Name: Roman 3D / MD Simülasyonlar, Görselleştirme ve Analiz VR İnteraktif Çevre (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-12-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 29 s
Description: Keşfedin GPU hızlandırmalı moleküler dinamik simülasyon ve 3D/VR görselleştirme ile nanoyapıları analiz etme yöntemini. Bu sistem, malzeme bilimi araştırmalarında nanometre ölçeğinde yapıları keşfetmek için yenilikçi bir yaklaşım sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

UC Davis Veri Analizi ve Görselleştirme Enstitüsü'nden Dr. Oliver Kreylos'un bu sistemin oluşturulmasına yönelik bize sağladığı orijinal ilhamı ve kapsamlı desteği minnetle kabul etmek istiyoruz. Tavsiyeleri ve yardımları başarımızda etkili oldu.
Bu projeye fon sağladığı için NSF BRIGE programına da teşekkür etmek istiyoruz. Bu materyal, Ulusal Bilim Vakfı tarafından Hibe No. 1032653 kapsamında desteklenen çalışmalara dayanmaktadır.

1. Modelleme PC&#39;de 3D / VR Modelleme Yazılımı Yükle <ol><li> (Ubuntu x86 / AMD64 donanım bağlı) modelleme PC&#39;de Linux tabanı işletim sistemini yükleyin. </li><li> Linux tabanı işletim sistemini değiştirin. <ol><li> Kütüphaneler kurun ve gerektiği gibi işlevler eklemek. </li></ol></li><li> VRUI ve NCK 3D / Modelleme PC 6 VR modelleme yazılımı yükleyin. <ol><li> Tüm modelleme yazılım bileşenlerinin en son sürümlerini edinmek için ilgili web sitelerini 1,6 edin. </li><li> Derlemek yapılandırmak ve VRUI test edin. </li><li> Yükleme ve NCK test edin. </li></ol></li></ol> 2. Takip Sistemi 1 Kurma <ol><li> Montaj IR İzleme Kameralar 4 <ol><li> En iyi kapsama alanı için tavana yakın 3D TV ön kenarı üzerinde doğrudan bir sert kamera süspansiyon çerçevesini oluşturun. Doğrudan ön köşeleri ve 3D TV ön orta yukarıdaki döner bağlar Mount 3 kameralar. Emin olun her kameranın kapsama açısı sadece gTV&#39;nin ön yüzeyini Razes. </li><li> 3D TV karşısında en geniş kapsama açısı (45 derece) paralel olması kameraları hedefleyin. 3D TV karşısında dik bir dar kapsama açısı (30 derece) kullanın. İstenen 3D çalışma alanı içinde maksimum örtüşme için izin verin. Emin olun nesneleri başarıyla takip edilecek en az iki kamera (Şekil 3) görünümünde. <img alt="Şekil 3," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51384/51384fig3highres.jpg" width="500" /> Şekil 3. IR izleme kamera kapsama TV önünde 3D ​​çalışma alanını maksimize etmek. Parçalar (A) ve (B) 3D / VR Görselleştirme Sistemi saygı ile ön ve yan görünümü göstermek. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51384/51384fig3highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayınız .</a> </li></ol></li><li> Yeterli oluşturmak için gerekirse alternatif kamera yerleştirme ile deneme3D çalışma alanı. Dikey kamera montaj mesafesi kısıtlı ise bu gerekli olabilir. </li><li> Yükleme ve Kalibre Takip Yazılımı <ol><li> Verilen kurulum kılavuzu kullanarak izleme bilgisayarda OptiTrack Katı Cisim Toolkit takın. </li><li> Set Eşik, Pozlama, Işık çevreye bağımlı değerleri ve izleme yazılımı talimatlarında ayrıntılı olarak, yüksek Yakalama Kalite ayarlayın. </li><li> Değnek Yakalama için, 3D çalışma alanından diğer tüm yansıtıcı malzeme çıkarmak için dikkatli olun. Yansıtıcı değnek ile kamera örtüşme çalışma alanı boyunca düzgün hareket. Standart kadar tekrarlayın ve &quot;0.5&quot; Aşağıdaki hataları anlamına ardından kalibrasyon dosyasını kaydetmek elde edilir. </li><li> Bir izlenen 3D çalışma alanı koordinat sistemi kökenli kurmak için zemin düzlemini ayarlayın. Izleme yazılımı talimatlarında ayrıntılı olarak tanımlayın Wiimote ve 3D gözlük nesneleri paletli. </li></ol></li><li> Komple VRUI Kalibrasyon <ol><li> Trackin kabul VRUI ayarlamaizleme bilgisayardan g bilgiler. </li><li> DeviceTest kalibrasyon programını kullanarak VRUI işlevselliği izleme doğrulayın. </li><li> Koordinat sistemleri VRUI 3D ekran ve izleme yazılımı hizalayın. </li><li> AlignTrackingMarkers hizalama yazılımı kullanılarak izlenir Wiimote ve 3D gözlük seti yönelim. </li></ol></li></ol> 3. Kullanım 3D Modelleme Sistemi hazırlayın <ol><li> Başlamadan önce, tüm yansıtıcı takı (yani, saatler, küpe, metal, vb) çıkarın. Ekranda odaklanmak için gerekli düzeltici gözlük çıkarmayın. </li><li> 3D / VR Görselleştirme Sistemi için ekipman monte: <ol><li> Modelleme Bilgisayar </li><li> Takip bilgisayar </li><li> Geniş formatlı 3D özellikli TV </li><li> Modelleme bilgisayar ve 3D TV arasındaki video kablosu </li><li> 3D TV için 3D IR verici </li><li> Modelleme ve izleme bilgisayarlar için Ethernet kabloları </li><li> Izleme boynuzları ile Wiimote (kontrolör) </li><li>Izleme boynuzları ile 3D gözlük (3D gözlük) 5 </li></ol></li><li> Dikkatle dokunmak veya ona bağlı küresel IR izleme işaretçileri hareket özen, modelleme bilgisayardan kolayca ulaşılabilir denetleyicisi yerleştirin. </li><li> Dikkatle (daha önce olduğu gibi yansıtıcı belirteçleri dokunmamak için emin olun) TV standı 3D gözlük yerleştirin. </li><li> OFF açıkken, izleme bilgisayarda 3 adet USB portu 3D TV üzerine monte kızılötesi kameralardan üç USB kablolarını bağlayın. </li><li> 3D TV uzaktan kumanda bulun ve 3D televizyonun önünde yerleştirin. </li><li> Modelleme bilgisayarda ekran kartı ve 3D TV&#39;nin video girişine video kablosunu bağlayın. Ayrıca 3D TV 3D senkronizasyon çıkış için 3D IR verici bağlamak ve TV verici gözlük kullanılacak yere doğru yukarı işaret TV&#39;nin yakın tarafı durmak yerleştirin. Kalibre TV&#39;nin konumunu kaydırmaya DEĞİL ÇOK DİKKATLİ OLUN. </li><li> Tr modelleme