Chemical Coordinate File (.xyz)
De Standartinis„Cartesian Chemical Coordinate File" (XYZ) yra skaičiuojamosios chemijos ir molekulinio modeliavimo standartas, apibūdinantis molekulines geometrijas ir cheminių reakcijų simuliacijas per atominius elementus ir 3D erdvines koordinates.
Tikrinti ir metaduomenys
Operacinės sistemos ir failų analizatoriai atpažįsta XYZ failus tikrindami pradinę dvejetainę baitų seką:
Baitų lygio antraštės parašas (magiškieji baitai)
Operacinės sistemos ir failų analizatoriai atpažįsta XYZ failus tikrindami pradinę dvejetainę baitų seką:
ŠEŠIOLIKTAINIS PARAŠAS (POSLINKIS 0):
31 2D 39 0AASCII ATVAIZDAVIMAS: N\n
Standartizacija: De facto computational chemistry standard
Techninės specifikacijos
| Konteinerio architektūra | Line 1: Atom count N; Line 2: Comment/title; Following N lines: Element symbol followed by X, Y, Z coordinates in Angstroms |
| Glaudinimas | Uncompressed plain text |
| Baitų seka (Endianness) | UTF-8 / ASCII text stream |
| Spalvų erdvės | CPK coloring convention (Carbon=Black/Grey, Hydrogen=White, Oxygen=Red, Nitrogen=Blue) |
| Kanalai ir struktūra | Atomic positions, element types, and optional molecular dynamics animation frames |
| Maksimalūs matmenys | Unbounded atomic coordinate space (measured in Ångströms: 10^-10 meters) |
| Skaidrumas | None |
| Srautas ir progresyvusis įkėlimas | Multi-frame trajectory streaming: multiple consecutive frames for molecular dynamics movies |
Techninė palyginimo matrica: XYZ vs konkurentai
| Techninis atributas | XYZ (Dabartinis) | PLY | OBJ | STL |
|---|---|---|---|---|
| Sritis | Skaičiuojamoji chemija ir fizika | Mokslinis lazerinis nuskaitymas / Taškų debesys | Bendroji 3D kompiuterinė grafika | 3D spausdinimas ir gamyba |
| Duomenų vaizdavimas | Cheminiai elementai ir angstremų koordinatės | Viršūnės, briaunos, pasirinktinės savybės | Viršūnės, normalės, tekstūros UV | Trikampės paviršiaus briaunos |
| Cheminis sujungiamumas | Apskaičiuojamas dinamiškai pagal ryšio spindulį | Nėra cheminių ryšių | Nėra cheminių ryšių | Nėra cheminių ryšių |
| Trajektorijos animacijos | Vietinis sujungtų kelių kadrų palaikymas | Nėra | Nėra | Nėra |
Dažni sugadinimo režimai ir šešioliktainio atkūrimo vadovas
Molekulinės peržiūros programa rodo klaidą: „Priešlaikinis failo pabaiga skaitant atomus".
Pirminė priežastis: Atomų skaičiaus sveikasis skaičius 1 eilutėje neatitinka tikrojo koordinačių eilučių skaičiaus faile.
Atkūrimas: Pataisykite atomų skaičiaus sveikąjį skaičių 1 eilutėje naudodami „File2File" cheminių failų keitiklį.
Saugumo analizė ir analizatoriaus atakos vektoriai
XYZ analizatoriai nuskaito ASCII elementų kiekius ir eilučių simbolius, kurie turi būti apsaugoti nuo steko buferio perpildymo.
Žinomi atakos vektoriai
- Steko buferio perpildymas skaitant atomų eilutes į fiksuoto ilgio simbolių masyvus.
- Sveikųjų skaičių perpildymas paskirstant atmintį atomų_skaičius * sizeof(Atom).
- Paslaugos trikdymas per suklastotas milijardo atomų deklaracijas.
Geriausia apsaugos praktika:
Istorinė kilmė ir svarbiausi etapai
Pagrindiniai privalumai
- Absoliutus architektūrinis paprastumas: 1 eilutė yra atomų skaičius, 2 eilutė yra komentaras, o likusios eilutės yra elementų X Y Z koordinatės.
- Universalus palaikymas visuose molekulinio modeliavimo ir kvantinės chemijos paketuose („PyMOL", „VMD", „Avogadro", „Jmol").
- Palaiko kelių kadrų trajektorijos animacijas: tiesiog sujunkite tūkstančius kadrų, kad sukurtumėte molekulinės dinamikos filmukus.
Techniniai apribojimai ir trūkumai
- Jokios vietinės cheminio ryšio informacijos: molekuliniai vizualizatoriai turi atspėti cheminius ryšius pagal atstumus tarp atomų.
- Trūksta kristalografinių vienetinės ląstelės parametrų (gardelės vektorių) be pasirinktinių komentaro eilutės plėtinių.
- Nėra standartinio dalinių atominių krūvių ar jėgų lauko atomų tipų palaikymo.
Įdomūs techniniai faktai
- XYZ faile atomų koordinatės visada išreiškiamos angstremais (1 angstremas = 0,1 nanometro = 10^-10 metrų), maždaug vieno vandenilio atomo pločio.
- Vandenį (H2O) XYZ faile galima apibūdinti vos per 5 teksto eilutes.
- Baltymų lankstymosi molekulinės dinamikos simuliacijos dažnai sugeneruoja kelių gigabaitų XYZ trajektorijos failus, apimančius milijonus laiko žingsnių.
Dažniausiai užduodami techniniai klausimai
Kas yra XYZ failas?
XYZ failas yra paprastas teksto formatas, naudojamas chemijoje ir fizikoje atomų 3D padėčiai molekulėje arba kristale įrašyti.
Kokioje programinėje įrangoje atidaromi XYZ failai?
Avogadro, PyMOL, VMD, Jmol, Chemcraft ir File2File.app gali peržiūrėti ir konvertuoti XYZ molekulinius modelius.
Ar galiu konvertuoti XYZ molekulę į 3D spausdinimui tinkamą STL failą?
Taip. File2File.app gali generuoti molekulinius rutuliukų ir lazdelių vaizdus iš XYZ koordinačių ir eksportuoti juos kaip 3D spausdinimui pritaikytus STL arba GLB modelius.