home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Turnbull China Bikeride / Turnbull China Bikeride - Disc 2.iso / AVOGADRO / SCIDISCS / DISC2 / MODELLER.SPK / Manual next >
Text File  |  1993-03-10  |  20KB  |  441 lines

  1.         ------------------------------------------------------------
  2.  
  3.            The Arachne Molecular Modeller - Demonstration Version
  4.  
  5.                      by David Miller and Jim Cameron
  6.                     Copyright © Arachne Software 1993
  7.  
  8.         ------------------------------------------------------------
  9.  
  10.                    HENSA Distribution Demonstration Manual
  11.                    ---------------------------------------
  12.  
  13. Copyright © Arachne Software 1993
  14.  
  15. All rights reserved
  16.  
  17. This demonstration version of the Molecular Modeller may be freely copied 
  18. and distributed providing the complete set of files including all 
  19. documentation files is copied and is not altered in any way whatsoever.  No 
  20. part of this package may be distributed on its own or incorporated in any 
  21. other software package or other product.  A charge may not be made for this 
  22. software other than distribution/media costs.
  23.  
  24. Any attempt to disassemble, reverse assemble, reverse compile or interpret 
  25. this software is illegal, and Arachne Software reserve the right to 
  26. prosecute any person found to be attempting this, or to be including any 
  27. part of this software in programs developed or used by themselves.
  28.  
  29. While every care is taken, Arachne Software cannot be held responsible for 
  30. any errors in this product, or for any consequential loss or damage from 
  31. the use of this product, even if Arachne Software have been notified in 
  32. advance of any such possible loss or damage.
  33.  
  34. The Arachne Molecular Modeller was written by David Miller & Jim Cameron.
  35. This demonstration was prepared for distribution by Tim Barrett.
  36.  
  37. Published by Arachne Software
  38. Orchard Cottage, East Morden, Wareham, Dorset, BH20 7DL
  39.  
  40. System Resources
  41. ================
  42. The modeller makes use of various standard system resources.  Before it is 
  43. loaded an up to date !System directory must have been 'seen' by the filer, 
  44. as must a !Fonts directory containing the Trinity.Medium font.
  45.  
  46. Introduction
  47. ============
  48. The Application Icon
  49. --------------------
  50. When the modeller has loaded it will place its green application icon 
  51. towards the right of the icon bar.  Clicking Menu over this opens the 
  52. Modeller menu.  Moving over the arrow to the right of Info displays a 
  53. dialogue box giving information about the version of the modeller you are 
  54. using.  Please quote this version number in all correspondence with Arachne 
  55. about the modeller. Choosing Quit removes the modeller from the desktop.
  56.  
  57. The Molecule Display Window
  58. ---------------------------
  59. Clicking Select over the icon bar modeller icon opens the molecule display 
  60. window.  The central green area contains any loaded molecules or fragments.  
  61. The two yellow rotation bars allow the molecule to be quickly rotated to 
  62. any orientation.
  63.  
  64. Displaying Molecules
  65. ====================
  66. Loading
  67. -------
  68. First you will need a molecule to display.  Several examples are included 
  69. for you to experiment with.  Double-clicking on a molecule will load it. 
  70. Load in Methane as an example.  You should be presented with the Molecule 
  71. display window.
  72.  
  73. Rotating the Molecule
  74. ---------------------
  75. The display can be rotated by dragging or clicking in one of the two yellow 
  76. rotation bars at the bottom and right of the central green area where the 
  77. molecule itself is displayed.  Try it.
  78.  
  79. Moving the Molecule
  80. -------------------
  81. If you move the pointer over the central green area and have not 
  82. experimented with too many other areas of the modeller, it should turn into 
  83. a hand.  Dragging the mouse pushes the molecule around the window.  Not all 
  84. of the molecule need be on the window all the time – if it is pushed off 
  85. the edge it is only lost from view, not from memory.
  86.  
  87. The Rendition Control Window
  88. ----------------------------
  89. With the Molecule display window open, type Ctrl-R.  The Rendition control 
  90. window will be opened.
  91.  
