Kémiai rajzolóprogramok – Az Accelrys (Symyx) Draw, ChemDraw (ChemBioDraw), DrawIt, ChemSketch, ChemDoodle és Chemistry 4-D Draw összehasonlítása^11a

Dr. Gunda Tamás

Bevezetés

Korunk mikroelektronikai forradalma a kémikusok köréből is száműzte az írógépet, a tuskihúzókat és sablonokat. A szövegszerkesztő programok (Word for Windows, Corel WordPerfect, Lotus WordPro, stb.) ma már általánosan használtak. Ezekkel nyomdai kinézetű és szerkesztésű cikkeket lehet írni, rengeteg újraírást és rajzolást megtakarítva. Az általános rajzolóprogramokkal kémiát nem, vagy csak igen nagy kínlódással lehetne papírra vetni. A publikációs célú rajzolóprogramok esetén a lényeg az esztétikán van, így itt a szép kivitel a fontos, amit a templátok, sablonok, irányított kötések stb biztosítanak. A 3D ábrázolás csak fel/le kötésekkel jelölve lehetséges, viszont fontos az egyéb kellékek bő választéka (betűtípusok, nagyságok, nyilak, körök, vonalak, gyűrűk stb). Ha 3D ábrázolás is szükséges, ez modellezőprogramból vagy adatbázisból való importtal lehetséges, bár a mai rajzoló programokhoz már van egy egyszerű 2D → 3D átalakító modul is.

A kémiai rajzoló programok lehetnek Windows, McIntosh vagy Linux környezetben működők. Fontos követelmény a WYSIWYG (What You See Is What You Get) feltétel. A Windows alapúaknál a nyomtatással, képernyőmásolással, betűtípusokkal és egyéb, a rendszert érintő dolgokkal maga a Windows foglalkozik, annak beállításai érvényesek. Fontos szempont, hogy mennyire felhasználóbarát (user friendly) egy program, tehát a szem előtt levő és a felhasználóval az oda-vissza kapcsolattartást biztosító részének (user interface) legyen egyszerű, de hatékony a kidolgozása. Igen lényeges még a más programokkal való kapcsolattartás, együttműködés.

Ebben az összehasonlító közleményben a kémikusok körében talán legjobban elterjedt MS Windows alapú programokat ismertetjük, néhányat pedig röviden megemlítünk:

Accelrys (Symyx) Draw 4.0 Academic edition 1	(Accelrys)	(frissítve 2011. október)
ChemDraw 12 Ultra, ChemBioDraw 2	(CambridgeSoft)	(frissítve 2009. október)
DrawIt - KnowItAll Academic Edition 9.0 3	(Bio-Rad)	(frissítve 2011. október)
ACD/ChemSketch 12.0 Free and Commercial 5	(Advanced Chemistry Development)	(frissítve 2009. október)
Chemistry 4-D Draw 8.4.6 Pro 6	(ChemInnovation Software)	(frissítve 2011. október)
ChemDoodle 4.1.1 9	(iChemLabs LLC)	(hozzáadva 2011. december)

Alapos teszt:

MarvinSketch 5.8 7

(ChemAxon Ltd)

(frissítve 2011. december)

Röviden megemlítjük még:
Mindegyik program a kémiai rajzoláson túlmenően egy-egy programcsalád tagja is, szervesen kapcsolódnak modellező vagy adatbázis alkalmazásokhoz, információkezelő rendszerekhez, azok adatbeviteli moduljaként működnek.

• Bár a program hivatalos neve Accelrys Draw, Symyx Draw néven installálja magát mint az Isentris információs rendszer tagját. Az Accelrys Draw a régi ISIS/Draw megújított (valójában újra írt) változata. A felhasználói felülete jóval barátságosabb. Néhány új funkciót is kapott – főleg adatbáziskezeléssel kapcsolatosakat –, néhány rajzfunkciót tökéletesítettek, néhány régebbi eltűnt. Alternatív input modulként is használható a saját és a Crossfire adatbázishoz. Java applet verziója a Jdraw.
  
  
• A Chem(Bio)Draw a Chem(Bio)Office család és az E-Notebook egyik pillére. Mostanában a biológia objektumok rajzolását fejlesztik benne. Windows és Mac verziója létezik.
  
  
• Az egykori SoftShell népszerű ChemWindow-ja néhány éve a Bio-Rad Labs KnowItAll programcsaládjába két részre szakadva olvadt bele: a DrawIt a molekulaszerkesztő, a ReportIt az általános szerkesztő, amiben a kémiát a szöveggel, nyilakkal, egyéb grafikával, spektrumokkal és kromatogramokkal össze lehet rakni – a továbbiakban a DrawIt említésekor mindig együtt értjük a kettőt. A DrawIt modul azonos a ChemWindow és az Academic verzióban.
  
  
• A ChemSketch egyúttal a ChemFolder és a szerteágazó ACD programcsalád több más tagjának is a bemenő modulja. Sok kiegészítő modul, "add-in" vehető hozzá, amik a spektrumok, kromatogrammok kezelését, NMR spektrumok becslését, stb. teszik lehetővé.Windows és Mac verziója létezik.
  
