mettre le min à 300) Modifier Background Paint dans Control Panel Style Network Sauvegarder le style dans File Export Style Charger File Import Style [CytoscapeDir]/sampleData/sampleStyles.xml Jouer avec différents styles dans Control Panel Style Gestion du Layout pour la distribution spatiale des nœuds : Aller dans Layout et tester différentes options En profiter pour supprimer les nœuds non-reliés au graph principal (selection souris puis Edition Delete Selected Nodes and Edges) Sauvegarde d une jolie illustration : File Export Network View as Graphics 10/16

11 2) Utilisation de Cytoscape Filtrer et analyser les données Pour filtrer les données : Aller dans Control Panel Select + Column Filter Node: Size String is between 200 and 400 Jouer avec New Network from Selection et autres outils de la barre d outils Lancer enfin : NetworkAnalysis Network Analyser Analyse Network 11/16

12 3) Apps Cytoscape Présentation générale Un des points forts de Cytoscape est la multitude de plugins qu il propose! 12/16

13 3) Apps Cytoscape Instalation et utilisation d une App Pour installer une application : Soit naviguer dans l App store et cliquer sur Install Soit, dans Cytoscape, aller dans Apps App Manager Les Apps installées sont ensuite visibles dans Apps Exemple : Lancer Apps MCODE Comment les utiliser? 13/16

14 3) Apps Cytoscape Ecrire et distribuer une App Premier point : Les Apps sont écrites en Java! Une App écrite pour une version actuelle de Cytoscape 3.x fonctionnera pour toutes les futures versions de Cytoscape 3.x Informations disponibles sur : Deux types d Apps : Simple Apps et Bundle Apps Simple Apps don't require any understanding of OSGi or Maven. They are single jars. They can't take full advantage of the Cytoscape 3.0 architecture. Bundle Apps are OSGi bundles that have all the benefits of the Cytoscape 3.0 architecture. With bundle apps, you can reference third-party jars in a consistent way and avoid the library clashes. We will host third-party jars to support your apps, if they are not already hosted by maven central or our nexus repository. 14/16

15 3) Apps Cytoscape Ecrire et distribuer une App Informations sur le site de Cytoscape avec pas mal d exemples : Comment créer une simple App Comment créer une Bundle App en ligne de commandes "Livre de cuisine" pour faire des Apps Cytoscape 3 (exemples élémentaires) Soumettre une App : 15/16

16 4) Conclusion Ce que l on doit retenir : Logiciel puissant pour la visualisation, le traitement et l analyse de gros graphs Installation simple sur Mac OS/Windows/Linux Prise en main un peu lente mais bonne maitrise après une journée Multitude d applications et large communauté d utilisateurs Possibilité d écrire et distribuer des Apps Ecriture des Apps en Java 16/16