उपन्यास 3 डी / एमडी सिमुलेशन, दृश्य और विश्लेषण के लिए वी.आर. इंटरैक्टिव पर्यावरण

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Doblack, B. N., Allis, T., Dávila, L. P. Novel 3D/VR Interactive Environment for MD Simulations, Visualization and Analysis. J. Vis. Exp. (94), e51384, doi:10.3791/51384 (2014).

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Abstract

पिछले दशकों में कंप्यूटिंग (हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर) की बढ़ती विकास के कई अन्य लोगों के बीच सामग्री विज्ञान, जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और भौतिक विज्ञान सहित कई क्षेत्रों में वैज्ञानिक अनुसंधान को प्रभावित किया है। सही और तेजी से सिमुलेशन और nanostructures की 3 डी / वी.आर. दृश्य के लिए एक नया कम्प्यूटेशनल प्रणाली आणविक गतिशीलता (एमडी) कंप्यूटर प्रोग्राम LAMMPS खुले स्रोत का उपयोग करते हुए, यहाँ प्रस्तुत किया है। इस वैकल्पिक कम्प्यूटेशनल विधि पारंपरिक कंप्यूटिंग के तरीकों के लिए आम प्रसंस्करण गति बाधाओं को दूर करने के लिए आधुनिक ग्राफिक्स प्रोसेसर, NVIDIA CUDA प्रौद्योगिकी और विशेष वैज्ञानिक कोड का उपयोग करता है। सामग्री मॉडल करने के लिए प्रयोग किया जाता है एक आभासी वास्तविकता प्रणाली के साथ संयोजन के रूप में, इस वृद्धि त्वरित एमडी सिमुलेशन क्षमता के अलावा अनुमति देता है। प्रेरणा एक साथ दृश्य, सिमुलेशन, मॉडलिंग और विश्लेषण की अनुमति देता है जो एक उपन्यास अनुसंधान के माहौल प्रदान करना है। अनुसंधान लक्ष्य अकार्बनिक n की संरचना और गुणों की जांच करने के लिए हैanostructures (जैसे, सिलिका गिलास nanosprings) इस अभिनव कम्प्यूटेशनल प्रणाली का उपयोग कर विभिन्न परिस्थितियों में। प्रस्तुत काम इस तरह के भौतिक वातावरण के रूप में 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली और बुनियादी घटकों, महत्वपूर्ण कारणों में से एक सिंहावलोकन के विवरण की रूपरेखा, उपन्यास प्रणाली की स्थापना और उपयोग पर विवरण, त्वरित एमडी को बढ़ाने के लिए एक सामान्य प्रक्रिया, तकनीकी जानकारी , और प्रासंगिक टिप्पणी। इस काम के प्रभाव को यूसी Merced में एक शोध और शिक्षण साधन है जो दोनों एक आभासी वातावरण में nanoscale सामग्री सिमुलेशन, दृश्य और अन्तरक्रियाशीलता के संयोजन एक अद्वितीय कम्प्यूटेशनल प्रणाली की रचना है।

Introduction

सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग विज्ञान के कई क्षेत्रों के लिए अपने आवेदन के लिए इस मामले में संरचना-संपत्ति रिश्तों को परख होती है कि एक अंतःविषय क्षेत्र है। संरचना-संपत्ति रिश्तों प्रयोग के अलावा कंप्यूटर सिमुलेशन के माध्यम से जांच कर रहे हैं, कम्प्यूटेशनल उपकरण अनुसंधान के प्रयासों में वृद्धि कर सकते हैं कि पूरक सुविधाओं की पेशकश। Nanomaterials के वैज्ञानिकों के लिए ब्याज की हैं और उनके संभावित सामाजिक प्रभाव के लिए भुनाई के मूल्य है, इस आकार शासन विशेष रूप से प्रयोग में पाया गया कि कई चुनौतियों से भरा है।

कंप्यूटर सिमुलेशन वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को केवल समय और कम्प्यूटेशनल संसाधनों द्वारा सीमित वातावरण की एक विशाल विविधता में विशेष परीक्षण करने के लिए अनुमति देते हैं। आणविक गतिशीलता (एमडी) सिमुलेशन उपयुक्त समय की अनुमति और लंबाई कई nanomaterials के में ब्याज की घटनाओं का अध्ययन करने के लिए तराजू। सिमुलेशन टी की बाधाओं को हटाने के द्वारा सामग्री के अध्ययन का विस्तारहालांकि उन्होंने कहा कि कई कम्प्यूटेशनल उपकरण अनुसंधान के लिए सुलभ, सहज ज्ञान युक्त इंटरफेस भौतिक प्रयोगशाला की कमी है। मॉडल की चित्रमय प्रदर्शन, कुशल कम्प्यूटेशनल एल्गोरिदम, और ग्राफिकल प्रसंस्करण इकाई (GPU) आधारित कंप्यूटिंग के साथ संवर्धन वर्तमान सिमुलेशन के प्रयासों के पूरक हैं। इन नए ग्राफिक्स उपकरणों गणितीय गहन गणना GPU द्वारा पूरा किया जा करने के लिए अनुमति देने के लिए कुशलतापूर्वक सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट के साथ गठबंधन। परिणाम 20x करने के लिए ऊपर से बिजली की खपत में कमी के साथ 10x के आदेश पर गणना के लिए एक प्रभावी त्वरण है।

इस शोध परियोजना के लक्ष्य को विकसित करने और सीधे एमडी सिमुलेशन, सामग्री विज्ञान विश्लेषण और 3 डी दृश्य के लिए एक इंटरैक्टिव इंटरफ़ेस जोड़ता है, nanoscience जांच के लिए एक उपन्यास उपकरण को लागू करने के लिए किया गया था। अद्वितीय और शक्तिशाली विश्लेषण क्षमताओं के साथ इस नए सिस्टम के अन्य रिलायंस एनर्जी के लिए प्रत्यक्ष प्रभाव के साथ, यूसी Merced में नेनो पैमाने अनुसंधान और शिक्षा के लिए इस्तेमाल किया गया है ऐसी शिक्षा और समाज के लिए नैनो, भौतिक विज्ञान, जीव विज्ञान, और भूविज्ञान और परम लाभ के रूप में पैदा स्टेम खेतों।

