Materials Studio官方教程（Help-Tutorials）- 使用等值面和切片

背景：Materials Visualizer 提供了一系列强大的工具，用于查看和分析体积数据，例如场、等值面和切片。 许多 Materials Studio 应用程序会生成场，例如粒子密度、势等，您可以生成等值面和切片来查看和分析场的特定方面。 您还可以查看和分析其他建模包生成的场和表面，例如，可以通过 .msi 文件格式导入曲面。

简介：本教程展示了如何操作苯分子的等值面和切片。 苯结构已优化，该分子的电子密度和静电势已使用 DMol3 计算。

目的：介绍材质可视化器中可用的等值面和切片工具。

本教程重要节点：

添加等值面-更改等值面的显示样式-使用color maps-添加和着色切片-操作切片

1.添加等值面

已提供包含苯的电子密度和静电势数据的示例文件。

单击标准工具栏上的Import按钮导入文档对话框。 导航到Examples/Documents/3D Model/benzene.xsd，并单击打开按钮。

体积渲染工具可从体积可视化工具栏中获得。

选择View | Toolbars | Volume Visualization。 选择Create Isosurfaces工具 。                        

这将打开选择场到等值面对话框。 您需要选择一个为其创建等值面的字段。

选择DMol3 total electron density并单击 OK 按钮。

显示表示电子密度的白色等值面

2.更改等值面的显示样式

您可以使用“显示样式”对话框更改等值面的显示方式。

在 3D 查看器中单击鼠标右键，然后从快捷菜单中选择Display Style以打开“显示样式”对话框。 选择Isosurface选项卡。

您可以将等值面的显示样式从实体更改为点。

在显示样式部分中，单击Dots按钮。 将Dot size增加到 3。

如果您正在查看一个复杂的系统，这可能会很有用，因为它会加快重绘时间。 对于本教程的其余部分，您将使用实体显示样式。

在Display style部分中，单击Solid按钮。

您可以更改曲面的透明度以使其不透明。 在执行此操作之前，您应该将原子显示样式设置为 Ball and Stick，以便您可以看到透明度的效果。

选择 Atom 选项卡并选择 Ball and Stick。 返回到 Isosurface 选项卡并将透明度Transparency拖动到中间标记。

表面变得更加透明。

旋转分子。 将透明度改回完全不透明。

当您旋转模型时，等值面会自动更改为点表示。 这是在更高质量的显示模式下旋转原子和键时可以看到的快速移动功能的体积等价物。

您可能会注意到等值面边缘与深色背景相交处显示出轻微的“光晕”。 这是渲染过程的产物，通常可以使用属性资源管理器删除。

在 Properties Explorer 中，从 Filter 下拉列表中选择 Isosurface。 双击 IsInsideVisible 打开 Edit IsInsideVisible 对话框。 选择No选项，然后单击OK按钮。

“”halo” 应该消失。

等值面是由场值相同的点形成的表面。 因此，您可以通过更改等值来增加或减少等值面的大小。

使用“显示样式”对话框的Isovalue选项卡上的Isovalue up spin控件来增加等值。

当您增加等值时，等值面的大小会减小，反之亦然。

注意：如果指定的等值线超出了等值面字段定义的范围，则不会显示等值面。

您可以通过修改基础字段的范围来控制显示多少等值面。

选择字段选项卡。 使用 Display range 1st Max spin 控件将 Max 值更改为 0.49。

更改字段的显示范围也会影响等值面的显示范围。

对于周期性系统，您可以将显示范围扩展到 1.0 以上和 0.0 以下。

使用 Display Range 1st Max spin 控件将 Max 值改回 1.0。

您可以通过多种方式更改等值面的颜色。 其中最简单的是使用颜色选择器来更改整个等值面的颜色。

更改回Isosurface选项卡。 单击颜色控件以显示Custom选项的颜色选择器并选择一种新颜色。

整个等值面都会改变颜色。

注意：如果存在多个等值面，则应先选择要修改的等值面，然后再选择一种新颜色。 否则，所有等值面都会改变颜色。

您还可以按映射字段着色。 例如，这使您可以将静电势映射到电子密度上。

从Mapped field下拉列表中选择DMol3 electrostatic potential。 关闭显示样式对话框。

等值面的颜色会发生变化以反映映射的静电势。 在显示样式部分，带状复选框变为活动状态。 这将等值面细分为颜色均匀的区域，每个区域对应于映射字段的一系列值。

3.使用color maps

您还可以使用“颜色贴图”对话框更改等值面的颜色。

在 3D 查看器中单击鼠标右键，然后从快捷菜单中选择Color Maps。

这将打开“颜色映射”对话框

from和to框表示色谱所涵盖的值范围。定义了许多光谱颜色范围。

从 Spectrum 下拉列表中选择 Blue-White-Red。

等值面的颜色会发生变化，因此等值面的任何部分的值等于或低于“从”框的值都会变为蓝色。这些颜色随着值的增加而变化，直到等值面的任何部分的值等于或高于 To 框中的值。您可以通过在颜色选择器中将鼠标悬停在该颜色上来查看哪种颜色是指哪个等值面值。

将鼠标指针悬停在Color Maps对话框的颜色选择器栏中的任何颜色上。

一个数字显示为工具提示：这表示分配给该颜色的等值面的值。

您可以通过在颜色选择器中选择某些颜色来使它们透明。

在颜色选择器栏中，左键单击以选择任意三个部分。

具有您选择的颜色的等值面部分现在在 3D 查看器中是透明的。

提示：您可以通过单击部分使单个部分透明，也可以拖动鼠标使许多连续部分透明。

单击您使透明的三个部分中的第一个，然后将鼠标拖动到第三个部分。

您还可以更改将部分切割成的带数。

将Bands更改为 128。

等值面看起来更平滑，因为带现在要小得多。

如前所述，From and To框中的值定义了颜色范围，并且可以更改。您可以简单地输入新值或使用预先计算的值。单击与From and To框关联的右箭头按钮可获得预先计算的值。

