技術背景
在分子動力學模擬過程中會遇到一些拓撲結構非常復雜的分子模型，所謂的復雜不僅僅是包含眾多的原子，還有各種原子之間的成鍵關系與成鍵類型等。這時候就非常能夠體現一個好的可視化軟件的重要性了，這里我們介紹的VMD是一個業界非常常用、功能也非常強大的一款軟件。
VMD的安裝
首先訪問VMD官方網站，找到適合自己本地OS和硬件系統的版本進行下載。這里我們本地是Ubuntu20.04的系統，所以下載了一個Linux通用的版本：
下載到本地之后，找到一個合適的文件夾進行解壓：
dechin@ubuntu2004:~/projects/vmd$ tar -xvf vmd-1.9.4a51.bin.LINUXAMD64-CUDA102-OptiX650-OSPRay185.opengl.tar.gz
解壓之后進入主目錄，運行configure：
dechin@ubuntu2004:~/projects/vmd/vmd-1.9.4a51$ ./configure
using configure.options: LINUXAMD64 OPENGL OPENGLPBUFFER FLTK TK ACTC CUDA IMD LIBSBALL XINERAMA XINPUT LIBOPTIX LIBOSPRAY LIBTACHYON LIBPNG ZLIB VRPN NETCDF COLVARS TCL PYTHON PTHREADS NUMPY SILENT ICC
最后進入src目錄，執行make install完成安裝：
dechin@ubuntu2004:~/projects/vmd/vmd-1.9.4a51$ cd src/
dechin@ubuntu2004:~/projects/vmd/vmd-1.9.4a51/src$ sudo make install
[sudo] dechin 的密碼：
Info: /bin/csh shell not found, installing Bourne shell startup script instead
Make sure /usr/local/bin/vmd is in your path.
VMD installation complete. Enjoy!
安裝成功后，在終端窗口中執行vmd會彈出兩個窗口，一個用於顯示加載的文件和配置：
另一個窗口用於顯示輸入分子模型的3D結構，如果沒有輸入任何分子模型數據的情況下，這個界面會展示一個一直旋轉的VMD字樣的模型：
VMD的使用
VMD的使用方法有很多中，tcl的語言也使得可以執行更高階更靈活的操作，比如參考鏈接1中的操作就非常的華麗。但是這里我們僅僅為了可視化靜態的3D分子模型，所以只介紹一些基本用法。首先我們需要在本地構建一個分子模型的文件，一般以.xyz結尾。文件的格式為：開頭的分子數，第二行的標記，這里使用的是mol這種標記，后面的所有行數是標定每一個分子的具體三維坐標，也就是空間位置。這里直接使用了參考鏈接1中所給出的xyz文件：
dechin@ubuntu2004:~/projects/gitlab/dechin/src/vmd$ vim file.xyz
具體的file.xyz文件內容如下所示：
24
mol
C -1.615 -0.739 -3.043
C -0.076 -0.706 -3.045
H -1.963 -1.227 -3.929
H -1.959 -1.275 -2.183
C 0.469 -2.145 -3.087
H 0.268 -0.169 -3.905
H 0.272 -0.218 -2.159
H 1.539 -2.122 -3.089
H 0.126 -2.682 -2.227
H 0.122 -2.633 -3.974
C -2.160 0.701 -3.001
C -3.700 0.667 -2.999
H -1.817 1.237 -3.861
H -1.812 1.188 -2.114
C -4.245 2.107 -2.957
H -4.047 0.179 -3.885
H -4.043 0.131 -2.139
H -3.897 2.594 -2.070
H -3.901 2.643 -3.817
C -5.784 2.073 -2.955
O -6.394 1.131 -3.525
N -6.541 3.141 -2.286
H -7.407 2.773 -1.946
H -6.007 3.500 -1.521
保存后，直接運行vmd file.xyz即可彈出相關分子模型的可視化界面：
默認打開的3D分子模型是Line格式的，也就是都被抽象為線條：
此時可以點擊界面上的Graphic->Representations，可以彈出一個表示格式的框：
在Drawing Method下找到CPK模式，點擊Apply即可應用到圖層當中：
在這種模式下可以看到每個原子以及原子跟原子之間的成鍵關系，是非常常用的一個模式。
總結概要
本文重點介紹了VMD分子動力學模擬可視化軟件的安裝與基本使用方法，VMD是一款非常小而精致的可視化工具，在業界也備受推崇。如果只是用於做分子模型的展示，功能是完全足夠的，如果要執行更多的操作，需要掌握tcl語言，當然這也是一個坑點。
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作者ID：DechinPhy
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