第十五章 二维数据的显示

15.1 2D Data Display窗口组件

图15.1为在Windows 7上运行的VESTA的2D Data Display窗口。

图15.1：2D Data Display窗口

该窗口包含以下四个组件：

· 菜单栏：在Windows和Linux上，菜单栏位于主窗口的顶部。在macOS上，菜单显示在屏幕顶部。此窗口包含File和View菜单。

· 工具栏：常用工具。

· 侧边栏：可在侧边栏控制2D图像的颜色、轮廓和其他属性。二维切片/投影数据中的最小值和最大值显示在面板顶部。

· 绘图区域：显示体数据的2D图像。

如果以前显示过2D图像，则打开此窗口后会立即恢复该图像。当此窗口中未显示2D图像时，可以更改轮廓线的颜色和宽度以及背景颜色的默认首选项。要更改这些默认设置，请在侧边栏中编辑数值，然后关闭窗口以保存设置。

15.2 菜单

· File菜单

– Export 2D Data...导出2D数据：以文本文件导出2D数据。

– Export Raster Image...导出光栅图像：将图形图像导出为光栅（基于像素）格式的文件。

– Close关闭：关闭2D Data Display窗口。

· View菜单– Zoom In放大：放大图像

。– Zoom Out缩小：缩小图像。

15.3 工具栏中的工具

15.3.1 旋转

以上六个按钮用来绕x，y或z轴旋转对象。在第六个按钮旁边的文本框中可设置旋转的步长(单位：度)：

15.3.2 平移

以上四个按钮用来向上下左右平移对象。在第四个按钮旁边的文本框中可设置平移的步长(单位：像素)：Step(px):10

15.3.3 缩放

以上三个按钮用来改变对象尺寸。在第三个按钮旁边的文本框中可设置缩放的步长(单位：%)：Step(%):10

15.4 纵向工具栏的工具

15.5创建和编辑2D图像

单击侧边栏的Slice...按钮，创建新图像，将打开名为Create New Slice的窗口（图15.2）。

图15.2：三种绘制2D图像的不同模式的对话框

可以使用以下三种方式创建切面或投影图：

1. (hkl) plane in the bounding box 边界框中的（hkl）平面

2. (hkl) plane defined by two vectors 由两个矢量定义的（hkl）平面

3. Project along [hkl] axis 沿[hkl]轴投影图15.3示意性地说明了在每个模式下如何创建2D图像。

图15.3：金红石型TiO2中（111）晶面的三种不同模式绘制的电子密度分布。（A）(hkl) plane in the bounding box模式，（B）(hkl) plane defined by two vectors模式，以及（C）Project along [hkl] axis模式。电子密度由X射线粉末衍射数据的MEM测定

15.5.1 边界框中的（hkl）平面

在此模式下，将创建剪切边界框的切片。边界框的大小由沿x、y和z轴的范围指定。切片的位置以距3D数据原点的距离表示，单位为晶格平面间距d或Å。

15.5.2 由两个矢量定义的（hkl）平面

在此模式下，切片的大小由两个晶格矢量定义：[u1v1w1]和[u2v2w2]。h、 k和l：方程中的三个值表示晶格矢量，R=ha+kb+lc，其中a、b和c表示基本晶格矢量。

Distance from the center of procection与投影中心的距离：投影中心Center of projection位于穿过切片中心的投影矢量上（图15.4）。切片中心和投影中心Center of projection之间的距离是以其晶格平面间距d或Å为单位指定的。例如，当该值为0时，指定为投影中心Center of projection的（x，y，z）位置对应于切片的中心。

图15.4：投影中心和切片中心之间关系的示意图

Vectors parallel to the (hkl) plane平行于（hkl）平面的向量：一对在（hkl）平面上的向量V1和V2，由晶格向量ua+vb+wc的表达式指定。两个晶格矢量应平行于（hkl）平面，但不应相互平行。

Center of projection投影中心：该点沿[hkl]方向的投影在切片中心与切片相交。

在该模式下，切片上的二维数据通过线性插值重新计算。当体数据中沿x、y和z方向的数据点数量分别为N[0]、N[1]和N[2]时，沿[u1v1w1]方向的数据点数Nx通过以下公式计算得出：

对[u2v2w2]方向上的数据点数量应用相同的过程。

15.5.3 沿[hkl]轴投影

此模式在用户指定的范围内绘制沿[hkl]方向加和的一系列（hkl）切片的累积数据。数据点数量的计算方法与(hkl) plane defined by two vectors模式相同。

在该模式的Slice Properties对话框中，必须输入四种数据：

h、 k和l：方程中的三个值表示晶格矢量，R=ha+kb+lc，其中a、b和c表示基本晶格矢量。[hkl]方向用R定义。

Range of projection投影范围：由距投影中心Center of projection的距离指定的一对值。它们的输入单位为晶格平面间距d或Å。

Vectors parallel to the (hkl) plane平行于（hkl）平面的向量：一对在（hkl）平面上的向量V1和V2，由晶格向量ua+vb+wc的表达式指定。这两个晶格矢量应该与（hkl）平面平行，但不应相互平行。

Center of projection投影中心：该点沿[hkl]方向的投影在切片中心与切片相交。

15.6 二维图像性质的控制

在侧边栏的General选项卡中，主要控制背景和晶面的颜色（见图15.1）。

按下General右侧的按钮：更改背景颜色。通过复选框Bird's eye view启用或禁用鸟瞰图（图15.5）。如果选中Draw grid edges，网格边缘将使用复选框下方指定的颜色和宽度的实线绘制（图15.6）。

图15.5：金红石型TiO2（001）切片的鸟瞰图

图15.6：金红石型TiO2（001）晶面上的电子密度分布。（A）无网格边缘，（B）网格边缘用实线绘制

选中Fill polygons后，晶面的表面将填充与数据值对应的颜色。晶面颜色的控制方式与等值面截面的控制方式相同（见第12.1.6节）。

在Contours选项卡中（图15.7），规定了等高线的各种性质。选中Draw contour lines绘制轮廓线，轮廓线可以两种不同模式绘制：线性或对数。

等高线可以线性和对数模式绘制为实线（线型L1）和虚线（线型L2）。这些线的宽度和颜色可利用Style框中的文本框和按钮设置。

在线性模式下，在最小到最大的数据中的每个间隔绘制线。第N行的数值F(N)由下式给出：

在此模式下，线型L1（实线）应用于正值直线，线型L2（虚线）应用到负值直线。

图15.7：侧边栏中的Contours选项卡。（A） 线性模式和（B）对数模式在对数模式下，F(N)由下式计算：

其中A和B是用户指定的常数。线型L1应用于从第一条开始的每一条“阶梯”线条，而对于其他线条，则应用L2样式。例如，当Nmin设置为整数值时，L1样式用于N/Step为整数值的行，L2样式用于N/Step为非整数值的行。

15.7 导出2D数据

在2D Data Display窗口中选择菜单栏中的File | Export 2D Data…，将指定切片的2D数据导出为文本文件。如在Slice Properties对话框中选择了样式(hkl) plane in the bounding box，则无法输出任何2D数据文件。