Atomic Blender (PDB/XYZ)

Le module complémentaire Atomic Blender (PDB/XYZ) importe les structures atomiques (molécules, cristaux, clusters, particules, surfaces, etc.), qui sont décrites dans les fichiers PDB (.pdb) et XYZ (.xyz) (Import PDB/XYZ). L’add-on lit les coordonnées de tous les atomes dans le fichier PDB/XYZ et représente les atomes sous forme de boules dans le monde de Blender. De plus, les bâtons, qui sont décrits uniquement dans les fichiers PDB, peuvent être affichés si les bâtons sont répertoriés dans le fichier PDB. Pour l’importation, de nombreuses options peuvent être choisies, ce qui permet de représenter les atomes et les bâtons de différentes manières. À l’aide de plusieurs outils du Atomic Blender Utilities panel, les structures atomiques peuvent être modifiées après l’importation. Notez que les coordonnées des structures atomiques sélectionnées dans le monde Blender 3D peuvent également être exportées dans des fichiers PDB/XYZ.

Atomic Blender (PDB/XYZ) est intéressant pour les scientifiques, qui souhaitent visualiser leurs structures atomiques décrites dans des fichiers PDB ou XYZ avec Blender. Grâce à Blender, des graphiques sophistiqués de molécules, de structures cristallines, de surfaces, de nanoparticules, d’amas et d’arrangements atomiques complexes peuvent être obtenus. Ces graphiques répondent aux normes des revues de top-niveau, qui ont un facteur d’impact élevé. Voir les Examples à la fin de cette page.

Voir aussi

Informations sur PDB et XYZ

• Description du format de fichier PDB : Wikipedia et RCSB.

• Description du format de fichier XYZ : Wikipedia et Open Babel.

• Certaines notes sur les fichiers PDB et XYZ peuvent également être trouvées sur le site du développeur et les remarques.

• De nombreuses molécules peuvent être téléchargées sur le site du site RCSB (aller sur « Télécharger »).

• Une liste des logiciels qui traitent de PDB de différentes manières peut être trouvée sur le site du RCSB. Il y a aussi Vesta, ASE et tous les calculateurs de chimie quantique utilisés dans la recherche, qui peuvent créer ou même calculer des structures atomiques et les stocker dans des fichiers PDB / XYZ.

Voir aussi

Forum

• Veuillez utiliser le forum Blender Artists pour vos commentaires et questions.

• Il est également possible de poser des questions sur Stack Exchange. Cependant, notez que certains développeurs (comme Blendphys) n’ont pas assez de crédits nécessaires pour donner des réponses sur Stack Exchange.

Indication

Défauts dans une structure atomique

Si vous souhaitez afficher des défauts tels que des vacances dans une structure atomique, utilisez un «X» pour le nom de l’élément dans le fichier PDB ou XYZ. Un défaut est représenté sous la forme d’un cube.

Import PDB/XYZ

Le panneau avec les options d’importation PDB.

Camera & Lamp

Une caméra et/ou une source de lumière sont placées dans le monde 3D. Les deux sont placés de telle sorte que toute la structure atomique puisse être bien vue par la caméra avec suffisamment de lumière provenant de la source lumineuse.

Object to Origin (PDB)

La structure atomique est placée à l’origine (0.0, 0.0, 0.0) du monde 3D.

Object to Origin (XYZ)

Soit dans seulement la première image, soit dans toutes les images, la structure atomique est mise à l’origine (0.0, 0.0, 0.0) du monde 3D.

Balls/Atoms

Type Of

Choisir NURBS, Mesh ou Metaballs pour les atomes. Pour l’option Mesh, les valeurs Azimut et Zenith peuvent être choisies. Les Metaballs peuvent conduire à des effets fantaisistes : par exemple, si elles sont suffisamment grandes, leurs formes se fondent ensemble, montrant une sorte d’effet de surface.

Le panneau avec les options d’importation XYZ.

Scaling Factors

Les rayons des atomes ainsi que les distances entre les atomes peuvent être redimensionnés par un simple facteur.

Type

Le type de rayon de l’atome (atomique, van der Waals ou tel que spécifié dans le fichier de données personnalisé [prédéfini]) peut être choisi.

Sticks/Bonds (only PDB)

Use Sticks

Utiliser des sticks ou non.

Type

En général, les options Sector et Radius déterminent respectivement la précision et la dimension des sticks. L’option Smooth signifie toujours qu’un opérateur Smooth est appliqué sur les sticks. L’option Color signifie que le stick est divisé en deux parties, montrant les couleurs des deux atomes respectifs qu’il relie.