bilgisayarda açmadan önce 3D TV AÇINbilgisayar tarafından emin doğru tanıma. </li><li> Modelleme bilgisayarı açın. Bir oturum açma istemine modelleme bilgisayar çizmeler sonra, uygun bir hesaba modelleme, bilgisayar Linux sistemine giriş. </li><li> Modelleme bilgisayar masaüstü kullanılabilir olduğunda, &quot;bilgi / i&quot; düğmesine basarak video kablosu bağlantısının durumunu kontrol etmek 3D TV uzaktan kumandasını kullanın. Emin olun sol üst köşesinde TV ekranı &quot;1920x1080 @ 60hz&quot;. Değilse, 3D TV doğru tanınmasını kurmak için modelleme bilgisayarı yeniden başlatın. Ayrıca TV uzaktan kumanda kurulum menüleri kullanarak, 3 boyutlu çıkış MODE 2 olduğundan emin olun. </li><li> Modelleme Bilgisayar masaüstünde, çeşitli sekmeler ile bir terminal penceresi açın. </li><li> Izleme bilgisayarda, bir komut penceresinde &quot;ipconfig&quot; yazarak ethernet adaptörü IP adresini doğrulayın. </li><li> Modelleme bilgisayarda, bir terminal penceresi sekmesini açın ve VRDevices.cfg dosya içinde kontrol edin &quot;sunucuAdı&quot; tanımlarizleme, bilgisayar ethernet adaptörü IP adresi. </li><li> Gerekirse, izleme, bilgisayar ethernet adaptörü maç VRDevices.cfg içinde &quot;sunucuAdı&quot; IP adresini değiştirebilir ve VRDevices.cfg kaydedin. </li><li> Izleme bilgisayarda, OptiTrack Katı Cisim Aracı yazılımı başlatmak. </li><li> Yazılım sonra, tamamen açık &quot;Yük Kalibrasyon Sonucu&quot; etiketli üst menüden yakın büyük düğmesini tıklatın izin verin. </li><li> Göz atın ve uygun kamera kalibrasyon dosyasını açın. </li><li> Dosya yüklendikten sonra, &quot;Dosya&quot; menüsünü tıklatın ve &quot;Yük katı cisim tanımları&quot; seçeneğini seçin. </li><li> Gidin ve paletli kontrolör ve 3D gözlük için uygun rijit gövde tanım dosyasını açın. </li><li> Izleme yazılımı sağdaki bölmesinde, ardından &quot;Geniş kontrol listelenen port numarası 3883 olduğunu doğrulayın,&quot; Akış &quot;etiketli bölümünü bulun&quot; VRPN izle &quot;kategorisinde bölümü ve genişletmekVRPN Akış Motor &quot;kategorisinde&quot; içinde kutuyu &quot;çerçeve verileri attı. </li><li> Modelleme Bilgisayarda, kontrolör doğrudan el ya da (2 sn uzakta en) hemen ulaşılabilir ya olduğundan emin olun. </li><li> Modelleme bilgisayarda, daha önce bu oturumda oluşturulan terminal penceresinde bir sekme açın ve gidin ve ardından &quot;./VRDeviceDaemon&quot; yazarak, örneğin, VRDeviceDaemon yazılımını başlatmak. </li><li> Istemini takip etkinlik başarılı olursa, pencere şimdi gösterecektir &quot;basın düğmeleri aynı anda Wiimote 1 &amp; 2.&quot; &quot;VRDeviceServer: istemci bağlantısı için bekliyorum&quot;. </li></ol> NCK Yazılım Kullanma 4. Test 3D / VR Görüntüleme Sistemi Aşağıdaki talimatlarda oluşturmak ve bir karbon nanotu işlemek nasıl kontrolör aracı işlevlerini kurmak için NCK yazılımı ekrandaki menüleri kullanın ve nasıl özetliyorkurucu karbon atomları (Şekil 4) 3D / VR çalışma alanında olmak. Elde edilen bağ açıları ve mesafeleri (Adım 4.4.10) ölçmek için nasıl talimatlar 10 çevrimiçi mevcuttur. <img alt="Şekil 4," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51384/51384fig4highres.jpg" width="500" /> Karbon nanotüpler çalışma 3D / VR Görselleştirme Sistemi (CNT) kullanarak Şekil 4. Lisans öğrenci Fotoğraflar (A) -.. (F) bir tek-duvarlı CNT bina sürecini göstermek <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51384/51384fig4highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayınız .</a> <ol><li> Adım 3.11 oluşturulan modelleme bilgisayar terminal penceresinde içinde, üçüncü sekmesini seçin. NCK kurulum dizini ve türü gidin, NCK yazılımını başlatmak için: &quot;./NanotechConstructionKit -rootSection localhost -domainsize 36 &quot;. </li><li> Dokunmayın veya ekli izleme işaretçileri gevşetmek için çok dikkatli olmak, 3D gözlük koymak ve denetleyici pick up. 3D gözlük sağlamak için kafa / goggle izleme konumunu ayarlayın TV ekranının 3D / VR görüntüleme sağlayan, senkron sinyali vericisi 3D TV IR alıyorsunuz. </li><li> Amacıyla aşağıdaki gibi kumanda üzerindeki düğmeleri NCK komut dernekleri, atomları hareket ve silme, ekleme atamak için bir araç seti var: <ol><li> Daha sonra Home tuşuna bırakmadan, presleme ve Wiimote Home tuşuna basılı tutarak, gezinme ve &quot;Araçlar geçersiz kıl&quot; menü öğesini seçerek ana NCK ekran menüsünü getirmek. Bu birbirinden bağımsız denetleyici üzerinde farklı düğmelere komutlar atanmasına olanak verir. </li><li> NCK&#39;nın, basın içindeki atomları manipüle eylem ile (kontrolör altındaki) Wiimote tetik düğmesine ilişkilendirmek ve tetikleyici düğmesini basılı tutun, # için &amp; ekrandaki NCK menüsünde gezinmek8220, Dragger &quot;ve&quot; 6 serbestlik dereceli Dragger, &quot;sonra tetiği bırakın. Tetik şimdi atomları manipüle eylem ile ilişkilidir. </li><li> Wiimote üzerinde &quot;+&quot; düğmesine bir atom ekleme işlevini atamak için, presleme ve Home tuşuna basılı tutarak ana menü yukarı getirmek için &quot;Yapısal Birim Tipleri&quot; gezinmek ve &quot;Üçgen&quot; seçeneğini, ardından Ana düğmesini bırakın . </li><li> Sonraki basın ve &quot;+&quot; düğmesini basılı tutun &quot;Dragger,&quot; gidin ve &quot;6 serbestlik dereceli Dragger,&quot; sonra &quot;+&quot; düğmesini bırakın. &quot;+&quot; Düğmesi artık seçilen Çeşidi yeni atomları (bu durumda üçgen tarafından temsil karbon atomu) oluşturma ile ilişkilidir. </li><li> &quot;-&quot; Bir atom silme işlevini atamak için Wiimote düğmesini, &quot;Yapısal Birim Tipleri&quot;, sonra gidin, presleme ve &quot;Ev&quot; düğmesine