ovito手册与总结

ovito 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 与总结2014.11.14~11.28http://ovito.org/manual/index.htmlovito是DXA（dislocationextractionalgorithm）的升级版？目录Ⅰ基本介绍Ⅱ常用功能的实现Ⅲ各个面板和功能的详细内容Ⅰ基本介绍1.ovito的设计思想 22.安装 23.有关概念 2Ⅱ常用功能的实现1.局部温度的显示和输出 32.显示速度分布轮廓 53.显示向量 64.让粒子半透明 65.用标记原子显示内部运动 7Ⅲ各个面板和功能的详细内容1.主菜单 72.视图窗口 103.动画工具条 104.修正通道及其属性栏 114.1输入板块Input 12①Externaldatasource外部数据源： 12②Framesequence帧序列： 12③LAMMPSdumpfile输入文件： 13④Simulationcell模拟盒子： 14⑤Particletype粒子类型： 154.2修正板块Modification 154.2.1选择类Selection 18①Manualselection手动选择： 18②Expressionselection用表达式选择： 19③Selectparticletype按粒子类型选择： 21④Invertselection反选： 21⑤Clearselection清除所有选择： 214.2.2修正处理类Modification 21①Affinetransformation仿射变换： 21②Createbonds创建化学键： 22③Computeproperty计算（新的）粒子属性： 23④Deleteselectedparticles删除所选粒子： 24⑤Freezeproperty冻结粒子属性： 24⑥Showperiodicimages显示周期性图像： 25⑦Slice切片： 26⑧Wrapatperiodicboundaries周期性图像中的挪移： 274.2.3颜色处理类Coloring 28①Colorcoding着色： 28②Assigncolor涂色： 29③Ambientocclusion光线遮蔽： 294.2.4分析类Analysis。 30①Atomicstrain原子应变： 30②Binandreduce收集和约化： 31③Bond-angleanalysis键-角分析： 33④Constructsurfacemesh创建表面网格： 33⑤Displacementvectors位移矢量： 33⑥Centrosymmetryparameter中心对称参数： 34⑦Clusteranalysis团簇分析： 34⑧Commonneighboranalysis共近邻分析： 34⑨Coordinationanalysis坐标数： 34⑩Histogram直方图： 34⑪Identifydiamondstructure辨认金刚石结构： 35⑬Voronoianalysis泰森多边形分析： 37⑭Wigner-SeitzdefectanalysisWS缺陷分析： 394.3显示板块Display 39①盒子的显示： 40②粒子的显示： 405.渲染标签Render 416.叠层标签和监视程序标签 457.Scripting脚本编辑 45Ⅰ基本介绍1.ovito的设计思想ovito意即theopenVisualizationtool，可以对分子动力学结果进行显示与分析。它的设计思想是“修正通道”，从导入的数据出发，经过一个个的“修正”，最终成为想要的显示。ovito最重要的功能是显示和分析“单粒子属性”，如单个粒子的位置、速度、应力等，并且能处理任意数目的属性，包括标量属性、矢量属性和矩阵属性。**修正通道的大致思路：分析类→修正类→颜色类，选择类可以按需要加于任意位置。2.安装windows系统，下载、解压，双击.exe即可运行程序。Linux系统，下载.tar.gz，解压，在bin/ovito目录下运行。MacOSX，解压，双击即可。3.有关概念模拟体系=周期性边界条件+模拟单元，模拟单元=模拟盒子+粒子集合。线性变换 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 变换=平移+旋转+镜像，仿射变换=平移+旋转+放缩。Ⅱ常用功能的实现此部分包含一些常用功能的操作教程。如图，最上方是①主菜单，中间主体部分为②视图窗口，窗口下方是③动画工具条，窗口右边是四个标签，最左边是④修正通道及其属性栏，往右是⑤渲染标签及⑥其他标签。操作流程也大致符合此顺序。564213主菜单下方是快捷工具栏，包括一些常用的操作。用于撤销/恢复所做的操作，用于平移或旋转模型，对选定的窗口进行渲染，输出为图片或动画。1.局部温度的显示和输出主要按照“导入→视图→修正、着色→显示→渲染输出”的顺序进行。①导入数据：最上方主菜单，File→OpenLocalFile，选择文件。ovito能自动识别多种构型文件，lammps的data、dump（后缀名写成lammpstrj也行）文件，以及xyz、poscar、imd、cfg、parcas、NetCDF、pdb格式的文件。还能导入VisualizationToolkit的网格文件VTK，目前只支持三角网格。②导入多帧和粒子属性：点中Input中的数据文件，如*.dump，此时通道下方出现一系列属性窗口。点开dumpfile栏，勾选Filecontainmultipletimesteps即“包含多个步长”，即开始导入多帧。点击Editcolumnmapping，弹出对话框。选择 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 属性，如KineticEnergy，若不选则将作为用户自定义属性。