  92.     PLOTTING STYLE  This is used to choose how molecules are 
  93.     displayed. The 'dragging plotting style' is used when rapid 
  94.     update of the display is required, for example when rotation 
  95.     bars are being dragged or the display is being pushed around 
  96.     with the hand.  The normal plotting style is used at other 
  97.     times. To change a plotting style, click on the grey arrow to 
  98.     the right of it then choose a style from the resultant menu.
  99.  
  100.     BONDS ONLY displays a line between each pair of bonded atoms 
  101.     and as such is quick and ideal for a dragging style.
  102.  
  103.     BALL AND STICK considers each atom of a solid sphere, the size 
  104.     of which is related to the size of the atom.  Bonds are drawn 
  105.     between the spheres as lines.
  106.  
  107.     QUICK FILL draws an atom as a sphere, providing only elementary 
  108.     hidden surface removal.  Bonds are not drawn.
  109.  
  110.     SPACE FILL is similar to quick fill but provides rigorous 
  111.     hidden surface removal and as such takes considerably longer.  
  112.     Outlined space fills (see Plotting Options below) use a more 
  113.     precise (but slower) technique.
  114.  
  115.     SYMBOL STRUCTURE is recommended for output to a desktop 
  116.     publishing package for monochrome printing.  It is similar to 
  117.     ball and stick except that the atoms are represented by their 
  118.     symbols.
  119.  
  120.     STEREO LINE is a version of bonds only for use with red and 
  121.     green 3D glasses.  The red goes over the left eye, and the 
  122.     green over the right eye.  The principle of stereoscopy - 
  123.     fooling the brain into thinking it is seeing in three 
  124.     dimensions - is used.  It is most effective when used in 
  125.     calculated animations with molecules which have closed loops in 
  126.     them, such as Naphthalene.  If you do not have any 3D glasses, 
  127.     they can be obtained by sending £1 to Arachne.  See the file, 
  128.     'order'.  The full modeller comes with 3D glasses.
  129.  
  130. Try changing the normal plotting style.  If you have not already done so, 
  131. open the Rendition control window with Ctrl-R.  Click on the arrow to the 
  132. right of the normal plotting style and choose Space fill from the Style 
  133. menu.  Click on OK at the bottom right of the widow to confirm you choice.  
  134. (In line with standard RISC OS practice, if you click select, the window 
  135. closes automatically, whereas adjust leaves it open for further changes to 
  136. be made.)
  137.  
  138. PLOTTING OPTIONS  This section of the window is used to enhance the display 
  139. to make it clearer or make the two-dimensional screen display look less 
  140. flat.
  141.  
  142. Outline atoms produces, where appropriate, an outline around each atom to 
  143. help separate it from its neighbours.
  144.  
  145. Perspective makes atoms at the back smaller than those nearest to you.
  146.  
  147. The colours menu allows atoms to be shaded so that the further back an atom 
  148. is, the darker it becomes.
  149.  
  150. The shaded option works best in 256 colour modes, while the dither options 
  151. only work in 16 colour modes, and will not print out.  Spacefill atom 
  152. dither gives spacefilled atoms an enhanced spherical appearance.
  153.  
  154. Try changing the plotting options.  Choose Spacefill atom dither.  Remember 
  155. to click on OK to confirm your choice.  Also make sure that you are in a 16 
  156. colour mode such as 12, 20 or 27 (or if you must stay in a 256 colour mode 
  157. choose Shaded black to back).
  158.  
  159. The third section controls the angle through which the molecule is rotated 
  160. as it is displayed.  The X and Y axes are in the plane of the screen.  
  161. Click on the arrows at either side of each angle or click on the angle and 
  162. edit it to change the angle.  (Rotation is usually performed more easily by 
  163. dragging the rotation bars in the display window.)
  164.  
  165. The view size section is used to zoom in on a molecule.  To select a preset 
  166. size click on its yellow icon.  Alternatively click over the current size 
  167. and edit it or click on the increase/decrease arrows at either side.
  168.  