3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली के रूप में दोनों के निर्माण और एक इंटरैक्टिव 3 डी आभासी वास्तविकता (वीआर) वातावरण में परमाणु संरचना के हेरफेर की अनुमति देता है जो एक अनुसंधान और शिक्षण साधन लागू किया गया था। प्रणाली मूलतः यूसी डेविस एक में डॉ ओलिवर Kreylos द्वारा विकसित मॉडल के बाद अपेक्षाकृत कम लागत और सुलभ घटकों का एक सेट से बनाया गया था।

नीचे से लेबल महत्वपूर्ण घटकों (चित्रा 1) के साथ अंतिम 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली लेआउट की एक तस्वीर है। इस प्रणाली के मूल मूल 3 डी / वी.आर. प्रणाली के कार्यान्वयन की समीक्षा की सहकर्मी प्रकाशनों के परिणामस्वरूप 2009 में यूसी Merced में शिक्षा के उद्देश्यों के लिए स्थापित किया गया था 2-3। 1 टेबल के नीचे 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली के प्रत्येक तत्व के लिए प्रमुख विशेषताओं का सार।

ntent "के लिए: रख-together.within पृष्ठ =" हमेशा "> चित्रा 1
चित्रा 1. 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली और UCM और दृश्य उपकरणों (दाएं) पर Davila अनुसंधान प्रयोगशाला में मुख्य घटकों (बाएं)। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

मद अवयव सिस्टम में कार्यक्षमता
एक 3 डी टीवी मॉडलिंग की आणविक संरचना का 3 डी प्रदर्शन और ऑन-स्क्रीन मेनू।
बी इन्फ्रारेड (आईआर) ट्रैकिंग कैमरों 4 आईआर कैमरों 3 डी टीवी के सामने उपयोगकर्ता कार्यक्षेत्र में Wiimote और 3 डी देखने के काले चश्मे का ट्रैक की स्थिति, की अनुमति के वीरप्रदर्शित संरचनाओं के असली 3 डी हेरफेर।
सी ट्रैकिंग पीसी आईआर कैमरा ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर चलाता है और मॉडलिंग कंप्यूटर के लिए Wiimote और 3 डी आंख मारना पदों पर पहुंचाता है।
डी Wiimote मॉडलिंग सॉफ्टवेयर के परदे पर प्रबंधन के लिए इस्तेमाल और 3 डी आभासी वातावरण में संरचनाओं में हेरफेर करने के लिए।
3 डी चश्मे 5 3 डी टी वी आईआर संकेत के साथ सिंक्रनाइज़, संरचना के 3 डी देखने की अनुमति है। सही 3 डी दृश्य के लिए आईआर कैमरों द्वारा ट्रैक की स्थिति।
एफ मॉडलिंग पीसी , NCK / VRUI 3 डी मॉडलिंग और प्रदर्शन सॉफ्टवेयर 6 रन सटीक 3D आणविक संरचना दृश्य बनाने के लिए आंख मारना / Wiimote के स्थिति और नियंत्रण संकेतों स्वीकार करता है।

UCM में 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली के मुख्य तत्वों की तालिका 1. कार्यशीलता।

DESCRIPTIO3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली और बुनियादी घटकों के एन:

3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली अवलोकन - 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली आईआर कैमरा और एक उपयोगकर्ता अंतःक्रियात्मक 3 डी आणविक संरचना बनाने के लिए अनुमति देने के लिए 3 डी मॉडलिंग सॉफ्टवेयर के साथ संयोजन के रूप में सक्रिय ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर का एक सेट के होते हैं। आईआर कैमरों और सॉफ्टवेयर आईआर मार्कर का उपयोग कर एक Wiimote और 3 डी देखने चश्मे के 3 डी स्थान पर नज़र रखने के लिए, और मॉडलिंग सॉफ्टवेयर करने के लिए इस गुजरती हैं। मॉडलिंग सॉफ्टवेयर सिंक्रनाइज़ और पता लगाया 3 डी चश्मे के साथ एक 3 डी-सक्षम बड़े प्रारूप टीवी के संयोजन का उपयोग कर देखा जा सकता है 3 डी आणविक संरचना उत्पन्न करने के लिए Wiimote के नियंत्रण का संकेत है और आंदोलन का उपयोग करता है। इस उपयोगकर्ता गतिशील बनाने के लिए और मॉडलिंग सॉफ्टवेयर में इस्तेमाल अंतर-परमाणु ताकतों के आधार पर (चित्रा 2) वास्तविक दुनिया शारीरिक व्यवहार को दर्शाते हैं जो आभासी आणविक संरचना में हेरफेर कर सकते हैं जिसके भीतर एक 3 डी आभासी वास्तविकता कार्यक्षेत्र में यह परिणाम है। विशेष consideratiइस प्रणाली स्थापित करने के लिए ons पूरक सामग्री में पाया जा सकता है।

चित्रा 2
चित्रा 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली का उपयोग करते हुए सिलिका nanomaterials के जांच 2.। (क) एक शोधकर्ता GPU आधारित सिमुलेशन से पहले एक प्रारंभिक क्रिस्टोबलाइट मॉडल (स्फटिक) बनाता है। (ख) (क), एक अन्य शोधकर्ता एक सिलिका गिलास मॉडल (गैर क्रिस्टलीय) प्राप्त में दिखाए गए मॉडल पर एक नकली एमडी पिघल-बुझाना प्रक्रिया के प्रदर्शन पर। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली संवर्धन - एमडी सिमुलेशन क्षमता:

सिमुलेशन सिस्टम सामान्यतः एक में लागू कर रहे हैं आणविक गतिशीलताबहु नोडल फैशन, वह यह है कि एक बड़े काम का बोझ प्रोसेसर के हजारों के दसियों के बीच वितरित या parallelized है। हाल ही में, त्वरित वैज्ञानिक कंप्यूटिंग के लिए अतिरिक्त अवसर कंप्यूटर ग्राफिक्स प्रसंस्करण के क्षेत्र में विकास के बाहर पैदा हुई है। इन अग्रिमों वैज्ञानिकों ग्राफिक्स चिप्स के लिए आंतरिक संसाधन शक्ति का अत्यधिक समानांतर प्रकृति का लाभ लेने के लिए अनुमति देता है एक सॉफ्टवेयर इंटरफ़ेस शामिल हैं। कंप्यूट एकीकृत उपकरण वास्तुकला या CUDA 7 के आगमन के साथ, वैज्ञानिकों बुनियादी ढांचे की लागत को कम करते हुए समस्याओं के हल कर रहे हैं, जिस पर गति को बढ़ाने के लिए GPUs के आठ उपयोग कर सकते हैं। एक ठेठ GPU के बारे में जानकारी के प्रसंस्करण के लिए कोर के हजारों या "" नोड के लिए सैकड़ों के बराबर हो सकता है, और इन प्रत्येक समानांतर में इस्तेमाल किया जा सकता है, के रूप में एक अच्छी तरह से कोडित समाधान अपने मल्टी कोर समकक्ष के खिलाफ throughput के त्वरण 1,000x अप करने के लिए प्रदान कर सकता है । हर समस्या इस दृष्टिकोण के लिए अच्छी तरह से अनुकूल नहीं है, हालांकि वर्तमान एमडी सिमुलेशन 15 तक देखा हैएक्स throughput प्रदर्शन 9 लाभ। 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली एमडी-GPU के वृद्धि पर विवरण पूरक सामग्री में पाया जा सकता है।

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Protocol

1. मॉडलिंग पीसी पर 3 डी / वी.आर. मॉडलिंग सॉफ्टवेयर स्थापित करें

  1. (Ubuntu x 86 / AMD64 के हार्डवेयर पर निर्भर करता है) मॉडलिंग पीसी पर लिनक्स बेस ऑपरेटिंग सिस्टम स्थापित करें।
  2. लिनक्स बेस ऑपरेटिंग सिस्टम को संशोधित करें।
    1. पुस्तकालय स्थापित करने और आवश्यक के रूप में कार्यक्षमता जोड़ने।
  3. VRUI और NCK 3 डी / मॉडलिंग पीसी 6 पर वी.आर. मॉडलिंग सॉफ्टवेयर स्थापित करें।
    1. सभी मॉडलिंग सॉफ्टवेयर घटकों के नवीनतम संस्करण प्राप्त करने के लिए संबंधित वेबसाइटों 1,6 की जाँच करें।
    2. संकलन कॉन्फ़िगर और VRUI का परीक्षण करें।
    3. स्थापित करें और NCK का परीक्षण करें।

2. ट्रैकिंग सिस्टम एक सेट अप

  1. माउंट आईआर ट्रैकिंग कैमरा 4
    1. सबसे अच्छा कवरेज के लिए छत के पास 3 डी टीवी के सामने बढ़त के ऊपर सीधे एक कठोर कैमरा निलंबन फ्रेम बनाने। सीधे सामने कोनों और 3 डी टीवी के सामने केन्द्र से ऊपर कुंडा आरोह के माउंट तीन कैमरों। सुनिश्चित करें कि प्रत्येक कैमरे के कवरेज के कोण सिर्फ छटीवी के सामने की सतह razes।
    2. 3 डी टीवी के सामने करने के लिए व्यापक कवरेज के कोण (45 डिग्री) समानांतर है करने के लिए कैमरों निशाना लगाओ। 3 डी टीवी के सामने सीधा करने के लिए एक संकरा कवरेज कोण (30 डिग्री) का प्रयोग करें। वांछित 3 डी में काम कर रहे अंतरिक्ष के भीतर अधिकतम ओवरलैप के लिए अनुमति दें। सुनिश्चित करें वस्तुओं को सफलतापूर्वक लगाया जा करने के लिए कम से कम दो कैमरों (चित्रा 3) को ध्यान में रखते हैं।
      चित्रा 3
      चित्रा 3. आईआर ट्रैकिंग कैमरा कवरेज टीवी के सामने 3 डी कार्यक्षेत्र अधिकतम करने के लिए। पार्ट्स (ए) और (बी) 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली के सम्मान के साथ और आगे की ओर देखें दिखाते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
  2. एक पर्याप्त बनाने के लिए यदि आवश्यक हो तो वैकल्पिक कैमरा प्लेसमेंट के साथ प्रयोग3 डी कार्यक्षेत्र। ऊर्ध्वाधर कैमरा बढ़ते दूरी विवश है अगर यह आवश्यक हो सकता है।
  3. स्थापित करें और जांचना ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर
    1. शामिल स्थापना के मैनुअल का उपयोग कर ट्रैकिंग कंप्यूटर पर OptiTrack कठोर शरीर टूलकिट स्थापित करें।
    2. निर्धारित सीमा, प्रदर्शन, रोशनी वातावरण पर निर्भर मूल्यों और ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर निर्देश में विस्तृत रूप में, उच्च करने के लिए गुणवत्ता पर कब्जा निर्धारित किया है।
    3. छड़ी कब्जा करने के लिए, 3 डी कार्यक्षेत्र से अन्य सभी चिंतनशील सामग्री को हटाने के लिए सावधान रहना होगा। चिंतनशील छड़ी के साथ कैमरा ओवरलैप क्षेत्र में काम करने के दौरान सुचारू रूप से ले जाएँ। मानक तक दोहराएं और "0.5" नीचे त्रुटियों मतलब तो अंशांकन फाइल को बचाने प्राप्त कर रहे हैं।
    4. एक नज़र रखी 3 डी कार्य क्षेत्र प्रणाली मूल समन्वय स्थापित करने के लिए जमीन विमान निर्धारित करें। ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर निर्देश में विस्तृत रूप में परिभाषित Wiimote और 3 डी आंख मारना वस्तुओं पर नज़र रखी।
  4. पूरा VRUI कैलिब्रेशन
    1. Trackin स्वीकार करने के लिए VRUI सेटट्रैकिंग कंप्यूटर से जी जानकारी।
    2. DeviceTest अंशांकन सुविधा का उपयोग VRUI में कार्यक्षमता पर नज़र रखने की जाँच करें।
    3. समन्वय प्रणाली VRUI 3 डी प्रदर्शन और ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर संरेखित करें।
    4. AlignTrackingMarkers संरेखण सॉफ्टवेयर का उपयोग कर पता लगाया Wiimote और 3 डी चश्मे के सेट अभिविन्यास।

