POV-Ray与Diamond_3_联用作图简介第二节

POV-Ray与Diamond 3 联用作图简介（第二节）
15151晶体论坛荣誉出品
窦伟
兰州大学化学化工学院
第二节Diamond中的POV-Ray设置
其实很多晶体类软件比如ORTEP-3，Mercury 2.2 等均可输出pov 文件。

但是ORTEP-3功能过于简单，Mercury的POV设置没有完善。

目前，相容性较好的应该属Diamond 3了。

按照我们前面的介绍，若想实现软件间的兼容必须先解决晶体结构中的原子和键的表达问题。

Diamond 3软件使用的是Sphere（代表atom）和Cyclinder（代表bond）的组合方式，具体说来有以下几点：（1）将所有的原子（包括衍生出的）和化学键分别成组，联动操作要分别设置原子组和键组；
（2）默认c轴方向为初始方向，在您进行任意旋转时，程序只需对比并记住您的旋转方向即可，采取rotate 命
令很容易实现；原子坐标的变化引起的大量数据的变
动得以巧妙解决；
（3）文件编写简洁清晰，易于后期修改（这是我们本文一切的起点）。

1．基本设置
进入POV-Ray设置界面非常容易，下辖的五个选项中常用的是Global Settings、Render Into Bitmap和Create Scene File，其他两个选项实际上用处不大。

2．Global Setting里Settings
这里的选项和设置是整个作图程序的关键步骤，主要从四个方面设置图片效果。

2.1 Materials：
提供原子或键的材质选择，可供选择的材质非常多，但常用的是前五项。

为了便于对效果进行对比，我们选择800*600分辨率，全充满模型进行作图，其他条件不变（限于篇幅，只演示了Default 模式的设置过程；不对图片进行后期处理，因而采用Render Into Bitmap 方式，得到.bmp格式的图片）：
后面的各项材质选择均采用如上步骤，得到的效果如下图：
材质类型 材质效果（未设置光源）
特点及说明
Default
朴实无华
Dull
虚幻缥缈
常用于配合光源构建美图
Plastic
华丽夺目
不用光源，同样构建超强效果
Rubber
温文儒雅
Shiny
细致精巧
最具匠心的设计，在全充满模型里最常用。

2.2 Background ：
背景选择是构建高质量图片的一个重要因素。

程序提供了多种选项，常用的包括单一背景（白/黑色）、渐变背景、云彩背景等。

Monochrome color：在选择颜色时需要调到第二项Color Range中挑选一种颜色，再回到Monochrome color中。

Color Range：提供渐变效果非常好用，这和Mercury里的功能非常类似，但Diamond 通常用于展现多原子复杂体系的结构，因而这一功能似乎不经常用。

Pre-defined texture：提供了几种以云彩为主的背景图片，这些图片已在POV-Ray程序中被默认，易于在图片中直接调用。

本人曾尝试用自己的图片代入，但都失败了。

最常用的一幅大概就是：Summer sky 了：
2.3Bottom：
该选项提供了多种底面效果，包括影子、镜面效果、倒影效果等等，但是该项选择很明显与您的主体的尺寸是有关系的，主体太大，
在有限的画布上可能有时体现不出Bottom效果，这时需要在POV-Ray程序中进行相应的设置。

一般常用的模式包括以下几种（分辨率：800*600；材质：Shiny；背景：Summer sky；不对图片进行后期处理，因而采用Render Into Bitmap方式，得到.bmp格式的图片）：
Bottom类型Bottom效果（未设置光源）
No floor
Monochrome
Aluminum
Mirror
Ocean
2.4 Light：
光源的设置是比较难于描述的。

程序提供了四种光源模式，parallel和point light是最简单的两种，在这两种光源中，存在着基本的几个参数：光源的位置、光的颜色，就可以确定了。

而且在选择bottom时不用太注意。

另外两种光源spotlight和cyclinder light稍麻烦，我们可以有一张示意图（图1）看出，这两种光源有类似的一些设置：Bottom设置，最好是选择除No_floor之外的底板类型。

光源的位置：用<x, y, z>表示
光源的半径：Radius
光源的指向：point_at <x1, y1, z1>
光源照到物体上采用定光圈大小：falloff
这四项是必须设置的，其他的在我们的领域中并不常用。

需要注意的是, 光源指向物体时，spotlight光源的半径越大，离物体越远，物体被更大范围和程度的照亮，但如果光圈太小，也无济于事，所以一般Radius< falloff，比如本例中radius =5，falloff = 9。

Cyclinder的设置也容易分析。

通常，我们在处理复杂结构分子时，常选的光源位置为<100,100,-100>，光源指向位置point_at <0, 0, 0>。

光源半径
radius 5
光源位置（<50,50,-50>）light_source{
<50,50,-50>
color rgb<1,1,1>
spotlight
point_at<0,0,0>
radius 5
falloff 9
tightness 05
fade_power
}
图1
调整Radius和falloff大小，可以形成以下效果：
两个关键参数效果图
light_source { // #1
<50,50,-50>
color rgb <1,1,1>
spotlight
point_at <0,0,0>
radius 5
falloff 9
tightness 05
fade_distance 2
fade_power 0.2
}
light_source { // #1
<50,50,-50>
color rgb <1,1,1>
spotlight
point_at <0,0,0>
radius 9
falloff 9
tightness 05
fade_distance 2
fade_power 0.2
}
light_source { // #1
<50,50,-50>
color rgb <1,1,1>
spotlight
point_at <0,0,0>
radius 5
falloff 5
tightness 05
fade_distance 2
fade_power 0.2
}
我们还是回到Diamond 程序来看看具体的设置：由于实际上常用的光源是平行光，可以选择parallel，位置输入常用值<100, 100, -100>,颜色，一般选白色，其他的选项就可以不填写了（如果是
spotlight, 别忘了bottom设置、Radius及Falloff设置）。

点击靠右侧中部的Add，可以将我们刚才定义的光源保存起来，以后用起来就很方便。

根据需求，您可以保存常用的一些光源设置。

在操作面板的下部还有四个选项，也是很关键的选项，尤其是第一个：Assumed gamma。

该选项可以用来调节光照强度，值越小，光照越强，画面越亮（很多朋友经常问，同样的设置，自己的图总是很暗，主要是该值使用了默认值2.2，太大了）。

后面的选项，是基于三基色的成分调整，数值的改变可使主体颜色偏红、偏绿或是偏蓝。

我们首先对比，其他条件不变时，Assumed gamma由2.0变为1.0时图片画面的变化：
当Ambient light由1，1，1变为2，1，1时，画面的变化（偏红）：
未完待续：第三节Diamond结果文件的POV-Ray修饰。