basılı tutarak Ana menüyü ekrana getirmek ve &amp; #8220; Seçili Birimleri Sil, &quot;daha sonra Ana düğmesini bırakın. </li><li> Sonraki, basın ve basılı tutun - &quot;Dragger,&quot; sonra &quot;6 serbestlik dereceli Dragger,&quot; gidin ve bırakın, lütfen &quot;-&quot; butonuna &quot;&quot;. &quot;-&quot; Düğmesi artık silme atomları ile ilişkilidir. </li><li> &quot;1&quot; Wiimote butonu &quot;Lock Seçilen Birimleri&quot; nin işlevlerini atamak için benzer bir prosedür takip ve &quot;2&quot; denetleyici butonu &quot;Seçili Birimleri kilidini&quot;. </li></ol></li><li> Kumanda düğmeleri yapılandırılmış edildikten sonra, aşağıdaki gibi NCK kullanarak karbon nanotüp oluşturun: <ol><li> &quot;+&quot; Düğmesini kullanarak, NCK çalışma alanına iki 3-bağ üçgen karbon atomu ekleyin. Onlar bir köşenin de katılmak kadar bu tetikleyici düğmesini kullanarak işleyin. </li><li> Bir altıgen yıldız şekli oluşturmak için 4 daha fazla karbon atomu ekleyin. </li><li> &quot;Ev&quot; menüsünü kullanarak, &quot;I / O Menüler&quot;, ardından &quot;Kaydet Birimleri gidin. </li><li> Uzakta bugünkü konumundan 6 sivri yapı taşı. </li><li> &quot;Ev&quot; menüsünü kullanarak, &quot;I / O Menüler&quot;, daha sonra &quot;Load Birimleri gidin. </li><li> Altıgen 6-atom halkalar 6 6 sayfalık (Şekil 5A) oluşturuluncaya kadar, son 2 adımları tekrarlayın. </li><li> &quot;1&quot; düğmesini kullanarak, bir üst satırda atomu ve alt satırda bir karşıt atom kilitleyin. kilitli atomlar bir pembe renk (Şekil 5B) ile işaretlenmiş olacaktır. </li><li> Serbest köşe karşı kilitli atomun serbest köşe yaklaşımlar kadar tetik düğmesini kullanarak, dikkatli bir dairesel yay kilitli atomların birini taşımak. Onlar atom cazibe onları bir bağ (Şekil 5C) ile katılmak neden olacağını yeterince yakın olduğunda bir yeşil hat köşe arasındaki görünür. Bir kez başarıyla katıldı, &quot;2&quot; düğmesini kullanarak atomların ikisi kilidini. </li><li> Benzer şekilde, kilitleme katılmadan, ve açma atom Sür karşı devamgöçmenlik ve karbon levha, etkili bir şekilde nihai karbon nanotüp (Şekil 5D-5F) içine levha &quot;sıkıştırma&quot;. <img alt="Şekil 5," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51384/51384fig5highres.jpg" width="500" /> Şekil 5. Adım-bilge yaratılışı tek duvarlı CNT gösteren karşı daha kolay manipülasyon izin (pembe üçgen olarak gösterilen) &quot;kilitli&quot; (A) karbon atomu karşı altıgen karbon halkaları 6 x 6 levha (grafen), (B) gerçekçi arası kuvvetler, karşılıklı yanları üzerinde atomları arasındaki bağ izin vermek için dikkatli bir şekilde kavisli bir karbon (C) (grafin) tabaka (D), bundan başka, karbon tabaka eğrilik yardımcı olmak için kilitli iki ek karşıt C-atomlu alkil, (e) ek karşı C-atomuna karbon devam bağlanmış Bir nanotüp ve (F) son CNT içine sac eğriliği orijinal c karşıt atomların sıralı bağ sonra oluşanarbon levha (grafen). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51384/51384fig5highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </li><li> Nanotüp tamamlandığında, yapısal açıları ve mesafeleri 10 onaylamak için ekrandaki ölçüm araçlarını kullanın. </li></ol></li></ol> Moleküler Dinamik Simülasyon Modelleri 5. Görselleştirme <ol><li> (Şekil 2A bakınız) 3D / VR NCK yazılımı içine bir başlangıç ​​kristal SiO 2 kübik modeli İthalat ve ilk yapıyı araştırmak. </li><li> Açık kaynak programları 11 ve LAMMPS 12 çünkü bu araştırma odak için çok uygundur özelliklerin hedeflenmiştir MDCASK. İkinci program kendi çeşitli atomlar potansiyeller ve GPU hesaplama yeteneği verilen bu çalışmada kullanılmıştır. LAMMPS MD paketi 12 kullanılarak, / bir simüle eriyik çalıştırmak amorf bir SiO 2 st üretmek için bu ilk yapıya prosedürü gidermek<html> kezlerinin. Bu taklit prosedür Detaylar önceki yayınlarda 13-15 bulunabilir. </li><li> 3D / VR NCK yazılımı içine sonuçlanan yeni amorf (düzensiz) SiO 2 modeli İthalat ve yapısını araştırmak (Şekil 2B bakınız). </li><li> Yeni amorf katı kullanılarak açık kaynak kodu NanospringCarver 16 ve ilgili öğretim belgeler 17 (Şekil 6) dışında bir SiO 2 nanospring / nanoribbon oluşturun. <img alt="Şekil 6," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51384/51384fig6highres.jpg" width="500" /> NanospringCarver programını kullanarak bir nanospring oluşturulmasında farklı aşamalarında adım adım atomu seçim süreci Şekil 6. Çizim parçaları. (A - B) işaret etmektedir,% 25,% 50, bu işlemin% 75 ve% 100 tamamlama 17.target = &quot;_ blank&quot;&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız. </li><li> Nanospring / nanoribbon (Şekil 7) çekme simülasyonları gerçekleştirmek için LAMMPS MD paketini kullanın. Bu prosedür Ayrıntılar önceki yayında 15 bulunabilir. <img alt="Şekil 7," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51384/51384fig7highres.jpg" width="500" /> LAMMPS MD silika sarmal nanoyapı (nanoribbon) gerilme simülasyon sonuçlarından Şekil 7. Anlık görüntü. </li><li> 3D / VR Görselleştirme Sistemde sunum için, bu simülasyon (Animasyonlu Şekil 1) boyunca anlık ve sarmal nano animasyon oluşturmak için açık kaynak yazılım araçları VMD (Visualize Molecular Dynamics) 18 ImageMagick 19, ve FFmpeg 20 kullanın. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51384/51384fig7highres.jpg" target="_blank">tıklayınız Daha büyük bir v görüntülemek için</a>Bu rakamın ersion. </li></ol> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51384/Animated_Fig1-movie NR-0140_frames.mov" target="_blank">Hareketli Şekil 1</a> sarmal nanoyapı çekme simülasyon. Animasyon.

