Пишу о своей жизни, науке и компьютерах.
3 заметки с тегом

3D

Видео для модели аддитивных вкладов

7 июля 2014, 0:48

В моей магистерской диссертации изучена гидратация органических молекул, в частности глицина, β-аланина, γ-аминомасляной кислоты и малоновой кислоты. То есть то, как молекулы воды располагаются вокруг молекул аминокислот, сколько этих молекул, насколько быстро они двигаются и так далее. Самой интересной идеей в моей работе было разделение гидратного окружения молекулы целиком на гидратные окружения отдельных функциональных групп. Мне удалось показать, что наблюдаемые в экспериментах величины могут быть описаны как сумма вкладов от каждой отдельной группы.

Кроме экспериментальной части, я сделал квантово-химический расчет гидратного оркужения β-аланина и глицина. Даже в свое время сделал и опубликовал видео с 3D анаглифным представлением молекул (http://rabdano.ru/blog/2012/01/15/1/). В этот раз я сделал короткие видео, которые иллюстрируют идею модели аддитивных вкладов. Эти видео я использовал в презентации на защите, которая, кстати, прошла просто замечательно.

В нулевом приближении все растворы можно рассматривать однородными и не учитывать гидратацию вовсе.

В первом приближении молекулы воды разделяются на гидратное окружение и объемную фазу. Такие параметры гидратации, как времена жизни молекул воды, различаются для этих подструктур. На первом видео отображены молекулы воды в гидратном окружении, а объемная фаза изображена внешней оболочкой.

Следующим уровнем детализации является разделение молекул воды в гидратном окружении на окружения отдельных функциональных групп. На втором и следующих видео отмечены красным и синим гидратные оболочки гидрофильных амино (NH₃) и карбоксильной группы (COO⁻), зеленым — гидрофобных метиленовых (CH₂).

Если известны координационные числа функциональных групп, то тогда можно определить параметры гидратации не для гидратного окружения группы целиком, а для одной молекулы в нем. На пятом видео для молекулы воды, относящиеся к гидратному окружению разных функциональных групп, окружены оболочками разного цвета.

В итоге, я показал в своей работе, что для разных веществ средневзвешенное значение вкладов от отдельных функциональных групп равно наблюдаемому в эксперименте значению параметра.

Видео были подготовлены при помощи программы VMD. Расчеты я проводил в РЦ «ВЦ» СПбГУ.

Новый ролик с молекулами

15 января 2012, 12:50
Как я писал ранее, я не прекратил баловаться с эффектами 3D для улучшения восприятия объемных фигур. В частности, я сделал несколько правок в настройках камеры и добавил фон с текстурой к видео, которое я выложил в декабре. Получилось немного лучше, мне так кажется. Вот собственно и видео:



Повторю, что для просмотра необходимы анаглифные очки с красным и синим стеклами.

Конференция «Магнитный резонанс и его приложения»

4 декабря 2011, 14:46
Это еще одна конференция, в которой я участвовал. Из названия ясно, о чем была основная масса докладов. Я выступил бы с той же темой что и на Science and Progress, если бы не одна идея. Она пришла моему научному руководителю за неделю до конференции, и формулировалась примерно так:
Ребята, а придумайте какой-нибудь нестандартный метод представления доклада... А. В. Донец
У нашей группы было несколько задумок, но мы выбрали, наверное, самые адекватные из них: 3D-ролики с молекулами и поменяться материалами, чтобы придать последовательности рассказу и сделать длинный доклад на час. В результате нужно было очень быстро осознать ту часть материала, которую мне рассказали, и подготовить видео. После раздела, мне досталась часть как раз с квантово-химическими расчетами. Сейчас я не буду писать про них подробно, скажу лишь о том, что результаты расчета оптимальных геометрий молекул можно было представить на при помощи трехмерных моделей. А так как мы делали необычный доклад, мы сделали стереоскопические 3D-ролики.

Самым бюджетным вариантом оказалось использовать анаглифные очки по 15 рублей за штуку. На конференции был один человек, который говорил, что есть поляризующие очки для 3D, и что анаглиф — это старье. Он конечно, прав, но покупать 50 очков за 15 и за 250 рублей, это разные вещи. Тем более, что все делалось из своего кармана. То, что получилось можно посмотреть на этом видео (нужны очки):



Мне понравилось делать такие ролики. При помощи них можно действительно хорошо понять структуру молекул, все очень наглядно. Может быть от меня будут еще ролики с молекулами.