有时自定义属性显示效果不好，选为标准属性后则能正常显示。说明此步并不是可有可无的，选为标准属性后，ovito可以更好地“理解”、处理和显示该属性。③调整视图方式：点中4个窗口中的一个作为主窗口，此时该窗口的边框由白色变为黄色。点击窗口左上角的文字，出现选择菜单。第一项RenderPreview，用于预览输出。点击后，选定窗口将变为输出的样式，默认背景是白色。更改大小，使其在输出范围内。可以同时预览多个窗口，但只能有一个出窗口（即边框为黄色的窗口）。图中心处的彩色十字架，为位置标示（positionMarker），双击有粒子的区域可以自己定位它，双击空白区域则重新定位于盒子中心。鼠标左键+拖动=绕着位置标示中心旋转。鼠标右键或中键+拖动=平行于当前投影面平移。滚轮=放大/缩小。④选择要显示/输出的帧用窗口下方的工具条选好要渲染的单帧Frame。再选择主窗口。⑤选择、修正和着色在标签栏中，选，即为“修正通道”。从下往上依次为Input、Modification、Display，注意修正顺序是从下往上的。把勾去掉可以临时关闭一些修正单元，而可以直接除掉。和可以改变修正的顺序。**改变顺序时操作不能太快，否则程序会崩溃。AddModification→ExpressionSelection，选择要显示的粒子。AddModification→Colorcoding，在该修正的属性栏中分别选择：Property为KineticEnergy；Colorgradient为Rainbow。点Adjustrange，此时Endvalue和Startvalue分别为最大和最小值，根据它们再手动调整两个值，截取想要的值的范围。勾选Coloronlyselectedparticles，仅对选择的粒子着色。由于动能总是≥0，因此将Startvalue设为负数只会影响底色。根据体系的不同，选择不同的渲染方式。对大量粒子体系使用遮光器Ambientocclusion。对小结构和少量粒子体系用光线追踪渲染器Tachyon（见后面⑧渲染输出）能获得更好的效果。二者的区别在于，遮光器是计算每个粒子的照明因子，而Tachyon渲染器是对每个输出像素计算遮光。前者可以近乎实时显示，改善互动窗口的显示，后者不能。AddModification→Ambientocclusion，该修正的属性栏中包含三个参数：Shadingintensity：阴影强度越大，则粒子看起来越暗。Numberofexposuresamples：阴天是均匀地光照，这里近似为有限个平行光源，它们均匀地分布于体系四周。光源数目越少，计算时间越短，但影子也越明显（造成不自然）。Renderbufferresolution：单个粒子占有的像素数目，对大量粒子体系，有必要增加该值，以使每个粒子在渲染缓存中至少有一个像素。**说明**：ovito采用 ambientocclusion算法，多个光源的平行光照射到结构表面。先计算单个光源下表面粒子接收到的光量，光量与暴露面积（等于在该投影图中所占的像素数）成正比。最后把所有光源的贡献加和，得到这个粒子的照明因子。输入的颜色属性乘上照明因子，即得调和后的颜色，它将返回到Color属性。为了保证此属性不被别的颜色修正覆盖掉，应将此修正放到修正通道的最末位置。⑥添加坐标轴和颜色条二者均在叠层标签中进行。Addoverlay→Coordinatetripod，即添加三坐标轴图标。点中，下方出现属性栏。Coordinatetripod中更改OffsetX可以对三坐标整体进行水平移动；Coordinateaxe中可以更改三个坐标轴的颜色、方向，还可以添加第四条轴。Addoverlay→Colorlegend，即添加颜色条。点中，下方出现Colorlegend的属性栏，Position中更改OffsetY，可以对颜色条整体进行竖直移动。Labels中Customtitle，输入颜色所代表的属性名称，确认，即可更新。⑦调整显示回到标签，在Display中调整显示。点Simulationcell，下方出现其属性栏，不选Rendercell，则渲染时主窗口不显示外围的框形线，此时其他窗口仍显示外框线，但不影响输出；若直接去掉Display中Simulationcell的勾，则四个窗口全都不显示外框线。点Particles，下方出现Particledisplay的栏目。Shading为明暗模式，有普通Normal（三维）和平面Flat两种。Renderingquality为渲染质量，可选低Low、中Medium、高High和自动Automatic四档（自动与中差不多？）。Shape有球形Spherical和方形Square。Flat和Square的区别在于，Flat是把面向观察者的表面抹平，球形变为圆片，方形变为方片；Square则是立体的方块，不因视角的改变而变。⑧渲染输出图片和动画均在渲染标签下完成。帧数与格式并没有直接的关系，可以选多帧输出多个图片，也可以选一帧输出动画。决定输出动画还是图片的，是保存的格式。在属性栏中的Renderoutput下，点Choose，弹出对话框。选择png或jpeg则输出图片格式（jpeg压缩算法更好，因此文件小一半多？但是有时坐标架tripod有点儿模糊？），选择avi等则输出动画。填写名称，确认后，自动打勾。在Outputimagesize下，点Presets，更改图片/动画大小（分辨率），也可手工调整Width和Height。前面⑤中已述，对小体系可用Tachyon渲染器，此时点击Changerenderer，将默认的OpenGL改为Tachyon即可。最后，点击RenderActiveViewport，即开始渲染，同时出现查看窗口。完成后，文件夹下查看生产的图片/动画。如果之前没设置文件格式和名称，则不会生成图片/动画。2.