VASP 态密度 / 晶体结构可视化桌面工具
用 3Dmol.js 看结构，用 Matplotlib 画 DOS，右栏调参、左栏切换 —— 一套 iOS / macOS 风格的界面。
📊 总态密度 TDOS — 上下自旋、带隙 / 磁性自动识别、s / p / d 带中心参考线
🧬 晶体结构 —— 球棍模型 · 正交投影 · 六视角 · 点选原子
🧪 元素 PDOS / ⚛️ 原子-轨道-PDOS / 🔬 元素-轨道-PDOS —— 逐元素、逐原子、逐轨道曲线 + 带中心
| 元素 PDOS（明） | 元素 PDOS（暗） |
|---|---|
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| 原子-轨道-PDOS | 元素-轨道-PDOS |
|---|---|
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🧮 高斯圆滑处理 —— 底栏表格化查看文件内容，指定列做一维高斯圆滑并导出
- 3Dmol.js 球棍模型，正交投影，元素颜色 / 半径取 VESTA 风格
- 六个标准视角（正视 / 后视 / 俯视 / 仰视 / 右视 / 左视）+ 重置，按钮排在一行
- 鼠标拖动旋转、滚轮缩放、右键平移；点击原子弹出分数坐标，可加入「指定原子分析列表」（
Shift多选，点空白取消） - 无默认数据路径：点「选择 data 所在路径」后自动发现
Data-total/Data-element/Data-atom与CONTCAR / POSCAR并载入 - 针对半透明无边框窗口的 WebGL 闪烁修复（不透明画布 + 不透明页面背景）
- 上 / 下自旋总态密度曲线，填充 / 颜色 / 线型 / 线宽可调
- 费米线（
E-Ef = 0虚线）与零线始终绘制，无需开关 - 自动识别带隙 / 半导体 / 导体与自旋极化（磁性）
s/p/d带中心参考竖线（数据来自Data-total/BAND_CENTER的#Average），标签字号可调，标签放在竖线右侧，格式εs=-3.99
- 读取
Data-element/PDOS_EIG_UP|DW_<元素>.dat.bak的tot列（缺失时回退.dat），每个元素每个自旋一条曲线 - 一行一个元素、横向铺满，不挤在一起
- 右侧信息表格：
元素 | s 带中心 | p 带中心 | d 带中心 - 每当元素样式超过 4 行时该区域自动竖向滚动，不挤压中间的 DOS 图
- 顶部下拉选择原子（列表来自「指定原子分析列表」），逐轨道绘制
s / py / pz / px / dxy / dyz / dz2 / dxz / dx2-y2 / tot / sum_s / sum_p / sum_d - 带中心没有现成数据，按通用公式实时计算（见下文），右侧表格给出
曲线 | ↑ 带中心 | ↓ 带中心 - 图上每条曲线只画一条带中心竖线，取上 / 下自旋中较高者，标签
ε<轨道>=<值>（不带自旋箭头） - 每条曲线可单独设置标签高度（0–1，轴比例），避免标签互相重叠或压住
y = 0轴
- 与「原子-轨道-PDOS」同款布局与交互，数据源换成
Data-element/PDOS_EIG_UP|DW_<元素>.dat.bak，下拉为指定元素
- 任选
Data-total/Data-element/Data-atom中的一个文件（同名优先.dat.bak） - 中间下方以表格展示文件全部内容，当前平滑列的表头高亮
- 指定平滑列与高斯
σ，一键「绘制」，同图叠加原曲线与圆滑曲线（带图例） - 可把圆滑结果导出为两列文本：
Energy(eV)与quasi_dos_sigma=<σ>
四个曲线页面（TDOS / 元素 PDOS / 原子-轨道-PDOS / 元素-轨道-PDOS）的右栏右下角底部固定一个「保存当前图片」按钮（不随右栏滚动）：
| 页面 | 默认文件名 |
|---|---|
| 总态密度 | TDOS.png |
| 元素 PDOS | Element-PDOS.png |
| 原子-轨道-PDOS | Atom-Orbital-PDOS_<原子序号>.png |
| 元素-轨道-PDOS | Element-Orbital-PDOS_<元素>.png |
- 保存的就是当前画布上呈现的图像（所见即所得，含主题背景色），
300 dpi - 支持 PNG / PDF / SVG / JPEG，未写扩展名自动补
.png；尚无曲线时会提示
- 无边框半透明窗口、红黄绿「交通灯」、圆角 + 手绘柔和阴影
- 明 / 暗主题一键切换（右上角按钮），曲线图与表格同步换色
- 鼠标滚轮不会误改输入框 / 下拉框的值（滚轮会转发给所在面板继续滚动）
到 Releases 下载 PDOS-Viewer-vX.Y.Z-win64.zip，解压后双击 PDOS-Viewer.exe 即可，无需安装 Python 或任何依赖。
整个文件夹可直接拷到 U 盘 / 其它 x64 Windows 10、11 电脑运行（约 620 MB，绝大部分是 QtWebEngine）。
git clone https://github.com/moyulyy/plot_PDOS.git
cd plot_PDOS
pip install PySide6 matplotlib numpy
python pdos_viewer.pyWindows 下也可直接双击 run_pdos_viewer.bat（使用 pythonw.exe，无控制台窗口）。
首次使用：进入「🧬 晶体结构」页 → 点「选择 data 所在路径」→ 选中含 Data-* 与 CONTCAR 的文件夹。
选中 data 路径后程序会自动发现：
<data>/
├── CONTCAR / POSCAR
├── Data-total/ TDOS.dat、FERMI_ENERGY、BAND_CENTER
├── Data-element/ PDOS_EIG_UP|DW_<元素>.dat(.bak)
│ BAND_CENTER_p-dbandcenter_<元素>、SELECTED_ATOMS_LIST_*
└── Data-atom/ PDOS_EIG_UP|DW_<编号>.dat(.bak)