3. उपयोग के लिए 3 डी मॉडलिंग सिस्टम को तैयार

  1. शुरुआत से पहले, सभी चिंतनशील गहने (यानी, घड़ियों, झुमके, धातु, आदि) को हटा दें। स्क्रीन पर ध्यान केंद्रित करने की जरूरत है सुधारात्मक चश्मे न निकालें।
  2. 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली के लिए उपकरण इकट्ठा:
    1. मॉडलिंग कंप्यूटर
    2. ट्रैकिंग कंप्यूटर
    3. बड़े प्रारूप 3 डी-सक्षम टीवी
    4. मॉडलिंग कंप्यूटर और 3 डी टीवी के बीच वीडियो केबल
    5. 3 डी टीवी के लिए 3 डी आईआर emitter के
    6. मॉडलिंग और ट्रैकिंग कंप्यूटर के लिए ईथरनेट केबल
    7. ट्रैकिंग के सींग के साथ Wiimote (नियंत्रक)
    8. ट्रैकिंग के सींग के साथ 3 डी चश्मे (3 डी चश्मे) 5
  3. इसे ध्यान से छूने या इसे से जुड़ी गोलाकार आईआर ट्रैकिंग मार्करों स्थानांतरित करने के लिए नहीं ख्याल रख रही है, मॉडलिंग कंप्यूटर से आसानी से पहुंचा जा सकता है, जहां नियंत्रक जगह है।
  4. ध्यान से (, के रूप में पहले चिंतनशील मार्कर छूने से बचने के लिए सुनिश्चित हो) टी वी स्टैंड पर 3 डी चश्मे जगह है।
  5. इसे दूर संचालित है, जबकि ट्रैकिंग कंप्यूटर पर 3 यूएसबी पोर्ट के लिए 3 डी टीवी के ऊपर घुड़सवार आईआर कैमरों से तीन यूएसबी केबल कनेक्ट करें।
  6. 3 डी टीवी रिमोट कंट्रोल का पता लगाएँ और 3 डी टीवी के सामने यह जगह।
  7. मॉडलिंग कंप्यूटर पर वीडियो कार्ड और 3 डी टीवी के वीडियो इनपुट के लिए वीडियो केबल कनेक्ट करें। इसके अलावा 3 डी टीवी से 3 डी तुल्यकालन उत्पादन के लिए 3 डी आईआर emitter के कनेक्ट है, और टीवी पर emitter के काले चश्मे का प्रयोग किया जाएगा, जहां की ओर इशारा करते हुए, टीवी के निकट ओर खड़े जगह है। Calibrated टीवी की स्थिति शिफ्ट करने के लिए नहीं बहुत सावधान रहना होगा।
  8. एन के लिए मॉडलिंग कंप्यूटर पर शक्ति से पहले 3 डी टीवी पर बारीकंप्यूटर द्वारा सुनिश्चित करें कि उचित मान्यता।
  9. मॉडलिंग कंप्यूटर पर बारी। एक लॉगिन प्रांप्ट करने के लिए मॉडलिंग कंप्यूटर बूट करने के बाद, एक उचित खाते में मॉडलिंग कंप्यूटर लिनक्स प्रणाली पर लॉग इन करें।
  10. मॉडलिंग कंप्यूटर के डेस्कटॉप उपलब्ध है एक बार, "जानकारी / मैं" बटन दबाने से वीडियो केबल कनेक्शन की स्थिति की जांच करने के लिए 3 डी टीवी रिमोट कंट्रोल का उपयोग करें। सुनिश्चित करें कि ऊपरी बाएं कोने में टीवी स्क्रीन प्रदर्शित करता है "1920x1080 @ 60Hz"। यदि नहीं, तो 3 डी टीवी की सही पहचान स्थापित करने के लिए मॉडलिंग कंप्यूटर रिबूट। इसके अलावा टीवी रिमोट कंट्रोल सेटअप मेनू का उपयोग, 3 डी उत्पादन मोड 2 में है सुनिश्चित करें।
  11. मॉडलिंग कंप्यूटर डेस्कटॉप पर, कई टैब के साथ एक टर्मिनल विंडो खोलें।
  12. ट्रैकिंग कंप्यूटर पर, एक कमांड विंडो में "ipconfig" टाइप करके ईथरनेट एडाप्टर के आईपी पते की पुष्टि।
  13. मॉडलिंग कंप्यूटर पर, एक टर्मिनल विंडो टैब खुला और VRDevices.cfg फ़ाइल के भीतर जाँच कि "servername" को परिभाषित करताट्रैकिंग कंप्यूटर ईथरनेट एडाप्टर आईपी पते।
  14. यदि आवश्यक हो, ट्रैकिंग कंप्यूटर ईथरनेट एडाप्टर के मैच के लिए VRDevices.cfg में "servername" आईपी पते को बदल नहीं, और VRDevices.cfg बचाने के लिए।
  15. ट्रैकिंग कंप्यूटर पर, OptiTrack कठोर शरीर उपकरण सॉफ्टवेयर आरंभ करें।
  16. सॉफ्टवेयर तो, पूरी तरह से खुला "लोड कैलिब्रेशन रिजल्ट" लेबल शीर्ष मेनू के पास बड़े बटन क्लिक करने के लिए अनुमति दें।
  17. के लिए ब्राउज़ करें और उचित कैमरा अंशांकन फ़ाइल खोलें।
  18. फ़ाइल लोड करने के बाद, "फाइल" मेनू पर क्लिक करें और "लोड कठोर शरीर परिभाषाओं" का चयन करें।
  19. के लिए ब्राउज़ करें और पता लगाया नियंत्रक और 3 डी चश्मे के लिए उपयुक्त कठोर शरीर परिभाषा फ़ाइल खोलें।
  20. ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर के दाएँ फलक पर, फिर "ब्रॉड की जांच, सूचीबद्ध पोर्ट संख्या 3883 है, सत्यापित करें कि," स्ट्रीमिंग "लेबल अनुभाग का पता लगाने" VRPN स्ट्रीमिंग "श्रेणी के अंतर्गत खंड और विस्तारVRPN स्ट्रीमिंग इंजन "" श्रेणी के अंदर बॉक्स "फ्रेम डेटा डाली।
  21. मॉडलिंग कंप्यूटर पर, नियंत्रक सीधे हाथ में या (2 सेकंड दूर सबसे) तुरंत पहुंच योग्य है कि या तो यह सुनिश्चित कर लें।
  22. मॉडलिंग कंप्यूटर पर, इस सत्र में पहले बनाया टर्मिनल विंडो में एक टैब को लाने और नेविगेट करने के लिए और फिर "./VRDeviceDaemon" टाइप, जैसे, VRDeviceDaemon सॉफ्टवेयर आरंभ करें।
  23. के लिए शीघ्र पालन गतिविधि सफल रहा था, तो खिड़की अब प्रदर्शित करेगा "प्रेस बटन एक साथ Wiimote पर 1 और 2।" "VRDeviceServer: ग्राहक कनेक्शन के लिए प्रतीक्षा कर रहा है"।