单击From框的右箭头按钮。

您应该看到字段最小值、平均值和最大值以及映射的最小值、平均值和最大值。场值对应于整个数据场中的值，即电子密度。映射值仅对应于映射字段中包含的值，即指定等值处的特定电子密度。

要查看实际情况，您可以更改等值。

打开Display Style对话框，然后在Isosurface选项卡上更改Isovalue。关闭对话框。

等值面上的颜色发生变化。

在 Color Maps 对话框中，单击 From 框的右箭头。

映射的字段范围将发生变化，以指示等值面中映射字段数据的新范围。

为 From 框选择 Mapped Minimum。单击 To 框的右箭头并选择 Mapped Maximum。关闭颜色映射对话框。

等值面现在应该具有与以前相同的颜色。

由于存在较大的异常值，最大值非常高的情况下提供平均值。在这些情况下，对那些大值进行着色是不相关的，使用平均值可以提供更好的颜色分布。您将在着色切片部分再次使用这些值。

4.添加和着色切片

切片可以添加到您的模型中，使您可以通过平面而不是表面查看场值分布。 您可以通过多种方式添加切片，具体取决于您希望它们的方向。 有几种预设方向，例如最佳拟合和平行于不同轴。 您最初将使用最佳拟合方法添加一个切片。

单击Create Slices箭头切片

并选择Best Fit。

这将打开“选择要切片的字段”对话框。

选择 DMol3 electrostatic potential并单击 OK 按钮。

苯环平面上显示红色切片。 没有颜色阴影显示，因为它使用了整个字段范围。 要添加颜色，您需要再次使用“颜色图”对话框。

单击切片以选择它。

选择切片后，边框将颜色变为黄色，并且在其旋转中心显示黄色十字准线。

在 3D 查看器中右键单击并选择Color Maps。 将 From 值更改为 Mapped Minimum 并将 To 值更改为 Mapped Mean。

在这种情况下，由于存在异常值，映射的最大值非常高，因此您应该使用映射的平均值，因为这可以更准确地表示值的分布。

等值面阻碍了切片的视图，因此，您将其从视图中移除。

选择Volumetric Selection工具

以打开体积选择对话框。 展开两个节点。

DMol3 电子密度节点下方是您的等值面，DMol3 静电势下方是您的切片。 您可以删除等值面或使其透明。

取消选中 Isosurface1 复选框并关闭对话框。

这会从视图中移除等值面，但不会将其删除。 与等值面一样，您可以使用“颜色贴图”对话框使某些值透明。

在 Color Maps 对话框中，单击颜色选择器上的红色左箭头和前两个红色条，然后关闭对话框。

移除颜色后，您可以看到一个表示切片边缘的框。 这可以使用“显示样式”对话框删除。

打开Display Style对话框，在Slice选项卡上，取消选中Show frame复选框。 关闭对话框。

您可以向模型添加多个切片。

单击Reset View按钮重置视图。

单击 Create Slices 箭头 Slice，选择 Parallel to 1st & 3rd Axis 打开选择要切片的字段对话框。

选择 DMol3 electrostatic potential并单击 OK 按钮。

沿 x-z 平面显示第二个切片。 它使用与第一个切片相同的颜色映射设置。

注意：无论屏幕上的切片数量如何，任何切片都可以具有自定义颜色设置。

您还可以通过选择对象并添加切片来通过键或原子添加切片。

选择一个 C-C 键并单击 Create Slices 按钮以打开 Choose Fields to Slice 对话框。 选择DMol3 electrostatic potential并单击 OK 按钮。

垂直于键的切片显示。 十字准线显示在选定对象上。

您还可以通过选定的原子生成切片。

5.操作切片

切片可以使用选定对象的正常方法进行旋转和平移。

从菜单栏中，从菜单栏中选择View | Display Options以打开“显示选项”对话框。

取消选中Fast render on move并关闭对话框。

通过单击框架选择您生成的最后一个切片。按住 SHIFT 和 ALT 键并用鼠标右键单击并拖动。

切片垂直于其轴平移，并且切片信息随着切片在场中移动而更新。

按住 SHIFT 键并用鼠标右键单击并拖动。

切片以十字线指示的旋转中心旋转。

提示：如果您有三键鼠标或滚轮鼠标，则可以分别使用 SHIFT 和鼠标中键/滚轮以及 SHIFT 和鼠标右键进行平移和旋转。

注意：如果您希望沿精确已知的结晶方向对齐切片，您可以使用 Properties Explorer 来指定切片位置和切片法线。

您可以使用“体积选择”对话框删除切片。

在切片仍处于选中状态的情况下，单击Volumetric Selection按钮打开“体积选择”对话框。展开 DMol3 electrostatic potential。显示体积选择对话框。

按DELETE键。

切片将从模型中移除。

在Volumetric Selection对话框中，单击 Slice2。 按DELETE。

第二个切片从模型中移除。

在 Volumetric Selection 对话框中，展开DMol3 total electron density节点并选中 Isosurface1。

等值面覆盖在切片上。

从菜单栏中选择File | Save Project保存项目或单击项目工具栏上的Save Project按钮保存项目。

本入门教程到此结束。