OVITO是一款科學數據可視化和分析軟件,軟件應用于分子和其他粒子的模擬模型計算。軟件常用于計算化學、物理學、材料學等學科。軟件適配了多平臺,能夠在Windows、Linux、macOS系統中運行,并且軟件功能豐富,系統占用小,能夠流暢的進行計算模擬。
軟件特色
1. 消耗內存小。相對于VESTA,VMD等軟件,消耗內存小。導入大體系運行流暢。
2. 正則表達式。正則表達式功能使得OVITO對結構的操作靈活自由。
3. 豐富的內置函數。豐富的內置函數使其具有強大的分析功能。
數據導入方法
要從本地計算機加載一個模擬文件,從菜單中選擇加載文件或使用工具欄中的相應按鈕。OVITO會自動檢測文件的格式(見支持的格式列表)。以.gz為后綴的壓縮文本文件可以直接被OVITO讀取。
導入的數據集將在三維視口中作為可視對象顯示,同時也會出現在管線編輯器的數據源部分。
外部文件面板顯示在管線編輯器的下方。它包含了一些工具按鈕,用于重新加載導入的數據文件,以防它在OVITO之外被改變,或者選擇一個不同的文件作為數據管道的來源。當你建立了一個復雜的數據分析管道,并希望在不同的模擬數據集上重新使用它時,切換導入的文件是非常有用的。
導出data文件
OVITO的文件-導出文件功能將當前數據管道的結果導出到一個文件中。根據所選擇的輸出格式(見下表),數據集的不同片段會被導出,如粒子及其屬性、化學鍵、其他計算量等。此外,你還可以選擇輸出哪個動畫幀(只是當前幀或一個范圍),以及數據集是保存在一個單一的輸出文件中還是保存在一個文件序列中,每一幀一個。
OVITO會要求你提供一個目標文件名。注意,如果你加上.gz的后綴,輸出文件將自動對基于文本的文件格式進行壓縮。
全局屬性值
OVITO的一些分析功能會計算標量輸出值,例如某類原子的總數或固體的計算表面積。您可以在數據檢查器面板的屬性頁上找到與當前數據集相關的這些全局屬性表。屬性可能會有與時間相關的值(即它們的值是由管道系統在每個動畫幀中動態地重新計算的)。
你可以使用上述OVITO的文件導出功能,將一個或多個這樣的全局屬性形成的時間序列導出到一個文本文件。請確保在文件選擇對話框中選擇 "數值表 "的輸出格式。這種輸出格式會產生一個表格式的文本文件,其中包含所選屬性的值作為時間的函數。你可以用任何外部圖表工具繪制導出的數據。
支持的輸出文件格式
文件格式 | 描述 | 輸出的數據 |
---|---|---|
LAMMPS dump | 基于文本的文件格式,由LAMMPS分子動力學代碼產生和讀取。 | particles |
LAMMPS data | 由LAMMPS分子動力學代碼讀取的文件格式。 | particles, bonds, angles, dihedrals, impropers |
XYZ | 一個簡單的基于列的文本格式,在這里有記錄。 | particles |
POSCAR | ab initio模擬包VASP使用的文件格式。 | particles |
IMD | 分子動力學代碼IMD使用的文件格式。 | particles |
FHI-aims | 從頭開始模擬軟件包FHI-aims使用的文件格式。 | |
NetCDF | 遵循AMBER格式約定的分子動力學數據的二進制格式。 | particles |
GSD/HOOMD | HOOMD-blue代碼所使用的分子動力學數據的二進制格式。見GSD(通用模擬數據)格式。 | particles, bonds, global attributes |
VTK | ParaView軟件使用的基于文本的通用數據格式。 | surface meshes, voxel grids, dislocations |
POV-Ray scene | 將整個場景導出為一個可以用POV-Ray渲染的文件。 | any |
Crystal Analysis (.ca) | 可以存儲通過位錯分析修改器從原子化晶體模型中提取的位錯線的格式。該格式在這里有記錄。 | dislocations, surface meshes |
使用說明
【如何利用 OVITO找弗倫克爾缺陷】
利用 OVITO 找弗倫克爾缺陷對需要準備兩個文件:一個是結構演化前的坐標文件,一個是結構演化過程的坐標文件(這個是利用 LAMMPS 的 dump 命令進行輸出)。以我上次最后給出的演化示意圖的制作為例,一共用到了 OVITO 的十個功能,我在下方圖中標了出來。具體操作過程如下:
將演化過程的文件導入 OVITO 軟件后,選取下圖2中標注 1 處(Filecontains time series),告訴 OVITO 該文件是個演化過程文件,隨后選擇下圖中標注 2 處(Add modification),這里面幾乎包含了 OVITO 軟件的所有功能,有興趣的同學可以去探索一下。在圖2 中標注 2 處里面找到并選取 Wigner - Seitz defect analysis (這也是 NC 文章中所提到的缺陷分析方法);
