Multiwfn+VMD轨道图绘制

## 1.直接在Multiwfn看轨道
启动Multiwfn，输入文件名（比如D:\nico.fch），然后输入0，就会蹦出图形界面。同时会看到文本窗口中显示了原子坐标，还直接显示了HOMO、LUMO能量和gap，如下所示

![](/media/202206/2022-06-02_112941_030868.png)
在图形界面中，直接点右下角的列表里的轨道序号，就立刻显示出轨道图形。图中绿色和蓝色分别代表轨道相位为正和为负的部分。同时在文本窗口中还显示了这条轨道的能量、占据数和轨道类型。

![](/media/202206/2022-06-02_112955_106673.png)

![](/media/202206/2022-06-02_113005_053871.png)
但是，在这里不好旋转分子。

## 2.导出Cube文件
为了把等值面数据导入VMD, 产生轨道波函数的cube文件，我们在这里找到我们想看的轨道，如LUMO轨道，

用主功能5，这是Multiwfn中标准的计算实空间函数格点数据以及输出cube文件的功能。例如导出第30号轨道的cube文件，启动Multiwfn后输入
examples\AdNDP\B11-.fch
5
4
30  //30号轨道
2   //这里用中等质量格点，约512000个点。如果是大体系，建议用高质量格点
很快就算完了。
选-1可以直接观看等值面，选2可以将格点数据导出到当前目录下的MOvalue.cub里面。

## 3.VMD画轨道
启动VMD，然后把orbital.cub直接拖到VMD Main窗口里

VMD按T加鼠标平移，按R加鼠标旋转

文献插图通常需要白背景，将默认的黑背景改为白色的做法是选择Graphics-Colors-Display-Background-White。然后我们去掉默认显示的坐标轴，选VMD Main窗口中的Display-Axes-Off。

![](/media/202206/2022-06-02_113026_066675.png)
画等值面
选择Graphics-Representation，把当前默认的显示方式的Drawing Method改为CPK，把Sphere Scale调小点免得过多地挡着轨道等值面。如过发现有的化学键没有连起来，或者连了不想连的原子

![](/media/202206/2022-06-02_113047_929988.png)
选择 Mouse-add/remove bond，然后选择要加键或者删键的两个原子，有点难点，多试几次，最好等命令行中出现一个原子的信息后再点击另一个原子

![](/media/202206/2022-06-02_113058_850583.png)
连好键后，发现多了几个原子标签,选择label然后点那几个原子

![](/media/202206/2022-06-02_113108_877175.png)

然后点击Create Rep新建个显示方式，Drawing Method设为Isosurface，然后Isovalue设为0.03，Draw设为Solid Surface，Show设为Isosurface，Coloring Method设为Color ID，旁边的下拉框中选择自己喜欢的作为轨道波函数正相位的颜色，比如红色。点击Vol旁边的下拉框，选择对应LUMO的那一项，只导出一个轨道就只有一个选项。现在，轨道的正相位部分就很好地显示出来了。然后再增加一个显示方式来显示它的负相位，也就是点击Create Rep，然后把新出现的显示方式的Isovalue设为-0.03，把色彩改为比如蓝色。此时这个轨道就完整地显示出来了。当前的VMD的显示方式设定窗口应当是这样：

![](/media/202206/2022-06-02_113117_657713.png)
这个视图有点不好顶视图和俯视图，我们将其改为正交视图

## 4.VMD渲染
![](/media/202206/2022-06-02_113124_602023.png)
适当缩放分子，使得分子大体充满整个VMD图形窗口，然后在VMD里选择File - render，选择Tachyon，然后点击Start Rendering。此时VMD目录下出现了vmdscene.dat和vmdscene.dat.bmp。vmdscene.dat就是Tachyon的输入文件，而vmdscene.dat.bmp是基于这个输入文件在默认设置下渲染出来的图像文件。

![](/media/202206/2022-06-02_113133_808412.png)
可以看到图片质量一般

![](/media/202206/2022-06-02_113148_156711.png)

然后把Multiwfn的examples\scripts\目录下的VMDrender_full.bat和VMDrender_noshadow.bat拷到VMD目录下，跟tachyon.exe一起。这俩都是Windows下的批处理文件，先看VMDrender_full.bat的内容：
tachyon_WIN32.exe vmdscene.dat -format BMP -o full.bmp -trans_raster3d -res 2000 1500 -fullshade -numthreads 4 -aasamples 24
含义是，调用VMD自带的tachyon_WIN32.exe渲染器（检查一下自己的版本，可能是64的），用vmdscene.dat作为输入文件，在当前目录下渲染出full.bmp图像文件（输出的路径不一定在本地，自己搜索一下），用的透明着色选项是-trans_raster3d（实测效果比其它选项更好），渲染出的图像像素为2000*1500（通常来说已经足够大了）。-fullshade代表渲染时考虑阴影效果。-numthreads设定渲染时的线程数（建议设为CPU的实际物理核心数）。-aasamples是抗锯齿设定，数值越大抗锯齿效果越好。

现在双击VMDrender_full.bat进行渲染，耐心等候一阵子，得到如下full.bmp图像文件。

![](/media/202206/2022-06-02_135913_474541.png)

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