  
• A Chemistry 4-D Draw alig változott a korábbi verziókhoz képest. A kereskedelmi verzió a Chem4D adatbáziskezelőt és a nomenklatúra modulokat is tartalmazza. Windows és Mac is verziója létezik.
  
  
• Egy újabb játékos a mezőn a ChemDoodle (Windows, Mac és Linux OS-re). A publikációs minőségű kémiai dokumentumok készítéséhez minden szükségest tartalmaz. Testvérprogramja a ChemDoodle Mobile (iOS és Android telefonokra), valamint a ChemDoodle Web Components. Az architektúrája kicsit eltér a régebbi megszokott programokétól. Vannak benne nagyon jól hasznáható újszerű eszközök, néhány "izlés-dolga" kategóriájú vagy kevésbé használható is. A szokásos képlet és dokument szerkesztőeszközökön túl több szerszám (widget) szolgálja a fizikai-kémiai paraméterek és tulajdonságok számolását, spektrumok beillesztését és manipulálását, stb. A jelenlegi verzió egyetlen nagyobb hátránya, hogy Windows környezetben nem lehetséges vele az oda-vissza szerkesztés (round-trip editing) és főleg, hogy a Windows vágólapon keresztül nem lehet kémiai információkat közvetlenül cserélni más programokkal.
  
  
• Külön is szólni kell MarvinSketch-ről. Ez egy új és erősen fejlesztett multiplatform programcsalád, a rajzoláson túlmenően kiválóan alkalmas webalkalmazások készítésére is. Egyúttal a JChemBase kémiai információs rendszer bemenő modulja is. Az általános dokumentszerkesztő eszközei, az egyéb grafikus objektumok és szövegek szerkesztésének támogatása nem annyira kicsiszolt, mint a fenti hat alkalmazásé, ezért nem lehet egy teljes összehasonlítást csinálni azokkal. Viszont az alapverzió is tartalmaz olyan eszközöket vagy kiegészítéseket, amelyek a többi programból hiányoznak vagy csak a kereskedelmi verziókban vannak benne. Bár a MarviSketch-ről szólunk röviden ezen írás végefelé is, a tárgyalás közben többször is hivatkozunk rá és összevetjük a többi programmal.

A sok kiegészítő modult vagy programot (add-in, plug-in, bundled program) vagy együtt adják a megvett programmal, vagy külön kell megvenni, néhány pedig szabadon letölthető a honlapokról – ezek gyakran változnak és ezért erről minden esetben tájékozódjunk előre. Ezeket az itt megnézhető táblázat foglalja össze és a cikk vége felé is tárgyaljuk röviden. Az adatbázis és hasonló funkciókkal itt nem foglalkozunk, a többit is csak röviden megemlítjük. A programokat igyekeztünk "nyúzópróba" alá venni, vagyis az egyszerű rajzfunkciók kipróbálása mellett a sokoldalúság vizsgálatára is hangsúlyt fektettünk.⁴

Itt természetesen lehetetlen mindenre részletesen kitérni, ezért a fontosabb összehasonlításokat táblázatos formában közöljük. Ebben kövéren szedve található, ami véleményünk szerint a program erős oldala a többiekhez képest, illetve dőltbetűvel vannak kiemelve a program gyenge pontjai. Természetesen tudatában vagyunk annak, hogy egy ilyen összehasonlítás nem nélkülözheti a szubjektív elemeket, másrészt minden programnak vannak erős és gyenge pontjai, harmadrészt a felhasználóknak csak 10-20%-a tartozik a gyakorlott felhasználók (advanced user) körébe, tehát akik részletesen elolvasták a használati utasítást és sok olyan gyakorlati fogást ismernek, amikről az átlagfelhasználók többnyire nem is tudják, hogy léteznek.

Telepítés

A programok automatikus telepítése minden esetben hibamentesen működött. Mivel a legtöbb nagy alkalmazás több opciós programból, modulból tevődik össze, ezért célszerű az egyedi beállítás (custom setup) opciót választani s csak a valóban szükséges dolgokat felrakni. Pusztán a rajzolás miatt felesleges egy vegyszerraktár-kezelő programmal vagy statisztikai elemző modulokkal terhelni a gépet.

Minden programnak van van egy saját adat- és fájlformátuma, ehhez egy adott fájlnév-végződés tartozik. Ezeket a program → fájlvégződés asszociációkat a Windows központi adatbázisa (registry) tárolja, és ez alapján tudja a rendszer, hogy mit kell tenni például, ha duplán kattintunk egy fájlra. A legtöbb program azonban a sajátján túlmenően idegen fájlformátumokat is képes használni. Az installálás során egyes programok agresszívek lehetnek, és az idegen formátumokat is saját magukra állítják át. Szerencsére egyik tesztelt program sem ilyen, sőt a legtöbbkjük meg is kérdezi, mit tegyen az idegen, de általa is használt formátumokkal (ha az illető másik program is a gépünkön van, válaszoljuk, hogy hagyja békén a megfelelőt).