  169. There are three buttons at the bottom of the rendition control window.  OK, 
  170. as you have already seen, is used to confirm any changes made to the 
  171. rendition settings and update the display accordingly.  Cancel does the 
  172. opposite.  None of the changes are applied and the rendition control is 
  173. reset to its previous state.  Clicking on Save is equivalent to clicking on 
  174. OK, except that it also stores the current settings as the defaults used 
  175. next time the modeller is loaded.
  176.  
  177. Remember, clicking on any three of these buttons with adjust leaves the 
  178. rendition control window open, while select closes it – just like a menu.
  179.  
  180. When a molecule is saved, all rendition control details are saved with it 
  181. so that when it is loaded it will be displayed in the previously chosen 
  182. way.  This allows optimum initial rotation settings and rendition types to 
  183. be saved.
  184.  
  185. The Display Submenu
  186. -------------------
  187. Pressing menu over the molecule display window gives the main modeller 
  188. menu.  One submenu from this is the display submenu. The first four options 
  189. simply open their respective windows.  The rendition control window has 
  190. already been mentioned – the others will be dealt with later.
  191.  
  192. Resizing the Display Window
  193. ---------------------------
  194. If the display window is resized some or all of the rotation bars may be 
  195. cut off.
  196.  
  197. Next in the Display submenu is Resize.  Choosing this updates the display 
  198. window so that the rotation bars are visible.
  199.  
  200. Choosing Autosize causes a resizing operation to be performed every time 
  201. the window's size is changed.
  202.  
  203. Full Screen Display
  204. -------------------
  205. Although described in the chapter on molecular animation, the Full screen 
  206. display choice can be used at any time.  Choosing it will probably rotate 
  207. the display in the centre of the screen until the mouse is clicked again.
  208.  
  209. Animation Creation
  210. ==================
  211. In order to help visualise a molecule it is often useful to make it rotate 
  212. on its own.  There are several ways to do this, so that you can select the 
  213. best for your machine's capabilities and for your own taste.
  214.  
  215. Calculated Animations
  216. ---------------------
  217. The simplest animations to use are calculated animations – in which the 
  218. molecule is drawn as fast as possible in slightly different positions.
  219.  
  220. Load up a fairly small molecule such as Methane then choose MiniAnim from 
  221. the Animate submenu.  The Mini-animation control window will be opened and, 
  222. assuming not all of the rotation steps are 0°, the molecule will start to 
  223. rotate.  The three editable numbers in the Mini-animation control window 
  224. are the angles of rotation between successive displays in the X, Y and Z 
  225. directions respectively.
  226.  
  227. To cancel the mini-animation close the Mini-animation control window.
  228.  
  229. Full Screen Calculated Animations
  230. ---------------------------------
  231. Slightly faster and smoother results can be achieved with calculated 
  232. animations if they take over the whole screen rather than running in a 
  233. window.  Choosing Full screen from the display window shows a calculated 
  234. animation, with angle steps the same as those last set up in the 
  235. Mini-animation control window, on the whole screen.  When using the Stereo 
  236. Line display style, moving the mouse towards you or away from you moves the 
  237. molecule correspondingly.
  238.  
  239. Click the mouse to exit from the full screen animation.
  240.  
  241. Recorded Animations
  242. -------------------
  243. Recorded animations can not be used with the demonstration modeller.  They 
  244. are described here for interest only.  Although calculated animations may 
  245. well be adequate for small molecules, particularly on machines with ARM 3 
  246. processors, higher speeds are sometimes required.  In such cases it is 
  247. necessary to pre-calculate and record each frame of the animation.  This 
  248. has the disadvantage of limiting the maximum number of frames to the 
  249. available memory but it does mean that large molecules can be animated 
  250. effectively.
  251.  
  252. Choosing Recorded from the Animate submenu opens the Recorded animation 
  253. setup window.  Two types of recorded animation are supported : rotation 
  254. about an axis and animation about an arbitrary line.
  255.  
  256. Recorded Animation about an Axis
  257. --------------------------------
  258. Select the top section of the window by clicking select on the radio button 
  259. to the left of Rotate about axis.  Click select on the axis about which you 
  260. wish to rotate and enter the required angle step between each frame.  The 
  261. smaller the step the smoother the animation, but more frames are required 
  262. so more memory will be used.
