VMD

VMD je software pro modelování, vizualizaci a analýzu molekulárních systémů.

Užitečné zdroje

• https://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/
  • Co je VMD?
  • Download
  • Dokumentace
  • Uživatelská příručka
• Oficiální tutorialy

Ukázky

Cvičení 1 - Metan, Etan, Propan

• Metan
• Etan
• Propan

Načtení konfigurace

1. File > New Molecule
2. Browse
3. Load

Perspektivní vs. ortografické zobrazení

V základním stavu se vše zobrazuje v perspektivní projekci. Přepnout na ortografickou projekci lze kliknutím na Display a zaškrtnutí Orthographic.

Změna barvy pozadí

1. Graphics > Colors
2. Categories => Display
3. Names => Background
4. A vybereme barvu v Colors

změna reprezentace molekul

1. Graphics > Representations
2. V založce Draw style nastavíme Drawing Method (např. VDW, CPK, Licorice)

Odstranění os

Display > Axes > Off

Cvičení 2 - Složitější molekuly

Načtěte některý ze souborů a použijte reprezentace určené pro tak složité molekuly jako jsou např. proteiny. Zkuste použít metody jako jsou: Ribbons, NewRibbons, Cartoon, Tube a další.

• DNA
• deoxy

Cvičení 3 - Uhlíková nanotrubička

• cnt_h2o_co2_1.xyz

výběr atomu

1. Graphics > Representations
2. V poli Selected Atoms máme volbu all. To nám říká, že se zobrazují všechny částice.
3. Částice můžeme zobrazovat pomocí klíčových slov, které lze nalézt v záložce Selections pod Keyword.
4. Pokud klikneme na klíčové slovo name, zobrazí se nám vpravo seznam jmen částic, které se v konfiguraci nacházejí.
5. Nahraďme all výrazem name C a zmáčněme enter - zůstanou jen uhlíky patřící k $CO_2$ a nanotrubička - nám by se hodilo zobrazit si nanotrubičku zvlášť.
6. Použijme tedy jiný způsob výběru - index, ten udává pořadí částice (číslováno od 0) - prozradím, že částice nanotrubičky jsou na začátku a je jech 13232 - výbět provedeme takto - intex <= 13232.
7. Trubička je příliš dlouhá a hodilo by se nám ji zkrátit - použijeme klíčové slovo y, které odkazuje na polohu částic v ose y - abychom jej mohli zkombinovat s klíčovým slovem index, musíme navíc použít operátor and: index <= 13232 and y>-20.0 and y<20.0.
8. Pokud bychom chtěli zobrazit i molekuly uvnitř, ale vykreslené jiným stylem, klikneme na Create Rep - tím nám přibyla druhá volba - u té stačí přepsat výběr na index > 13232 and y > -20.0 and y<20.0.

Zajímavý výsledek můžete dostat, pokud u nanotrubičky budete zobrazovat jen poloviční počet, tj. index < 6616.

Zkuste vykreslit trubičku a molekuly uvnitř tak, aby výsledek vypadal co nejlépe.

renderování obrázku

File > Render - tam vybereme metodu, umístění a název obrázku.

Cvičení 4 - “Roubovaný” polymer

https://en.wikipedia.org/wiki/Graft_polymer

• trajektorie
• stěna

vykreslování dvou souborů

V tomto příkladě máme dva soubory, které k sobě patří.

1. Načtěne nejdříve soubor wall_GP.vtf - ten je statický a obsahuje konfiguraci stěny.
2. Než začnete vybírat druhý soubor (traject_GP.xyz), je nutné vybrat v rozbalovacím menu Load files for volbu New Molecule. Až potom postupujte stejně jako obvykle (Browse -> Load).

Doporučuji použít ortografické zobrazení.

barva částic

1. V Representation máme uplně nahoře rozbalovací menu, kde navíc vybíráme ze souborů. Vyberme pro wall_GP.vtf - all metodu VDW.
2. V souboru traject_GP.xyz jsou 2 druhy částic - A a B. Ovšem vmd je vybarvuje stejně.
3. Graphics > Colors
4. Categories => Name
5. Vyberte A a nastavte barvu. Totéž s B.

Cvičení 5 - Rozpouštění NaCl v jílu

• trajektorie

Trajektorie obsahuje částice jílu, vody (O, H) a soli (Na, Cl).

1. Vytvořte si tři výběry, 1. jíl, 2. sůl, 3. vodu.
2. Každé skupině nastavte zatím metodu VDW.

průhledné rozpouštědlo

V tomto případě je rozpouštědlem voda.

1. Vyberme vodu a v Representation v záložce Draw Style máme k dispozici rozbalovací menu Material - použijte Glass3 nebo Transparent nebo Ghost, popř. můžete i jiné.

vykreslení boxu

Pro vykreslení boxu bohužel vmd tlačítko nemá a musíme použít příkaz v konzoli.

set cell [pbc set {Lx Ly Lz} -all]
pbc box -center origin -shiftcenter {0.0 0.0 0.0} -color white -width 2

Zde Lx, Ly, Lz jsou velikosti boxu v příslušných směrech. V našem případě je to 62.4, 53.9 a 62.4. Použitím -center origin říkáme, že střed boxu bude v počátku souřadnic. Příkazem -shiftcenter můžeme střed boxu posunout - v našem případě je posun 0, proto můžeme příkaz vynechat.

renderování videa

1. Extensions > visualization > Movie Maker
2. Vyberme adresář a nastavme jmeno souboru.
3. Nastavme Format.
4. V Movie Settings nastavme Trajectory.
5. V Render zvolme metodu (doporučuji nechat Snapshot).
6. Kliknout na Make Movie