Minden számítógép program esetén alapvető szabály, hogy a szerkesztett dokumentumot gyakran mentsük! Ez az itt ismertetett programokra is igaz. Bár jó és stabil programok, mégis leginkább a ChemDraw esetén fordulnak elő váratlan lefagyások, "kiakadások".

Adatkapcsolás és -mozgatás, fájlműveletek

Az alapvető beolvasási és védési műveleteken túlmenően lényeges a más fájlformátumú adatok exportjának és importjának a lehetősége. Erre szükség lehet például, ha egy modellező programból térbeli szerkezeteket akarunk átvenni, vagy más programmal készült ábrákat beilleszteni.

Idegen kémiai fájl formátumok támogatása (szűrők)

Két alapvető kémiai fájltípus létezik: a programok saját rajzfájljai (sketch files), amelyek minden rajzelemet tartalmaznak, valamint az ún. molekula fájlok vagy molfájlok, amelyeket főleg a modellező programok használnak és csak a konkrét molekulák leírását tartalmazzák.

Az Accelrys Draw a saját formátumaitól eltekintve (MDL SKC és Mol fájlok ) elég szűkös export/import lehetőségekkel rendelkezik, leginkább molekula és adatbázis szűrőket tartalmaz, valamint fogadja a ChemDraw CDX rajzfájlokat. A Chemistry 4D Draw csak MDL molfájlokat fogad. Az MDL rajzfájlokat oda-vissza támogatja a ChemDraw és a ChemSketch. A ChemDoodle is támogatja a legfontosabb idegen rajzfájlokat. A kölcsönösen nem támogatott rajzfunkciók, grafikus elemek természetesen nem konvertálódnak és kisebb pontatlanságokra készüljünk fel. A ChemDoodle-nal problémái vannak az ISIS rajzfájlokkal és a ChemDraw nem tudja megnyitni a ChemDoodle készítette CDX fájlokat. A DrawIt gyakran lefagy, ha ChemDraw fájlokat akarunk vele megnyitni.

A legújabb verziókban megjelentek a web-bel kapcsolatos fájlformátumok is (ChemSketch: CML, ChemDraw: XML, Accelrys Draw: UniProt XML, stb.), bár ezek még e pillanatban nem általánosan használtak, inkább csak kísérleti jellegűek.

Összefoglalva: export/import szempontból a ChemDraw és a ChemSketch a legsokoldalúbb, ezt követi a ChemDoodle és MarvinSketch (bár nem mindegyik szűrő hibátlan).

Saját régebbi fájlformátumok támogatása

A programok fejlődése során a saját fájlformátumok is fejlődtek, változtak. A visszafelé való kompatibilitás sohasem tökéletes. E pillanatban az alábbi lényegesebb gondok említésreméltóak:

• A DrawIt nem támogatja elődjének, a ChemWindow-nak a régebbi cw2 formátumát.
• Az Accelrys Draw-ban a kémia esetén 100%-os a visszamenőleges kompatibilitás az ISIS Draw-val, de a többi grafikus objektumra ez sajnos nem mindig áll (a program Help részletesen taglalja a különbségeket). Az ISIS Draw rajzok használatánál érhetnek meglepetések, a rajzokat kozmetikázni kell Accelrys Draw-ban. A régi TGF rajzformátum sem támogatott (nem túl fontos, de néha jól jöhet), ezért ne töröljük le a gépünkről a jó öreg ISIS/Draw-t.
• A ChemDraw 12-ben megváltoztatták a színek belső kezelését. Emiatt érhetnek meglepetések, ha sok színt használó régi rajzokat megnyitunk, vagy ha színes rajzokat másolunk egyik dokumentumból a másikba. Például az árnyékos doboz másképpen viselkedik. Nagyobb projektek (pl. tankönyv sok rajzzal) ábráinak frissítése előtt célszerű erre ügyelni és próbát tenni. Személy szerint régebbi projektek esetén a ChemDraw 11-et használom.
• Nem találtunk kompatibilitási gondokat a ChemSketch esetén.

Egyéb grafikai fájlok és objektumok beágyazásának támogatása

Ez leginkább csak a ChemDraw, ChemSketch és DrawIt esetén fontos, mivel ezek a programok alkalmasak poszterek készítésére és ezekben a kémia mellett több más adattípus is előfordulhat. Ha vonalas rajzokat, grafikonokat, diagrammokat kell egy másik programból importálni, a bitmap képek (JPG, TIF, GIF, stb.) helyett használjunk vektor formátumot (Windows metafájl WMF vagy EMF, PDF). Az előbbiek ugyanis nem méretezhetők jelentős minőségromlás nélkül. Az újabb verziókban az SVG vektorformátum is támogatott. Ugyanez érvényes, ha nem valódi fájlokat exportálunk, hanem objektumokat a Windows vágólapon keresztül. Az alábbi táblázat összefoglalóan bemutatja, hogy az egyes fájl és clipboard formátumok (objektumok) hogyan importálhatók.

