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Nature Catalysis文章摘要图中的结构创建

3D科研绘图  · 公众号  · 设计 科技自媒体  · 2025-03-07 09:21

主要观点总结

本文介绍了一款名为PP Nodes的Blender插件,用于创建颗粒堆积模型。该插件提供了全节点式的操作流程,可以在几何节点编辑器窗口添加相关节点,包括堆积类型、扩展多面体、网格编辑和实例对象等。文章详细阐述了安装步骤、插件内容、使用方法和实例演示。

关键观点总结

关键观点1: PP Nodes插件介绍

PP Nodes是一款用于Blender的插件,可以创建颗粒堆积模型。它采用全节点式的操作流程,提供了堆积类型、扩展多面体、网格编辑和实例对象等四大类节点。

关键观点2: 安装步骤

安装PP Nodes插件的步骤是在Blender的偏好设置的插件选项卡中,点击右上角下拉箭头,选择“从磁盘安装”,然后选择PP_nodes.zip进行安装。安装完成后需要重启软件如果卸载后重新安装新版本。

关键观点3: 插件使用

PP Nodes插件提供了两种创建颗粒堆积模型的方法,一种是基于点阵的方法,另一种是多面体表面网格细分法。使用插件可以创建各种颗粒堆积的结构,通过添加不同的节点并按照步骤进行操作。

关键观点4: 实例演示

文章以Nature Catalysis的论文摘要图为例子,展示了如何使用PP Nodes创建类似的结构,包括MnO和Ru颗粒的堆积结构。通过调整节点参数和变换几何体,最终达到了类似的效果。


正文

自从学习了Blender几何节点和Python以来,我就有一个编写整套科研绘图工具的想法。比如之前的 几何节点预设资产 分子结构可视化插件 都是如此。昨天,我打算写一个做 颗粒堆积模型 的插件工具,忙活了一整天之后,终于有了初步的成果。这里分享给大家。
插件的名字叫 PP Nodes ,PP就是 P articles P acking的首字母。这个插件是用4.2版的Blender写的,其中用到的节点4.1之后版本的Blender都可以正常使用。
1、PP Nodes的安装
以Blender 4.2.1 LTS为例,在偏好设置的插件选项卡中,点击右上角下拉箭头,选择 “从磁盘安装”
选择 PP_nodes.zip 直接安装即可。压缩包已上传至Blender Scivis QQ群( 767162572 )。
安装成功后如下图所示,如果是卸载后重新安装新版本需要重启软件。

2、PP Nodes插件的内容
PP Nodes采用全节点式的操作流程,可在几何节点编辑器窗口添加相关的节点。
节点共分为四大类——
  • 堆积类型: 生成各种不同排列的点阵
有简单立方、面心立方、体心立方、全心立方、六方密堆积、蜂窝阵列
  • 扩展多面体: 创建常见的多面体
有柏拉图多面体、半正多面体等
  • 网格编辑: 提供节点式的网格编辑工具
有三角形/四边面网格细分、简易倒角、分离多边形面、剖面展示等
  • 实例对象: 从点阵创建实例球体
实例球体

3、PP Nodes插件的使用
PP Nodes提供了两种创建颗粒堆积模型的方法:一种是基于点阵的方法,该方法创建的是真实的堆积模型;另一种是多面体表面网格细分法,该方法只在多面体的表层分布颗粒,属于伪颗粒堆积模型。
添加节点可在节点编辑器窗口按快捷键Shift~A,输入“pp”即可查询相关节点。
例如,要创建一个菱形十二面体形状的颗粒堆积模型。可以用 PP_常见多面体 节点添加一个菱形十二面体对象,然后用 PP_四边形网格细分 节点设置细分数。
然后添加 PP_实例球体 节点即可在表面生成颗粒模型。
之所以说该方法得到的是伪颗粒堆积模型,是因为3D软件中的网格对象都是由多边形面围成的封闭图形,内部是没有点存在的。比如这里在实例球体节点前加一个 PP_剖面展示 节点,可以看到如下图所示的空腔。
再来看基于点阵的方法——
观察菱形十二面体的堆积确定体心立方堆积模式,添加 PP_体心立方 节点,得到如下点阵。
默认的点阵形状是方形,可以设置X、Y、Z的值调节分布尺寸。如果需要特定形状的空间分布,需勾选 自定义形状 选项,然后输入一个 自定义几何体 。这里我们还是用前面的菱形十二面体作为输入的几何体对象。
(注:用自定义形状选取点阵时,可将输入几何体的尺寸稍微增加一些,如0.001)
后面的操作同上,此时再添加 PP_剖面展示 节点可以看到,整个菱形十二面体的内部都是有颗粒填充的。
使用PP Nodes还可以创建各种颗粒堆积的结构,此处不再一一演示。

4、实例演示
这里我找了一幅Nature Catalysis的论文摘要图( Nature Catalysis volume 6, pages 1062–1072 (2023) ),如下所示——
这里的主体结构是 Ru/(TiOx)MnO 催化剂,下面是我用PP Nodes创建的结构(此处TiOx忽略没画)。






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