Přejít k obsahu


Interactive Analysis of Connolly Surfaces for Various Probes

Citace:
MAŇÁK, M., JIRKOVSKÝ, L., KOLINGEROVÁ, I. Interactive Analysis of Connolly Surfaces for Various Probes. Computer Graphics Forum, 2017, roč. 36, č. 6, s. 160-172. ISSN: 0167-7055
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Interactive Analysis of Connolly Surfaces for Various Probes
Rok vydání: 2017
Autoři: Mgr. Martin Maňák Ph.D. , Bc. Lukáš Jirkovský , Prof. Dr. Ing. Ivana Kolingerová ,
Abstrakt CZ: Connollyho povrch definuje hranici mezi molekulární strukturou a jejím prostředím. Jeho tvar závisí na velikosti poloměru sondy, která se používá ke zkoumání modelu molekuly. Zkoumání vlastností tohoto povrchu velmi zajímá chemiky, protože jim pomáhá lépe pochopit a popsat procesy, ke kterým v molekulách dochází. Abychom pomohli chemikům lépe zkoumat tyto vlastnosti, zkombinovali jsme dvě věci: Rychlý výpočet Connollyho povrchu z Voroného diagramu atomů a rychlou vizualizaci na GPU založenou na metodě vrchání paprsků. Voroného diagram poskytuje nejen popis povrchu ale také popis prostoru mezi atomy. Díky tomu lze rozlišit dutiny v molekule a odhadnout jejich vlastnosti, jako například objem, velikost maximální vyplňující sféry nebo velikost maximální sféry, která z dutiny dokáže uniknout do vnějšího prostředí. Dutiny lze filtrovat podle těchto vlastností. Navržená metoda dokáže zobrazovat povrch z obou stran, což zlepšuje vnímání jinak komplexní vnitřní struktury molekuly, a dokáže ho také rychle přepočítat při jakékoliv změně poloměru sondy. Díky tomu lze interaktivně sledovat vývoj dutin při změnách tohoto poloměru, zejména jak a kde se dutiny spojují nebo otevírají do vnějšího prostředí
Abstrakt EN: The Connolly surface defines the boundary between a molecular structure and its environment. Its shape depends on the radius of the probe used to inspect the structure. The exploration of surface features is of great interest among chemists because it helps them to better understand and describe processes in the molecular structure. To help chemists better explore these features, we have combined two things together: a fast extraction of Connolly surfaces from a Voronoi diagram of atoms and a fast visualization based on GPU ray casting. Not only the surface but also the volume description is provided by the diagram. This enables to distinguish surface cavities one from another and compute their properties, e.g. the approximate volume, the maximal filling sphere or the maximal probe that can escape from the cavity to the outer environment. Cavities can be filtered out by applying restrictions to these properties. Views behind the surface and surface clipping improve the perception of the complex internal structure. The surface is quickly recomputed for any probe radius, so interactive changes of the probe radius show the development of cavities, especially how and where they merge together or with the outer environment
Klíčová slova

Zpět

Patička