LAMDA：辅助分子动力学模拟中原子位移探索的可视化分析系统
人机交互
2026-01-16 v1
摘要
当代材料科学研究大量在计算机上进行，涉及对材料原子尺度演化的海量模拟。对原子位移的基本模式进行编目是理解和预测物理性质演变的关键。然而，可能转变空间的组合复杂性，加上高通量模拟产生的海量数据，使得这种分析对领域专家来说极具挑战性且耗时。开发促进模拟数据探索的可视化分析系统是一个活跃的研究领域。虽然现有系统擅长识别感兴趣的时间区域，但它们将模拟的每个时间步视为独立事件，未考虑时间步之间原子位移的行为。我们通过引入LAMDA来解决这一差距，这是一个可视化分析系统，允许领域专家快速且系统地探索状态到状态的转变。在LAMDA中，转变被分层分类，为位移行为编目提供了基础，并支持在不同分辨率下分析模拟，范围从非常宽泛的定性转变类别到非常狭窄的单位过程定义。LAMDA支持导航转变的层次结构，使科学家能够根据表征局部原子环境的不变特征，可视化每个类别中不同转变之间的共性，并且LAMDA通过注释捕获用户输入来简化分析。我们通过一个案例研究评估了我们的系统，并报告了领域专家的发现。
引用
@article{arxiv.2601.09887,
title = {LAMDA: Aiding Visual Exploration of Atomic Displacements in Molecular Dynamics Simulations},
author = {Rostyslav Hnatyshyn and Danny Perez and Gerik Scheuermann and Ross Maciejewski and Baldwin Nsonga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.09887},
year = {2026}
}
备注
Accepted version of paper published in Transactions for Visualization and Computer Graphics