<ol><li>Kreylos website, O. Low-Cost VR 3D/VR tutorial. , University of California Davis. Davis, CA. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/LowCostVR/index.html">http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/LowCostVR/index.html</a> (2013).</li>
<li>Doblack, B. N., Flores, C., Matlock, T., Dávila, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+emergence+of+immersive+low-cost+3D+virtual+reality+environments+for+interactive+learning+in+materials+science+and+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Res.+Soc.+Symp.+Proc%22%5BJournal%5D)">The emergence of immersive low-cost 3D virtual reality environments for interactive learning in materials science and engineering.</a> Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1320, (2011).</li>
<li>Flores, C., Matlock, T., Dávila, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancing+materials+research+through+innovative+3D+environments+and+interactive+manuals+for+data+visualization+and+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Res.+Soc.+Symp.+Proc%22%5BJournal%5D)">Enhancing materials research through innovative 3D environments and interactive manuals for data visualization and analysis.</a> Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1472, (2012).</li>
<li>IR tracking camera and software source. , Naturalpoint. U.S.A. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.naturalpoint.com/optitrack">http://www.naturalpoint.com/optitrack</a> (2013).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+goggle+source%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">3D goggle source.</a> , Ilixco. U.S.A. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.i-glassesstore.com/dlp3d-wireless-2set.html">http://www.i-glassesstore.com/dlp3d-wireless-2set.html</a> (2013).</li>
<li>Kreylos, O. Nanotech Construction Kit. , University of California Davis. Davis, CA. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/NanoTech/index.html">http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/NanoTech/index.html</a> (2013).</li>
<li>Compute Unified Device Architecture (CUDA). , U.S.A. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.nvidia.com/object/cuda_home_new.html">http://www.nvidia.com/object/cuda_home_new.html</a> (2013).</li>
<li>Graphics Processing Unit (GPU) computing. , U.S.A. Available from: <a target="_blank" href="http://www.nvidia.com/object/what-is-gpu-computing.html">http://www.nvidia.com/object/what-is-gpu-computing.html</a> (2013).</li>
<li>GPU applications. , U.S.A. Available from 
 <a target="_blank" href="http://www.nvidia.com/object/gpu-applications.html?mDicS">http://www.nvidia.com/object/gpu-applications.html?mDicS</a> (2013).</li>
<li>“3D/VR Visualization System - Startup and Shutdown Protocol” and “3D/VR Visualization System – CNT Modeling Example” documents. , University of California Merced. Merced, CA. Available from: 
 <a target="_blank" href="https://eng.ucmerced.edu/people/ldavila/home/3d-vr-visualization-system-dissemination-of-research-results-and-products">https://eng.ucmerced.edu/people/ldavila/home/3d-vr-visualization-system-dissemination-of-research-results-and-products</a> (2013).</li>
<li>MDCASK molecular dynamics code. , Livermore National Laboratory. Livermore, CA. Available from: 
 <a target="_blank" href="https://asc.llnl.gov/computing_resources/purple/archive/benchmarks/mdcask">https://asc.llnl.gov/computing_resources/purple/archive/benchmarks/mdcask</a> (2013).</li>
<li>LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) molecular dynamics code. , Steve Plimpton. Albuquerque, NM. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://lammps.sandia.gov">http://lammps.sandia.gov</a> (2014).</li>
<li>Feuston, B. P., Garofalini, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Empirical+three-body+potential+for+vitreous+silica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Empirical three-body potential for vitreous silica.</a> J. Chem. Phys. 89 (9), 5818-5824 (1988).</li>
<li>Dávila, L. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transformations+in+the+medium-range+order+of+fused+silica+under+high+pressure%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Transformations in the medium-range order of fused silica under high pressure.</a> Phys. Rev. Lett. 91 (20), 2055011-2055014 (2003).</li>
<li>Doblack, B. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDoblack%2C+BN+%22The+structure+and+properties+of+silica+glass+nanostructures+using+novel+computational+systems%22">The structure and properties of silica glass nanostructures using novel computational systems</a>. , University of California Merced. Merced, CA. (2013).</li>
<li>NanospringCarver. , University of California Merced. Merced, CA. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://eng.ucmerced.edu/people/ldavila/home/nanospring-models-via-matlab-nanospringcarver-dissemination-of-research-results-and-products">http://eng.ucmerced.edu/people/ldavila/home/nanospring-models-via-matlab-nanospringcarver-dissemination-of-research-results-and-products</a> (2013).</li>
<li>Meagher, K. A., Doblack, B. N., Ramirez, M., Dávila, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scalable+nanohelices+for+predictive+studies+and+enhanced+3D+visualization%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Scalable nanohelices for predictive studies and enhanced 3D visualization.</a> J. Vis. Exp. In-Press, Forthcoming.</li>
<li>Visualize Molecular Dynamics (VMD). Open source molecular visualization software. , U.S.A. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd">http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd</a> (2013).</li>
<li>ImageMagick. , U.S.A. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.imagemagick.org">http://www.imagemagick.org</a> (2013).</li>
<li>FFmpeg. Open source multimedia file converter. , U.S.A. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.ffmpeg.org">http://www.ffmpeg.org</a> (2013).</li>
<li>Interactive Molecular Dynamics Simulation. Theoretical and Computational Biophysics Group. , U.S.A. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/imd">http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/imd</a> (2014).</li>
<li>Molecular Control Toolkit. Aquaria: Integrating Sequences, Features, and 3D Structures. , Australia. c2013-2014 Available from: 
 <a target="_blank" href="http://aquaria.ws">http://aquaria.ws</a> (2014).</li>
<li>Nano-D Research Group. Algorithms for Modeling and Simulation of Nanosystems. , France. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://nano-d.inrialpes.fr">http://nano-d.inrialpes.fr</a> (2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((University+of+California+Television+%28UCTV%29%5BTitle%5D)+AND+%22Our+Digital+Life+series%3A+The+Future%3A+Teaching+and+Life-Saving+Tools+episode%22%5BJournal%5D)">University of California Television (UCTV).</a> Our Digital Life series: The Future: Teaching and Life-Saving Tools episode. , University of California. U.S.A. Available from: <a target="_blank" href="http://www.uctv.tv/search-details.aspx?showID=23734">http://www.uctv.tv/search-details.aspx?showID=23734</a> (2013).</li>
</ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarını olduğunu beyan ederim.