Mint az 1. táblazatban látható, a Marvin Sketch-be nem lehet grafikát importálni, azonban az OSRA nevű külső alkalmazással kémiai képek visszakonvertálhatók kémiai szerkezetekké. Az OSRA (Optical Structure Recognition Application) nagyon hasznos alkalmazás GIF, JPEG, PNG, TIFF, PDF, PS, stb. képekben levő 2D szerkezetek "extrahálására".¹² Az OSRA mint plug-in Accelrys Draw 4 és ChemDraw 12 programokban is használható.

Az Accelrys Draw, ChemDraw és ChemSketch programokban van egy Objektum beágyazás (Insert object) funkció is. Hozzáértőbb felhasználók kísérletezhetnek vele, az eredmények vegyesek.

A DrawIt kivételével a programok a dokumentumok különféle grafikus bitmap formátumú mentését, exportját is lehetővé teszik. A JPG formátum csak fényképek számára megfelelő! A veszteségmentesen tömörítő GIF és a PNG a fontosabb, mivel ezek közvetlenül felhasználhatók web lapok készítésére is. A GIF, JPG és PNG formátumról itt bővebb információ is található. A nagyfelbontású TIFF képeket a hagyományos nyomdai eljárások kedvelik. Manapság a web böngészőkben és alkalmazásokban, amikor vektor grafika használata célszerű, az XML alapú SVG (Scalable Vector Graphics) formátum tekinthető szabványosnak.

Mivel a DrawIt/ReportIt igen sok spektroszkópiai fájltípust ismer, meglepő, hogy egyetlen egyéb általános vektorgrafikus (EMF, WMF, SVG) vagy bitmap (GIF, PNG, stb.) formátumot sem támogat. A Windows vágólapon keresztül azonban nem volt gond a grafika mozgatásával.

Kémiai rajzok mozgatása a szövegszerkesztőbe és vissza a Windows vágólapon (clipboardon) keresztül (dinamikus kapcsolat)

Szerencsére nem adódott probléma a leglényegesebbel: az elkészített rajzok átmásolásával és beillesztésével a szövegszerkesztőbe vagy más alkalmazásba (Powerpoint, stb.). A ChemDoodle kivételével erre mindegyik program esetén rendelkezésre áll a Windowsban általánosan használatos OLE 2.0 szabványú kapcsolás és beágyazás (object linking and embedding): a rajzot először a Másolás – Beillesztés (Copy – Paste) paranccsal lehet a dokumentumba átvinni, beágyazni. Utólagos szerkesztésnél, változtatásnál már elég csak kétszer kattintani a szövegszerkesztőbeli rajzra (vagy jobbkattintással hívni a megfelelő gyorsmenüt), ekkor a kémiai rajzprogram automatikusan indul és fogadja a rajzot, majd szerkesztés után könnyű a szövegszerkesztő frissítése (round-trip editing, oda-vissza szerkesztés).

A Windows vágólapon keresztüli export-import igen összetett folyamat. Amikor egy program egy molekulát vagy rajzot a vágólapra feltesz, tulajdonképpen egy változatos egyveleget küld: saját formátuma(i), képfájl, Windows metafájl, MDL molekulafájl (speciális vagy szövegformátumban), MDL rajzfájl és MDL reakciófájl valamilyen kombinációját. A beillesztés során a másik programnak ezeket értenie kell és a megfelelőt ki kell tudnia választani.

• A Chemistry 4D Draw-ba átvihetünk a vágólapon keresztül dokumentumokat, azonban csak a kémiai objektumok (molekulák) fognak megjelenni.
• Sajnos a szövegbe ágyazott régi ChemWindow rajzok nem menthetők meg, nem szerkeszthetők újra DrawIt-tel (a régi ChemWindow objektum támogatása megszűnt), azonban egyszerű ábraként átvihetők a ReportIt-be (vagy más szöveges dokumentumba).
• Accelrys Draw: a delokalizált aromás körök eltűnnek a rajz átvitele során, ha az alapértelmezett beillesztést használjuk. Használjuk ebben az esetben az irányított beillesztést (Paste as... vagy Paste special...) és válasszuk a Windows metafile (EMF) opciót.
• A ChemDoodle jelenlegi verziója még nem támogatja a Windows OLE módszert, ezért csak tiszta vektorgrafika formájában (metafájl) lehet a dokumentumokat más alkalmazásokba beilleszteni, az oda-vissza szerkesztés nem működik (magyarán, a kémiai nem megy át a rajzzal együtt). Ugyanezért más kémiai alkalmazásokból a kémiát csak molfájlon keresztüli importálhatjuk.

