VMD

• イリノイ大学で開発された分子構造可視化ツール
• 分子動力学シミュレーション分野では有名な可視化ツール
  • トラジェクトリ (分子の軌跡) や構造内の水素結合の可視化ができる
• 操作が少々独特
• ドキュメントも古かったり、日本語のものが少なかったり…。

• 起動時は、回転モードになっている
• 参考サイト: Hot Keys

• 参考サイト:
  • http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/current/ug/node120.html
  • http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/vmd-1.3/ug/node249.html
  • https://rchang90.wordpress.com/2011/09/23/how-to-draw-a-simulation-box-in-vmd/

1. Graphics → Representaions… で Graphic Representations ウィンドウを起動する。
2. 新たに描画対象を指定する場合は、Create Rep ボタンをクリックする (編集する場合はスキップする)。
3. Style Color Selection と書かれた項目から編集対象のスタイルを選択する。
4. Selected Atoms の下の欄に、対象とする原子・分子を指定する (下のタブの Selections 内の項目をダブルクリックしていくだけでも何とかなるかも)。
   • よく使う selection:
     • 一般名:
       • protein: 一般的なアミノ酸
       • nucleic: 一般的な核酸
       • water: 水分子
     • 特定の条件を指定:
       • name X: X という原子名 (元素名でない) を持つ原子
       • resname X: X という残基名をもつ残基
       • resid N: N 番目の残基 (1 から始まる番号)
       • name “H.*”: 水素原子 (ダブルクォーテーションで囲まれた内部は正規表現での指定が可能)
     • 論理演算子
       • and: 条件を AND でつなぐ
       • or: 条件を OR でつなぐ
       • not: 条件を否定する
     • 距離指定
       • within D of TARGET: TARGET に指定した条件の原子を指定し、そこから D Å 以内に存在する原子
       • same fragment as (within D of TARGET): TARGET に指定した条件の原子を指定し、そこから D Å 以内に存在する残基
   • 参考サイト
     • Selection Methods
     • Other selections
     • PyMOL と VMD の selection syntax まとめ - biochem_fanのブログ
5. 条件を入力したら、Enter を押して確定する。
6. Draw style タブで、Coloring Method と Drawing Method、Material を指定する。
   • よく使うスタイル (Coloring Method)
     • Name: 原子ごとに定義された色
     • ColorID: 任意の色
   • よく使うスタイル (Drawing Method)
     • Lines: ワイヤー表示
     • Hbonds: 水素結合表示
     • VDW: ファンデルワールス半径を考慮した球のつながり表示
     • CPK: Ball&Stick モデル
     • Licorice: スティック表示
     • NewRibbons: タンパク質やアミノ酸の骨格を滑らかなチューブで表示したり、塩基に面を張ったりする表示 (厚め)
     • Ribbons: NewRibbons に似ているが、ペラペラのチューブで表示
     • Surf: ファンデルワールス半径を考慮した滑らかな面で表示 (ただし、面の演算に時間がかかるのでトラジェクトリ (動画) 表示をすると高コスト)
     • QuickSurf: Surf の簡易版

• シンプルなコマンド

  > pbc box -on

  • 消したい場合は -on を -off にする。
• オプションをフルに設定する

  > pbc box -color black -width 1

• Display → Depth Cueing を OFF にする
  http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/mailing_list/vmd-l/12103.html

• ズームすると、ポリゴンの中身が見える場合、
  • Display → Display Settings… で、Screen Hgt を 1.0 にする。
  • Display → Display Settings… で、Near Clip を下げてもある程度緩和できるが、ズームすると内部が見えてしまうので上記の方法がおすすめ。

1. ビューア画面上で c を入力 (中心選択モード)
2. 中心に据えたい原子をクリック

• ちなみに r が回転モード、t が平行移動モード
  http://www.life.umd.edu/biology/sukharevlab/download/vmd_scripts/vmd_enhanced_startup_file.htm

• Graphics → Graphical Representations で表示した Graphical Representations で Style Color Selection 内のスタイルをダブルクリックして赤字にする。

• AMBER のパラメータファイルでは、カウンターイオンは「元素名 + “+“」や「元素名 + ”-“」で表記されている (例. K+、Cl-)
• カウンターイオンの表示を、VMD の Graphical Representations の Selected Atoms にそのまま入力すると、The atom selection you typed could not be understood. (syntax error) とエラーが出て選択できない (アニオンは問題ないが…)
• その場合は、その Selected Atoms で元素名をシングルクォーテーションで囲んでしまえばいい (ダブルクォーテーションだと Syntax error になる)
  例. K+ の場合、
  • resname 'K+'
  • type 'K+'

