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[建模与可视化] 使用CYLview绘制高质量分子结构图和制作化学反应演示动画

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发表于 2018-12-27 02:41:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
使用CYLview绘制高质量分子结构图和制作化学反应演示动画

文/Sobereva@北京科音   2018-Dec-26


CYLview的虽然功能不算多强大,但它在作图的很多特性方面没有其它程序能很好取代,所以笔者特意录制了长为11分钟的使用CYLview绘制分子结构图和制作各种类型动画的演示视频,见:https://www.bilibili.com/video/av39041185

本文内容是对视频内容进行一些补充说明。视频里并没有把CYLview所有特性一一展现,而是着重把新用户容易犯懵,不是显而易见,不容易自己试出来的操作进行了讲解,很容易理解的操作和选项视频里就没有去提,用户自己把玩几分钟就会得差不多了。

CYLview的下载地址是http://www.cylview.org。视频里用的版本是CYLview 1.0b Build 561。

如果机子里没装化学文件格式转换程序Openbabel的话,CYLview只能载入Gaussian输出文件,因此很不方便。所以强烈建议在机子里装上Openbabel,是个免费程序,在此文里有简单介绍:《基于OpenBabel批量产生特定基团以任意方式接到苯上的结构的方法》(http://sobereva.com/440)。

有些人发现目前的CYLview载入不了G16的输出文件,是因为没有按照视频里提及的方式去点击更新程序按钮,更新过之后就没问题了。

视频里使用了Houkmol的style,这是CYLview里内置的一种显示风格的组合,是搞有机体系计算知名的Houk文章里常见的显示风格。

视频里的renderall.bat是个DOS批处理文件,内容如下
for /f %%i in ('dir *.pov /b') do (
povray +W640 +H480 +A %%i
)
将这些内容复制到一个文本文件里,改名成renderall.bat即可使用。此脚本会调用当前目录下的povray.exe对当前目录下的所有povray渲染器文件(.pov)进行渲染,产生出同名图像文件。

视频中用的ffmpeg是业界非常知名的视频编码、解码、转换程序,免费,小巧,功能极强,支持格式众多,各个操作系统都有,可以在https://ffmpeg.org免费下载,Windows版解压即用无需安装。基本使用格式为ffmpeg [选项] [输入选项] -i [输入文件] [输出选项] [输出文件]。

制作mp4动画时用到了以下命令
ffmpeg -r 15 -i FRAME%04d.png -crf 22 video.mp4
其中%04d代表通配0001、0002、0003...。-r后面是每秒的帧数,视频实际长度就是图像数目除以r值,因此r越大动画播放越快,r越小播放越慢。-crf是ffmpeg调用的名为x264的编码器里的参数,数值越小动画越清晰,但是文件越大,一般-crf 22就比较合适。

制作gif动画时用到了以下命令
ffmpeg -i FRAME0001.png -vf palettegen palette.png
ffmpeg -r 15 -i FRAME%04d.png -i palette.png -lavfi paletteuse video.gif
虽然ffmpeg也可以一步就产生gif动画,即把前述命令的mp4后缀改成gif,但是动画里的某些颜色比较诡异,远不如上面这样先根据实际图像文件生成调色板文件,再产生gif动画来得好。gif文件比mp4大得多,而且只能包含256色,但好处是可以直接嵌入到网页和ppt里。

视频里笔者写的用于合并带_txt后缀和不带这个后缀的.pov文件的CYL_mergeTXT.exe工具在这里下载:http://sobereva.com/attach/453/CYL_mergeTXT.rar。带_txt后缀的文件只包含标签内容,而不带这个后缀的包含的是分子结构信息。

视频里用的将GauIRC2xyz在这里下载:《将Gaussian的IRC任务输出转换为.xyz轨迹文件的工具》(http://sobereva.com/285)。

笔者还写过其它与制作计算化学相关视频有关的文章,如下所示,里面用的imagemagick工具也都可以改用ffmpeg工具,速度更快而且还有Windows版。
制作动画分析电子结构特征
http://sobereva.com/86
通过键级曲线和ELF/LOL/RDG等值面动画研究化学反应过程
http://sobereva.com/200

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