接著點擊下圖 標注 5 處導入演化前的結構文件。然后會在圖3 中標注 6 處發現軟件告訴你找到幾個空位和幾個間隙子(一般情況下這兩個值是相等的),繼續點擊圖3 中標注 7 處(播放鍵),OVITO 便會自動統計演化過程中每個時刻產生的空位數目和間隙子數目。
但是,NC 文章中的演化圖中只有空位和間隙子,并不是 Fe 原子 ~,繼續選取 Add modification 處,找到里面的 Expression select(圖4 中標注 8 處),選取后 OVITO 會給你一個方框,在里面填寫 Occupancy==1 (這是告訴 OVITO 讓它將沒有離開晶格位置的 Fe 原子都選中),然后在 2 處選擇 Delete selected particles(圖中標注 9 處),讓 OVITO 將這些 Fe 原子都刪掉,這樣就只剩下空位和間隙子了,接著再次重復一下 Expression select 這個過程,選取 Occupancy == 2 或者 0 (這是告訴 OVITO 讓它將間隙子或者空位都選中),然后在 Add modification 中找到 Assign color(圖4中標注 10 處),給選中的空位或者間隙子賦予自己喜歡的顏色,隨后再次點擊播放鍵,OVITO 將為你展示完整的缺陷演化過程。至于圖2 中標注 3,4 這兩個地方,一個是輸出演化過程視頻文件,一個是輸出單張圖片。
【如何利用 OVITO 做類似 NC 文章中的位錯環分析】
由于本人重復 NC 文章級聯碰撞過程使用的體系很小,所以根本形成不了位錯環,因此很干脆的在 Fe 當中手動的建了一個位錯環,這里再給各位安利一個建模軟件,Atomsk,一款金屬材料界建模利器(多晶,晶界,位錯以及界面等等),有興趣的同學可以百度一下,以下是用 OVITO 展示了我用 Atomsk 建的一個 Fe 的位錯環(導入坐標文件后直接在 Add modification 中選取 Dislocation analysis(DXA)即可):
可以看到 OVITO 不僅幫忙找出了位錯環,而且還能幫忙指出了幾個位錯環,各個位錯環的長度以及其伯格斯矢量。
配置要求
OVITO需要一個64位操作系統,并在x86-64架構的處理器上運行。OVITO的圖形用戶界面需要支持OpenGL編程接口(OpenGL 2.1或更新)的3D圖形硬件。一般來說,建議你在運行OVITO之前安裝硬件供應商提供的最新圖形驅動程序,因為一些舊的驅動程序可能不完全支持現代OpenGL規范,這可能導致兼容性問題。
更新內容
矢量、表面網格、體素網格、軌跡線視覺元素。增加了直接顏色映射選項,作為顏色編碼修改器的快速替代。
債券視覺元素。增加了對著色模式的明確控制。
使得交互式視口的數量和布局可以由用戶配置。
管線的可見性可以在每個視口的基礎上進行控制。
協調多面體修改器現在使粒子屬性可用于作為網格區域屬性和網格頂點屬性的顏色編碼。
生成軌跡線修改器。新增將隨時間變化的粒子屬性轉移到軌跡線的功能。
載入軌跡修改器。支持LAMMPS鍵轉儲文件中的非連續原子ID。
增加了用于二進制STL文件的文件閱讀器。
新增了自定義初始程序會話狀態的機制。
提高了空間相關修改器中FFT分量的限制,以支持更細的網格分辨率。
修復:如果石墨烯/金剛石是唯一啟用的結構類型,PTM修改器可能會崩潰。
修復:追蹤的軌跡線可能以錯誤的顏色呈現。
刪除了向網絡服務器傳輸隨機安裝ID的代碼。
OpenSSL共享庫不再隨OVITO for Linux一起發貨,以避免在某些Linux發行版上出現兼容性問題。
專業版 增加了在一個步驟中渲染多視口布局的能力。
Pro Python代碼生成器得到了擴展,可以為所有視覺元素生成代碼,并可以重現用戶對數據對象的手動更改(如粒子類型名稱、顏色、半徑)。
Pro 為import_file()Python函數增加了input_format關鍵字參數,用于明確指定文件格式。
Pro 升級了OSPRAY到2.7.1版本。
Pro 重命名了Viewport.create_widget()方法,并使其在ovito Python模塊的所有發行版中工作。
Pro 添加了實驗性的Viewport.create_jupyter_widget()方法,用于在Jupyter筆記本中嵌入OVITO視口(見演示夾)。
Pro 支持全站軟件許可。
專業版修復:使用OSPRAY或Tachyon渲染器渲染旋轉的超四維粒子時,出現了包圍盒剪切的假象。
專業修復。在Linux機器上以無頭模式運行時,警告 "此插件不支持createPlatformOpenGLContext!"。
裝機必備軟件
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