NCK सॉफ्टवेयर का उपयोग 4. टेस्ट 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली

निर्देश के निम्नलिखित सेट का निर्माण और एक कार्बन nanotu हेरफेर करने के लिए कैसे फिर नियंत्रक उपकरण कार्यों की स्थापना के लिए NCK सॉफ्टवेयर ऑन-स्क्रीन मेनू का उपयोग करें, और कैसे करने के लिए रूपरेखाघटक कार्बन परमाणुओं (चित्रा 4) से 3 डी / वी.आर. कार्यक्षेत्र में हो। जिसके परिणामस्वरूप बंधन कोण और दूरी (चरण 4.4.10) उपाय करने के निर्देश पर 10 ऑनलाइन उपलब्ध हैं।

चित्रा 4
कार्बन नैनोट्यूब का अध्ययन करने के लिए 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली (CNTs) का उपयोग चित्रा 4. स्नातक छात्र फोटो (ए) -।। (एफ) एक एकल दीवारों के CNT के निर्माण की प्रक्रिया को दिखाने के इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

  1. चरण 3.11 में बनाया मॉडलिंग कंप्यूटर टर्मिनल विंडो के भीतर, तीसरा टैब का चयन करें। NCK स्थापना निर्देशिका और टाइप करने के लिए नेविगेट, NCK सॉफ्टवेयर आरंभ करने के लिए:
    "./NanotechConstructionKit -rootSection लोकलहोस्ट -domainsize 36 "।
  2. स्पर्श या संलग्न ट्रैकिंग मार्करों ढीला करने के लिए नहीं बहुत सावधान होने के नाते, 3 डी चश्मे पर डाल दिया है और नियंत्रक उठाओ। 3 डी चश्मे सुनिश्चित करने के लिए सिर / आंख मारना देखने की स्थिति को समायोजित टीवी प्रदर्शन के 3 डी / वी.आर. को देखने की अनुमति देता है, सिंक संकेत emitter के 3 डी टी वी आईआर प्राप्त कर रहे हैं।
  3. आदेश में इस प्रकार के रूप नियंत्रक पर बटन के लिए NCK आदेश संघों, परमाणुओं को स्थानांतरित और हटाना, जोड़ने आवंटित करने के लिए एक toolset के लिए है:
    1. तत्कालीन गृह बटन को रिहा करने, दबाव और Wiimote पर होम बटन पकड़ करने के लिए नेविगेट करने और "उपकरण अध्यारोहित" मेनू आइटम का चयन करके मुख्य NCK ऑन-स्क्रीन मेनू लाने। यह स्वतंत्र रूप से एक दूसरे के नियंत्रक पर अलग बटन करने के लिए आदेश के काम की अनुमति देता है।
    2. NCK, प्रेस भीतर परमाणुओं में हेर-फेर की कार्रवाई के साथ (नियंत्रक के तल पर) Wiimote के ट्रिगर बटन सहयोगी और ट्रिगर बटन पकड़ करने के लिए, # & करने के लिए परदे पर NCK मेनू नेविगेट8220; घसीटनेवाला "और चुनें" 6-dof के घसीटनेवाला, "तो ट्रिगर जारी। ट्रिगर अब परमाणुओं में हेर-फेर की कार्रवाई के साथ जुड़ा हुआ है।
    3. Wiimote पर "+" बटन को एक परमाणु जोड़ने के समारोह में आवंटित करने के लिए, दबाव और गृह बटन पकड़े द्वारा मुख्य मेनू लाने के लिए, "संरचनात्मक इकाई प्रकार" नेविगेट, और "त्रिभुज" का चयन करें, तो घर बटन जारी ।
    4. अगला प्रेस और "+" बटन पकड़ "घसीटनेवाला," नेविगेट करने के लिए और चुनें "6-dof के घसीटनेवाला," फिर "+" बटन छोड़ें। "+" बटन अब चयनित प्रकार के नए परमाणुओं (इस मामले में त्रिकोण के प्रतिनिधित्व वाले कार्बन परमाणुओं) बनाने के साथ जुड़ा हुआ है।
    5. "-" करने के लिए एक परमाणु को हटाने के समारोह में आवंटित करने के लिए Wiimote पर बटन, "संरचनात्मक इकाई प्रकार" तो नेविगेट करने के लिए, दबाव और "घर" बटन पकड़े द्वारा मुख्य मेनू लाने और & #8220; चयनित इकाइयों को हटाएँ, "तो होम बटन छोड़ें।
    6. अगला, प्रेस और पकड़ - "घसीटनेवाला," फिर "6-dof के घसीटनेवाला," नेविगेट करने के लिए और जारी, बटन "-" बटन ""। "-" बटन अब हटाने से परमाणुओं के साथ जुड़ा हुआ है।
    7. "एक" Wiimote के बटन के लिए "लॉक चयनित इकाइयों" के कार्य आवंटित करने के लिए एक समान प्रक्रिया का पालन करें, और "2" नियंत्रक बटन को "चयनित इकाइयों अनलॉक"।
  4. नियंत्रक बटन विन्यस्त किया गया है एक बार, इस प्रकार है NCK का उपयोग कर एक कार्बन नैनोट्यूब बनाने के लिए:
    1. "+" बटन का प्रयोग, NCK कार्यक्षेत्र के लिए दो तीन-बंधन त्रिकोणीय कार्बन परमाणुओं जोड़ें। वे एक शीर्ष पर शामिल होने के लिए जब तक इन ट्रिगर बटन का उपयोग हेरफेर।
    2. एक हेक्सागोनल सितारा आकार बनाने के लिए 4 और अधिक कार्बन परमाणुओं जोड़ें।
    3. "होम" मेनू का प्रयोग, "मैं / हे मेनू", फिर "सहेजें इकाइयों नेविगेट।
    4. दूर अपनी मौजूदा स्थिति से छह उठाई संरचना ले जाएँ।
    5. "होम" मेनू का प्रयोग, "मैं / हे मेनू", फिर "लोड इकाइयों नेविगेट।