  263.  
  264. More Interesting Recorded Animations
  265. ------------------------------------
  266. Select the lower section of the window by clicking select on the radio 
  267. button to the left of Rotate about arbitrary line.
  268.  
  269. The X, Y and Z axis steps are identical to those in the Mini-animation 
  270. window.  However, particular care should be taken to ensure that over the 
  271. number of frames requested the molecule is rotated a complete number of 
  272. turns (an integer multiple of 360°) in each direction so that the end of an 
  273. animation joins up correctly with its start.
  274.  
  275. The number of frames can be set to any value up to 360 but as always, the 
  276. more frames you use, the more memory you will need.
  277.  
  278. Designing & Editing
  279. ===================
  280. The Tools Window
  281. ----------------
  282. Designing and Editing are done almost entirely with the aid of the toolbox, 
  283. a small window which positions itself at the left of the display window.  
  284. To open the toolbox, type Ctrl-T or choose Tools from the Display submenu.
  285.  
  286. At the top of the toolbox the current tool is named, 'Move Display' in this 
  287. case.  Below this is the selected button.  This is used with many tools to 
  288. make them operate on the currently selected atoms, as opposed to a single 
  289. atom or all the atoms.
  290.  
  291. The majority of the toolbox is taken up with a 3 by 3 grid of nine tools.  
  292. The currently selected one is highlighted in orange.  A tool in the grid is 
  293. chosen by clicking select.  Clicking adjust on many of the tools opens a 
  294. subsidiary window related to the tool in question.  For example, clicking 
  295. adjust over the Add atom tool opens the Periodic table window.
  296.  
  297. In the descriptions below you will come across tools which do not appear in 
  298. your toolbox.  There are more than nine tools available but rather than 
  299. having a larger toolbox containing a confusing profusion of tools, you can 
  300. select the tools you use the most frequently and position them where you 
  301. find logical.  By clicking menu over a tool, its space in the grid can be 
  302. reallocated to another.  Try clicking menu over the tool at the top left of 
  303. the toolbox and try choosing one of the tools in the resultant menu.  
  304. Shaded tools can not be chosen because they are already in the toolbox.
  305.  
  306. The bottom of the toolbox is used for displaying occasional messages or 
  307. giving information about the state of the currently active tool.
  308.  
  309. Select
  310. ------
  311. This tool is used in conjunction with the 'selected' button and the Select 
  312. submenu to change the effect many other tools.  Just as in a word 
  313. processing package you can cut and paste selected text, in the modeller you 
  314. can cut and paste selected atoms.  Many tools will only affect selected 
  315. atoms if the 'selected' button is highlighted.
  316.  
  317. Click adjust over the 'select' tool to choose whether you wish to select 
  318. single atoms or entire fragments.  (A fragment is a group of atoms which 
  319. are bonded together.)
  320.  
  321. Click over an atom to select an atom or fragment.  Clicking select clears 
  322. any previous selection first, while adjust adds to it, in the same way as 
  323. in a directory window.
  324.  
  325. Choosing All from the Select submenu selects every atom in the display.  
  326. Choosing Clear deselects all the atoms.
  327.  
  328. Move Display
  329. ------------
  330. Dragging the 'move display' hand over the display window moves all 
  331. structures around.  Pushing things off the edge only loses them from view – 
  332. it does not remove them from memory.
  333.  
  334. Zoom
  335. ----
  336. The magnifying-glass tool can be used to zoom in and out the display.  
  337. Clicking Select over the display reduces its size and Adjust increases it.
  338.  
  339. Add Atom
  340. --------
  341. Clicking select over the display adds an atom of the currently chosen 
  342. element in the plane of the screen.  Elements are chosen from the Periodic 
  343. table window, opened by clicking adjust over the 'add atom' tool or by 
  344. pressing Ctrl-E.  An element is chosen by clicking over it, or by typing 
  345. its symbol into the Periodic table window and pressing Return.
  346.  