Data-element/*.dat(.bak) 与 Data-atom/*.dat(.bak) 表头列一致（.bak 为 14 列，优先使用）：
#Energy s py pz px dxy dyz dz2 dxz dx2-y2 tot sum_s sum_p sum_d
其中上自旋为正、下自旋为负，因此计算带中心时取 g = |DOS|。
Data-element/ 里已有现成的 BAND_CENTER_p-dbandcenter_*，但 Data-atom/ 没有逐原子的带中心数据，因此在「⚛️ 原子-轨道-PDOS」与「🔬 元素-轨道-PDOS」页，对每条曲线的上 / 下自旋实时计算：
∫ E · g(E) dE
ε = ─────────────────
∫ g(E) dE
E：相对费米能级的能量（eV），即文件中的#Energy列（E_F = 0）；g(E)：该轨道（s/py/pz/px/dxy/dyz/dz2/dxz/dx2-y2/tot/sum_s/sum_p/sum_d）的态密度，取g = |DOS|；- 积分区间为该
.dat(.bak)文件给出的全部能量点。
数值实现用梯形法（pdos_viewer.band_center）：
Σᵢ ½(Eᵢ·gᵢ + Eᵢ₊₁·gᵢ₊₁) · ΔEᵢ
ε ≈ ───────────────────────────────────── , ΔEᵢ = Eᵢ₊₁ − Eᵢ
Σᵢ ½(gᵢ + gᵢ₊₁) · ΔEᵢ
分母（积分态密度）趋近 0 时（该轨道没有态密度）结果记为 —。图上参考竖线上 / 下自旋只画一条，取带中心较高者，颜色默认与曲线颜色一致。
「🧮 高斯圆滑处理」页按
g̃(E) = Σᵢ wᵢ · g(Eᵢ), wᵢ ∝ exp( - (E - Eᵢ)² / (2σ²) )
计算（离散网格上等价于与高斯核做卷积，核宽 ±4σ），边界采用端点延拓，避免两端被拉向 0；σ = 0 时输出与原始曲线完全一致。
导出格式（两列：Energy(eV) 与 quasi_dos_sigma=<σ>）：
# Gaussian smoothed DOS
# source : PDOS_EIG_UP_H.dat.bak
# column : tot
# sigma : 0.300000 eV
# Energy(eV) quasi_dos_sigma=0.300000
-16.72059000 0.00000000
双击 build_portable.bat（或执行 pyinstaller --noconfirm --clean PDOS-Viewer.spec）：
dist/PDOS-Viewer/
├── PDOS-Viewer.exe ← 双击即可运行，无需安装 Python
├── _internal/ ← Qt / QtWebEngine / matplotlib 等运行时依赖
├── 3dmol/ ← 3Dmol.js（运行时生成的 _viewer.html 也在此）
├── assets/ ← 程序图标
├── README.md
└── 使用说明-便携版.txt
程序对「可写目录」与「只读资源」做了区分（见 pdos_viewer.py 顶部）：
| 变量 | 源码运行 | 打包运行 | 用途 |
|---|---|---|---|
APP_DIR / BASE_DIR |
脚本目录 | exe 所在目录 | 数据文件夹、导出文件、_viewer.html |
RES_DIR |
脚本目录 | _MEIPASS（即 _internal/） |
3dmol/3Dmol-min.js、assets/app.ico |
因此打包后默认的「保存图片 / 导出数据」目录就是 exe 所在目录；若该目录不可写，_viewer.html 会自动写到 %TEMP%/pdos_viewer/（同时复制一份 3Dmol-min.js），3D 页仍可正常工作。
plot_PDOS/
├── pdos_viewer.py # 主程序（窗口、页面、绘图、算法）
├── ui_kit.py # iOS / macOS 风格控件与 QSS 主题
├── 3dmol/3Dmol-min.js # 3D 结构渲染引擎（本地，无需联网）
├── assets/app.ico # 程序图标
├── docs/ # README 截图
├── PDOS-Viewer.spec # PyInstaller 打包配置
├── build_portable.bat # 一键打包脚本
├── run_pdos_viewer.bat # 源码运行脚本
└── README.md
3D 结构区域白屏 / 全黑？
属于显卡 / WebGL 问题，可尝试：
- 更新显卡驱动；
- 右键
PDOS-Viewer.exe→「以管理员身份运行」； - 远程桌面 / 虚拟机中请开启硬件加速。
其余 DOS 绘图页面不受影响。
双击 exe 没有反应？
请确认 _internal 文件夹与 exe 在同一目录。便携版请整体解压后再运行，不要只把 exe 复制出来。
杀毒软件报警？
PyInstaller 打包的无签名 exe 常见误报，添加信任即可；也可按上文「方式二」用源码运行。
带中心显示 —？
说明该轨道在整段能量区间内的积分态密度趋近 0（例如 H 没有 d 轨道），属正常结果。
中文 / 负号显示成方块？
程序会按 Microsoft YaHei UI → Microsoft YaHei → SimHei → PingFang SC → Segoe UI → DejaVu Sans 的顺序寻找字体，一般无需设置。Linux / macOS 上请确保至少安装其中一种中文字体。
| 项目 | 版本 |
|---|---|
| Python | 3.9+（开发环境 3.14） |
| PySide6 | 6.x（含 QtWebEngine） |
| matplotlib | 3.x |
| numpy | 1.x / 2.x |
| 3Dmol.js | 已随仓库内置 |
| 操作系统 | Windows 10 / 11 x64（源码运行支持 Linux / macOS） |
本项目采用 MIT License。
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