1
分子可視化與電場勢能圖解介紹
AI032Lesson 9
00:00

分子可視化在以下兩者之間扮演著關鍵橋樑的角色: 原子座標 以及 生物直覺。透過使用如 Visual Molecular Dynamics (VMD)之類的軟體,研究人員可以將原始的數值資料轉換為互動式的三維環境,揭示生命的結構編排。

1. 電場勢能圖

電場勢能圖是一種以三維網格為基礎的表示方式,用以顯示分子上電荷分佈的情形。網格中的每個體素(voxel)會計算來自所有原子的電勢總和:$$V_j = \sum_{i} \frac{q_i}{r_{ij}}$$。這些圖像可作為「力場」的代理,識別出具有高親和力的結合與摺疊區域。

2. GPU 的優勢

計算這些圖像的運算成本極高。如 圖 9.1所示,此過程涉及渲染由密集、色彩編碼的點雲包圍的複雜蛋白質軸線(紅色代表負電荷,藍色代表正電荷)。這種巨大的並行性使 GPU 尤其適合執行此類模擬。

圖 9.1:軸線上之電場點雲

3. 直接庫侖求和法(DCS)

DCS 是生成圖像的首選演算法。它依賴於 rsqrtf 指令進行高效能的倒數平方根運算,並利用常數記憶體同時將原子資料廣播至所有處理線程。

main.py
TERMINALbash — 80x24
> Ready. Click "Run" to execute.
>