显示速度分布轮廓AddModification→Histogram，出现属性栏，在Property中选择要计算的属性量。Numberofhistogrambins用于调节横轴的间隔，即直方图的分辨率。以下分别为20,40,200时的图。为了观察局部的分布情况，可以选择横轴的范围。不选Selectparticlesinrange，则默认是对所有粒子作此图。在Fixx-axisrange和Fixy-axisrange中选择要观察的范围，比如x填-0.1到0.1，y填0到500，则得到局部放大的图。最后，将数据保存为txt文本，得到的是横轴和纵轴的列数据。再用matlab打开，作为对比。注意导入时可能要修改部分数据的长度，使之对齐，保证matlab能正常识别。以下分别是y设为0~500和0~3000时的图。二者没有什么区别。而利用matlab分析两横轴和两纵轴的数据，得知它们是相同的。这说明ovito是按横轴范围来保存的，不受面板中y设置的影响。另外，利用Scatterplot修正，可以作出任意两属性间的散点图。3.显示向量4.让粒子半透明通过设置粒子属性Transparency，可以使粒子半透明。Transparency值在0~1之间，当它为0时，粒子完全不透明。设置该属性的最简单的方法就是运用Computeproperty修正。比如用如下简单的数学 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 可以让透明度成为位置的函数：ReducedPosition.X该表达式将粒子的X坐标值简化为0~1，表示从盒子的一边到另一边的范围。将此值分配给Transparency属性，则左边的粒子完全不透明，右边完全透明。注意，你可以只对选定的粒子进行透明化，在Computeproperty修正中检查Computeonlyforselectedparticles选项。5.用标记原子显示内部运动如图，运用标记原子可以清楚地展示固体内部的变形。另一个可能的应用是追踪模拟过程中流体内粒子的散射。这个动画是这样做出来的：1.先对第0帧用Slice修正，选择一排原子，激活Selectparticles选项，以创建一种选定（而不是删除）。2.然后应用Freezeproperty修正，并在Propertytofreeze中选Selection作为要冻结的属性。修正器可自动采用Slice修正产生的选择状态，并使之随时间保持。3.最后用Assigncolor修正来设置标记原子的颜色。Ⅲ各个面板和功能的详细内容按照“①主菜单→②视图窗口→③动画工具条→④修正标签→⑤渲染标签→⑥叠层和监视标签”的顺序进行。→→→1.主菜单File用于导入、导出粒子文件或场景文件。OpenLocalFile，选择本地文件。ovito会自动检测文件格式，可直接读取压缩文件.gz；OpenRemoteFile，ovito有内置的SSH客户端，可以远程导入数据。ovito支持lammps的data、dump（后缀名写成lammpstrj也行）文件，以及xyz、poscar、imd、cfg、parcas、NetCDF、pdb格式的文件，导入时能自动识别。另外，还能导入VisualizationToolkit的网格文件VTK，目前只支持三角网格。 文件格式 描述 LAMMPSdump LAMMPS的dump文件，OVITO支持文本格式和二进制格式 LAMMPSdata 用于LAMMPS读入的构型文件 XYZ 简单的列式文本格式详见基本的XYZ格式不包含模拟单元的信息。这种情况下，ovito使用轴对齐粒子后的模拟盒子。程序也支持扩展XYZ格式，它包含了模拟单元、边界条件和每个粒子的力场 POSCAR 从头计算（abinitio）模拟软件VASP所用的格式 IMD IMD所用的格式 CFG AtomEye所用的格式 PARCAS 二进制格式writtenbythe由Helsinki大学K.Nordlund组开发的分子动力学软件Parcas所用的格式 NetCDF 基于标准NetCDFcontainer的分子动力学数据格式，有一个LAMMPS的扩展模块用来添加NetCDF输出 PDB 对ProteinDataBank(PDB)文件的基本的支持 文件格式 描述 VTK VisualizationToolkit(VTK)所用的文本格式，详见。OVITO只支持三角单元Export，导出一个或多个粒子文件。选择文件名和格式。 文件格式 描述 POSCAR 从头计算模拟软件VASP的格式 LAMMPSdata 由LAMMPS读取的格式 LAMMPSdump 由LAMMPS产生和读取的文本格式 XYZ 按列存储的文本格式，详见 IMD 分子动力学程序IMD的格式Load/SaveState，导入/保存场景文件scenefile。包含了程序状态的信息，包括视图、修正、显示设置等。可以单独导入场景，当导入不同的数据文件时，结果也会跟着变。默认场景文件不包括粒子数据，而只保存对它们的引用。导出时要注意会导出修正后的结果，假如删除了某些粒子，则只会导出剩下的。修正通道会对每个动画帧进行重估（计算）。Options→Settings用于基本设置，如用户界面、显示、程序更新，以及视图设置，如camera（指示方向的三脚架）和场景颜色（不是输出时的背景色）。**注：Camera下有个选项Restrictcameratokeepmajoraxispointingupward，默认勾选它，则当转动模型时会感到束缚，去掉它则可以自由转动。2.视图窗口包括四个窗口，点中一个作为主窗口，此时窗口的边框由白色变为黄色。点击左上角，出现视图菜单。RenderPreview，用于预览输出。查看状态的图像未必是最后输出的图像，通过预览则可以调整输出的范围、长宽比等。ShowGrid，加xy平面网格ViewType，有多种可选的视角。