  347. Remove Atom
  348. -----------
  349. Clicking on an atom removes it from the display.  If 'selected' is 
  350. highlighted and remove atom clicked, or 'selected' is clicked when 'remove 
  351. atom' is the current tool, all selected atoms are removed.
  352.  
  353. Bond Atoms
  354. ----------
  355. Clicking on two atoms bonds them together.  Clicking adjust over the tool 
  356. opens a window from which single, double, triple or aromatic bonds can be 
  357. chosen.  A bond's type can be changed by re-bonding with the new type.  
  358. Bonds are only displayed in 'bonds only', 'ball and stick' and 'symbol 
  359. structure' rendition types.
  360.  
  361. Remove Bond
  362. -----------
  363. Clicking on two atoms removes the bond between them.  Bonds are only 
  364. displayed in 'bonds only', 'ball and stick' and 'symbol structure' 
  365. rendition types.
  366.  
  367. Translate
  368. ---------
  369. Dragging over the display moves the atom nearest to the pointer around the 
  370. display, or all selected atoms if 'selected' is highlighted.  Unlike 'move 
  371. display', which simply changes the displayed position of all the 
  372. structures, 'translate' works on an individual atom or selected atoms.  
  373. Clicking adjust over the tool opens a window allowing the axes of the 
  374. dragging to be chosen.  Normally atoms are dragged in the plane of the 
  375. screen, but if 'Drag in X and Z planes' is selected moving the mouse up and 
  376. down moves atoms away from or towards you.  (Effectively pushing the mouse 
  377. away from you pushes atoms away from you and vice versa.)
  378.  
  379. Select Centre
  380. -------------
  381. All atoms in the display window rotate about the same fixed point.  It is 
  382. often desirable for a structure to rotate about a particular atom and this 
  383. is achieved by translating the structure so that this atom is at the centre 
  384. of rotation.  Clicking on an atom makes rotation take place around it.  If 
  385. 'selected' is highlighted only the selected atoms will be translated.
  386.  
  387. Rotate Bond
  388. -----------
  389. 'Rotate bond' can be used to manually correct a bond angle.  Click first on 
  390. the central atom, then on an atom in the group joined to the central atom 
  391. which you wish to rotate.  The arrows at the bottom of the extended toolbox 
  392. can then be used to rotate about the central atom.
  393.  
  394. Atom Info
  395. ---------
  396. 'Atom Info' displays the atom type currently pointed to at the bottom of 
  397. the toolbox.  It also shows the number of the atom in order of creation.
  398.  
  399. Check Length
  400. ------------
  401. 'Check length' is used for measuring the distance between two (usually 
  402. bonded) atoms.  Click on each atom in turn and the distance between them is 
  403. shown at the bottom of the toolbox.
  404.  
  405. Check Angle
  406. -----------
  407. 'Check angle' measures the bond angle between two atoms bonded to a central 
  408. atom.  Click on one outside atom, the central atom and then on the other 
  409. outside atom, and the angle between them is shown at the bottom of the 
  410. toolbox in degrees and minutes.
  411.  
  412. Background Structure Prediction
  413. ===============================
  414. The Setup Options window
  415. ------------------------
  416. The Setup options window is used to select the required background 
  417. structure prediction.
  418.  
  419. Bond-length Correction
  420. ----------------------
  421. The modeller knows the average bond lengths of the most common bonds 
  422. including those found in the A-level Chemistry Data Book by J. Stark & H. 
  423. Wallace.  When it finds a bond of unknown length it uses an estimated 
  424. length from the radii of the two atoms.
  425.  
  426. Background Operation
  427. --------------------
  428. To try to ensure that you are not interrupted there is a short delay after 
  429. you do something before background operation starts.  Also, to ensure that 
  430. the rest of the desktop is not slowed up, molecular modeller background 
  431. operations only occur when the pointer is over the display window.
  432.  
  433. Please note that background operations may not function if the !Help 
  434. interactive help application is loaded.  This is not the case with the full 
  435. version of the Modeller.
  436.  
  437. When molecules are loaded, background structure prediction is turned off.  
  438. Since these operations cause molecules to be redisplayed continuously, 
  439. complex displays might slow down the computer if background operations were 
  440. left enabled.
  441.