Визуализация внутренних движений как распределений

вопросы строения молекул и квантовой химии
Ответить
Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 892
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение madschumacher » Ср июн 08, 2016 11:42 am

Добрый день, Всем!

Наверное, Вы видели когда-нибудь подобные картинки:
img_01.png
Эта например, построена при помощи TRAVIS-а и используется теперь как одна из основных иллюстраций его возможностей. Так вотЪ, у меня тоже есть MD траектория, на основе которой я бы тоже хотел построить нечто похожее. Но, TRAVIS -- это адская штука... Я, видимо, совсем лох и не понимаю как это обработать при помощи него :dontknow:
Так вот, может кто знает как чем-нибудь построить аналогичную картинку? :very_shuffle:
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2050
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Re: Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение amge » Чт июн 09, 2016 7:43 am

Вот, например, визуализация траектории 1,2-дифторэтана с помощью jmol.
H2FC-CFH2.png
Конечно, сначала нужно было убрать перемещение и вращение молекулы как целого. И все равно визуализация небезупречна (не показывает симметричность волчков), т.к. в данном случае нет трех "неподвижных" атомов, пришлось переориентировать молекулы по атомам углерода и одному из фторов. Дальше - сделать эту картинку полупрозрачной и наложить на нее оптимизированную структуру.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 892
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение madschumacher » Чт июн 09, 2016 11:22 am

Я, честно говоря, вчера тоже так пытался сделать. :very_shuffle:
Переориентировал все шаги на траектории по условиям Эккарта к первому шагу (как раз TRAVIS-ом), дальше построил Jmol-ом *pov файл, долго копался с Povray, перепарсивая этот *.pov файл (чтобы убрать все связи, кроме начальной конфигурации, делал более прозрачными вращающиеся атомы, менял их размер, выкидывал все атомы основы, кроме первых в траектории) и вышло вот что:
tnm_full_orient1.pov.png
:lol:
Для построения требуется 12000 объектов, в результате чего на рендеринг этой картинки 300x300 уходит около нескольких минут (если больше, например, сделать прозрачность, то мой ноут вообще выдает сегфолт :lol: ). Мне, если честно, не очень нравится не гладкость вращений на данной картинке. Ну так, да, лучшее из того, что можно собрать самому.

Спасибо за совет, в общем :D Наверное, это действительно лучшее, что можно самому сделать не прибегая к TRAVIS-у в больших объемах. :very_shuffle:
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Аватара пользователя
amge
Сообщения: 2050
Зарегистрирован: Вт июл 31, 2007 11:42 am

Re: Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение amge » Чт июн 09, 2016 1:22 pm

Сейчас попробовал сделать по Вашему образцу, подгоняя все молекулы траектории к первой точке (насколько я смог понять, подгонка - как раз по Экхарту). В моем случае получилась лажа:
H2FC-CFH2_align.png
Фторы "не вращаются" - но это так и должно быть по алгоритму подгонки, минимизирующей "кинетическую энергию" между точками. Сие не есть хорошо, но хотя бы ожидаемо. Неприятный сюрприз - размытость связи С-С, а хотелось бы, чтобы она была четкой.

По моему, для подобных задач лучше использовать алгоритм перехода в систему координат с (частичной) фиксацией трех атомов (у 1-го координаты 0 0 0, у 2-го 0 0 z, у 3-го 0 y z1).
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 892
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение madschumacher » Чт июн 09, 2016 1:35 pm

Там же применимость условий Эккарта зависит сильно от системы. Видимо, они в этом случае фейлят и нужны условия Сейвитца в полном объеме... :dontknow:

В TRAVIS при построении распределений из первого сообщения темы используются 3 референсных атома, сходно к тому, как Вы написали (правда ничего построить у меня с помощью этой аццкой проги так и не получилось :lol: )
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

alxyppv
Сообщения: 560
Зарегистрирован: Сб апр 07, 2007 11:23 am

Re: Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение alxyppv » Чт июн 09, 2016 11:14 pm

А VMD Вы не пробовали? там есть опция приведения всез фреймов к какому-то олному, а также модно все фремы одновременно (ну или с каким-то шагом) показать ну и т.п.
А если уж совсем крксиво правильно делать, то стоит прост cube-файл построить с полтностью вероятности нахождения атомов в каждой точке - тупо разбить пространство на кубики, посчитать сколько раз данный атом бывал а данном кубике, ну и возможно отнормировать. Куб готов, визуализировать можно чем угодно.
А.П.