• selected atoms が resname xxx だと、xxx の分子内水素結合しか表示されない
• 分子間水素結合を表示するには、
  • selected atoms: resname xxx or resname yyy
  • draw style: hbond

• Mouse → Label → Bonds で距離を知りたい原子をクリックする
• ラベルが邪魔な時は、Mouse → Label → Atoms にして、消したいラベルの原子をクリックする
• 距離をプロットする場合は、Graphics → Labels… から、Bonds を選択して、Graph タブの Graph… をクリックする

1. 座標及びトポロジーファイルを読み込んで分子を表示する。
2. Extensions → Visualization Clipping Plane Tool を選択する。
3. 断面の切断面を側面から見る位置に分子を回転させる。
4. その位置で、起動した Clip Tool の Settings 内の 2 項目 (Normal follows view と Origin follows center をチェックを入れて、再度チェックを外す)
   1. Normal follow view: 現在のビューに合わせて座標を設定する。
   2. Origin follows center: 現在のビューに合わせて、座標中心を設定する。
5. Edit Clipping Planes 内の数字 (断面番号) のいずれかをクリックする。
6. Active をクリックする。
7. Distance を設定する。
   • どれくらい切断させたかを確認するには、分子のビューを上下左右のいずれか 90 度回転させると良い。
8. 断面で囲むために、別の切断番号をクリックする。
9. Active をクリックする。
10. Normal の項目にある flip ボタンをクリックする。
11. Distance を設定する (スクロールバーの進める方向は 7 と同じ方向)。

• 断面状態は、File → Visualization State… で保存可能だが、再度 Clip Tool を起動するとリセットされる。

1. 分子パラメータやトラジェクトリを読み込んだ状態にする
2. Extensions → Visualization → Movie Maker を選択
3. メニューバーの Movie Settings で、Trajectory を選択
4. メニューバーの Format にて、「MPEG-1 (ppm to mpeg)」を選択
5. Set working directory を変更<br>(ここで指定したディレクトリに動画作成のためのテンポラリファイルと動画が作成される)
6. Name of movie に動画のタイトルを入力<br>(拡張子の前のファイル名になる)
7. 可能ならば、Movie duration を設定
8. Make Movie をクリック

1. 出力された動画を Windows のムービーメーカーに読み込ませる
2. メニューで「ムービーの保存」→「カスタム設定の作成」を選択
   • 名前にプロファイル名を付ける
   • サイズ: 720×576
   • ビットレート: 1250 kbps
   • フレームレート: 25 fps
   • オーディオなし
3. 最後に保存ボタンを押す
4. もう一度、「ムービーを保存」→「先ほど保存したプロファイル」で、保存ダイアログが表示されるので、ファイルの種類を「Windows Media ビデオファイル」にして保存

1. 動画を選択
2. 以下の設定にする
   • Presets: No Presets
   • Output Format: MPEG PS or MPEG1-Video
   • Choose Audio Codec:
   • Choose Video Codec: H.264
   • Rotate the video image if needed:
3. Transcode ボタンを押す

$ ffmpeg -i INPUT -s 720x576 -r 29 -b:v 1250k -c:v wmv2 OUTPUT.wmv

• -i 入力ファイル
• -s サイズ
• -r フレームレート (fps)
• -b:v ビットレート
• -c:v ビデオコーデック
• -c:a オーディオコーデック
• -vf crop=W:H:X:Y (不要な部分をカット (トリミング) するために使う; W: width, H: height)

1. POV-Ray をインストールする。

   $ sudo apt install povray

2. VMD で画像にしたい状態にする。
3. File → Render.. を選択する。
4. File Render Controls ウィンドウ内の設定を以下の値にする。
   • Render the current scene using: POV-Ray 3.6
   • Filename: 画像パス
   • Render Command: /usr/bin/povray +W%w +H%h -I%s -O%s.png +D +X +A +FN +UA
5. Start Rendering ボタンをクリックする。

• 参考サイト: How to create figures for publication using VMD /transparent background/ - YouTube

• rlwrap: No match と出たら、以下のページを参考にする
  • (1) Problem in running VMD on Ubuntu.
  • http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/mailing_list/vmd-l/19158.html
• rlwrap の set vmdprefixcmd がうまく処理できていないらしい…。