刘建川・GROMACS 实战 | VMD 分子动力学模拟视频动画制作

大家好，我是刘建川，14 年深耕 GROMACS 分子模拟领域，始终专注分子模拟实战。分子动力学模拟生成的轨迹文件，完整记录了原子随时间演变的坐标信息。将连续轨迹帧合成为动画视频，可以直观呈现生物大分子构象变化、蛋白-配体结合与解离、溶剂分子动态行为等关键过程。下面为大家分步讲解使用 VMD 搭配 VideoMach 制作高质量模拟动画的全流程。

一、在 VMD 中加载结构与轨迹文件

1. 启动 VMD 软件，点击顶部菜单栏 File → New Molecule，打开文件浏览窗口。
2. 点击 Browse 选中分子结构文件（如 test.gro），点击 Load 完成加载。
3. 保持文件浏览窗口不关闭，再次通过 Browse 选中模拟轨迹文件（如 test.xtc），继续点击 Load 载入轨迹数据。

轨迹加载完成后，界面默认显示最后一帧画面，可借助 VMD 底部的动画控制栏切换至首帧，预览整体轨迹效果。

若画面出现因周期性镜像导致的杂乱线条，需要先使用 gmx trjconv 工具对轨迹进行修正，在终端执行以下命令：

gmx trjconv -f **.trr -s **.tpr -o **.xtc -pbc whole

轨迹修正完成后再重新导入 VMD，之后可根据个人需求调整分子显示风格。

二、VMD 批量导出序列图片

1. 在 VMD 顶部菜单栏依次点击 Extensions → Visualization → Movie Maker，打开动画制作工具面板。
2. 在 Movie Settings 中选择 Trajectory 模式，该模式会按顺序遍历轨迹所有帧；务必取消勾选 Delete Image Files，保证渲染生成的图片可以完整保留。

1. 在 Set working directory 中指定图片存放文件夹，注意路径不能包含中文字符；将 Rotation angle 设置为 0。

渲染结束后，指定文件夹内会生成按顺序编号的系列图片，这也是后续合成视频的素材。

三、使用 VideoMach 合成完整动画视频

提前安装好 VideoMach 软件，如需安装包可以加入模拟之家 QQ 群：709020941 获取。具体操作步骤如下：

1. 运行 VideoMach，点击 open，选中上一步导出的所有序列图片并导入软件。

按照以上步骤依次操作，就能顺利将分子动力学轨迹转换成流畅、清晰的动画视频，制作好的视频可直接用于学术汇报、论文补充展示、课题成果演示等各类场景。