Bár a szövegszerkesztő által készített dokumentum (MS Word, WordPro vagy WordPerfect) tárolja a beillesztett rajzot és az utólag bármikor előhívható, szerkeszthető (oda-vissza szerkesztés), azonban ha a teljes dokumentumot konvertáljuk (Word és WordPerfect között, stb.), vagy a szövegszerkesztő egy újabb programverziója a beolvasásnál frissít egy régebbi dokumentumot, megszakadhat a rejtett kapcsolat a rajz és az eredeti kémiai program között, így nem tudjuk a rajzot visszavinni a kémiai szerkesztőbe. Ezért biztonság kedvéért főleg a bonyolultabb rajzokat mindig mentsük el külön a natív formátumukban is!

Ha egy rajzot a vágólapon keresztül bemásolunk a MS Wordbe vagy Powerpointba, nagy mennyiségű adat ágyazódik a programba. A bemásoláshoz használhatjuk az irányított beillesztés (Paste special...) menü opciót is (ha van). Ekkor általában egy almenü nyílik ki (kép, bitkép, metafájl, különféle objektumok stb.). Válasszuk a metafájl formátumot (picture (metafile)). Sokkal kevesebb adat másolódik be, a fájlok kisebbek lesznek. Ezért főleg a régi, lassabb laptopok hálásak. A módszer hátránya, hogy ekkor a "kémia" nem ágyazódik be a grafikával együtt, más szóval nem lehet egy duplakattintással szerkeszteni, változtatni a rajzokat az eredeti programban (hiányzik az előbb már említett oda-vissza szerkesztés). Nem túl nagy gond, ha a kémiai rajzokat magukat amúgyis eltesszük (miként egy bekezdéssel előbb ajánlottuk).

A ChemDraw, ChemSketch, DrawIt és Chemistry 4-D Draw támogatja a többoldalas dokumentumokat és a poszterméretet is.

Előzetes gyorsnézés (preview) és/vagy gyorskeresés (quick search)

A DrawIt és a MarvinSketch tartalmaz egy egyszerű, de nagyon hasznos gyorsnézőt a fájlmegnyitási ablakban. Ez igen nagy segítség egy adott fájl megtalálásához, amikor a könytár esetleg 200-300 fájlt tartalmaz. A többi program is beépíthetne hasonlókat.


A ChemSketch, ChemDraw és ChemDoodle gyorskeresőt tartalmaz. Az első kettőben ez nincs benne a programok alap ill. ingyenes verziójában, mivel szükséges hozzá a keresőmodul megléte is. A ChemSketch esetén ez a Search for structure névre hallgat s gyorsan meg lehet vele találni egy adott szerkezetet tartalmazó régebbi rajzot. A megadott kereső szerkezet szerint lehet az egy vagy több különböző könyvtárban levő fájlokból válogatni (pontos vagy szubstruktúra kereséssel SK2, MDL MOL, SDF, SKC, CHM, CDX, RXN formátumú fájlokból, valamint World, Excel, Powerpoint és PDF dokumentumokból). A ChemOffice családban a ChemFinder for Office egy hasonló, de önálló alkalmazás, amely molekula és rajzfájlokban valamint MS Office programokba ültetett rajzokban keres a megadott kereső struktúra alapján. A talált rajzot meg lehet nyitni szerkesztésre vagy egy másik dokumentumba átvinni. A ChemFinder for Office azonban lassabb, kevésbé jól sikerült az előzőnél, a 11 és 12-es verzióban például pontosan ugyanazokat a fájlokat és opciókat használva nem egyforma a keresés végeredménye. A ChemDoodle a támogatott molekula és rajzfájlokban talált szerkezeteket megmutatja és szintén meg lehet nyitni azokat a saját szerkesztőjében.

Kémiai rajzműveletek

Az alapműveleteket, vagyis a különböző kötéstípusok irányított vagy szabad rajzolását, a gyűrűk rajzolását és összeillesztését, a rajzelemek mozgatását, többszörözését, méretezését stb. mindegyik program jól végzi. Érdekes módon az Accelrys Draw-ban nem lehet szabadon kötéseket rajzolni (hosszúság és szög megkötöttség nélkül). A Chemistry 4-D Draw-ban nem lehet az objektumokat vízszintes vagy függőleges megszorítással mozgatni. Az 1. ábra mutatja az egyes programokban használható kötéstípusokat.

Az Accelrys Draw, ChemDraw, ChemSketch és Marvinsketch sokféle kereső (query) atom- és kötéstípust, kémiailag értelmezett többcentrumú delokalizált kötést, Markush-szerkezeteket, polimereket ismer, reakciójellemzőket, atom-atom megfeleltetést, stb. is támogat, ezekkel itt nem foglalkozunk. A ChemSketch-ben külön eszköz van a szaggatott vagy folyamatos körívvel rajzolt delokalizált kettőskötésre. Kémiailag értelmezett többcentrumú (koordinatív) kötések a ChemDraw, ChemSketch és Accelrys Draw esetén elérhetők. Természetesen közönséges rajz esetén, amikor a kémiai értelmezés lényegtelen, ezek darabokból is összerakhatók.