点CreateCamera，则视图中出现一个摄像头，点中该摄像头，则右边出现Camera的属性栏。选择摄像头的类型和参数，再去ViewType中选择这个摄像头，视角便改成了这个摄像头的角度。3.动画工具条位于窗口下方。点开出现动画设置对话框，可控制动画长度。Framespersecond：每秒多少帧，即帧率，影响最后生成的动画的快慢。Animationstart/end：起始和结束的时间，控制总的帧数。Playbackspeedinviewports：播放速度，如×1表示一倍的播放速度。该参数不影响最后生成的动画。4.修正通道及其属性栏窗口右侧有四个标签，其中第一个为修正通道（Modificationpipeline）。修正通道的数据流动方向是从下往上，依次为Input、Modification、Display三个板块，Modification内的修正顺序也是从下往上，也就是越早的修正步骤越靠近Input。这种数据流不破坏原有数据（即使添加了新是粒子属性ovito也是另外保存的），每当改动了某个修正步骤或修正参数，ovito会自动根据原有数据立即重算，并即时更新显示。一开始修正通道是空的，只有（总有）Input和Display两个板块（sections）。通道下方是属性栏，包含通道中各个条目的具体参数。通道上方有个下拉条，有一系列可用的修正操作，点开，即在Modification最上部插入一个修正。通道右边是修正编辑按钮。把勾去掉可以临时关闭一些修正单元，点中某修正，用可以直接删除掉，用和可以改变修正的顺序。4.1输入板块Input通常包含模拟盒子和粒子两个条目，有时还会包含其他（如Color、Selection），这取决于输入文件内的信息种类。点中输入文件，则会出现全部的属性栏，点中Simulationcell或Particletypes，则只出现Simulationcell或Particletypes属性栏。以下是各个属性栏的参数面板。①Externaldatasource外部数据源：此属性包括输入文件名和路径和总的信息。②Framesequence帧序列：此属性是关于dump文件中帧的频率的设置。③LAMMPSdumpfile输入文件：此属性栏随输入文件格式不同而不同。此属性用于设置步长和列信息。在dump文件中，粒子属性都是以列的形式保存的，因此可从此面板导入粒子属性，这一步骤对于后续操作是十分必要的。点Editcolumnmapping，出现一个对话框，包含各个列的信息。这是从数据文件开头部分扫描而得的。ovito有多种属性选项，对各列进行选择后，OK即完成粒子属性的导入。此时属性栏中列选项自动变为User-definedmappingtoparticleproperties。ovito将属性分为标准属性和用户自定义属性两类。标准属性在ovito里有特定含义，如坐标、颜色，可以在文件导入后直接指定；自定义属性可以用来挑选粒子、着色、进行其他计算等等。以下是一些重要的标准属性及其函数。 标准属性 数据类型/分量 描述 Position X,Y,Z 粒子坐标 Color R,G,B 如果给出，则该属性将用于控制粒子显示的颜色 Radius Real 如果给出，则该属性将用于控制粒子的显示尺寸 ParticleType Integer 保存每个粒子的类型标识，该属性将决定粒子的显示尺寸和颜色，除非给出了Radius或Color属性 ParticleIdentifier Integer 保存了每个粒子的独特ID。当粒子存储顺序在模拟帧之间发生改变时，此属性可（被一些修正器modifier）用于追踪粒子。 Transparency Real 一个0~1之间的值，用于控制粒子的透明度 Selection Integer 保存粒子的选择状态（1表示选中；0表示其他）以下两部分因输入文件内的信息而变。④Simulationcell模拟盒子：模拟盒子与粒子的属性可由ovito自动导入。⑤Particletype粒子类型：当半径设为0时，意味着将执行默认的半径（在Particlesdisplaysettings中设定）。4.2修正板块Modification如前所述，这个板块里的修正由Addmodification添加得到。有如下几类修正：从下往上分别为选择Selection、修正Modification、着色Coloring、分析Analysis。 修正名称 描述 Analysis分析 原子级的应变 在原子层面上计算变形后的构型相对初始构型的应变张量 Binandreduce收集和约化 收集某群粒子的信息（spatialbin），对粒子属性进行约化，比如求和、平均、最大、最小、求方差等。可以沿着某一方向进行一维的约化，也可以按照网格进行二维的约化。 Bond-angleanalysis键-角分析 进行Ackland-Jones键角分析以考察局部晶体结构 Constructsurfacemesh创建表面网格 对原子类固体构建一个代表其表面的多边形网格 Displacementvectors位移矢量 计算变形构型相对初始构型的粒子位移。 