"Cavity" Users Guide for Version 4.6 / 5.0

Copyright (c) 1994-2007 Takashi NEMOTO.

Japanese/[English]

このファイルは改訂中です。英語版も参照して下さい。

目次

Introduction

Cavity とは？

インストールガイド.

初期設定法.

ユーザーズマニュアル.

使用法概略.

Download

プログラムのダウンロード

Cavity とは？

Cavity プログラムは 結晶中の反応空間を求めるプログラムです。 結晶中の反応空間の形状、大きさを求めることができます。 原型のプログラムは 柳 和則氏らによって開発され、1993年、 根本により全面的な書換えが行なわれました。

入手法

http://eels.kuicr.kyoto-u.ac.jp/~tnemoto/sv/download.html よりダウンロードできます

論文等に使用する場合、
J. Am. Chem. Soc. (1981) 103 5805-
を参照してください。

Cavity の 定義

ここでいう "Cavity" は 結晶中の反応基の周辺の空間を指します。 具体的には、以下の定義です。

1. 結晶中の分子から反応基を取り除く。
2. 原子の半径が Van Der Waals 半径 +1.2 Å として空間を切りとり、残った空間を 求める。ただし、結合が定義されている原子の場合、その半径は結合距離まで 短くされる。

なお、反応基に限らず、結晶から一部の原子を取り除いて、それによって 残された空間を可視化、体積計算をすることができます。

このプログラムでは Cavity の描画は 断面毎に行なわれ、 重ね合わせて出力されます。また、体積計算を指定した場合、 その計算は描画と並行して行なわれます。

Cavity Version 4.6 の インストール

配布されているファイルは cav4.6a.tar.gz, cav5.0a.tar.gz です。 手順は

gzip -d cavXXX.tar.gz
tar xvf cavXXX.tar
cd cavXXX
make
    

です。

これにより、 実行形式ファイル "cav4" または "cav5" が生成します。 最後に、このファイル cav4,cav5 を path に含まれているディレクトリにコピーして 下さい。通常は /usr/local/bin, ~teXsan/bin, /usr/bin 等です。

入力ファイル仕様

1. コントロールファイル 仕様
2. データファイル 仕様

コントロールファイル 仕様

• 先頭に # のついた行はすべて無視されます。自由にコメントなどを書き込んで 構いません。
• 読み込まれる最初の１行にタイトルが入ります(現在の Version では この行も 無視されますが、ダミーを書いておいて下さい)。
• ２行目以降は (I7) あるいは (F7.3) のフォーマットで各種パラメータが 書かれます。サンプルファイルに準じて各行のパラメータを書いて下さい。

コントロールファイル例

# Title
Cavity
# iview,  Manu,Volume,  Bond,    HR, ICAVE,N_Atom,N_Bond, N_Cav
      3      0      0      0      0      0     93     97      6
# Scale,Radius,CavPen,BondPn,CavBnP,CavAtP
    1.0  0.000      1      2      0      0
# Atom Number
      1      4      7     10     15     22     25     34     37     40
            ＜＜ 中略 ＞＞
    254    255    258    260    264    266    269    272    275    279
    281    282    283
# Bond Atom Number (Pair)
      1      4      1      7      1     10      1     15      1     99
            ＜＜ 中略 ＞＞
    264    269    264    272    272    275    272    279    272    281
    281    282    281    283
# Cavity Atom Number
    216    224    234    239    242    245
# Cavity Radi
  2.900  2.750  2.720  2.400  1.200
# Cavity Range
# X Min, X Max, Y Min, Y Max, Z Min, Z Max, Grid
 -1.718  5.825 -5.446  2.639 -4.944  3.608  0.200
    