3D / VR Görselleştirme Sistemi başarılı kurulum ve kullanım Kritik elemanlar Fiziksel Çevre ve Tasarım Hususlar ve ek malzemelerin özel Hususlar ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Önemli Montaj hususlar rahat uzun süreli ayakta veya oturarak kullanım için 3D görüntü yüksekliği dahil, IR-yansıtıcı unsurların geniş bir 3D çalışma alanı, istikrarlı izleme kamera ve zamanla yapılandırmasını korumak için 3D ekran desteği, ve kaldırma oluşturmak için kamera monte yükseklik izleme maksimize 3D ça...

Malzeme bilimi bilim ve mühendislik birçok alanda uygulama için maddenin yapı-özellik ilişkileri inceleyen disiplinler arası bir alandır. Yapı-özellik ilişkileri deneylere ek olarak bilgisayar simülasyonları ile incelenmiştir gibi, hesaplama araçları araştırma çabalarını artırabilir tamamlayıcı özellikler sunuyor. Nano bilim adamlarının ilgi ve onların potansiyel sosyal etkileri için kurtarıcı değere sahip iken, bu boyut rejimi, özellikle deney bulunan birçok zorluklarla doludur. Bilgisayar simülasyonları bilim adamları ve mühendisler sadece zaman ve hesaplama kaynaklarla sınırlı ortamlarda çok çeşitli uzman testlerini gerçekleştirmek için izin verir. Moleküler dinamik (MD) simülasyonları uygun zamanı vermek ve uzunluğu birçok nanomateryallerin ilgi fenomenleri incelemek için ölçekler. Simülasyonlar t kısıtlamaları kaldırarak malzemelerin çalışma genişletmekO, ancak birçok hesaplama araçları araştırma için erişilebilir, sezgisel arayüzleri fiziksel laboratuvar eksikliği. Modellerin grafik ekran, etkin hesaplama algoritmaları, grafik ve işlem birimi (GPU) tabanlı hesaplama ile Geliştirme mevcut simülasyon çalışmalarını tamamlayacak. Bu yeni grafik cihazlar matematiksel yoğun hesaplama GPU gerçekleştirilebilir izin vermek için etkili bir merkezi işlem birimleri ile birleşir. Sonuç 20x&#39;e kadar güç tüketiminde bir azalma eşlik 10x sırasına hesaplama etkili bir hızlanma olduğunu. Bu araştırma projesinin amacı geliştirmek ve doğrudan MD simülasyonları, malzeme bilimi analizi ve 3 boyutlu görselleştirme için interaktif bir arayüz bağlayan nanobilim soruşturma için yeni bir araç uygulamak oldu. Benzersiz ve güçlü analiz yetenekleri ile bu yenilikçi sistem, diğer rel doğrudan etkileri olan, UC Merced de nano araştırma ve eğitim için kullanılır olmuştur<html> eğitim ve topluma nanoteknoloji, fizik, biyoloji, jeoloji ve, ve nihai fayda olarak bir- KÖK alanları. 3D / VR Görüntüleme Sistemi hem de oluşturulmasını ve bir etkileşimli 3D sanal gerçeklik (VR) ortamında atomik yapıların manipülasyon sağlayan bir araştırma ve öğretim aracı uygulanmıştır. Sistem başlangıçta UC Davis 1 Dr. Oliver Kreylos tarafından geliştirilen modelin şu nispeten düşük maliyetli ve erişilebilir bileşenlerin bir dizi oluşturuldu. Aşağıda etiketli önemli bileşenler (Şekil 1) ile nihai 3D / VR Görüntüleme Sistemi düzeni fotoğraf, olduğunu. Bu sistem aslında orijinal 3D / VR sisteminin uygulanması hakemli yayınlarda sonuçlandı 2009 yılında UC Merced de eğitim amaçlı kurulmuştur 2-3. Aşağıdaki Tablo 1 3D / VR Görselleştirme Sistemi her elemanı için anahtar özelliklerini özetlemektedir. ntent &quot;fo: keep-together.within sayfa =&quot; always &quot;&gt; <img alt="Şekil 1," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51384/51384fig1highres.jpg" width="500" /> Şekil 1. 3D / VR Görüntüleme Sistemi ve UCM ve görselleştirme cihazlar (sağda) ile Davila Araştırma Laboratuarında ana bileşenleri (solda). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51384/51384fig1highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> Madde </td><td> Bileşen </td><td> Sistemde İşlevsellik </td></tr><tr><td> Bir </td><td> 3D TV </td><td> Modellenen moleküler yapıların 3 boyutlu ekran ve ekran menüleri. </td></tr><tr><td> B </td><td> Kızılötesi (IR) izleme kameraları 4 </td><td> IR kameralar 3D TV önünde kullanıcı çalışma alanında Wiimote ve 3D görüntüleme gözlük parça pozisyonları, izin virGörüntülenen yapıların dilen 3D manipülasyon. </td></tr><tr><td> C </td><td> Takip PC </td><td> IR kamera izleme yazılımı çalıştırır ve modelleme bilgisayara Wiimote ve 3D gözlük pozisyonları iletir. </td></tr><tr><td> D </td><td> Wiimote </td><td> Modelleme yazılımı ekran yönetimi için kullanılan ve 3D sanal ortamda yapıları işlemek için. </td></tr><tr><td> E </td><td> 3D gözlük 5 </td><td> 3D TV IR sinyali ile senkronize, yapının 3D görünüm sağlar. Doğru 3D görünüm IR kameralar tarafından izlenen Pozisyon. </td></tr><tr><td> F </td><td> Modelleme Bilgisayar </td><td> , NCK / VRUI 3D modelleme ve görüntüleme yazılımı 6 çalıştırır doğru 3D moleküler yapı görünümü oluşturmak için gözlük / Wiimote pozisyonu ve kontrol sinyallerini kabul eder. </td></tr></tbody></table> UCM 3D / VR Görselleştirme Sistemi&#39;nin ana unsurları Tablo 1. İşlevsellik. Descriptio3D / VR Görüntüleme Sistemi ve Temel Bileşenleri n: 3D / VR Görüntüleme Sistemi Genel Bakış - 3D / VR Görüntüleme Sistemi kızılötesi kameralar ve kullanıcı etkileşimli 3D moleküler yapıları oluşturmak için izin 3D modelleme yazılımı ile birlikte çalışan izleme yazılımı bir dizi oluşur. IR kameralar ve yazılım IR işaretlerini kullanarak bir Wiimote ve 3D görüntüleme gözlük 3D konumunu izlemek ve modelleme yazılımı bu geçmek. modelleme yazılımı senkronize ve paletli 3D gözlük ile 3D özellikli geniş formatlı televizyon kombinasyonunu kullanarak görüntülenebilir 3D moleküler yapıları oluşturmak için Wiimote kontrol sinyalleri ve hareket kullanır. Bu kullanıcı dinamik oluşturmak ve modelleme yazılımı kullanılan arası atom güçlerine dayalı (Şekil 2) gerçek dünya fizik davranışı yansıtan sanal moleküler yapıları manipüle hangi içinde 3D ​​sanal gerçeklik çalışma alanında sonuçlanır. Özel consideratiBu sistemi kurmak için ons tamamlayıcı malzemeler bulunabilir. <img alt="Şekil 2," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51384/51384fig2highres.jpg" width="500" /> Şekil 3D / VR Görselleştirme Sistemi kullanılarak silika nanomalzemeleri incelenmesi 2.. (A) Bir araştırmacı GPU tabanlı simülasyonlar önce ilk kristobalit modeli (kristal) oluşturur. (B) (a), başka bir araştırmacı, bir silis cam modeli (kristal olmayan) elde gösterilen model üzerinde simüle MD eritmek-söndürme işlemi gerçekleştirmeden üzerine. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51384/51384fig2highres.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 3D / VR Görüntüleme Sistemi Geliştirme - MD Simülasyon Yeteneği: Simülasyon sistemleri yaygın bir uygulanan Moleküler dinamikÇok düğüm moda, yani, büyük bir iş yükü işlemci binlerce onlarca arasında dağıtılır veya paralelleştiriliyor. Son zamanlarda, hızlandırılmış bilimsel hesaplama için ek fırsatlar bilgisayar grafikleri işleme gelişmelerin dışında ortaya çıkmıştır. Bu gelişmeler bilim adamları grafik yongaları içsel işlem gücü son derece paralel doğa yararlanmak için izin bir yazılım arayüzü vardır. Compute Unified Cihaz Mimarlık veya CUDA 7 gelişiyle birlikte, bilim adamları altyapı maliyetini azaltırken sorunlar çözüldü hızını artırmak için GPU&#39;ları 8 kullanabilirsiniz. Tipik bir GPU bilgileri işlemek için çekirdek binlerce ya da &quot;düğümler&quot; için yüzlerce eşdeğer olabilir ve bunlar her paralel olarak kullanılabildiği gibi, bir de-kodlu çözüm, çok çekirdekli karşısında çıktı ivme 1,000x kadar sağlayabilir . Her sorunun bu yaklaşım çok uygundur olmasa da, mevcut MD simülasyonları 15 kadar gördükx verim performansı 9 kazanır. 3D / VR görüntüleme sistemi MD-GPU donanıma Detaylar tamamlayıcı malzemeler bulunabilir.

