一個高效三維模型在蛋白質(zhì)可視化中的應(yīng)用.pdf

1、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)成為了生物信息學(xué)中的一個重要課題.作為一個強有力的工具,計算機在這個研究領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色.不容置疑,如果能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)分子的三維結(jié)構(gòu)直接展現(xiàn)在研究人員的面前,并提供相應(yīng)的輔助功能,將會大大方便其研究工作.HJMV(HUST Java Molecular Viewer)是863計劃"硒相關(guān)蛋白二級數(shù)據(jù)庫構(gòu)建"中的一個部分.主要研究目的是讓用戶可以通過Web頁直接觀察蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu).并在此基礎(chǔ)上提供較為豐富的輔

2、助功能.為此,HJMV采用Java3D技術(shù)實現(xiàn),通過Applet小程序直接把蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)通過Web頁展示在用戶面前.但是,由于Java3D固有的性能問題,和大部分同樣基于Java3D的可視化工具一樣,HJMV的初期版本能夠加載和顯示的蛋白質(zhì)分子大小受到了極大的限制.后期,HJMV主要在數(shù)據(jù)讀入和三維渲染方面對程序進行了改良.在三維渲染方面,對于不同的顯示模式比如球棍模型,填充模型,管狀模型等,HJMV依據(jù)不同的策略設(shè)計了不同的三維場

3、景圖,主要是為了減小對象創(chuàng)建的數(shù)目,特別注意了對象的重用,比如合并了大量的具有同樣外觀屬性的原子,自定義了具有位置屬性的球體對象,大大減少了變換矩陣的乘法運算.同時,為了增大程序的響應(yīng)速度,HJMV特別設(shè)計了基于哈希表的策略用于存儲先前已經(jīng)繪制過的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),由于大部分用戶都會在各種顯示模式下頻繁切換用于比較,所以當多次繪制三維結(jié)構(gòu)時,程序的響應(yīng)速度會獲得極大的提高.實驗數(shù)據(jù)表明,HJMV在顯示性能上遠遠優(yōu)于其他幾款同樣基于Java3D