Векторная графика очень удобна для иллюстраций. Молекулы состоят из атомов соединённых связями. Хочется, чтобы операции редактирования рисунка химической структуры осуществлялись согласно физическому устройству молекул: выделил атом, перенес его, повернул фрагмент молекулы, подписал… Практически все визуализаторы атомных структур экспортируют вид в растр, что усложняет подготовку иллюстраций. В этой заметке я расскажу о способе отрисовки 3D структур в векторном формате, а также о том, как в этом поможет язык PostScript.
Достаточно много программ умеют экспортировать структуру в векторную графику: SVG, PDF, EPS. Однако, часто это сделано лишь формально - полученные изображения состоят из множества примитивов, разобрать их по атомам и связям практически невозможно. Размер такого векторного файла тоже большой, словом, беда. Из множества молекулярных конструкторов лишь два удовлетворяют по качеству кода векторной картинки: GaussView и Molden. Последняя программа доступна всем желающим, так что примеры построены с её помощью, тем не менее, все приведенные ниже рецепты применимы (с некоторыми модификациями) и к векторным иллюстрациям сделанными программой GaussView. Итак, Molden!
Открываем файл со структурой, сохраняем в PostScript.
PostScript
В файле видим человеческий текст:
%!PS-Adobe-2.0 EPSF-2.0 %%Title: Molden %%For: Schaft %%Creator: Drs G Schaftenaar %%DocumentFonts: Courier %%Pages (atend) %%BoundingBox: 0 0 612 792 %%EndComments % %###### User Preferences ############ % %---- SIZE AND ORIENTATION OF THE PLOT --- % /size { 0.24 } def %---- These number can be negative ------- /originx { 39.0 } def /originy { 753.0 } def /angle { -90.0 } def %For Portrait use %/originx { 40.0 } def %/originy { 240.0 } def %/angle { 0.0 } def %and BoundingBox: 25 255 535 765
За отрисовку сфер-атомов отвечает процедура \doatom, за стержни - \dorod. Сначала отключим вывод логотипа Molden.
%---- Include Tabel & Logo, Fontsize ----- /tabel {true} def /titleandlogo {true} def % ставим здесь false!
Без дальнейших модификаций рисунок будет таким, 4082 графических примитива. Несколько неудобно.
Число примитивов можно значительно сократить небольшой правкой.
%---- SET BOND RENDERING: --------------- %---- shadedrod, whiterod, blackrod ----- % /doatom { dosketchysmoothatom } def /dorod { sketchyshadedrod } def % % облегченные версии (меньше примитивов) /dosketchysmoothatom % вместо прежнего doatom { gsave rx ry translate 90 -15 1 % вместо прежнего цикла 90 1 1 - это единственное изменение { gsave dup cos hue exch satu exch sethsbcolor sin dup scale newpath 0 0 rad 0 360 arc closepath fill grestore } for grestore } def /sketchyshadedrod { gsave x1 y1 translate x2 x1 neg add y2 y1 neg add {atan neg rotate} stopped not { 85 -15 0 % вместо 87 -3 0 - это единственное изменение {dup gsave newpath cos 1.0 cosb 0.5 mul neg add mul hue exch satu exch sethsbcolor sin 1.0 scale 1 cosb scale 0 0 hd 0 180 arcn x2 x1 neg add dup mul y2 y1 neg add dup mul add sqrt 0 cosb eq {/cosb 1.0 def} if 0 exch cosb div translate 0 0 hd 180 360 arc closepath fill grestore } for } if grestore } def
Пойдем дальше и напишем на сей раз свои собственные процедуры!
/doatom { docirclecoloratom } def /dorod { dostick } def % ширина связи, цвет её линии, толщина штриха /stickwidth {16} def /stickgreycolor {0} def /strokelinewidth {4} def /docirclecoloratom { gsave strokelinewidth setlinewidth rx ry translate newpath 0 0 rad 0 360 arc closepath gsave hue satu 1.0 sethsbcolor fill grestore stroke 0 0 rad 0.75 mul -60 0 arc stroke grestore } def % процедура dostick уже создана Molden
Этот код произведет такую картинку:
Это очень простой рисунок, легковесный. Каждый атом - 3 примитива. Окружность, окрашенный круг, дуга. Связь - одна линия. Легко разобрать на запчасти и сделать всё что угодно.
/docircleatom { gsave strokelinewidth setlinewidth rx ry translate newpath 0 0 rad 0 360 arc closepath gsave 1 setgray fill grestore stroke gsave 1.00 0.55 scale 0 0 rad 0 180 arc stroke grestore 0.55 1.00 scale 0 0 rad -90 90 arcn stroke grestore } def
Этот код радикально сведет рисунок к черному и белому. Как в старых книгах.
Заключение
PostScript удивительно хорош в создании иллюстраций. Он лёгок в освоении. В этой заметке я привёл способ как сделать простые, но подчас очень и очень нужные вещи при подготовке публикации или постера на конференцию. Однако, можно пойти дальше! Очень рекомендую книгу Mathematical Illustrations.