<table><tbody><tr><td>Samsung 61" 3D özellikli yüksek çözünürlüklü DLP TV</td><td>Samsung</td><td><a href="http://www.samsung.com/us/video/tvs">http://www.samsung.com/us/video/tvs</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 3 (Adım 3.2)&nbsp; (Geniş formatlı 3D özellikli TV)</td></tr><tr><td>Alienware Area51 750i modelleme bilgisayarı</td><td>Alienware</td><td><a href="http://www.alienware.com/">http://www.alienware.com</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 1 (Adım 1.1)&nbsp; (Modelleme bilgisayarı)</td></tr><tr><td>HP EliteBook 8530w izleme bilgisayarı</td><td>HP</td><td><a href="http://www.hp.com/">http://www.hp.com</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 2 (Adım 2.3)&nbsp; (İzleme bilgisayarı)</td></tr><tr><td>V100:R2 IR izleme kameraları (3)</td><td>Naturalpoint</td><td><a href="http://www.naturalpoint.com/optitrack/products/v100-r2/">http://www.naturalpoint.com/optitrack/products/v100-r2/</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 2 (Adım 2.1) ve Referans [4]&nbsp; (İzleme kameraları)</td></tr><tr><td>OptiTrack İzleme Araçları IR izleme yazılımı</td><td>Naturalpoint</td><td><a href="http://www.naturalpoint.com/optitrack/software/">http://www.naturalpoint.com/optitrack/software/</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 2 (Adım 2.3) ve Referans [4]&nbsp; (İzleme yazılımı)</td></tr><tr><td>3D Gözlükler ve 3D TV IR senkronizasyon yayıcı</td><td>Ilixco</td><td><a href="http://www.i-glassesstore.com/dlp3d-wireless-2set.html">http://www.i-glassesstore.com/dlp3d-wireless-2set.html</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 3 (Adım 3.2) ve Referans [5]&nbsp; (3D gözlük)</td></tr><tr><td>Wiimote 3D denetleyici</td><td>Nintendo</td><td><a href="http://www.nintendo.com/wii">http://www.nintendo.com/wii</a></td><td>Protokol Bölüm 3'e bakın (Adım 3.2)&nbsp; (Wiimote)</td></tr><tr><td>VRUI, NCK ve ilgili 3D/VR modelleme yazılımı</td><td>Açık kaynaklı yazılım</td><td><a href="http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/NanoTech/index.html">http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/NanoTech/index.html</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 1 (Adım 1.3) ve Referanslar [1,6]&nbsp; (VRUI, NCK)</td></tr><tr><td>LAMMPS moleküler dinamik yazılımı</td><td>Açık kaynak kodlu yazılım</td><td><a href="http://lammps.sandia.gov/">http://lammps.sandia.gov/&nbsp; </a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 5 (Adım 5.2) ve Referans [12]&nbsp; (LAMBALAR)</td></tr><tr><td>NanospringCarver program kodu ve dosyaları</td><td>UC Merced - açık kaynak</td><td><a href="http://tinyurl.com/qame8dj">http://tinyurl.com/qame8dj</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 5 (Adım 5.4) ve Referanslar [16-17]&nbsp; (NanospringCarver)</td></tr><tr><td>MATLAB GUI dosyaları</td><td>UC Merced - açık kaynak</td><td><a href="http://tinyurl.com/qame8dj">http://tinyurl.com/qame8dj</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 5 (Adım 5.4) ve Referanslar [16-17]&nbsp; (NanospringCarver)</td></tr><tr><td>Atomistik dökme cam giriş dosyası</td><td>UC Merced - açık kaynak</td><td><a href="http://tinyurl.com/qame8dj">http://tinyurl.com/qame8dj</a></td><td>Bkz. Protokol Bölüm 5 (Adım 5.4) ve Referanslar [16-17]&nbsp; (NanospringCarver)</td></tr></tbody></table>

roman 3d / md simülasyonlar, görselleştirme ve analiz vr İnteraktif Çevre

Novel 3D/VR Interactive Environment for MD Simulations, Visualization and Analysis

Son yıllarda bilgisayar (donanım ve yazılım) artan gelişimi diğerleri arasında malzeme bilimi, biyoloji, kimya ve fizik gibi birçok alanda bilimsel araştırma etkiledi. Doğru ve hızlı simülasyon ve nanoyapılarda 3D / VR görselleştirme için yeni bir hesaplama sistemi moleküler dinamik (MD) bilgisayar programı LAMMPS açık kaynak kullanarak, burada sunulmaktadır. Bu alternatif hesaplama yöntemi, geleneksel işlem yöntemleri için ortak işlem hızı engelleri aşmak için modern grafik işlemcileri, NVIDIA CUDA teknolojisi ve uzman bilimsel kodları kullanır. Malzemeleri modellemek için kullanılan bir sanal gerçeklik sistemi ile birlikte, bu geliştirme hızlandırılmış MD simülasyon yeteneği eklenmesine izin verir. motivasyon eş zamanlı görselleştirme, simülasyon, modelleme ve analiz izin veren yeni bir araştırma ortamı sağlamaktır. Araştırma amacı inorganik n yapısını ve özelliklerini incelemek içinanostructures (örneğin, silika, cam nanosprings) bu yeni hesaplama sistemi kullanılarak hazırlanabilmektedir. sunulan iş gibi fiziksel çevre gibi 3D / VR Görüntüleme Sistemi ve temel bileşenleri, önemli hususlar bir bakış açıklamasını özetliyor, yeni sistemin kurulumu ve kullanımı ile ilgili detaylar, hızlandırılmış MD geliştirme için genel bir prosedür, teknik bilgiler ve ilgili açıklamalar. Bu çalışmanın etkisi UC Merced bir araştırma ve öğretim aracı hem de bir sanal ortamda, nano malzemeler simülasyon, görselleştirme ve etkileşim birleştiren eşsiz bir hesaplama sistemi oluşturulmasıdır.

Bu 3D / VR Görüntüleme Sistemi malzeme bilimi çalışmaları yürütmek için yeni fırsatlar sunuyor. Bu sürükleyici ortamda gerçek zamanlı olarak çalışır gibi, 3D giriş ve ekran şeklinde, araştırmacı tamamen interaktif nano skalasındaki alet 2 ile sunulmaktadır. Burada sunulan protokolü takip ederek, bir silika sarmal nanoribbon bu adım-adım moda kuruldu. LAMMPS MD üretilen bu yapının bir anlık Şekil 7 &#39;de gösterilmiştir. Bu yapı, simüle gerilme testine tabi tutulmuş ve bu simülasyon sonuçlan,...

GPU hızlandırmalı moleküler dinamik simülasyonu ve nanoyapıların 3D/VR görselleştirmesi, analizi ve manipülasyonunu içeren yeni bir hesaplama sistemi uygulanmıştır, bu da malzeme araştırmalarını ilerletmek ve insan gözünün göremediği boyutlara sahip malzeme yapıları hakkında bilgi edinmek için yenilikçi araştırmaları ve alternatif yöntemleri teşvik etmek için yeni bir yaklaşımı temsil eder.

Roman 3D / MD Simülasyonlar, Görselleştirme ve Analiz VR İnteraktif Çevre

The increasing development of computing (hardware and software) in the last decades has impacted scientific research in many fields including materials ...

