新闻:橡树岭国家实验室。1965年4月2日星期五,第1页。

实验室科学家使用面向计算机的图形技术绘制“深层原子”

作者:BILL FELKNOR

一张图片胜过千言万语,尤其是对橡树岭国家实验室的科学家来说世卫组织复兴了一种旧的世纪之交的家用娱乐设备,以帮助实现可视化复杂的晶体结构。

还记得奶奶的立体镜和立体照片柜吗?他们是在20世纪初,ORNL化学部门的C.K.Johnson几乎每家客厅都有开发了一个现代计算机程序,利用“自动化图形艺术”绘制类似的立体(三维)图形。但是,不是去看尼亚加拉大瀑布或马戏团大象,这些图画是高度复杂的化学和生物结构。

计算机的精度和使用机械绘图仪使其生产准确可行立体线图非常详细的信息手绘通常需要的时间数字。

外行可能会问,什么是立体图?这是一双具有一个成员的图形每只眼睛。这些图纸是相对于的透视投影眼睛的“视点”。这个大脑融合了不同的图形自动和感知深度结果。这允许真三维晶体结构的外观快速可视化模型读者。

约翰逊的研究项目开始了当他试图说明技术论文,附有柠檬酸镁的热运动图片。一个粗糙的程序是准备看看这是否可以用电脑更好地完成。结果是足够鼓舞人心,值得进一步研究和目前相当详尽的概述计算机程序ORTEP(Oak Ridge Thermal Ellipsoid Plot program)得到了发展。主要是因为用试错法寻找适用于自动化和适用于图形的数字技术。

查看立体图形的常规方法是“立体镜”,它是以下内容的简单组合透镜或棱镜。然而,如果立体伴侣足够靠近,立体观看可以通过在眼睛之间放置一个分隔器来完成,例如一块薄纸板。(这可以通过本文附带的线条图轻松实现。)

在过去研究三维晶体结构的特征构建模型(请参见随附图片)。科学家一直在使用这种方法自从研究结晶学以来开始。另一种方法是手绘立体数字。然而,这需要非常耗时制图技巧。因此,这种图形辅助工具的广泛使用尚未制定技术20世纪20年代以来的任何范围20世纪30年代,一些人一起工作这些台词是先驱者写的在X射线衍射领域结晶学。

立体视觉的首次应用绘制到晶体结构德国制造晶体学家马克斯·冯·劳厄,1926年编辑了立体晶体结构图画。接下来是一个1936年第二卷。

自动化图形艺术技术特别适合结晶学领域因为晶体结构模型是用数值术语定义的。以下参数定义模型通常从X射线、中子或电子衍射研究中获得晶体材料。结构模型被用于诸如化学、固态物理等领域,生物学、矿物学和冶金。

目前,绘制晶体结构图的程序已经完成正在出版的文档。很快,作为对许多请求的响应,它将分发给各个全国各地的科学人员。在征集该项目的人员中,有一名希望使用自动化图形作为学生介绍方式的建筑学院到计算机。他觉得通过让它们产生图形结果而不是纯粹的数字结果结果,学生们将对计算机的使用有更深入的了解。

用约翰逊的程序绘制了几个晶体结构的立体图接受发表在科学文献中。希望使用这种计算机绘图立体插图将有助于缓解由于晶体结果的三维特征必须是在二维打印页上交流。立体观众的价格从35英镑起美分至10美元可用于直接从技术期刊以立体声方式查看数据。

立体图形的另一个用途是向观众。这种视觉辅助需要一个特殊的投影仪和偏光镜技术。为了探索这种介质在实际晶体学中的潜力会议上,ORNL化学部与数学部合作准备一张电脑绘制的立体幻灯片,用于展示任何晶体结构的纸张今年6月在加特林堡举行的美国晶体学协会年会。