VMD中实现原子的数值着色方法

本文的操作是在VMD 1.8.6中进行。

 

想作出下面的图吗?

想让体系中的原子在每一帧都可以按某一属性(能量、位移、破坏程度等等)进行着色吗?

那就阅读本文吧!

只要是对原子根据某一数值进行着色,本文的方法都可以实现,对单帧或多帧都适用。

 

 一、准备数据文件

1、首先是需要用来着色的轨迹文件,单帧或多帧的都行,文件名为dump.pdb

这里要说明一下:文件名的后缀必须是VMD能识别的,建议使用pdb格式或xyz格式的(VMD默认就能打开的格式),后面会解释为什么。

 

得到pdb格式或xyz格式的方法:

打开VMD,成功导入轨迹文件或分子文件,VMD main窗口,fileàsave coordinates

Selected atoms 选择 allFile type选择 pdb,xyzFrames下面用默认的就行。

格式转换后的文件存在VMD的安装主目录下(我的是C:Program FilesUniversity of IllinoisVMD)。

 

2、其次为用于给原子着色的数据文件,就是想让原子按哪些数值显示颜色,命名为user.data

数据文件的名字无所谓,但其格式有要求,数据文件里的数值只有单一的一列,而且从第一个值到最后一个值必须与轨迹文件中的原子一一对应,数值之间不能空行,例如:

dump文件的数据如下:

ITEM: TIMESTEP

0

ITEM: NUMBER OF ATOMS

20514

ITEM: BOX BOUNDS

-0.0001 0.8001

-0.0501 0.2001

-0.1001 0.1001

ITEM: ATOMS

1 Si 0.000124969 0.00039968 0.0004995

2 Si 0.0126218 0.00039968 0.0004995

3 Si 0.0251187 0.00039968 0.0004995

4 O 0.0376156 0.00039968 0.0004995

5 O 0.0501125 0.00039968 0.0004995

6 O 0.0626093 0.00039968 0.0004995

7 O 0.0751062 0.00039968 0.0004995

8 O 0.0876031 0.00039968 0.0004995

9 O 0.1001 0.00039968 0.0004995

10 Si 0.112597 0.00039968 0.0004995

 

那么user.data的格式为:

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

user.data文件里的数据102030405060708090100分别对应给原子SiSiSiOOOOOOSi

 

用于着色的数值如果是在dump文件中一同输出的,可以使用Linux下的awk, grep等命令提取出来,这个自己处理。

 

 

 二tcl脚本操作

1、将上面的轨迹文件dump.pdb和用于着色的数据文件user.data拷贝到VMD的安装主目录下(C:Program FilesUniversity of IllinoisVMD),因为这个是VMDtk 控制台工作的默认目录。

2、进入tk控制台

VMD Mainà Extensionsà TK Console

3、载入tcl脚本

脚本内容:

 

set file dump.pdb        #设置file变量为轨迹文件dump.pdb

mol new $file waitfor all           #导入file指向的分子文件,并等待直到导入所有原子

set numframes [molinfo top get numframes]   #设置numframes变量为计算分子帧数的值

set numatoms [molinfo top get numatoms]   #设置numatoms变量为计算分子中原子的个数

set sel [atomselect top all]     #设置sel变量为分子编号为top的值,这个就不用管了

set fp [open "user.data" r]     #设置fp变量为读入数据文件user.data

#下面开始处理循环

for {set i 0} {$i<$numframes} {incr i} {            #0帧开始循环

$sel frame $i

set ulist ""          #建立名字为ulist的表,表为空

puts "setting user values for frame [$sel frame].."  #输出处理到哪一帧,便于查错

for {set j 0} {$j<$numatoms} {incr j} {             #循环每一个原子

animate goto $i               #转到第i帧,这个不用管了

gets $fp line                 #fp变量中读入一行值,就是读入user.data的一个值

lappend ulist $line            #将该值放入表ulist

}                         #内循环结束

$sel set user $ulist           #对所有原子使用表中的值作为user

}                         #外部循环结束

$sel delete             #结束,删除sel变量

 

有两种方法载入脚本

1)手动输入脚本

如果是从VMD main file中导入的轨迹文件,那么脚本就从第三行输入,每输一行按一下确认,操作下去。因为是手动导入的轨迹,就不需要将轨迹文件放到主目录下,对轨迹文件的格式也没特别要求了,只需成功导入完毕就行。但user.data一定要放到主目录下。

2)自动完成

由于是自动导入并处理的,所以要求轨迹文件格式为VMD的默认格式,否则不能正常进行下去。如果你不确定是不是默认的格式,就按前面的方法转换成pdb格式或xyz格式文件。根据你的文件名和格式修改一下脚本内容,轨迹文件名替换脚本中的”dump.pdb”关键字,数据文件名替换”user.data”关键字.

将修改好的脚本文件也一同拷贝到VMD主目录下,脚本文件名为user.tcl,然后在tk console中输入

source user.tcl                  #导入user.tcl脚本 

按下Enter键就OK了。

这个时候虽然处理完了,还需要VMD窗口调整显示才能最终完成,请看下面的。

 

三、颜色的显示

这一步也非常重要!请仔细阅读:

VMD Main中,GraphicsàRepresentations

Draw style 栏中,Coloring Method选择“user”,如下图:

Trajectory栏中,勾选“update color every frame

Color Scale Data Range中的数值表示的是着色数值范围,如果默认的最大值和最小值不是user.data中的最大值和最小值,可以手动输入按下”set”即可,一般设置为user.data文件中的最大值和最小值。

显示的颜色可以在VMD Mainà GraphicsàColoràColor scale中调整。

完成这个着色后,就可以通过create Rap 随意做其它显示了.

原文地址:https://www.cnblogs.com/Simulation-Campus/p/8663487.html