    6. हेक्सागोनल छह परमाणु छल्ले की एक 6 से 6 शीट (चित्रा 5A) बना दिया गया है जब तक कि पिछले दो चरणों को दोहराएँ।
    7. "एक" बटन का उपयोग करना, एक शीर्ष पंक्ति में परमाणु, और नीचे पंक्ति में एक विरोध परमाणु ताला। बंद कर दिया परमाणुओं एक गुलाबी रंग (चित्रा 5 ब) के साथ चिह्नित किया जाएगा।
    8. अपनी स्वतंत्र शिखर का विरोध बंद परमाणु मुक्त शिखर दृष्टिकोण जब तक ट्रिगर बटन का उपयोग करना, ध्यान से एक परिपत्र चाप में बंद कर दिया परमाणुओं की एक चाल है। वे परमाणु आकर्षण उन्हें एक बांड (चित्रा 5C) के साथ शामिल होने के लिए कारण होगा कि काफी करीब हैं जब एक हरे रंग की लाइन कोने के बीच दिखाई देगा। एक बार सफलतापूर्वक शामिल हो गए, "2" बटन का उपयोग कर परमाणुओं के दोनों अनलॉक।
    9. इसी तरह, ताला लगा शामिल होने, और ताला खोलने के परमाणु देखें विरोध जारी रखेंtices कार्बन चादर में, प्रभावी रूप से एक अंतिम कार्बन नैनोट्यूब (आंकड़े 5D -5 F) में चादर "zipping"।
      चित्रा 5
      चित्रा 5. चरण के लिहाज से निर्माण एक एकल दीवारों CNT के दिखा के खिलाफ आसान हेरफेर की अनुमति के लिए (गुलाबी त्रिकोण के रूप में दिखाया गया है) "बंद" (ए) कार्बन परमाणुओं का विरोध हेक्सागोनल कार्बन के छल्ले के एक 6 x 6 शीट (graphene के), (ख) यथार्थवादी अणु के बीच बलों, पक्षों का विरोध करने पर परमाणुओं के बीच संबंध की अनुमति के लिए सावधानी से घुमावदार (सी) कार्बन (graphene के) शीट, (डी) आगे कार्बन चादर वक्रता की सहायता के लिए बंद कर दिया दो अतिरिक्त विरोध कार्बन परमाणुओं, (ई) अतिरिक्त विरोध कार्बन परमाणुओं कार्बन जारी रखने के लिए बंधुआ एक नैनोट्यूब, और (च) अंतिम CNT में चादर वक्रता मूल ग के विरोध परमाणुओं के अनुक्रमिक संबंध के बाद गठितarbon शीट (graphene के)। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
    10. नैनोट्यूब पूरा हो गया है, संरचनात्मक कोण और दूरी 10 पुष्टि करने के लिए परदे पर माप उपकरण का उपयोग करें।

आण्विक गतिशीलता सिमुलेशन मॉडल की 5. दृश्य

  1. (2A चित्रा देखें) 3 डी / वी.आर. NCK सॉफ्टवेयर में एक प्रारंभिक क्रिस्टलीय 2 Sio घनीय मॉडल आयात, और प्रारंभिक संरचना की जांच।
  2. ओपन-सोर्स कार्यक्रमों 11 और LAMMPS 12 क्योंकि इस अनुसंधान ध्यान केंद्रित करने के लिए अच्छी तरह से अनुकूल रहे हैं कि सुविधाओं के निशाना बनाया गया MDCASK। बाद के कार्यक्रम अपनी विभिन्न अणु के बीच क्षमता और GPU कंप्यूटिंग क्षमता को देखते हुए इस कार्य में प्रयोग किया जाता है। LAMMPS एमडी पैकेज 12 का प्रयोग, / एक नकली पिघल चलाने के एक बेढब 2 Sio सेंट निर्माण करने के लिए इस प्रारंभिक संरचना पर प्रक्रिया बुझाने ructure। इस नकली प्रक्रिया पर विवरण पिछले प्रकाशनों 13-15 में पाया जा सकता है।
  3. 3 डी / वी.आर. NCK सॉफ्टवेयर में जिसके परिणामस्वरूप नई अनाकार (अव्यवस्थित) 2 Sio मॉडल आयात और संरचना की जांच (चित्रा 2B देखें)।
  4. नई अनाकार ठोस का उपयोग कर खुला स्रोत कोड NanospringCarver 16 और एसोसिएटेड अनुदेशात्मक प्रलेखन 17 (चित्रा 6) के बाहर एक 2 Sio nanospring / nanoribbon बनाएँ। चित्रा 6
    NanospringCarver प्रोग्राम का उपयोग कर एक nanospring के निर्माण में विभिन्न चरणों में कदम-दर-कदम परमाणु चयन प्रक्रिया की चित्रा 6 चित्रण पार्ट्स। (ए - डी) से संकेत मिलता है 25%, 50%, इस प्रक्रिया का 75% और 100% पूरा 17।लक्ष्य = "_blank"> इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
  5. Nanospring / nanoribbon (चित्रा 7) पर तन्यता सिमुलेशन प्रदर्शन करने के लिए LAMMPS एमडी पैकेज का प्रयोग करें। इस प्रक्रिया पर विवरण पिछले एक प्रकाशन 15 में पाया जा सकता है।
    चित्रा 7
    LAMMPS एमडी सिलिका पेचदार nanostructure (nanoribbon) तन्यता सिमुलेशन परिणाम से 7 चित्रा स्नैपशॉट छवि।
  6. 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली में प्रस्तुति के लिए, इस अनुकरण (एनिमेटेड चित्रा 1) के दौरान फोटो और पेचदार nanostructure की एनीमेशन बनाने के लिए खुला स्रोत सॉफ्टवेयर उपकरण VMD (कल्पना आण्विक डायनेमिक्स) 18 ImageMagick के 19, और FFmpeg 20 का प्रयोग करें। कृपया यहां क्लिक करें एक बड़ा वी देखने के लिएइस आंकड़े के ersion।