データファイル仕様

データファイルは (A6,I4,3F10.6) のフォーマットです。 原点及び座標変換行列を先頭部分に記述することができます。

ORIGIN      5.601346  6.952534  3.076390
VMT0        1.000000  0.000000  0.000000
VMT1        0.000000  1.000000  0.000000
VMT2        0.000000  0.000000  1.000000
RVMT0       1.000000 -0.000000  0.000000
RVMT1      -0.000000  1.000000 -0.000000
RVMT2       0.000000 -0.000000  1.000000
CO1B     5  5.779318 10.785900  3.980696
SPHERE      9.000000
CO1B     5 11.639863  4.597915 -3.980696
CO1B     5 11.639863  4.597915  7.399224
N1B      2  4.433502 12.081833  3.715771
N1B      2 10.294047  3.301982 -3.715771
N1B      2 10.294047  3.301982  7.664149
N2B      2  4.276440  9.655498  4.063769
N2B      2 10.136985  5.728317 -4.063769
          ＜＜ 中略 ＞＞
H6A2     4  4.032875  0.992564  1.966336
H6A2     4  1.827670 -0.992564 -3.723624
H6A2     4  1.827670 -0.992564  7.656296
H6A2     4 13.548760 -0.992564 -3.723624
H6A2     4 13.548760 -0.992564  7.656296
    

出力ファイル仕様

出力ファイルは以下の構成となっています。

ヘッダ

描画結果を Post Script プリンタに出力するためのヘッダです。

描画データ

断面毎のCavityの図、および断面毎の Cavity 体積が 出力されます。

計算結果

体積計算を指定した場合、Cavity の体積が出力されます。

フッタ

また、計算経過を表示するための "%#" で始まるコメント行が 挿入されています。

%!PS-Adobe-3.0 EPSF-3.0
%%Creater: PS-META-FILE(CAV4)
	＜＜ 中略 ＞＞
    1.0000    1.0000 scale
    0.0000    0.0000 translate
%%EndProlog
%# StartData
%# ORIGIN=  5.601346  6.952534  3.076390
cc /mesh {3} def
cc save mesh 3 ne { 
cc -100 -100 m 0 0 rl 0 0 rl 0 0 rl 0 0 rl clip newpath } if
%# RVMT1 =  1.000000  0.000000  0.000000
%# RVMT2 =  0.000000  1.000000  0.000000
%# RVMT3 =  0.000000  0.000000  1.000000
cp        1 p
ct (Cavity                                  ) tt
%# mess Cavity Start                            
%# mess Z =  -3.444 (   1/  27) IView=3         
%# mess Volume/Plane =  0.000                   
%# mess Z =  -3.244 (   2/  27) IView=3         
%# mess Volume/Plane =  0.000                   
%# mess Z =  -3.044 (   3/  27) IView=3         
%# mess Volume/Plane =  0.000                   
%# mess Z =  -2.844 (   4/  27) IView=3         
%# mess Volume/Plane =  0.000                   
%# mess Z =  -2.644 (   5/  27) IView=3         
ca     0.903  -2.177   2.378   34   35 a %   -2.644    O1A   
ca     0.903  -2.177   2.378   70   73 a %   -2.644    O1A   
ca    -0.880  -1.166   2.808   27   32 a %   -2.644    C1A   
ca     3.037   1.708   2.070  223  231 a %   -2.644    C6A   
ca     3.272   0.849   1.722  206  208 a %   -2.644    H6A1  
%# mess Volume/Plane =  0.000                   
%# mess Z =  -2.444 (   6/  27) IView=3         
ca     4.935  -2.151   2.296  149  153 a %   -2.444    C11B  
ca    -0.312   2.448   2.828  310  315 a %   -2.444    C11C  
         ＜＜ 中略 ＞＞
ca     1.440  -1.611   1.008  178  192 a %    1.556    H6B1  
ca    -1.305  -1.120   1.794  339  346 a %    1.556    H7B1  
ca     3.585   1.373   2.315  261  262 a %    1.556    H7B3  
ca     4.770  -1.771   1.751  151  153 a %    1.556    H5B1  
ca    -0.692  -4.233   2.680   65   67 a %    1.556    O3A   
%# mess Volume/Plane =  0.000                   
%# mess Z =   1.756 (  27/  27) IView=3         
%# mess Volume/Plane =  0.000                   
%# mess Z =   1.956 (  28/  27) IView=3         
%# mess Volume/Plane =  0.000                   
cc restore
%# mess XRANGE =    -0.1360    3.7172           
%# mess YRANGE =    -3.0786    1.1391           
%# mess ZRANGE =    -3.0440    1.9560           
%# EndData
restore
showpage
%%EOF

