分子动力学模拟软件VMD的安装与使用
技术背景
在分子动力学模拟过程中会遇到一些拓扑结构非常复杂的分子模型,所谓的复杂不仅仅是包含众多的原子,还有各种原子之间的成键关系与成键类型等。这时候就非常能够体现一个好的可视化软件的重要性了,这里我们介绍的VMD是一个业界非常常用、功能也非常强大的一款软件。
VMD的安装
首先访问VMD官方网站,找到适合自己本地OS和硬件系统的版本进行下载。这里我们本地是Ubuntu20.04的系统,所以下载了一个Linux通用的版本:
下载到本地之后,找到一个合适的文件夹进行解压:
dechin@ubuntu2004:~/projects/vmd$ tar -xvf vmd-1.9.4a51.bin.LINUXAMD64-CUDA102-OptiX650-OSPRay185.opengl.tar.gz
解压之后进入主目录,运行configure
:
dechin@ubuntu2004:~/projects/vmd/vmd-1.9.4a51$ ./configure
using configure.options: LINUXAMD64 OPENGL OPENGLPBUFFER FLTK TK ACTC CUDA IMD LIBSBALL XINERAMA XINPUT LIBOPTIX LIBOSPRAY LIBTACHYON LIBPNG ZLIB VRPN NETCDF COLVARS TCL PYTHON PTHREADS NUMPY SILENT ICC
最后进入src
目录,执行make install
完成安装:
dechin@ubuntu2004:~/projects/vmd/vmd-1.9.4a51$ cd src/
dechin@ubuntu2004:~/projects/vmd/vmd-1.9.4a51/src$ sudo make install
[sudo] dechin 的密码:
Info: /bin/csh shell not found, installing Bourne shell startup script instead
Make sure /usr/local/bin/vmd is in your path.
VMD installation complete. Enjoy!
安装成功后,在终端窗口中执行vmd
会弹出两个窗口,一个用于显示加载的文件和配置:
另一个窗口用于显示输入分子模型的3D结构,如果没有输入任何分子模型数据的情况下,这个界面会展示一个一直旋转的VMD
字样的模型:
VMD的使用
VMD的使用方法有很多中,tcl的语言也使得可以执行更高阶更灵活的操作,比如参考链接1中的操作就非常的华丽。但是这里我们仅仅为了可视化静态的3D分子模型,所以只介绍一些基本用法。首先我们需要在本地构建一个分子模型的文件,一般以.xyz
结尾。文件的格式为:开头的分子数,第二行的标记,这里使用的是mol
这种标记,后面的所有行数是标定每一个分子的具体三维坐标,也就是空间位置。这里直接使用了参考链接1中所给出的xyz文件:
dechin@ubuntu2004:~/projects/gitlab/dechin/src/vmd$ vim file.xyz
具体的file.xyz文件内容如下所示:
24
molC -1.615 -0.739 -3.043C -0.076 -0.706 -3.045H -1.963 -1.227 -3.929H -1.959 -1.275 -2.183C 0.469 -2.145 -3.087H 0.268 -0.169 -3.905H 0.272 -0.218 -2.159H 1.539 -2.122 -3.089H 0.126 -2.682 -2.227H 0.122 -2.633 -3.974C -2.160 0.701 -3.001C -3.700 0.667 -2.999H -1.817 1.237 -3.861H -1.812 1.188 -2.114C -4.245 2.107 -2.957H -4.047 0.179 -3.885H -4.043 0.131 -2.139H -3.897 2.594 -2.070H -3.901 2.643 -3.817C -5.784 2.073 -2.955O -6.394 1.131 -3.525N -6.541 3.141 -2.286H -7.407 2.773 -1.946H -6.007 3.500 -1.521
保存后,直接运行vmd file.xyz
即可弹出相关分子模型的可视化界面:
默认打开的3D分子模型是Line
格式的,也就是都被抽象为线条:
此时可以点击界面上的Graphic
->Representations
,可以弹出一个表示格式的框:
在Drawing Method
下找到CPK
模式,点击Apply
即可应用到图层当中:
在这种模式下可以看到每个原子以及原子跟原子之间的成键关系,是非常常用的一个模式。
总结概要
本文重点介绍了VMD分子动力学模拟可视化软件的安装与基本使用方法,VMD是一款非常小而精致的可视化工具,在业界也备受推崇。如果只是用于做分子模型的展示,功能是完全足够的,如果要执行更多的操作,需要掌握tcl语言,当然这也是一个坑点。
版权声明
本文首发链接为:https://www.cnblogs.com/dechinphy/p/vmd.html
作者ID:DechinPhy
更多原著文章请参考:https://www.cnblogs.com/dechinphy/
参考链接
- https://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/current/ug/node4.html
- https://jerkwin.github.io/2020/03/25/VMD建模示例/
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