एनिमेटेड चित्रा 1 पेचदार nanostructure तन्यता सिमुलेशन की। एनीमेशन।

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Representative Results

इस 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली सामग्री विज्ञान अध्ययन के संचालन के लिए नए अवसर प्रस्तुत करता है। इस immersive वातावरण वास्तविक समय में चल रही है, के रूप में 3 डी इनपुट और प्रदर्शन के रूप में, शोधकर्ता एक पूरी तरह से इंटरैक्टिव nanoscaled साधन 2 के साथ प्रस्तुत किया है। यहाँ प्रस्तुत प्रोटोकॉल का पालन करके, एक सिलिका पेचदार nanoribbon इस कदम-दर-कदम फैशन में बनाया गया था। LAMMPS एमडी से उत्पादित इस संरचना का एक स्नैपशॉट 7 चित्र में दिखाया गया है। यह संरचना नकली तनन परीक्षण के अधीन था, और इस अनुकरण के परिणाम तन्य बलों के तहत संरचना के पुनर्गठन और असफलता को दिखाता है जो एनिमेटेड चित्र 1 में दिखाया जाता है।

वास्तविक समय अन्तरक्रियाशीलता और शक्तिशाली एमडी सिमुलेशन 15 के साथ एक immersive वातावरण का दृश्य प्रकृति के संयोजन से, शोधकर्ताओं सहज ज्ञान युक्त नियंत्रण और पूर्ण विशेषताओं विश्लेषण से फायदा हो सकता है।

गुएमडी क्षमता के साथ ई बढ़ाकर 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली अच्छी तरह से जांच और अनाकार सिलिका nanowires, और nanoribbons nanosprings 15 की तन्यता सिमुलेशन पर ध्यान केंद्रित कर, यूसी Merced में Davila लैब में nanoscience अनुसंधान के क्षेत्र में लागू किया गया था।

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Discussion

3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली के सफल स्थापना और उपयोग में महत्वपूर्ण तत्व भौतिक वातावरण और डिजाइन संबंधी और पूरक सामग्री में विशेष ध्यान में विस्तृत रहे हैं। महत्वपूर्ण स्थापना विचार आराम से लंबी अवधि के खड़े या बैठे उपयोग के लिए 3 डी प्रदर्शन ऊंचाई शामिल हैं, आईआर चिंतनशील तत्वों की एक बड़ी 3 डी क्षेत्र में काम करने, स्थिर ट्रैकिंग कैमरा और समय के साथ विन्यास बनाए रखने के लिए 3 डी प्रदर्शन का समर्थन है, और हटाने बनाने के लिए कैमरा घुड़सवार ऊंचाई पर नज़र रखने maximized 3 डी क्षेत्र में काम करने से। स्थापना निर्देशों में कहा गया है उपलब्ध नज़र रखने कैमरे बढ़ते ऊंचाई विवश है, तो वैकल्पिक कैमरा उन्मुखीकरण सबसे बड़ा 3 डी कार्य क्षेत्र बनाने के लिए आवश्यक हो सकता है।

ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर के विन्यास के दौरान, छड़ी कब्जा कदम अंतिम ट्रैकिंग सटीकता के लिए महत्वपूर्ण है। केयर चिंतनशील छड़ी Thor स्थानांतरित करने के लिए लिया जाना चाहिएoughly और सुचारू रूप से ट्रैकिंग कैमरा ओवरलैप क्षेत्र में आवश्यक त्रुटि मान प्राप्त कर रहे हैं जब तक आवश्यक के रूप में इस कदम को दोहरा, किसी भी कैमरे अवरुद्ध या किसी भी माध्यमिक चिंतनशील वस्तु शुरू करने के बिना। उपर्युक्त वर्गों में बताया गया है, इस प्रणाली के उपयोग के दौरान यह 3 डी तुल्यकालन आईआर संकेत के साथ ट्रैकिंग आईआर संकेत से हस्तक्षेप को रोकने के लिए 3 डी चश्मे पर एक छोटे से ढाल बनाने के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है, और अधिकतम करने के लिए नए सिरे से 3 डी आंख मारना बैटरी का उपयोग करने के लिए 3 डी तुल्यकालन आंख मारना। इसके अलावा, लगातार देखभाल स्पर्श या 3 डी आंख मारना और Wiimote के आईआर चिंतनशील क्षेत्रों में परिवर्तन और शारीरिक रूप से सही 3 डी ट्रैकिंग और इमेजिंग बनाए रखने के लिए ट्रैकिंग कैमरा या 3 डी प्रदर्शन पदों पर बदलाव नहीं करने के लिए नहीं लिया जाना चाहिए।