Centrosymmetryparameter中心对称参数 计算每个粒子的中心对称参数(CSP) Clusteranalysis团簇分析 将粒子体系打包为多个粒子团簇 Commonneighboranalysis共近邻分析 进行共近邻分析(CNA)以考察局部晶体结构 Coordinationanalysis坐标数 考察每个粒子的邻居数目和这些邻居粒子的径向分布函数 Histogram直方图 作出某个粒子属性的直方图 Identifydiamondstructure辨认金刚石结构 找出那些按立方或六边形diamond晶格排列的原子 Scatterplot散点图 生成两种粒子属性间的散点图 VoronoianalysisVoronoi分析 根据Voronoi多边形计算粒子的坐标数、单原子体积和Voronoi指数 Wigner-SeitzdefectanalysisWS缺陷分析 辨认晶格中的点缺陷(空位vacancies和重叠interstitials) Coloring着色 Ambientocclusion光线遮蔽 计算每个粒子的“周围光遮蔽（ambientocclusion）”效应（不同于掩映，掩映是周围物体的光反射，而它是周围物体对光线的遮挡和吸收） Assigncolor涂色 给选定粒子涂上同一种颜色（对粒子群涂色） Colorcoding着色 根据粒子属性对粒子着色（对单个粒子着色） Modification修正 Affinetransformation仿射变换 对粒子坐标施加一个仿射变换 Createbonds创建化学键 在两粒子间创建化学键 Computeproperty计算粒子属性 按照用户定义的公式为每个粒子计算一个新属性 Deleteselectedparticles删除选定的粒子 删除所有选定的粒子 Freezeproperty冻结粒子属性 保存当前粒子属性的状态，并使之不随时间而变 Showperiodicimages显示周期性图像 复制粒子得到粒子的周期性图像（比如1.5×1.5个周期，或2×2个周期） Slice切片 从结构中获得一个切片或截面 Wrapatperiodicboundaries周期性拼图 将模拟盒子外的粒子映射回盒子内（相当于在周期性拼图中挪移视窗，把粒子从一边拿到对面去） Selection Clearselection清除所有选择 重设所有粒子的选择状态（这个是对所有修正都清除，各个选择修正中的清除只是对该次选择的） Manualselection手动选择 在视图窗口中用鼠标选择粒子（单个或者连片的粒子） Invertselection反选 反向选择 Expressionselect表达式选择 根据自定义的判别式（布尔表达式）选择粒子 Selectparticletype选择粒子类型 选择一种或多种类型的粒子4.2.1选择类Selection主要有手动选择和表达式选择两种选择方式。Clear清除选择和Invert反选，均没有属性栏。该修正会替换掉原来（输入文件给）的Selection属性。①Manualselection手动选择：手动选择在视图窗口中进行（Viewportmodes），有两种挑选单个粒子Pickparticles，以及像围栏一样圈选一群粒子Fenceselection。Actions中是针对该修正的编辑，Clear是将粒子的Selection属性清除掉，而Reset是将一系列的选择操作清除掉。值得注意的是，先Fence选择后可以再Pick追加选择，Pick一次后下次也可以追加，但是Pick后再Fence则之前的选择被清除。因此合适的顺序是先群选，再单选。Fence可用Ctrl键（Mac系统是Command键）追加选定，Alt键可以从已有选定中除去粒子。选择状态可通过两种方式保存：选定粒子的目录，或者ID清单。 索引模式 ID模式 在此模式中，修正器为每个粒子保存一个布尔值的索引，输入文件的粒子数目和保存顺序不能改变。因此此修正不能将已保存的选择状态应用到粒子集中，否则可能分配错。 建议采用此模式。当输入文件包含ID时，会自动采用此模式。修正器能根据所有选定粒子的ID追踪选择状态。在修正通道中对输入粒子应用已保存的选择状态时，修正器会自动检查每个粒子，看它们是否在选定集中。注意：此种选择模式要求每个粒子有独特的ID。施加此修正后输入粒子的数目可以不同。注意：此修正器得到的选择状态是不随时间而变的。（静态）②Expressionselection用表达式选择：按照布尔表达式，值为0的粒子不选，非0则选。表达式中可包含单粒子属性，如位置、类型、能量等，也可以是它们的组合。通道下方的属性栏中列出了输入文件的粒子属性（需要先导入？）（输入表达式时它会根据开头几个字母列出属性名，方便输入）。可对单精度字符、变量使用逻辑运算符和函数，语法与C语言很接近。注意变量和函数名是区分大小写的。布尔判别式： Operator运算符 描述 (...) 圆括号内优先计算 A^B 求幂（A为底，B为指数） A*B,A/B 乘、除 A+B,A-B 加、减 A==B,A!=B,A<B,A<=B,A>B,A>=B 比较A和B（结果为0或1） A&&B 逻辑“与”：若A、B均不为0则返回1，否则返回0 A||B 逻辑“或”：若A、B有一个不为0则返回1，否则返回0 A?B:C 若A不为0（也就是A为“真”），则返回B，否则返回C函数： 函数名 描述 abs(A) A的绝对值 acos(A) 反余弦函数Arc-cosine，返回一个角，弧度制 acosh(A) 反双曲余弦函数，与acos()类似 asin(A) 反正弦函数Arc-sine，返回一个角，弧度制 asinh(A) 反双曲正弦，与asin()类似 atan(A) 反正切Arc-tangent，返回一个角，弧度制 atan2(Y,X) 反正切函数arctangent的变体，有两个自变量。返回一个角，弧度制详见. atanh(A) 双曲正切，与atan()类似 avg(A,B,...) 返回所有自变量的平均值 cos(A) 余弦Cosine cosh(A) 双曲余弦 exp(A) A的幂。e为底，A为指数。e为自然底数，是无限不循环的小数，更确切地是超越数，约为2.71828182846. rint(A) 最接近A的整数，如对0.5是1. ln(A) A的自然对数（以e为底） log10(A) 以10为底的A的对数. log2(A) 以2为底的A的对数. max(A,B,...) 返回所有值中的最大值 min(A,B,...) 返回最小值 sign(A) A为正返回1；A为负返回-1；A为0返回0 sin(A) A的正弦，A为弧度制 sinh(A) 双曲正弦 sqrt(A) 平方根，即开方 sum(A,B,...) 