A Chemistry 4D Draw kivételével a programokban minden objektum és azok (majdnem) minden elemének tulajdonságai külön-külön is állíthatók, gyakorlott felhasználók ezzel sokat finomíthatnak a rajzokon. A Chemistry 4D Draw-ban csak a teljes objektumok tulajdonságai állíthatók.

A ChemSketchben a megtörten rajzolt kötésekhez pszeudoatomokat használ (például szénhidrátokban), a ChemDraw hasonlóan jár el a többcentrumos kötéseknél (pl. fématom és ferrocén között). Ezeket a programok 3D átalakításkor figyelembe veszik, de figyelni kell rá, ha egy molekulát egy másik modellező programba exportálunk.

Amennyiben térbeli szerkezeteket importálunk, mindegyik program képes a 3D forgatásra is. A hetero- és szénatomokhoz szükség esetén a hidrogéneket automatikusan hozzáadják, ezek azonban csak látszólagos (implicit) hidrogének, maga a molfájl nem tartalmazza őket (erre adatbázis használatnál és modellezésnél kell odafigyelni). Ez a funkció a DrawItben a leggyengébb, importált fájloknál nincs automatikus hidrogén hozzáadás, s a molekula utólagos szerkesztésénél sincs korrekció. A ChemSketch, ChemDoodle és MarvinSketch kérésre az implicit hidrogéneket valóságosként is hozzáadja a szerkezethez.

A Chemistry 4-D Draw Pro, amikor a NamExpert funkcióját használjuk (ld. később), a beírt kémiai névből választhatóan háromféle módon tud rajzolni: a szokásos vonalas ábrázolással (shorthand), hidrogéneket kötéssel kirajzolva (semistructural), és linearizálva (Kekulé). Kár, hogy a szerkezetek utólag nem stilizálhatók át, csak közvetve, a nomenklatúra funkció oda-vissza alkalmazásával:

Mindegyik program tartalmaz egy tisztító opciót is (clean up structures), amikor a szerkezetet standard kötéshosszak és -szögek alkalmazásával újrarajzolja. Egyik programot sem lehet kiemelni: mindegyik szépen dolgozik, de mindegyiket meg is lehet bolondítani egy-egy bonyolultabb gyűrűrendszerrel. Az alapbeállítások mindegyik programban elmenthetők, sőt az egyes gyakoribb folyóiratoknak megfelelő beállítások (stílusok) készen is elővehetők.

Mindegyik program érzékelni képes az aromaticitást és az alternáló kettőskötéseket opcionálisan körrel helyettesíti. Az Accelrys Draw azonban nem képes az aromás köröket más alkalmazásokba exportálni.

Az alapbeállítások mindegyik programban elmenthetők, sőt az egyes gyakoribb folyóiratoknak megfelelő beállítások (stílusok) készen is elővehetők.

Az újonnan vizsgált ChemDoodle több újszerű szerkesztési eljárást, segédeszközt tartalmaz, például visszavonás/újra (undo/redo) előzményablakkal (history window), különféle zárójelek automatikus méretezése, a rajzelemek mozgatásának, centírozásának többféle módja, sorbarendezés (stack), molekulák telítése vagy fordítva, automatikus aromatizálás ("kekulize" molecule), stb. Egyesek igen hasznosak, mások használata ízlés dolga. A ChemDoodle tartalmaz egy reakciószerkesztő ablakot is, amiben a reakciópartnerek összeválogatása után a program automatikusan elrendezi és formatázza a nyilakat, plusz jeleket, reakciókörülmények szövegét. Előnye a gyors formázás (gondoljunk egy tankönyvben szereplő több száz reakcióegyenletre), viszont egyúttal kötöttséget is jelent, nem nagyon lehet beleszólni a formázásba (például függőleges reakciónyilakat nem támogat).

Lineáris karakterábrázolású szerkezet → 2D átalakítás:

Az adatbázisokkal való kapcsolattartásban használják a kémiai szerkezetek Smiles, SLN vagy InChi karakterformátumú (sztring) kódolását, amelyet ChemSketch, ChemDraw, Accelrys Draws, DrawIt, ChemDoodle és MarvinSketch támogat. Ha egy ilyen fájlt egy szövegszerkesztőben megnyitunk, valami ilyesmit látunk:

CCN(CC)CC1OCCC(OCC)=C1

A sztringek nem tartalmaznak koordinátákat: míg a kis vagy merev molekulák szerkezetének a rajzformátumú visszaállítása nem okoz gondot, nagy ciklikus molekulák esetén bár a szerkezet helyes, szemre általában csúnya. A tárgyalt programok közül a ChemDraw mutatta a legjobb eredményt Smiles sztringek alkalmazása esetén, a többiek változatos eredményt produkáltak. (Az interneten több kereskedelmi és kísérleti program található, amely a lineáris ábrázolást képes visszaalakítani rajzzá). Egy kis összehasonlítás látható itt. (Az interneten több kereskedelmi és kísérleti program található, amely a lineáris ábrázolást képes visszaalakítani rajzzá.)