नए हा दृष्टिकोण है, जबकि अन्य पिछले प्रयासों (VMD, biomolecular सिस्टम 21 के लिए एक लोकप्रिय आणविक दृश्य और मॉडलिंग सॉफ्टवेयर के माध्यम से, उदाहरण के लिए) के प्रबंध निदेशक और वास्तविक समय अन्तरक्रियाशीलता पर ध्यान केंद्रित किया हैve अन्य यूजर इंटरफेस को कार्यान्वित किया और 3 डी भाव और आवाज 22 नियंत्रित करता है। एक अन्य समूह 23 NanoSystems भीतर ऊर्जा क्षमता और अणु के बीच बलों को अद्यतन करने के लिए अनुकूली, वृद्धिशील एल्गोरिदम जो एकीकृत सॉफ्टवेयर बनाया गया है। यह LAMMPS ओपन-सोर्स कोड 12 के माध्यम से एक आभासी वास्तविकता के वातावरण में अन्तरक्रियाशीलता और एमडी सिमुलेशन क्षमता के साथ, खुले स्रोत NCK सॉफ्टवेयर 6 के माध्यम से nanomaterials के 3 डी दृश्य के होते हैं के रूप में इस काम में वर्णित प्रणाली एक विशेष लक्ष्य भी शामिल है। विभिन्न मजबूत अणु के बीच क्षमता nanomaterials अध्ययन के लिए उपलब्ध हैं के बाद से यह कोड सामग्री विज्ञान अनुसंधान के लिए, लचीलापन देता है। इस प्रकार, इस काम में व्यवस्था कुछ अन्य दृष्टिकोण के रूप में, लेकिन nanoscale सामग्री अनुसंधान पर ध्यान देने के साथ एमडी सिमुलेशन और अन्तरक्रियाशीलता के इसी तरह के तत्व शामिल हैं।

यहाँ वर्णित 3D / वी.आर. दृश्य प्रणाली के महत्व को एक, यह स्थापित करने के लिए सरल और कम लागत वाली हैअधिक महंगी विशेष immersive वातावरण की तुलना में, औसत शोधकर्ता या शिक्षक के लिए उपयोग करने के लिए डी और अधिक लचीला। GPU- त्वरित एमडी सिमुलेशन क्षमता के अलावा प्रयोगशाला के भीतर एक ऊर्जा और अंतरिक्ष के संरक्षण, उच्च प्रदर्शन अभिकलन वातावरण बनाने के लिए इस तेजी से विकसित हो कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकी का लाभ लेता है। उन्नत विश्लेषण क्षमताओं के साथ मिलकर यह उपन्यास से immersive उपकरण शक्तिशाली और ऐसी सामग्री विज्ञान जैसे क्षेत्रों में उपयोग के लिए कुशल है, और nanoscale अनुसंधान और शिक्षा के लिए विशिष्ट अनुकूल है। इस प्रणाली जून 2012 श्रृंखला UCTV पर "हमारे डिजिटल लाइफ" 24 (एक सार्वजनिक-सेवा मीडिया आउटलेट और पहला विश्वविद्यालय चलाने के यूट्यूब मूल चैनल) में प्रदर्शित करने के लिए चुना गया था।

एक शोध और शिक्षण उपकरण के रूप में दोनों, त्वरित एमडी क्षमता के साथ 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली कोच-शूकरशाला सहित अंतःविषय सहयोग और अनुसंधान और नया सीखने के दृष्टिकोण के एकीकरण को बढ़ावा देता हैLe शिक्षण, सक्रिय अधिगम, और सिस्टम 3 के लिए विकसित इंटरैक्टिव मैनुअल के उपयोग सहित कई शिक्षण शैली,। 3 डी / वी.आर. दृश्य प्रणाली के कार्यान्वयन की समीक्षा की सहकर्मी प्रकाशनों, कई सम्मेलन प्रस्तुतियों, एक मास्टर की थीसिस, एक NSF पुरस्कार, और अंतःविषय सहयोग में हुई है।

संभावित भविष्य के विकास और वर्णित 3D / वी.आर. दृश्य प्रणाली के विस्तार के आभासी वास्तविकता के माहौल में, जबकि शेष, एमडी कार्यक्रम (LAMMPS) के साथ सीधे संपर्क की सुविधा के लिए NCK 3 डी इंटरफेस के भीतर मेनू चालित उपकरणों के अलावा शामिल हो सकते हैं।

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Disclosures

लेखकों वे कोई प्रतिस्पर्धा वित्तीय हितों की है कि घोषणा।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Samsung 61" 3D-capable high definition DLP TV Samsung http://www.samsung.com/us/video/tvs See Protocol Section 3 (Step 3.2)  (Large format 3D-capable TV)
Alienware Area51 750i modeling computer Alienware http://www.alienware.com See Protocol Section 1 (Step 1.1)  (Modeling computer)
HP EliteBook 8530w tracking computer HP http://www.hp.com See Protocol Section 2 (Step 2.3)  (Tracking computer)
V100:R2 IR tracking cameras (3) Naturalpoint http://www.naturalpoint.com/optitrack/products/v100-r2/ See Protocol Section 2 (Step 2.1) and Reference [4]  (Tracking cameras)
OptiTrack Tracking Tools IR tracking software Naturalpoint http://www.naturalpoint.com/optitrack/software/ See Protocol Section 2 (Step 2.3) and Reference [4]  (Tracking software)
3D Goggles and 3D TV IR sync emitter Ilixco http://www.i-glassesstore.com/dlp3d-wireless-2set.html See Protocol Section 3 (Step 3.2) and Reference [5]  (3D goggles)
Wiimote 3D controller Nintendo http://www.nintendo.com/wii See Protocol Section 3 (Step 3.2)  (Wiimote)
VRUI, NCK and associated 3D/VR modeling software Open source software http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/NanoTech/index.html See Protocol Section 1 (Step 1.3) and References [1,6]  (VRUI, NCK)
LAMMPS molecular dynamics software Open source software http://lammps.sandia.gov/  See Protocol Section 5 (Step 5.2) and Reference [12]  (LAMMPS)
NanospringCarver program code and files UC Merced - open source http://tinyurl.com/qame8dj See Protocol Section 5 (Step 5.4) and References [16-17]  (NanospringCarver)
MATLAB GUI files UC Merced - open source http://tinyurl.com/qame8dj See Protocol Section 5 (Step 5.4) and References [16-17]  (NanospringCarver)
Atomistic bulk glass input file UC Merced - open source http://tinyurl.com/qame8dj See Protocol Section 5 (Step 5.4) and References [16-17]  (NanospringCarver)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

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