Bu prosedürün genel amacı, gerçek dünyadaki nanoyapı davranışlarını üç boyutlu olarak görselleştirmek ve analiz etmektir. Bu işlem, öncelikle simülasyon yeteneğine sahip etkileşimli bir 3B görselleştirme sisteminin oluşturulmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım ise etkileşimli ortamda 3B nanoyapıların inşa edilmesi ve incelenmesidir.Ardından, seçilen bir dökme malzemeden 3D nano helis yapı hazırlanır ve sistem, çekme veya diğer simülasyonları yürütmek için kullanılır. Son adım, nano yapının ortaya çıkan 3D gerçek dünya atomistik davranışının görselleştirilmesi ve analiz edilmesidir. Nihayetinde, bu çalışmadaki 3D görselleştirme sistemi, malzeme inovasyon araştırmaları doğrultusunda moleküler dinamik veya MD simülasyonları aracılığıyla gerçekçi nano yapıların incelenmesi için kullanılabilir.Bu yöntemle ilgili fikri, malzeme bilimi alanındaki araştırma ve öğrenme süreçlerinde bu teknolojinin kullanımı üzerine Dr. Oliver K. Craigo ile iş birliği yaptığım UC Davis döneminde geliştirdim. 3D görselleştirme ve etkileşim, malzemelerin hesaplamalı olarak keşfedilmesi ve analiz edilmesi için önemli araçlardır. Bu nedenle, bu çalışmanın başkalarının bu alanı daha da genişletmesine yardımcı olacağını umuyoruz. Bu prosedürü uygulamalı olarak gösterecek kişi, laboratuvarımdan lisansüstü öğrencisi Miguel Diaz olacaktır.Başlamak için, en iyi kapsama alanını sağlamak amacıyla 3D özellikli televizyonun ön kenarının hemen üzerinde, tavana yakın bir noktada sabit bir kamera askı çerçevesi oluşturun. Üç adet kızılötesi (IR) kamerayı, 3D TV'nin ön köşelerinin ve ön orta kısmının hemen üzerine döner bağlantı aparatları ile monte edin.Her bir kameranın kapsama açısının TV'nin ön yüzeyine sadece değdiğinden emin olun. Ardından, metin protokolünde açıklandığı şekilde 3D sanal gerçeklik veya 3D VR görselleştirme sistemi için ekipman ve yazılımı monte edip yapılandırın; kontrol cihazını, üzerindeki küresel IR izleme işaretçilerine dokunmamaya veya onları hareket ettirmemeye dikkat ederek, modelleme bilgisayarından kolayca erişilebilecek bir yere dikkatlice yerleştirin. Ayrıca, ek kurulumdan sonra yansıtıcı işaretçilerden kaçınarak 3D gözlükleri dikkatlice TV standına yerleştirin.Metin protokolünde detaylandırıldığı üzere, izleme bilgisayarındaki modelleme bilgisayarı masaüstünde birkaç sekmeli bir terminal penceresi açın. Modelleme bilgisayarındaki bir komut penceresine IP config yazarak ethernet adaptörü IP adresini doğrulayın. Bir terminal penceresi sekmesi açın ve VR devices dot cfg dosyası içerisinde, sunucu adının izleme bilgisayarındaki ethernet adaptörü IP adresini belirttiğini kontrol edin.OptiTrackle rigid body tool yazılımının tamamen açılmasını bekleyin. Ardından, üst menünün yakınında bulunan "load calibration result" etiketli büyük düğmeye tıklayın. Uygun kamera kalibrasyon dosyasını bulup açın.Dosya yüklendikten sonra, dosya menüsüne tıklayın ve katı gövde tanımlarını yükle seçeneğini belirleyin. İzleme yazılımının en sağdaki panelinden, takip edilen kontrolcü ve 3D gözlükler için uygun katı gövde tanım dosyasını bulup açın. Streaming olarak etiketlenen bölümü bulun ve VRPN streaming kategorisi altındaki bölümü genişletin.Listelenen port numarasının 3 8 8 3 olduğunu doğrulayın ve modelleme bilgisayarındaki VRPN streaming engine kategorisinin içindeki broadcast frame data kutusunu kontrol edin. Bu oturumda daha önce oluşturulan terminal penceresinde bir sekme açın. VR device demon yazılımının bulunduğu dizine gidin ve yazılımı başlatın.Ardından, WiMo üzerindeki bir ve iki numaralı düğmelere aynı anda basmanızı isteyen istemi takip edin. İşlem başarılıysa, önceden oluşturulmuş modelleme bilgisayarı terminal penceresinde VR cihaz sunucusunun istemci bağlantısını beklediği görüntülenecektir. NCK yazılımını başlatmak için üçüncü sekmeyi seçin.NCK kurulum dizinine gidin ve ekli takip belirteçlerine dokunmamaya veya onları gevşetmemeye çok dikkat ederek, burada ve metin protokolünde listelenen komutu yazın. 3D gözlükleri takın ve kontrolcüyü alın. Atom eklemek, taşımak ve silmek için bir araç setine sahip olmak amacıyla, TV ekranının 3D VR olarak görüntülenmesini sağlamak için 3D gözlüklerin TV IR yayıcı senkronizasyon sinyalini aldığından emin olacak şekilde baş gözlüğü izleme konumunu ayarlayın.Önce wiimote ana ekran düğmesine basılı tutarak ana NCK ekran menüsünü açın ve ardından kontrol cihazındaki düğmelere NCK komut ilişkilendirmelerini atayın. Geçersiz kılma araçları (override tools) menü öğesine gidin ve seçin, ardından ana ekran düğmesini bırakın. Bu işlem, komutların kontrol cihazındaki farklı düğmelere birbirinden bağımsız olarak atanmasına olanak tanır.WiMo tetik düğmesini NCK içindeki atomları manipüle etme işlemiyle ilişkilendirmek için tetik düğmesine basılı tutun. Ekrandaki NCK menüsünden dragger sekmesine gidin ve tetiği bırakmadan önce six degree of freedom dragger seçeneğini seçin. Tetik artık atomları manipüle etme işlemiyle ilişkilendirilmiştir.Wiimote üzerindeki artı butonuna atom ekleme işlevini atamak için, ana menü düğmesine basılı tutarak ana menüyü açın. Ana menü düğmesini bırakmadan önce yapısal birim türlerine gidin ve üçgeni seçin. Ardından, artı butonuna basılı tutun ve daha önce yaptığınız gibi altı DOF sürükleyiciyi seçin.Ardından artı düğmesini bırakın. Artı düğmesi artık, bu durumda seçilen türde yeni atomlar, yani üçgenlerle temsil edilen karbon atomları oluşturmakla ilişkilendirilmiştir. Atom silme işlevini wiimote üzerindeki eksi düğmesine atamak için, ana menü düğmesine basılı tutarak ana menüyü açın.Ardından yapısal birim türlerine gidin ve seçili birimleri sil seçeneğini belirleyin. Ana düğmeyi bırakmadan önce eksi düğmesine basılı tutun ve daha önce olduğu gibi altı DOF sürükleyiciyi seçin. Sonra eksi düğmesini bırakın.Eksi butonu artık atomları silme işlemiyle ilişkilendirilmiştir. Seçili birimleri kilitleme işlevini bir WiMo butonuna ve seçili birimleri kilidini açma işlevini iki kontrolör butonuna atamak için benzer bir prosedürü izleyin. Kontrolör butonları yapılandırıldıktan sonra, önce artı butonunu kullanarak NCK çalışma alanına üç bağla bağlanmış iki üçgen karbon atomu ekleyerek NCK ile bir karbon nanotüp oluşturun.Bir köşede birleşene kadar tetik düğmesini kullanarak bunları yönetin. Ardından, altıgen bir yıldız şekli oluşturmak için dört karbon atomu daha ekleyin. Ana menüyü kullanarak giriş çıkış menülerine ve ardından birimleri kaydet kısmına gidin, altı köşeli yapıyı mevcut konumundan uzaklaştırın.Şimdi ana menüyü kullanarak tekrar giriş çıkış menülerine ve ardından birim yükleme (load units) kısmına gidin. Altı atomlu halkalardan oluşan 6x6'lık bir hekzagonal tabaka oluşturulana kadar son iki adımı tekrarlayın.Tek düğmeli kilit kullanılarak, üst sıradaki bir atom ve alt sıradaki karşıt bir atom seçildiğinde, kilitlenen atomlar pembe renkle işaretlenecektir. Tetik düğmesini kullanarak, kilitlenen atomlardan birini, serbest kalana kadar dairesel bir yay boyunca dikkatlice hareket ettirin. Köşe, karşıt kilitli atomun serbest köşesine yaklaşır.Başarıyla birleştirildikten sonra, iki düğmeyi kullanarak her iki atomun kilidini açın. Karbon tabakasındaki karşıt köşeleri benzer şekilde kilitleme, birleştirme ve kilit açma işlemlerine devam edin. Böylece tabakayı etkili bir şekilde fermuarlayarak nihai bir karbon nanotüp haline getirin.Başlangıç kristalin silikon dioksit küp modelini 3D VR NCK yazılımına aktarın ve başlangıç yapısını inceleyin. Amorf bir silikon dioksit yapısı oluşturmak için bu başlangıçtaki düzenli yapı üzerinde simüle edilmiş bir eritme-soğutma (melt quench) prosedürü uygulayın. Ardından, sonuç olarak ortaya çıkan yeni düzensiz silikon dioksit modelini 3D VR NCK yazılımına aktarın ve yapıyı inceleyin.Yeni amorf katıdan bir silikon dioksit nano yay veya nano şerit oluşturun. Bunu yapmak için açık kaynaklı kod olan nano springing carver ve ilgili öğretici dokümantasyonu kullanın. Nano yay veya nano şerit üzerinde, başka yerlerde rapor edildiği şekilde çekme simülasyonları gerçekleştirmek için LAMMPS moleküler dinamik paketini kullanın.Son olarak, bu simülasyon boyunca helikal nanoyapının anlık görüntülerini ve animasyonlarını oluşturmak veya bunları 3D VR görselleştirme sisteminde sunmak için açık kaynaklı yazılım araçları olan visualize molecular dynamics, image magic ve FF m peg'i kullanın. Burada ana hatları verilen bu protokol, yüksek performanslı atomistik simülasyon ve nanoyapıların etkileşimli 3D görselleştirmesi için entegre bir laboratuvar sisteminin nasıl oluşturulacağını göstermektedir. 3D VR görselleştirme sistemi kullanılarak, gerçek dünyadaki atomik davranışlara sahip karbon nanotüp gibi karmaşık nanoyapılar inşa edilebilir ve incelenebilir.Ardından silika helis nanosherit oluşturulmuş ve simüle edilmiş çekme yüklerine tabi tutulmuş; simülasyon sonuçları, nanoyapının bu tür çekme koşulları altındaki yapısal dönüşümünü ve kırılmasını incelemek amacıyla üç boyutlu olarak görselleştirilmiştir. Bu videoyu izledikten sonra, laboratuvarımızda bulunanlara benzer bir 3D görselleştirme sistemi kullanarak herhangi bir nanoyapı modelinin davranışını analiz edebilmeli ve görselleştirebilmelisiniz.

