DuIvyTools (DIT)#

重要：使用前务必查看命令帮助

DuIvyTools 持续开发中。 务必 先运行 dit <command> -h 获取该命令最准确、最新的参数信息。

DuIvyTools 是一个命令行工具，用于分析和可视化 GROMACS 分子动力学模拟结果。它提供约 30 个命令，用于处理 XVG、XPM、NDX 等常见的 GROMACS 输出文件。

快速入门#

安装#

bash

pip install DuIvyTools

或使用清华镜像（国内更快）：

bash

pip install DuIvyTools -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

验证安装#

bash

dit

获取帮助#

bash

dit                    # 所有可用命令
dit -h                 # 全局参数
dit xvg_show -h        # 特定命令帮助（务必先执行此操作！）

核心概念#

单位与数据转换#

• GROMACS 默认单位：时间 = ps，距离 = nm，能量 = kJ/mol
• 默认不转换单位：除非用户明确要求，否则保留原始单位
• 转换时：必须同时更新数据和坐标轴标签

列与行索引#

• 列索引：从 0 开始（0 = 第一列）
• 行索引：从 0 开始（0 = 第一行）
• 原子索引（NDX）：从 1 开始（GROMACS 惯例）
• 范围：左闭右开（如 1-7 表示第 1 至第 6 列）

XPM 数据类型#

• 离散型（Discrete）：如 DSSP，每个像素代表一个离散状态
• 连续型（Continuous）：如 DCCM、FEL，每个像素代表一个连续值
• xpm_diff：仅适用于连续型，不适用于 DSSP 等离散型

命令列表#

XVG 命令（数据可视化）#

命令功能说明xvg_show显示 XVG 数据，自动解析图例和坐标轴xvg_compare比较多个 XVG 文件，支持灵活的列选择xvg_ave计算每列的平均值、标准差、标准误xvg_show_distribution显示数据分布（直方图/PDF/CDF）xvg_show_stack绘制堆积面积图xvg_show_scatter绘制 2D 或 3D 散点图xvg_box_compare使用小提琴图和散点图比较分布xvg_combine将多个 XVG 文件的数据合并为一个xvg_ave_bar计算并显示平行实验的平均值xvg_rama根据 phi/psi 二面角绘制拉式图（Ramachandran plot）xvg_energy_compute计算蛋白质-配体相互作用能

XPM 命令（矩阵可视化）#

命令功能说明xpm_show使用 4 种绘图引擎可视化 XPM 矩阵xpm2csv将 XPM 转换为 CSV 格式（x, y, value）xpm2dat将 XPM 转换为 M×N 矩阵格式xpm_diff计算两个 XPM 文件的差值（仅连续型）xpm_merge将两个 XPM 文件沿对角线合并

NDX 命令（索引文件）#

命令功能说明ndx_add向 NDX 文件添加新的索引组ndx_split将一个索引组切分为多个ndx_show显示所有索引组名称ndx_rm_dup删除重复的索引组

工具命令#

命令功能说明mdp_gen生成 GROMACS MDP 文件模板show_style显示/生成绘图样式配置文件find_center查找原子组的几何中心dccm_ascii将 ASCII 协方差矩阵转换为 DCCM XPMdssp将 GROMACS 2023 DSSP 格式转换为 XPM/XVG

完整参数说明请参阅 commands-reference.md。

绘图引擎#

引擎适用场景matplotlib（默认）功能最全面，支持所有模式plotly交互式图表，适合网页展示gnuplot高质量输出，需单独安装plotext终端显示，快速预览

使用 -eg 参数指定引擎： dit xvg_show -f data.xvg -eg plotly

常用工作流#

可视化 XVG 数据#

bash

# 基本显示
dit xvg_show -f rmsd.xvg

# 比较多个文件
dit xvg_compare -f rmsd.xvg gyrate.xvg -c 1 1,2 -l RMSD Gyrate

# 计算平均值（从第 2000 行到末尾）
dit xvg_ave -f rmsd.xvg -b 2000

# 显示分布
dit xvg_show_distribution -f gyrate.xvg -c 1

显示 XPM 矩阵#

bash

# 基本显示
dit xpm_show -f dccm.xpm -cmap coolwarm -zmin -1 -zmax 1

# 3D 模式
dit xpm_show -f fel.xpm -m 3d -x PC1 -y PC2 -z Energy

# 等高线图
dit xpm_show -f dccm.xpm -m contour -cmap coolwarm

# 交互式 plotly
dit xpm_show -f fel.xpm -eg plotly -m 3d

更多实际场景请参阅 examples.md。

参考文档#

• commands-reference.md - 完整命令参数说明
• examples.md - 实际使用场景示例

相关资源#

• GitHub: https://github.com/CharlesHahn/DuIvyTools
• 文档: https://duivytools.readthedocs.io/
• 引用: https://doi.org/10.5281/zenodo.6339993