求和 tan(A) 正切，A为弧度制例子：ParticleType==1||ParticleType==2和sqrt(Position.X*Position.X+Position.Y*Position.Y)<10注：逻辑符号前后空不空格都不影响。③Selectparticletype按粒子类型选择：最后，还可以按粒子的类型来进行选择。④Invertselection反选：⑤Clearselection清除所有选择：4.2.2修正处理类Modification包括有如下八种修正（修饰）：①Affinetransformation仿射变换：对粒子坐标和/或模拟盒子施加一个仿射变换。该变换由变换矩阵描述，包括一个3×3转动矩阵和一个平移矢量。有两种模式：给定变换矩阵或给定目标盒子的形状。在后一种模式中，修正器可以根据原始盒子和目标盒子算出变换矩阵。下图是该修正的属性栏，模拟盒子和粒子可以分开变换，也可以同时变换。输入变换矩阵的各参数，粒子坐标左乘变换矩阵便得目标形状。目标盒子由三个三维矢量和原点坐标描述。②Createbonds创建化学键：在给定截断半径内创建化学键。输入：输出：键的外观用bondsdisplayobject控制，参数如下有两种决定化学键的方式：对所有粒子用统一的截断半径；对不同类型的粒子分别设定其截断半径。后一种方式中，粒子必须携带type属性，所有的类型均会列于表中，输入各自的半径即可，双击可清空。当成键的粒子被删除，则所连的键也会删除。ovito会自动更新键列表。ovito采用shift矢量来标记键是否跨越周期性边界，不跨越则为(0,0,0)，若在x方向跨越了，则为(1,0,0)，此时键键显示为两个“半键”。③Computeproperty计算（新的）粒子属性：通过自定义的公式求出一个新的粒子属性，此属性可以添加进属性列表供后面调用，也可以替换已存在的某个属性，如Selection。属性栏Computeproperty下，Outputproperty设置计算结果。若是作为一个新的粒子属性，则选custom，并填写属性名称；若是替换已有属性，则点击要替换的那个即可。Expression(s)填写数学公式，包括逻辑运算符和函数，其语法规则与前面ManualSelection的相同。注意变量名和函数名是区分大小写的。如果只对选择的粒子接收和输出，则勾选Computeonlyforselectedparticles。属性栏Variable中列举了已存在的（也就是输入的）属性变量。例1：sqrt(Velocity.X^2+Velocity.Y^2+Velocity.Z^2)例2：Selection?1.5:1.0所得的结果可用作粒子半径Radius属性，这样就实现了对粒子赋予不同的半径。④Deleteselectedparticles删除所选粒子：⑤Freezeproperty冻结粒子属性：该修正保存选中属性某一时刻的值，并作为输出替换掉该属性的当前值（默认前后为同一属性），如此可以冻结某一属性，使之不随时间而变。先将动画调整到想冻结的时刻，点击按钮（见下面Freezeproperty属性面板），将会替换掉原来存储的值，而以此时的值为新的冻结值。如果不想替换掉当前的值，可以在Outputproperty中选择另外一个名字，将该冻结值保存为一个新的属性。这样，后面两种属性都可以用了。例1：利用Colorcoding修正，按照X坐标着色。在剪切过程中，随着粒子X坐标的改变，其着色也跟着改变。为了不让Color更新，可采用Freezeproperty修正，将用存储的初始Color对任意时刻的Color值进行重写。初始：未冻结：冻结后：例2：此修正也可用于对比粒子属性相对起始时的变化。例如用Freezeproperty保存一个“InitialCharge”，再通过Computeproperty计算Charge和它的差值，从而可以知道电荷的变化情况。例3：参见thismini-tutorial。**注意事项：该修正要求各帧间的粒子数目不变。修正器可以自动检测粒子ID的改变，也就是粒子次序可以改变，但是ID必须唯一。（？）⑥Showperiodicimages显示周期性图像：对周期性体系复制所有粒子，得到复合图像。Periodicimages(X,Y,Z)内的参数表示复制的倍数。若勾选Adjustsimulationboxsize，则模拟盒子也扩展到合适的尺寸。若勾选AssignuniqueparticleIDs，则对复制得到的新粒子赋予独特的ID。这可能会造成其他修正的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 （如Manualselection），这取决于粒子ID（particleidentifier）的单值性。⑦Slice切片：此修正可以删除一个无穷大平面一侧的粒子，也可以切成片，如第三幅图所示。输入：输出：slicewidth=0:slicewidth>0:面板中有多个按钮控制切割平面。Moveplanetosimulationboxcenter：当前平面的方向不变，但平面会平移到经过盒子中心的位置。Alignviewdirectiontoplanenormal：将主视图窗口（激活的窗口）的观察方向旋转为垂直于当前角度的方向。Pickthreeparticles：通过鼠标选择三个粒子，它们共同决定了切割平面。Distance：可正可负，表示坐标原点沿着平面法向量平移的距离。Normal(X,Y,Z)：切割平面法向量的分量。不必为单位矢量。Slicewidth：如果切割平面的宽度（切片厚度）设为0，则所有处于平面正向（顺着法向量）的粒子将被删除；如果非0，则距离平面超过一半宽度的粒子会被删除。Invert：反选粒子，也就是反转平面的正向。