Instancing Vertices

Les sticks d’un élément sont placés dans une structure de sommets instanciés et les sticks apparaissent comme des cylindres. La structure des sommets d’instanciation rend l’affichage et le chargement de nombreux sticks relativement rapides (Separate Atoms pour plus d’informations). L’option Unit est la longueur d’une unité (un petit cylindre) : plusieurs de ces unités sont assemblées pour former en fait le stick (cylindre). Plus la longueur de l’unité est longue, moins il y a de telles unités et donc plus l’affichage est rapide. Cependant, si la longueur unitaire est trop longue, le stick devient finalement plus long que la longueur de liaison, que le stick représentera en fait. Cela crée alors des effets de chevauchement. L’option Bonds affiche séparément des liaisons simples, doubles, triples, etc. tandis que l’option Distance est la distance de liaison correspondante mesurée en diamètre de stick.

Skin

Les modificateurs skin et subdivision sont utilisés pour construire les sticks. Cela donne un joli réseau de sticks, qui peuvent être utilisés pour montrer, par exemple seulement les liaisons de la structure (supprimez les atomes avant!). Les options SubDivV et SubDivR sont des paramètres de l’opérateur de subdivision. Si l’option Smooth est activée, le profil carré initial des sticks passe à un profil plus circulaire. Notez que si cette option est choisie, il n’y a qu’un seul objet représentant tous les sticks.

Normal

Des cylindres normaux sont utilisés. Pour chaque liaison, un cylindre individuel est utilisé. Si l’option One Object est activée, environ No sticks n’est joint en un seul objet maillé. Cela rend l’affichage des sticks très rapide. Cependant, les sticks individuels n’existent plus.

Frames (uniquement XYZ)

Load All Frames

Charger uniquement la première ou toutes les images.

Skip Frames

Sauter et ne charger que chaque n-ième image. Très utile pour les données volumineuses où il peut être suffisant de n’afficher que chaque 4ème image.

Frames/Key

Afficher un nombre spécifique d’images par clé. De nombreuses images dans une clé mènent à une présentation plus fluide.

Important

Le nombre d’atomes dans une image doit être le même pour tous les images!

Panneau Atomic Blender Utilities

Le panneau Atomic Blender Utilities vous facilite la vie lors de la manipulation des atomes de structures importées.

Le panneau Atomic Blender Utilities.

Custom Data File

Un fichier de données personnalisé distinct contenant tous les types de rayons et de couleurs des atomes peut être chargé. Une telle option est utile lorsque l’on souhaite utiliser des valeurs prédéfinies pour les rayons et les couleurs. Un exemple peut être téléchargé à partir de : Custom data file.

Le fichier de données personnalisées est un fichier ASCII, qui peut être dupliqué et modifié par l’utilisateur. Le rayon et/ou la couleur des atomes peuvent être modifié(s) de manière permanente comme suit : Ouvrez le fichier ASCII avec un éditeur de texte standard, recherchez le nom de l’atome et modifiez le rayon (Radius used). Faites de même avec les valeurs RVB de la couleur. La valeur RGBA (1.0, 1.0, 1.0, 1.0) correspond au blanc et RGBA (0.0, 0.0, 0.0, 1.0) est noir. Notez que la dernière valeur d’un tuple de couleur est la valeur alpha de la couleur.

Dans Blender, le fichier de données doit d’abord être chargé. Les couleurs et les rayons sont modifiés après l’exécution de Apply. Notez que seuls les atomes sélectionnés sont modifiés.

Measure Distances

Il s’agit de mesurer la distance de deux objets en mode objet mais aussi en Mode Édition. L’unité est l’Ångström (1/10 000 de micron).

Change Atom Size

Type of Radii

Type

Avec ce sélecteur, le type de rayon peut être choisi. Soit on utilise des rayons Predefined, Atomic ou Van der Waals. Les valeurs par défaut des rayons prédéfinis sont les rayons Atomic.

Charge

Pour l’option Ionic radii, l’état de charge peut être choisi et les rayons des objets sélectionnés sont instantanément modifiés. Sélectionnez un type d’atome (par exemple, uniquement tous les atomes d’hydrogène), puis appliquez l’état de charge. Les modifications ne s’appliquent que si un état de charge d’un atome est disponible.

Radii in pm

Tous les rayons d’un type d’atome spécifique peuvent être manipulés. Tapez le nom de l’atome (par exemple « Hydrogen ») et choisissez le rayon en picomètre.

Radii by Scale

Cela modifie les rayons de tous les atomes avec un facteur d’échelle. Tapez le facteur de mise à l’échelle et augmentez ou diminuez la taille des rayons à l’aide du bouton Bigger ou Smaller, respectivement.

