密度可视化（CUBE 文件）
本教程介绍如何加载 Gaussian CUBE 文件，并可视化电子密度、分子轨道以及其他三维体数据。
什么是 CUBE 文件？
CUBE 文件（.cube）包含映射到三维网格上的体数据，常见来源包括：
- Gaussian - 电子密度、分子轨道、静电势
- VASP（转换后）- 电荷密度（CHGCAR）、局域势（LOCPOT）
- Quantum ESPRESSO - 电荷密度、波函数
- CP2K - 电子密度、自旋密度
每个 CUBE 文件都包含：
- 原子位置和元素
- 标量值的三维网格，例如密度、势能、轨道振幅等
加载 CUBE 文件
把 .cube 文件拖放到查看器中，或使用文件选择器导入。CatGo 会自动识别 CUBE 格式，并启用密度可视化面板。
等值面渲染
主要可视化模式是 等值面渲染，也就是把具有相同标量值的点连接成三维曲面。
调整等值
在 CUBE 面板中使用 Isovalue 滑块设置阈值：
- 较高数值 - 得到更小、更紧凑的曲面，适合观察芯层电子密度或成键区域
- 较低数值 - 得到更大、更弥散的曲面，适合观察价电子或弱相互作用
对于分子轨道，通常需要同时显示正负两相：
- 正等值面显示一个相位，例如蓝色
- 负等值面显示相反相位，例如红色
曲面外观
| 设置 | 说明 |
|---|---|
| Opacity | 等值面的透明度，0 表示不可见，1 表示不透明 |
| Color | 正/负等值面的颜色 |
2D 切片平面
除了 3D 等值面，还可以查看穿过体数据的 2D cross-sections：
- 选择 slice direction，沿 a、b 或 c 晶格矢量切片
- 调整 slice position，在数据中移动切片
- 切片会以彩色平面形式叠加在结构上
切片平面适合：
- 查看密度在晶体内部如何变化
- 识别层间或键间的成键特征
- 比较不同位置的电荷密度
常见工作流
查看电子密度
- 加载来自 DFT 计算的 CUBE 文件，例如总电荷密度
- 设置较低等值，例如 0.01-0.05 e/bohr^3，以查看整体电子云
- 提高等值，聚焦芯层或成键区域
- 使用切片平面查看结构内部的密度变化
查看分子轨道
- 加载某个特定轨道的 CUBE 文件，例如 HOMO 或 LUMO
- 设置中等等值，例如 0.02-0.05
- 正负叶瓣会用不同颜色渲染
- 旋转结构以查看轨道对称性
比较结构
将 CUBE 文件与结构查看器一起加载，可以把体数据特征与原子位置对应起来。CUBE 文件中的原子会与等值面一起显示在 3D 查看器中。
使用建议
- 从较低等值开始，再逐渐增大；从大范围开始更容易找到特征。
- 使用切片平面，当等值面过于拥挤，或需要定量空间信息时尤其有用。
- 调整透明度，以便透过等值面看到原子。
- 大型 CUBE 文件（细网格、多原子）解析和渲染可能需要一点时间。CatGo 会在浏览器中处理网格数据。