2D → 3D és 3D → 2D átalakítás:

Precíz térbeli szerkezeteket modellező programmal érdemes csinálni és molekula fájlként importálni. A programoknak azonban közvetlenebb kapcsolata is van egy-egy modullal vagy társprogrammal. Így az

• Accelrys Draw: Convert 2D → 3D kiegészítő
• ChemDraw társprogramja a Chem3D
• ChemSketch: ACD/3D Viewer (társprogram) és 2D → 3D (modul)
• Chemistry 4-D Draw társprogramja a ChemSite
• DrawIt társprogramja a 3DViewIt
• ChemDoodle: - (csak idegen modellező programmal)
• MarvinSketch: beépített 2D → 3D modul vagy a társprogram MarvinSpace

A Chem3D kivételével ezek csak egy egyszerű molekulamechanikai módszert alkalmaznak a 3D szerkezet optimalizálására, standard kötésadatokkal, így a kapott szerkezetek csak publikációs célra alkalmasak, nem pedig konformációs következtetések esetleges levonására. A ChemSketch ChemBasic Goodies kiegészítése lehetővé teszi szénhidrátok, peptidek és nukleinsavak gyors 3D építését.

A 3D kémiai szerkezeteknek szokványos rajzzá való automatikus visszaalakítása mindig problematikus volt. Általában csak kis és többé-kevésbé merev molekulák esetén kaphatunk elfogadható eredményt. A jozamicin nevű makrolid antibiotikum 3D molekula fájljával tettünk próbát. Csak a programokban elérhető opciókat használtuk, némelyiket többször is. Az eredmények:

• Accelrys Draw: a 3D molfájlok ilyen átalakítása nem támogatott.
• ChemDraw
• ChemSketch (Három algoritmus választható)
• Chemistry 4-D Draw
• DrawIt
• ChemDoodle
• MarvinSketch

Bár a fenti tesztben a ChemDraw átlagosan szerepelt, sikeresebb az átalakítás, ha a Chem3D is telepítve van. Ha a Chem3D-ben a ChemDraw panel is nyitva van szinkronizált módban (alapeset), akkor a 3D model szerkesztése, forgatása azonnal automatikusan tükröződik a ChemDraw panelben is, a program a 3D szerkezet automatikusan 2D rajzzá alakítja. Amikor a 2D ábra megfelelőnek néz ki, akkor fájlként menteni lehet vagy átvinni az önálló ChemDraw-ba.

Élsimítás (anti-aliasing)

A ChemDraw, ChemSketch, Accelrys Draw, ChemDoodle és MarvinSketch programok támogatják az élsimítást (anti-aliasing). A képernyőn a ferde és görbe vonalak lépcsőzöttségét egyenlíti ki ez az opció. Ez nagyban javítja a rajzok minőségét, ha pl. Powerpointba exportáljuk vagy képként mentjük el webalkalmazások számára. A nyomtatott ábrákra ennek nincs hatása (mivel a nyomtató felbontása jóval nagyobb, mint a képernyőé). Mivel a lépcsőkiegyenlítés elég nagy terhet ró a processzorra, régebbi gépeknél és nagyobb ábráknál ezért a rajzolás folyamán esetleg célszerű kikapcsolni.



A legfejlettebb a ChemDraw megoldása, itt élsimítás opcionálisan ki/be kapcsolható exportnál vagy a képernyőn. A ChemSketch csak a képernyőn használja (áthidalható képernyő mentéssel, ha képfájlokra van szükségünk). Az Accelrys Draw esetén nem kapcsolható ki, ami amiatt kellemetlen, hogy a Windows vágólapon keresztüli exportnál utólag nem minden objektumnál látszik az élsimítás.

Egyéb rajzműveletek

Itt a különböző négyzetek, körök, poligonok, egyszerű és összetett vonalak, görbék, nyilak, molekulaorbitálok stb. rajzolásának lehetőségét vizsgáltuk. Természetesen nem várhatunk el egy profi rajzprogram nyújtotta lehetőségeket, csak az alapfunkciókat, amelyek egyszerű vonaldiagramok, esetleg stilizált biokémiai ábrák megrajzolásához nyújtanak segítséget. E téren egyértelműen a ChemDraw és a ChemSketch vezet, ezek a többi programnál több rajzelemet ismernek, amelyek színekkel vagy mintákkal kitölthetők, s az átlátszatlanság is szabályozható. Furcsa, hogy az Accelrys Draw és ChemDraw újabban már nem támogatja a mintával kitöltött objektumokat és görbéket. A Bézier-görbék (bármilyen alakú, szabálytalan görbék vagy alakzatok) szerkesztése a ChemSketch, ChemDraw és DrawIt-ben oldották meg a legjobban, viszont a ChemDoodle nem támogatja ezt a rajzelemet. Az idomok színátmenetes kitöltése és az árnyékok állíthatósága a ChemSketch-ben a legjobb.