Change Stick Size

Le diamètre des sticks est modifié. Les boutons Bigger et Smaller permettent respectivement d’augmenter ou de diminuer le diamètre. Le facteur d’échelle détermine la force du changement de diamètre. En utilisant l”Outliner, on peut appliquer ces opérateurs uniquement sur une sélection de sticks (par exemple uniquement les sticks des atomes d’hydrogène). Notez que les modifications ne s’appliquent que si les sticks sont des objets individuels, par ex. cylindres simples ou si les sticks sont décrits dans des structures de sommets d’instanciation.

Change Atom Shape

Il est possible de changer la forme (sphère, cube, icosphère, etc.) et le matériau des atomes. Tout d’abord, sélectionnez vos atomes dans la Vue 3D ou dans l”Outliner.

Shape

Choisir la forme dans le premier sélecteur.

Material

Choisir l’un des matériaux dans le deuxième sélecteur. Les matériaux ne sont que des exemples, d’autres améliorations peuvent être apportées dans l’onglet Matériaux des Propriétés.

Special

Ici, vous pouvez choisir un objet avec une forme spéciale, un matériau, etc. Ces objets sont assez agréables pour représenter des défauts dans des structures atomiques. Lorsque vous choisissez un objet aussi spécial, vous ne pouvez plus choisir séparément la forme et le matériau comme ci-dessus. Dans les onglets Objets et Matériaux des Propriétés, d’autres modifications peuvent être effectuées.

Replace

Enfin, appuyez sur le bouton Replace. La forme et/ou le matériau de tous les atomes sélectionnés sont ensuite modifiés. Cette option fonctionne pour les objets et les structures instanciant des sommets d’objets.

Default

Si vous souhaitez avoir les valeurs par défaut (sphères NURBS et couleurs et tailles d’élément spécifiques) des atomes sélectionnés, appuyez sur le bouton Default.

Separate Atoms

Lorsque des structures sont importées via l’importateur PDB ou XYZ, les atomes sont placés dans une structure dite de sommets d’instanciation, quelque peu dans des « groupes » d’éléments (par exemple, tous les atomes d’hydrogène forment une structure de sommets d’instanciation). Dans le mode d’édition de Blender, des atomes uniques peuvent être supprimés ou déplacés en modifiant la position des sommets. Cependant, ils font toujours partie de la structure et ne sont pas des objets indépendants. Parfois, on aimerait marquer un seul atome ou remplacer un atome par quelque chose de différent : par exemple, imaginez que vous avez un cube NaCl où vous aimeriez remplacer un atome par un défaut atomique en forme de boule de couleur différente.

Pour séparer des atomes simples, il faut d’abord sélectionner l’atome (les sommets) dans le Mode Édition. Dans le panneau Utilitaires Atomic Blender, le sélecteur d”Object et le bouton Separate apparaissent en bas. Si le sélecteur reste sur Unchanged, le type d’objet (NURBS, mesh, meta) et ses propriétés ne seront pas modifiés lors de la séparation. Si vous le souhaitez, un autre type d’objet peut également être choisi, qui remplace alors le type d’objet standard.

Après avoir choisi le type d’objet, utilisez le bouton Separate Atoms pour séparer les atomes sélectionnés : les atomes sont alors des objets uniques, nouveaux, qui peuvent être manipulés de n’importe quelle manière. Ils apparaissent dans l”Outliner et portent le suffixe _sep.

Indication

Conversion de tous les atomes d’une structure de sommets d’instanciation en objets réels indépendants

Procédez comme suit : Sélectionnez toute la structure atomique avec la souris puis utilisez Make Instances Real. Comme cela, vous produisez de vrais objets indépendants! Dans l”Outliner, supprimez les structures de sommets d’instanciation restantes, nommées comme « Carbon », « Hydrogen » etc.

Exemples

Différentes présentations d’une seule et même molécule.	Partie d’une molécule d’ADN.
Molécules d’hélicène [5] fonctionnalisées sur la surface NaCl (001) (Clemens Barth et al. – Lien vers la publication).	Structure des cellules solaires pour souligner les propriétés des nanocristaux de silicium déposés par un système de pulvérisation pulsée (Mickael Lozac’h et al. - Lien vers la publication).

This video a été réalisée par Sébastien Coget (responsible researcher: Frank Palmino) à Femto-ST institute Besançon (France). Le film démontre qu’avec Blender, des films professionnels peuvent être réalisés pour la recherche. Il a été rendu avec Cycles.