FEL

本模块用于从三列数据（时间、第一列数据、第二列数据）的文件出发，利用玻尔兹曼分布（吉布斯分布）绘制自由能形貌图（Free Energy Landscape）（FEL）。

Input YAML

  - FEL:
      inputfile: ../gmx_PCA/pc12.xvg  # input file, xvg format, [time, data1, data2]
      temperature: 300
      ngrid: 32
      find_minimum: true
      minimum_num: 5

inputfile：输入文件路径，要求三列数据（时间、第一列数据、第二列数据）。这里我们利用前一个模块的结果来作为输入。因为前一个模块的结果都保存在gmx_dPCA文件夹中，而我们分析模块的运行路径是默认在FEL目录中的，与gmx_PCA平级，因而这里文件路径写作../gmx_PCA/pc12.xvg。

temperature：设定体系的温度。从概率分布转换到Gibbs能量需要设定温度值，请设置与体系MD温度同样的温度值。

ngrid：FEL的网格数量，即FEL的横纵像素的数量。

find_minimum：是否寻找局部最小值。如果设置为true，则程序会自动寻找FEL中的局部最小值，并将其标记出来，同时输出这些最小值对应的轨迹的时间帧，也即pdb文件。

minimum_num：寻找的局部最小值的数量，用户可以自己设置要寻找前几个最小值，但是这个数值不能大于FEL中有的局部最小值数量。

本模块还有三个隐藏参数可以对轨迹做帧的选择：

      frame_start:  # start frame index
      frame_end:   # end frame index, None for all frames
      frame_step:  # frame index step, default=1

这些参数可以指定计算轨迹的起始帧、终止帧（不包含）以及帧的步长。默认情况下，用户不需要设置这些参数，模块会自动分析整个轨迹。

例如我们计算从1000帧开始，到5000帧结束，每隔10帧的数据：

      frame_start: 1000 # start frame index
      frame_end:  5001 # end frame index, None for all frames
      frame_step: 10 # frame index step, default=1

如果三个参数中只需要设置一个或两个，其余的参数都可以省略。

Output

DIP会计算并可视化gibbs.xpm。这里只举例gibbs.xpm:

这里的gibbs.xpm默认使用了dit -m contour模式进行绘制，用户也可以自行使用dit绘制成其它的风格。

如果用户设置了需要寻找最小值，那么DIP会找出对应的轨迹帧并输出到pdb文件，在这里为：

Minimum_0_Protein_17030ps.pdb
Minimum_1_Protein_84970ps.pdb

同时会将最小值点在数据的散点图中标记出来：

因为格点设置的不同，会导致同样的输入文件，gmx_FEL与此模块的输出不尽相同，结果都是合理的。

References

如果您使用了DIP的本分析模块，请一定引用MDAnalysis、DuIvyTools(https://zenodo.org/doi/10.5281/zenodo.6339993)，以及合理引用本文档(https://zenodo.org/doi/10.5281/zenodo.10646113)。