novel-3dvr-interactive-environment-for-md-simulations-visualization

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Klasik korku klima paradigma tamamen sürükleyici sanal gerçeklik ayarı insan katılımcılar için uyarlanmıştır. Klimalı, ayrımcılık paradigması kullanarak korku, işaret ve bağlam bellek tutma ve yok deri iletkenlik tepki ile iki ayrı sanal bağlamlarda dinamik sanal yılanlar ve örümcekler (koşullanmış uyaran) ölçüldü.

Tam Daldırma 3-Boyutlu Sanal Gerçeklik Yapılan İnsan Fear İklimlendirme

Bu çalışmada yazarlar, ilk kez, yeni bir rapor, 3D-Sürükleyici ve in vivo olarak bir hastanın beyninin μ-opioid sisteminde kendiliğinden bir migren krizi etkisinden dolayı etkileşimli nöronavigasyon (3D-IIN).

3D-nöronavigasyon<em&gt; In Vivo</em&gt; Bir Spontan migren sırasında Hasta Beyin sayesinde

Açıklanan boru hattı, gigabaytlardan daha büyük elektron mikroskobu veri kümelerinin tüm hücre morfolojilerini ayıklamak için segmentasyonu için tasarlanmıştır. Hücreler 3B olarak yeniden oluşturulduktan sonra, bireysel ihtiyaçlar etrafında tasarlanmış özelleştirilmiş yazılım, görüntüleme tıkanıklığının üstesinden gelmek için sanal gerçekliği kullanarak doğrudan 3D olarak nitel ve nicel bir analiz yapmak için kullanılabilir.

Glial ve Nöronal Hücrelerin 3D Rekonstrüksiyonu ve Sanal Gerçeklik Analizi Için Bir Yöntem

Burada, sanal gerçeklik (VR) kullanarak fare uzamsal öğrenimini araştırmak için basitleştirilmiş bir açık kaynaklı donanım ve yazılım kurulumu sunuyoruz. Bu sistem, bir mikrodenetleyici ağı ve kullanımı kolay bir Python grafik yazılım paketi çalıştıran tek kartlı bir bilgisayar kullanarak bir tekerlek üzerinde çalışan kafası kısıtlanmış bir fareye sanal bir doğrusal iz görüntüler.

Kafası kısıtlanmış farelerde uzamsal öğrenmenin ölçülmesi için açık kaynaklı bir sanal gerçeklik sistemi

Etkileşimli uzamsal görevlerden nicel süreçsel verileri kaydetmek ve bu rotasyon verilerini göz izleme verileriyle eşleştirmek için basit, özelleştirilebilir ve verimli bir yöntem geliştirdik.

Göz İzleme Verileri ile Etkileşimli Sanal Nesnelerin Dönüşünün Üç Boyutlu Haritalanması

Visual Dynamics, Gromacs kullanarak moleküler dinamik simülasyonunda uygulamaları ve öğrenmeyi hızlandıran açık kaynaklı bir araçtır. Sunulan protokol, ACPYPE'de hazırlanmış bir protein-ligand simülasyonunu kolaylıkla gerçekleştirme adımlarında ve diğer simülasyon modellerine genel adımlarda size rehberlik edecektir.

Visual Dynamics 3.0'daki Yeni Özellikler

Kriyo-elektron tomografisi (kriyo-ET), hücresel üst yapının nanometre çözünürlükte 3D görselleştirilmesini sağlar, ancak manuel segmentasyon zaman alıcı ve karmaşık olmaya devam etmektedir. Kriyo-ET tomogramlarını segmentlere ayırmak için gelişmiş sanal gerçeklik yazılımını entegre eden ve memeli hücrelerinde mitokondrinin segmentasyonu yoluyla etkinliğini gösteren yeni bir iş akışı sunuyoruz.

Kriyo-elektron tomografi verilerinin sürükleyici segmentasyonu ve analizi için sanal gerçeklikten yararlanma

Bu makale, 360 derecelik görüntüler, Gauss Sıçraması ve sanal gerçeklik entegrasyonu kullanarak fotogerçekçi 3D rekonstrüksiyon için bir sistem sunmaktadır. Yaklaşım, eğitim, öğrenme ortamlarını simüle etme gibi farklı uygulamalara uygulanabilir; şantiye dışındaki işleri simüle etmek ve ölçümleri almak için inşaat; veya sağlık hizmetleri, otistik insanları günlük yaşam görevlerinde eğitmek için.

Artırılmış Gerçeklik için Fotogerçekçi Öğrenilmiş Manzaralar

3D sanal deneyler için simülasyon ve veri işleme araçlarını otomatik iş akışlarına entegre etmek isteyen alan uzmanı araştırmacılar için genelleştirilmiş ve FAIR uyumlu bir yöntem sunulmaktadır. Nötronik bir örnek, yerel bir Galaxy örneği kurmayı, OpenMC ve dosya dönüştürme araçlarını paketlemeyi, Omniverse'ten iş akışlarını başlatmayı ve dönüştürülmüş 3D çıktıların görselleştirilmesini gösterir.

Metaverse'de Sanal Deneyler İçin Otomatik Simülasyon İş Akışlarını 3D Görselleştirme ile Entegre Etmek

Bu videoda ilk bir yüzey akustik dalga (SAW) akustik ters akışlı cihazın imalat ve operasyon prosedürleri açıklar. Daha sonra SAW pompa cihaz içinde nitel akış görselleştirme ve karmaşık akış kantitatif analiz her ikisi için izin veren bir deney düzeneği göstermektedir.

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

Keşfedin GPU hızlandırmalı moleküler dinamik simülasyon ve 3D/VR görselleştirme ile nanoyapıları analiz etme yöntemini. Bu sistem, malzeme bilimi araştırmalarında nanometre ölçeğinde yapıları keşfetmek için yenilikçi bir yaklaşım sunar.

Roman 3D / MD Simülasyonlar, Görselleştirme ve Analiz VR İnteraktif Çevre

Daha fazla video keşfet