    

Cavity Program 概略

この章はソースリストの各ファイルの説明です。 プログラムを読む場合の参考になさって下さい。 各ファイルは原則として１つのサブルーチン、あるいは関数から成っています。

初期化・終了時処理

cavini.f

初期化１

cavin2.f

初期化２

cavfin.f

終了時処理

used.f

cavity の描画で使用された原子を出力するルーチン

計算

cavity.f

メインルーチン

cavlop.f

投影面のループ

iautex.f

描画範囲の自動拡大処理ルーチン

chkrng.f

描画範囲の自動拡大のリミットチェックルーチン

setmin.f

cavity の描画範囲を決めるルーチン

setpl.f

投影面上にのっている原子を選び出すルーチン

pvdw.f

１枚の断面図の描画ルーチン/断面積の計算

描画

prjctn.f

分子骨格の投影ルーチン

ファイル入出力

readcn.f

コントロールファイル読み込みルーチン

readdt.f

データ読み込みルーチン

error.f

エラー表示ルーチン

plot.f

図形描画ルーチン群。 ポストスクリプト以外の出力が必要な場合はここを変更して下さい。

コントロールファイル キーワード

コントロールファイルは7カラム毎の固定長フォーマットです。改行位置を変更することもできません。

TITLE

このファイルのタイトルを１行で入力して下さい。 入力内容は無視されますが、ダミーでも構わないので必ず１行入力して下さい。

IVIEW

投影方向を 1-3 で指定します。通常は 3 を指定して下さい。Mesh Mode (0) は SV上からのみ使用可能で、単独で使用しても正常なPSファイルは得られません。

Manu

計算範囲の自動設定を行なう時は 0、 手動設定の時は、 1 を指定して 下さい。

Volume

cavityの体積計算を行なう時は 1, 描画のみを行なう時は 0 を指定して下さい。

Bond

描画時に結合の表示を行なう時に 1, 描画しない時に 0 を指定して下さい。

HR

Cavity 5.5以降で、1を指定すると高精細描画を行うようになります。

ICAVE

通常は 0 を指定して下さい。

N_Atom

描画を行なう原子の数を指定して下さい。

N_Bond

描画を行なう結合の数を指定して下さい。

N_Cav

Cavity 中の原子、すなわち、計算時に取り除く原子の数を指定して下さい。

Scale

描画スケールを指定して下さい。通常は 1 です。

Radius

原子を円で描画する場合に、その半径を Å 単位で指定して下さい。通常は 0 です。

CavPen

Cavity を描画するペン番号を指定して下さい。通常は 1 です。

BondPn

結合を描画するペン番号を指定して下さい。通常は 2 です。

CavBnP

Cavity 中の結合を描画するペン番号を指定して下さい。通常は 0 です。

CavAtP

原子を描画する場合のペン番号を指定して下さい。

Atom Number

描画する原子の番号を指定して下さい。この原子数はN_ATOMに書き込んで下さい。

Bond Atom Number (Pair)

計算に用いる結合を番号で指定して下さい。２つの原子のペアの数を N_Bondに書き込んで下さい。

Cavity Atom Numbers

Cavity 計算時に取り除く原子の番号を指定して下さい。この原子数を N_Cavに書き込んで下さい。

Cavity Radi

Cavity 計算に用いる原子の半径を入力して下さい。通常は Van Der Waals 半径＋1.2 を指定します。

Cavity Range

自動範囲設定を行なわない場合、計算範囲を入力して下さい。自動範囲設定の場合はダミーの値を入力して下さい。

Grid

体積計算の grid 幅(Å)を入力して下さい。通常は 0.05-0.2 程度です。

データファイル キーワード

データファイルは10カラム毎の固定長フォーマットです。

ORIGIN

描画の原点の指定です。この座標を中心として描画されます。

VMT

投影方向を決めるための行列です。

RVMT

投影方向行列の逆行列です。

SPHERE

計算範囲を原点から半径 r Å以内に限定します。SPHERE キーワードの後、必ず 4文字のスペースをいれて下さい。