Файл химических координат (.xyz)

Неофициално Стандарт

Файлът с декартови химични координати (XYZ) е стандарт за изчислителна химия и молекулярно моделиране, който описва молекулярни геометрии и симулации на химични реакции чрез атомни елементи и 3D пространствени координати.

Изобретател: Minnesota Supercomputer InstituteГодина: 1989MIME: chemical/x-xyz

Проверка и метаданни

Операционните системи и файловите анализатори идентифицират XYZ файлове чрез проверка на началната двоична байтова последователност:

Изберете или пуснете файлове тук

Поверително - файловете никога не напускат устройството ви

или поставете Ctrl+V

Гаранция за поверителност с нулево мрежово предаване: 0 байта са качени на външни сървъри. Цялата обработка се извършва локално в пясъчниците на вашия браузър.

Байтов подпис на заглавката (сигнатурни байтове)

HEX ПОДПИС (ОФСЕТ 0):

31 2D 39 0A

ASCII ПРЕДСТАВЯНЕ: N\n

Стандартизация: Неофициално приет стандарт за изчислителна химия

Технически спецификации

Контейнерна архитектура	Ред 1: брой атоми N; ред 2: коментар/заглавие; следващите N реда: символ на елемента и координати X, Y, Z в ангстрьоми
Компресия	Некомпресиран обикновен текст
Поредност на байтовете (Endianness)	Текстов поток във UTF-8 / ASCII
Цветови пространства	Цветова конвенция CPK (въглерод - черен/сив, водород - бял, кислород - червен, азот - син)
Канали и структура	Атомни позиции, видове елементи и незадължителни кадри за молекулярна динамика
Максимални размери	Неограничено пространство за атомни координати (в ангстрьоми: 10^-10 метра)
Прозрачност	Няма
Поточно предаване и прогресивно зареждане	Поточно предаване на траектории с няколко кадъра: последователни кадри за филми от молекулярна динамика

Техническа сравнителна матрица: XYZ спрямо конкуренти

Технически атрибут	XYZ (Текущ)	PLY	OBJ	STL
Домейн	Изчислителна химия и физика	Научно лазерно сканиране / точкови облаци	Обща 3D компютърна графика	3D печат и производство
Представяне на данни	Химични елементи и координати в ангстрьоми	Върхове, лица, персонализирани свойства	Върхове, нормали, UV координати на текстури	Триъгълни повърхностни фасети
Химична свързаност	Изчисляват се динамично според радиусите на химичните връзки	Нехимични данни	Нехимични данни	Нехимични данни
Анимации на траектории	Вградена поддръжка за конкатенирани файлове с множество кадри	Няма	Няма	Няма

Често срещани видове повреди и ръководство за възстановяване на шестнадесетични данни

Грешка в молекулярния визуализатор: 'Преждевременен край на файла при четене на атоми'.

Първопричина: Целочисленият брой атоми на ред 1 не съвпада с действителния брой редове с координати във файла.

Възстановяване: Коригирайте целочислената стойност за броя на атомите на ред 1 с помощта на химическия конвертор File2File.app.

Анализ на сигурността и вектори на атака към парсера

Парсерите на XYZ четат броя на елементите и текстовите полета в ASCII формат, които трябва да бъдат защитени срещу препълване на стековия буфер.

Известни вектори на атака

Препълване на стековия буфер при четене на атомни редове в масиви от символи с фиксирана дължина.
Препълване на цяло число по време на разпределение на паметта atom_count * sizeof(Atom).
Отказ от услуга чрез подправени декларации за милиарди атоми.

Най-добри практики за защита: Валидирайте броя на атомите спрямо броя на редовете във физическия файл, преди да заделите буфери за молекулярни координати.

Исторически произход и етапи

2000XYZ координатните файлове се използват в молекулярното моделиране и изчислителната химия; поддръжката зависи от програмата.

1995Разширенията за многокадрови траектории са стандартизирани за симулации на молекулярна динамика.

1989Създаден в Суперкомпютърния институт на Минесота за пакета за молекулярна визуализация XMol.

Основни предимства

Абсолютна архитектурна простота: на ред 1 е броят на атомите, на ред 2 е коментарът, а на останалите редове са координатите X Y Z на елементите.
XYZ координатните файлове се използват в молекулярното моделиране и изчислителната химия; поддръжката зависи от програмата.
Поддържа многокадрови анимации на траектории: просто съединете хиляди кадри, за да създадете филми за молекулярна динамика.

Технически ограничения и минуси

Няма вградена информация за химичните връзки: програмите за визуализация на молекули трябва да ги изчисляват въз основа на междуатомните разстояния.
Не съдържа параметри на кристалографската елементарна клетка (решетъчни вектори), освен ако не се използват персонализирани разширения на редовете за коментари.
Няма стандартна поддръжка за частични атомни заряди или типове атоми от силовите полета.

Интересни технически факти

Форматът XYZ няма единна официална спецификация и мерните единици може да се различават според варианта; проверете източника на файла и използвания софтуер. В често срещаните молекулярни XYZ файлове се използва ангстрьом.
Водата (H2O) може да бъде описана в XYZ файл само с 5 реда текст.
Симулациите на молекулярната динамика при сгъване на протеини често генерират многогигабайтни XYZ файлове с траектории, обхващащи милиони времеви стъпки.

Често задавани технически въпроси

Какво представлява XYZ файлът?

XYZ е прост текстов формат, използван в химията и физиката за записване на 3D координатите на атомите в молекула или кристал.

Кои програми отварят XYZ файлове?

Avogadro, PyMOL, VMD, Jmol, Chemcraft и File2File.app могат да преглеждат и конвертират XYZ молекулярни модели.

Мога ли да конвертирам XYZ молекула във файл STL, готов за 3D печат?

Да. File2File.app може да генерира молекулярни модели с топчета и пръчици въз основа на XYZ координати и да ги експортира като подходящи за 3D принтиране STL или GLB модели.