1 Wizualizacje molekularneBioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

2 Historia wizualizacji molekularnejWizualizacja fizyczna 1958: Kendrew's wire models and the Richards Box 1960's: Physical "Ball and Spoke" Models 1970: Byron's Bender Molecular Sculpture 1990's: Rapid Prototyping Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

3 Historia wizualizacji molekularnejWizualizacja komputerowa 1960's - 70's: Earliest Computer Representations 1980: TAMS: Teaching Aids for Macromolecular Structure : Evans & Sutherland Computers 1992: David & Jane Richardson's Kinemage 1993: Roger Sayle's RasMol Szybki rozwój programowania … Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

4 Elementy grafiki komputerowejPiksel (ang. pixel = picture+element) jest to najmniejszy element obrazu bitmapowego. Jeden piksel to bardzo mały kwadrat o przeciętnym boku 0,28mm (rzadziej: prostokąt) widzialny z odległości użytkowej jako wypełniony jednolitym kolorem. Piksel stanowi także najmniejszy element obrazu wyświetlanego na monitorze komputera. Tryb pracy monitora, a konkretnie jego rozdzielczość to właśnie liczba pikseli jakie zawiera on w pionie i poziomie. Wikipedia Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

5 Elementy grafiki komputerowejWielkość grafiki Rozdzielczość 800 × 600 wielkość obrazka w pikselach 300dpi  rozdzielczość obrazka w punktach na cal 300ppi  rozdzielczość obrazka w pikselach na cal Daje obrazek wielkości 2,667 cala × 2 cale 1 cal = 25,4 mm co daje 67,7(3) × 58 mm Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

6 Elementy grafiki komputerowejPrzestrzenie barw RGB R 256 – 8 bitów G 256 – 8 bitów B 256 – 8 bitów 1 piksel zajmuje 3 bajty = 24 bity CMYK Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

7 Elementy grafiki komputerowejGrafika wektorowa Grafika rastrowa rendering Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

8 Grafika wektorowa (obiektowa)Opisanie obrazu za pomocą prostych figur geometrycznych - prymitywów; polega na generowaniu obrazu na podstawie jego matematycznego opisu, który określa pozycję, długość i kierunek prowadzonych linii. Obrazy wektorowe są kolekcjami wektorów, a nie punktów, jak w wypadku grafiki rastrowej. Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

9 Grafika rastrowa Metoda tworzenia grafiki komputerowej traktująca obraz jako zbiór bardzo małych niezależnych od siebie punktów tej samej wielkości (pikseli) ułożonych równo w wierszach i kolumnach. Rastrem nazywa się siatkę takich punktów. Pliki rastrowe nazywa się również plikami bitmapowymi. Typowe formaty plików rastrowych to BMP, TIFF, GIF i JPEG. Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

10 Rendering Jest to generowanie obrazu z modelu zapisanego w pliku cyfrowym rendering Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

11 Rendering OpenGL, Direct3D (DirectX)są to biblioteki programistyczne składające się z zestawów funkcji instalowanych na odpowiednich platformach systemowych służące do obsługi grafiki (lub głównie grafiki). Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

12 Ray tracing (śledzenia promienia) – jedna z technik renderinguBioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

13 Wizualizacja wektorowaBioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

14 Wizualizacja renderowana (OpenGL)Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

15 Wizualizacja renderowana (ray-tracing)Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

16 Ray-tracing Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

17 Elementy grafiki komputerowejFormaty grafiki rastrowej BMP bez kompresji TIF/TIFF kompresja bezstratna GIF kompresja z wyborem ilości kolorów, przeźroczystości, animacje PNG kompresja bezstratna – miał wyprzeć GIF-a JPG/JPEG kompresja stratna (nieodwracalnie) DjVu kompresja do 10x lepsza od JPEG Formaty grafiki wektorowej EPS - Encapsulated PostScript PDF - Portable Document Format (Adobe) SVG - Scalable Vector Graphics (open) SWF - Flash Adobe (dawniej Macromedia) CDR - Corel WMF - Windows MetaFile Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

18 Podstawowe elementy w wizualizacji molekularnejPunkty i linie (druty) (points and wires) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

19 Podstawowe elementy w wizualizacji molekularnejKule i pręty (tyczki) (balls and sticks) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

20 Podstawowe elementy w wizualizacji molekularnejSfery i powierzchnie (spheres and surfaces) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

21 Podstawowe elementy w wizualizacji molekularnejSfery i powierzchnie (spheres and surfaces) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

22 Podstawowe elementy w wizualizacji molekularnejBioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

23 Podstawowe elementy w wizualizacji molekularnejWstążki i nici (ribbons and coils) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

24 Podstawowe kolory w wizualizacji molekularnejatomy C O N P S H Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

25 Podstawowe kolory w wizualizacji molekularnejŁadunki (charges) + - Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

26 Podstawowe typy wizualizacji molekularnejwireframe (obraz szkieletowy) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

27 Podstawowe typy wizualizacji molekularnejbackbone (kręgosłup) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

28 Podstawowe typy wizualizacji molekularnejsticks (pręty – wiązania chemiczne) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

29 Podstawowe typy wizualizacji molekularnejball and sticks (kulki i pręty – atomy i wiązania) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

30 Podstawowe typy wizualizacji molekularnejribbons i cartoon (wstążki – wzajemne ułożenie powierzchni wiązań peptydowych) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

31 Podstawowe typy wizualizacji molekularnejwstążki Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

32 Podstawowe typy wizualizacji molekularnejspacefill (kule / sfery oddziaływać sił Van der Waalsa - VDW) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

33 Podstawowe typy wizualizacji molekularnejsfery VDW Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

34 molecular surface (powierzchnia molekularna) accessible surface area (powierzchnia dostępu)Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

35 Molecular vs. Accessible areaBioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

36 Podstawowe typy wizualizacji molekularnejmolecular surface (powierzchnia molekularna) accessible surface area (powierzchnia dostępu) electrostatic surface area (powierzchnia elektrostatyczna) Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

37 Programy do wizualizacji, renderingu i modelowaniaRasMol Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

38 Programy do wizualizacji i renderinguBioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

39 Programy do wizualizacji, renderingu i modelowaniaSPDBV Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

40 Programy do wizualizacji i renderinguPovRay Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

41 Programy do wizualizacji, renderingu i modelowaniaCn3D Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM

42 Koniec końców Bioinformatyka 2007/2008 wykład 5 Biotechnologia UWM