Selectparticles(donotdelete)：若勾选该项，则该修正只选不删。Applytoselectedparticlesonly：若勾选该项，则该修正只对已选中的粒子进行操作（包括这里的反选操作？）。⑧Wrapatperiodicboundaries周期性图像中的挪移：该修正将位于模拟单元以外的粒子映射回模拟盒子，所作的坐标映射为wrap，意即“缠绕”，从一边映射到另一边。输入：输出：**注意事项：该修正只对周期性方向有效，周期性边界条件（periodicboundaryconditions，PBC）的信息从模拟文件中读取。4.2.3颜色处理类Coloring包括三种：Colorcoding对每个粒子着色，Assigncolor对粒子群涂色，Ambientocclusion增加光线遮蔽的效应。①Colorcoding着色：该修正根据粒子属性对每个粒子进行着色。输入的属性先被Startvalue和Endvalue截取，之后缩放为[0,1]之间的数值，再用此归一化（normalized，重整化）的数值按Colorgradient显示为颜色。Colorgradient列举了多种颜色渐变模式，进入“Loadcustomcolormap”，你需要预先准备好一幅图片，ovito将扫描某一行的像素，从而生成自定义的颜色渐变梯度。你可以用图片编辑器得到如下的图片，作为自定义的颜色梯度。或者Adjustrange：可以自动把Startvalue设为选中粒子中的最小值，而把Endvalue设为最大值。此功能可以保证没有值被截掉。Reverserange：将Startvalue和Endvalue值对调。Coloronlyselectedparticles：此选项限定只对选中的粒子着色。Keepparticlesselected：ovito会用某种特定颜色（默认红色）对选中粒子进行高亮（Highlight）显示，这将覆盖Colorcoding的颜色，默认当前的selection会被清除。勾选此项可以防止出现这种情况，并保持当前的selection。这些selection可用于修正通道后面进一步的操作。②Assigncolor涂色：对所选定的粒子分配一个相同的颜色，如果预先没有定义selection，则颜色将分配给所有粒子。**注意事项：由于选定粒子会用特殊颜色高亮显示（默认红色），会覆盖掉当前的涂色并清除当前的selection。你可以勾选Keepselection选项防止这种情况。③Ambientocclusion光线遮蔽：Ambientocclusion即环境光遮蔽效应，物体靠近时会阻挡部分漫反射光。此修正可以快速计算每个粒子受其他粒子遮蔽的效果，可以更好地展示三维结构。该算法模拟了一个包围整个体系的球形光源，对体系照明造成的明暗效果，就像阴天的情况。输入：输出：如上图，对大量粒子体系使用遮光修正可以加强粒子的三维效果。对不大的结构和少量粒子体系改用Tachyon渲染器能获得更好的效果（对不同的图用不同的渲染，并不是说同一个体系同时使用两种渲染）。二者的区别在于，遮光器是计算每个粒子的照明因子，而Tachyon渲染器是对每个输出像素计算遮光。前者可以近乎实时显示，改善互动窗口的显示，后者不能。**注意此修正采用输入的粒子颜色，乘上照明因子，并将结果（调和后的颜色）返回到Color属性。若在此修正后再使用别的颜色修正，会把这个步骤中得到的阴影结果覆盖掉，因此应将此修正放到修正通道的最末位置。Shadingintensity：阴影强度（吸光强度？），控制遮蔽效应的百分数。越大，则粒子看起来越暗。Numberofexposuresamples：阴天是均匀地光照，这里近似为有限个平行光源，它们均匀地分布于体系四周。光源数目越少，计算时间越短，但投出的影子也越明显（造成不自然）。Renderbufferresolution：计算某一方向的单个光源的照明，修正器只对能照到的粒子进行渲染，被挡的粒子则接收不到光。该参数控制内部渲染缓存的分辨率。对大量粒子体系，有必要增加该值，以使每个粒子在渲染缓存中至少有一个像素。技术信息：ovito采用 ambientocclusion算法，来确定每个粒子的照明因子，用于调整初始的粒子颜色。球形天空对输入结构的照明，被近似为投射到该结构的大量平行光源。位于受照表面的单个粒子接收到光的多少，取决于由光源到帧缓存之间结构的投影图的渲染情况。在此投影图中，所有粒子都出现，并未被其他粒子遮挡，粒子所接收到的光量与暴露面积（等于在该投影图中所占的像素数）成正比。最后把所有光源的贡献加和，得到每个粒子的照明因子。4.2.4分析类Analysis。除了Binandreduce外，其他都是几何方面的分析。①Atomicstrain原子应变：此修正计算前后两构型间的原子应变张量。关于ovito是如何计算单粒子形变张量的，参见[Falk,Langer,Phys.Rev.E57(1998),7192]和 [Shimizu,Ogata,Li,Mater.Trans.48(2007),2923]。从不同输入文件中分别导入：current（=deformed）作为形变后的构型，reference（=initial）为初始构型。由参考构型得到每个粒子的邻居粒子（截断半径内），计算它们的相对形变，从而得到该中心粒子的局部形变梯度张量F。计算F至少需要三个不共面的邻居粒子，因此该计算对孤立粒子或共面粒子（undercoordinated，不协同）无效。此修正器可以挑选出输出文件中的那些无效粒子以供诊断之用。算出F后，可以由它得到Green-Langrangian应变张量E=1/2(FTF-I)。该修正器同样计算vonMises局部剪切不变量和应变张量的体积（流体静力学）部分，并输出这些标量作为新的粒子属性。最后，该修正器还计算形变梯度的余项。这是Falk和Langer提出的一种用于评价非线性形变部分D2min的办法。