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 892
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение madschumacher » Пт июн 10, 2016 11:17 am

alxyppv писал(а):А VMD Вы не пробовали? там есть опция приведения всез фреймов к какому-то олному, а также модно все фремы одновременно (ну или с каким-то шагом) показать ну и т.п.
Jmol примерно это же самое и делает. Приводил фреймы TRAVIS-ом. Но VMD я тоже пытался использовать, о чем ниже.
alxyppv писал(а): А если уж совсем крксиво правильно делать, то стоит прост cube-файл построить с полтностью вероятности нахождения атомов в каждой точке - тупо разбить пространство на кубики, посчитать сколько раз данный атом бывал а данном кубике, ну и возможно отнормировать. Куб готов, визуализировать можно чем угодно.
Именно так и должен делать этот самый TRAVIS. Он и выдает *.cube файл в результате подобной операции. Я пытался его визуализировать разными программами (JMol. Gabedit, Avogadro, VMD, последний у меня какой-то косой, не работает меню пользователя -- там серая плашка), но там какая-то сфера выдается... Очевидно, я не справился с TRAVISом (да и с *.cube файлами я слабо знаком). :very_shuffle:

Но, поскольку идея построения подобного *cube мне понравилось, не знает ли кто-то про то, можно ли в PovRay как-то красиво аналогичную конструкцию визуализировать (и с уменьшением времени рендеринга, поскольку 12K атомов весьма долго строятся)... :very_shuffle:
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 13067
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение Гесс » Пн июн 13, 2016 10:03 pm

вскрытие показало...
1) травис есть как под линукс так и под винду. (рекомендован линукс, но каждый :003: как хочет)
2) "интерфейс" - диалоговый. (это было столь неприятное открытие, что Гесс прекратил вскрытие на день, но как оказалось впоследствии - не в пример лучше define турбомоля.)
2.5) загрузить xyz-траекторию не находящуюся в папке трависа не удалось ни по С:\адрес ни по ../адрес/. Даже с -p. Так как мануал говорит что это возможно - то ли ручки кривые то ли виндовая версия.
3) диалог довольно длинный (около 20 вопрос-ответов для sdf в простейщем случае), а дефолтные предложения весьма неплохи. Поэтому возникает соблазн пробежать диалог на дефолтах (там где они доступны).
4) в этих деталях кроется дьявол. Из найденного при вскрытии:
- после осознания геометрии травис проводит перенумерацию атомов очевидно группируя эквивалентные атомы. Это приводит к траблам когда вы указываете список атомов в "reference atoms" и "Which atoms to observe".
- дефолтный ответ на этот вопрос мне кажется весьма странным: центр масс системы. Если траектория уже была обработана чем-то реориентировочным, типа скриптов amge то построенный куб очень близок к точке (всмысле содержимое cube - 99.9% нули, а при визаулизации в центре проглядывает очень компактная область размер которой практически не завсист от величины отсечки, при очень больших Isovalue область стремительно деградирует и исчезает). (UPD: кажется устарело)
- травис норовит "Perform this observation" межмолекулярно. Как это выглядит при одной данной молекуле - не проверял.
- для систем с циклами травис спрашивает не бесконечный ли полимер перед ним и дефолтный ответ - да. Что разумеется нет. (UPD: кажется устарело)
- выбор референсных атомов влияет на ориентацию и на дефолтное значение "radius of this SDF". Что харктерно - дефолт не всегда хорош, но и сильное увеличение радиуса иногда приводит к странным кубам, в которых часть с одной стороны отрезана и прилеплена к другой стороне. В качестве референсных атомов могут использоваться виртуальные, которые травис добавляет после осознания геометрии.
- на выходе генерируется куб и геометрия (xyz). какая именно геометрия - не знаю, но явно не средняя. Cube и xyz при визуализации в VMD дают согласованную картину, но вставить геометрию в куб (для удобства) требует некоторых усилий:
а) геометрию надо перегнать из ангстремов в боры (я делал кемкрафтом, аналогичный функционал помнится у ТмольХ, да хоть в экселе), при этом названия элементов - заменить их порядковыми номерами.
б) эту геометрию надо вставить вместо 0 0 0 0 0 в 7ой строке куба.
в) между номером элемента и x-координатой надо добавить еще одну колонку, в норме ответственную за заряд. 0.00 хорошее значение для всех элементов.
г) в третьей строке первый элемент (1) следует заменить на число атомов (которые вы вставили). Последующие 3 элемента трогать не стоит, это начало куба.
подробнее о формате cube расписано в OUTPUT FILE FORMATS части http://www.gaussian.com/g_tech/g_ur/u_cubegen.htm

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 892
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение madschumacher » Вт июн 14, 2016 2:56 pm

В качестве иллюстрации того, что все так и есть прикрепляю версию получаемой картинки для изначальной задачи. :D
sdf_CN4O8_C1N1N2_O1-8.png
Все работает! :up: Урааа! И спасибо Гессу!!! :clap:
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 13067
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Визуализация внутренних движений как распределений

Сообщение Гесс » Вт июн 14, 2016 3:49 pm

Прокрашивания рекомендовал бы делать в Химере, там и выбор цветов и прозрачность - все в одном окне и свободно регулируется.
Только учтите что если вы хотите прокрашивать разные кольца по разному, то для каждого кольца нужен свой куб, то есть надо будет 4 куба с отслеживанием разных атомов но с одними и теми же референсниками.
Химера не читает геометрий из кубов, поэтому туда ее надо грузить отдельно и финт с совмещением в кубе не сработает.

Ответить

Вернуться в «квантовая химия и моделирование»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 29 гостей