A ChemSketch sokáig az egyetlen program volt, amelyben egy DNS kettős spirál pár perc alatt elkészíthető. Az újabb Chem(Bio)Draw verziókbanban megjelent BioDraw templátokkal azonban a DNS készítése még könnyebb. Kész atom orbitálok mindegyik programban találhatók, bár a minőségük különböző.

Az alábbi baloldali ábra A-E rajzai még a régi ISIS/Draw-val készültek, manapság azonban a ChemSketch és a ChemDraw erre a legalkalmasabb, a többi programmal ezeket nem vagy csak igen körülményesen lehetne elkészíteni. Az F rajz ChemDraw-val, a 10. ábra ChemSketch-el készült. A ChemDraw 10-12 új és nagyon jól használható eszköze az ún. BioDraw paletta és eszköztár. Nem minden verzió tartalmazza, csak a Chem(Bio)Draw névvel futók (ChemBioOffice). A BioDraw paletta a biokémiai ábrákhoz szükséges interaktív, módosítható templátokat tartalmazza (enzimek, receptorok, membránok, DNS, ioncsatornák, stb.). A BioDraw elemei természetesen keverhetők kémiaiakkal is.

A forgatások szempontjából a ChemDraw és a ChemDoodle vezet: mind különálló szöveget, mind kémiai képletet tudnak forgatni s ez utóbbinál opció, hogy a betűket is forgassák-e vagy sem. A DrawIt és ChemSketch csak különálló szöveget tud elforgatni, az Accelrys Draw és Chemistry 4-D Draw sajnos egyáltalán képes a szövegek forgatására. A kémiai szerkezetek forgatása főleg egészoldalas ábráknál lehet fontos: ha a terjedelem miatt fekvő kép használata szükséges (landscape mód), azonban egy másik alkalmazásban nem lehetséges az ábrák 90°-os elforgatása.

Összefoglalva: A ChemDraw és a ChemSketch fej-fej mellett halad az élen. Bonyolult, összetett rajzok készítése esetén, ha a meglevő grafikai alapelemekből kell kiindulni, talán egy hajszállal a ChemSketch-é az előny. Ha elegendőek a kész templátok, a ChemBioDraw a használhatóbb.

Amennyiben laboratóriumi eszközöket vagy technológiai folyamatábrát akarunk rajzolni, leginkább a DrawIt-et ajánlhatjuk: nagyszámú sablont tartalmaz. A ChemSketch, ChemDraw és ChemDoodle szintén tartalmaz ilyen templátokat (jobboldali ábra); kiegészítések a honlapokról letölthetők.


 

A ChemDraw és ChemDoodle nagyon hasznos szerszáma a grafikus VRK szerkesztő (főleg az e-jegyzőkönyvek használói számára): nagyon könnyű vele egy VRK lemezt szerkeszteni, beleértve a start- és a frontvonalat, az egyes sávokban levő foltok nagyságát, alakját, fedettségét, színét. Kívánságra az egyes foltok Rf értékei is kiíródnak. Hasonló VRK szerkesztő van a ChemSketchben is, azonban itt az adatokat egy külön ablakba kell beírni, ami sokkal barátságtalanabb megoldás.

Rajzok teljes újraformázása

Lényeges még az egyes rajzelemek menet közbeni módosítása, stilizálása, például a nyíltípusok, a vonalak és kötések vastagságának, a margó, a fontméret, stb. megváltoztatása. Különösen hasznosak az egyes folyóiratok előre definiált paraméterei (style sheets). Az aktuális rajzparaméterek, formátumok mindegyik programban elmenthetők és szükség esetén újra előhívhatók (restyling). A jelenlegi programverziók (a Chemistry 4D Draw kivételével) igen rugalmasak, szinte minden tetszés szerint külön-külön vagy csoportosan változtatható. A Chemistry 4-D Draw-ban néhány fontosabb dolog csak egy-egy objektum egészére módosítható. Az Accelrys Draw esetén az aromás delokalizációt jelző körök használata csak globális opció. A technikai megvalósítások természetesen különbözőek, a ChemSketch-ben például lebegő eszköztárak vannak, a ChemDraw-ban jobb egérgombbal nyitható menűk.

A ChemDraw-ban, ha egy már meglevő rajzot akarunk átformázni, akkor furcsa módon a program az új paramétereknek csak egy részét veszi figyelembe, illetve ki kell tapasztalni, mikor mi és hogyan változik. Ez a másolás/beillesztésnél is jelentkezik: ha a két dokumentum beállításai nem egyformák, a szerkezeti szöveg az újnak megfelelően megváltozik, de a feliratoké nem. Az Accelrys Draw elég súlyos hibája, hogy egy régebbi összetett rajz globális újraformázásánál (pl. a kötésvastagság megváltoztatásakor) a rajzot teljesen összekavarja és az objektumok helyzete megváltozik, valamint az összes jelenlegi formázási paramétert újra alkalmazza, nem csupán a megváltoztatottat.

 Vissza az elejére  Következő rész  G. T. honlap 

---

Gunda Tamás  ©

Ez az oldal Editpad Pro szerkesztővel készült és  Firefox böngésző használatára optimalizált.