下面板Reference:Externaldatasource，用来选择参考构型的文件。它与当前构型（修正通道的输入文件）必须包含相同的粒子集，不能删除粒子，也就是分析类修正应该总在处理通道的前面。如果给出了粒子独特的ID（即ParticleIdentifier），修正器将使用这些信息扫描粒子；如果没给，修正器会假定两构型中粒子有相同的顺序。注意ovito假定粒子位置保存为列向量，有些软件如AtomEye则是假定为行向量。Cutoffradius：截断半径要足够大，以保证每个粒子至少有三个不共面的邻居粒子。截断半径越大，则局部形变梯度张量的平均体积越大。Eliminatehomogeneouscelldeformation：去除模拟盒子的均匀形变，这可以消除宏观的、均匀的形变，只显示内部的、微观的粒子形变。Assumeunwrappedcoordinates：该选项只针对周期性模拟盒子。勾选时，两种构型中粒子坐标将不作处理；不选时，跨边界粒子将被转换到最小单元中。Outputdeformationgradienttensors：勾选时，修正器将为每个粒子保存含9个分量的形变梯度张量；如果不需要完整的形变梯度张量，你可以不选，以节省存储空间。Outputstraintensors：勾选时，修正器将在输出属性中保存6分量应变张量。不需要可不选，节省时间。Outputnon-affinesquareddisplacements：输出方格形变之外的非仿射部分，它是用方格对形变张量进行最小二乘拟合后的残差（余项），也就是Falk和Langer的D2min属性。如果不需要可不选以节省时间。Selectinvalidparticles：勾选时，可挑选出无效粒子（因截断半径内的邻居粒子太少）。Fixedreferenceconfiguration：该项是默认勾选的，采用参考文件中选中的动画帧作为参考构型。Relativetocurrentframe：若勾选，则将采用一个可变的参考构型来计算形变矢量。可以计算形变矢量的增量。frameoffset（帧偏置）控制参考帧和当前帧的时间差，可正可负。若为负，则参考帧先与当前帧。注意，当参考帧为负或者超出范围时，将不计算形变矢量。②Binandreduce收集和约化：将粒子收集到某个空间“箱子”中，对箱中的粒子进行约化（简化）操作，比如对箱中的属性值求和、平均，或求最大、最小值。箱子的收集方向与模拟盒子的轴平行，可以是一维的也可以是二维的。Property：要进行操作的属性。Reductionoperation：约化操作的类型，如sum求和、mean平均、min最小、max最大。还有一个sumdividedbybinvolume，对第一个求和，然后除以各自的bin体积。该选项可用于计算由单原子virial得到的每种箱子的压强（pressure）或压力（stress）。Binningdirection：bin的准线（就像圆柱体的“准线”）。注意选择单个矢量给出一维的bin网格，bin的准线将垂直于所选的矢量。选择两个矢量给出二维bin网格，bin准线垂直于这两个矢量（也就是平行于第三个矢量）。Computefirstderivative：用有限差分近似方法对bin数据的一阶微分进行数值计算。该计算只对一维bin网格进行。它可以用来计算速度分布的微分，得到切变速率。Numberofspatialbins：两个方向上的箱子数目。Fixpropertyaxisrange：③Bond-angleanalysis键-角分析：④Constructsurfacemesh创建表面网格：Surfacemeshdisplay：由ConstructSurfacemesh修正步骤产生。⑤Displacementvectors位移矢量：计算两个不同构型间粒子的位移矢量。修正通道的输入文件（默认）设为当前current构型（变形后的），参考reference构型（初始的）由修正器从另外的文件导入。从当前构型中减去初始构型，得到每个粒子的位移矢量。算得的矢量保存在Displacement属性中，并且可以选择显示为箭头。也可以用Colorcoding修正观察其幅值。选择包含初始构型（坐标）的文件，注意此文件应该包含于当前文件相同的粒子集，因此在使用此修正前不允许删除粒子。通常此修正应置于处理通道（修正通道）的开头。为了计算位移矢量，修正器将去参考构型中寻找相应的粒子。如果粒子已有独特的ID，修正器将使用此信息当前构型的粒子映射到参考构型中；如果没有，修正器会假定粒子在两构型中按照相同的顺序存储。计算得到的矢量保存为Displacement属性。该矢量与一个（附加的）显示对象displayobject相关联，可以将该矢量渲染为箭头。默认不激活该显示对象，你要先在修正通道中激活才能显示。该矢量的外观通过vectordisplayobject来控制。（参加后面4.3显示板块）Eliminatehomogeneouscelldeformation：消除模拟单元的均匀形变。先对当前模拟单元（包括所有粒子）进行重标，使之与参考构型相匹配，再计算位移矢量。这可以有效消除模拟单元宏观的、均匀的形变，从而使计算出的矢量只反映模拟单元内部的、微观的粒子形变。Assumeunwrappedcoordinates：假定坐标是未缠绕的（unwrapped）。该选项只对周期性边界条件有影响。如果勾选，则认为两构型的坐标都是未缠绕的。如果不选，则会对那些越过了周期性边界的粒子作处理，将它们折算到最小周期内。Fixedreferenceconfiguration：如果勾选，则参考文件中选中的动画帧将作为修正参考（fixedreference），用于位移矢量的计算。这是默认模式。Relativetocurrentframe：若勾选，则将采用一个可变的参考构型来计算形变矢量。可以计算形变矢量的增量。frameoffset（帧偏置