-結晶成長シミュレーションプログラム-
QuartzVS(Ver5.00) ヘルプ

        目次

   1.変更履歴
   2.機能概要
   2.1 本プログラムの応用例
   3.プログラムの実行環境
   4.プログラムファイルと結晶データファイルの格納場所
   5.プログラムの起動
   6.制御パネルの使い方
  6.1 制御パネルのメニューについて 
  6.2 PQデモについて  
   7.結晶図画面の使い方
  7.1 結晶図画面のキー操作について 
  7. 結晶図画面での結晶データ表示

   8.面角計算
  9.結晶データの生成・削除
 10.ファイル直接編集
 11.D0/Grの調整
 12.結晶データの作成例
 12.1 燐灰石
 12.2 両錘水晶
 12.3 トパーズ
 12.4 ベスブ石
 13.作図例
 14.平面展開図の調整と結晶模型作成のコツ
 15.双晶の詳細指定 
 16.測角支援機能について
 17.模型色の指定
 18.本プログラムの基本構造
 19.注意事項・制限事項
 20.参考文献
 21.謝辞




1.変更履歴

   今回の変更は、以下です。今までの変更履歴は、こちらに纏めました。

(15)Ver4.02 −>Ver5.00(2013.11.5公開版)
 (1−1)改善・変更
   @コンパイル条件を変更し、Windows7/Windows8 DeskTopモードに対応しました。
    動作条件は、「デジタル鉱物図鑑」と同じです。
   A新たな機能として、以下を追加しました。
    ・インストーラを「デジタル鉱物図鑑」と同様の仕掛けに変更.
     (ただし、問題は出しません)
    ・一般デモモードの内容を色々と変更
    ・PQデモモードの速度を調節、スペースキーで一時停止
    ・結晶模型の色変更機能を追加(本の出版用に追加しましたが、結局使わず)



.機能概要

  このソフトは、Windows7/8(Desktop Mode)版の結晶形態描画プログラムです。
 以下の結晶データを元に結晶外形を計算し、結晶が成長する過程を連続表示します。

 a)面(PLANE)データ
  (1)面名称           :Name
  (2)格子定数          :a,b,c(相対値)
  (3)結晶軸間の角度       :α,β,γ
  (4)各結晶面のミラー指数   :h,k,l
  (5)各結晶面の中心からの初期距離:D0(相対値)
  (6)各結晶面の成長速度     :Gr(相対値)

 b)制御データ
  (1)結晶の成長時間       :Start,End,Pitch
  (2)X,Y,Z軸毎の回転データ :X,Y,Z,Pitch
  (3)結晶の大きさ        :Scale
  (4)線の太さ          :Line
  (5)立体図のView Mode     :3D_VMODE
  (6)展開図のView Mode     :2D_VMODE
  (7)展開図の回転データ     :2D_Rotate
  (8)展開図の大きさ       :2D_Scale
  (9)R,P軸回転データ     :R,P
  (10)32晶族(点群)     :CLASS

 c)動作モード
  動作モードには、自動的に結晶の成長過程を表示するAutoモードと、
 1回の描画毎に停止するManualモードが有ります。
  また、X,Y,R,P,Zキーにより図形を回転したり、<,>キーにより
 図形の大きさを自由に変更したりできます。
 (マウスドラッグでも、図形の回転が出来ます。)

 d)描画モード
  結晶図は最初は隠れ線を緑色の点線で描画していますが、Vキーにより色々
 変化します。各面に色や面番号、面グループ記号などが付きます。
 線のみのシンプルな描画の時(3D_VMODE=0)、Lキーで手前側の線を太く
 出来ます。

 <貫入双晶オフの時>
  3D_VMODE= 0:隠れ線も含め青色で描画(Lキー有効)
  3D_VMODE= 1:隠れ線を緑色の点線で描画
  3D_VMODE= 2:隠れ線を緑色の点線で描画(ミラー指数付き)
  3D_VMODE= 3:隠れ線を緑色の点線で描画(面名称付き)
  3D_VMODE= 4:隠れ線を緑色の点線で描画(面番号付き)
  3D_VMODE= 5:隠れ線を消去
  3D_VMODE= 6:隠れ線を消去(ミラー指数付き)
  3D_VMODE= 7:隠れ線を消去(面名称付き)
  3D_VMODE= 8:隠れ線を消去(面番号付き)
  3D_VMODE= 9:各面に色を付けて描画
  3D_VMODE=10:各面に色を付けて描画(ミラー指数付き)
  3D_VMODE=11:各面に色を付けて描画(面名称付き)
  3D_VMODE=12:各面に色を付けて描画(面番号付き)
  3D_VMODE=13:左上から光源を当てて描画
  3D_VMODE=14:左上から光源を当てて描画(ミラー指数付き)
  3D_VMODE=15:左上から光源を当てて描画(面名称付き)
  3D_VMODE=16:左上から光源を当てて描画(面番号付き)

 <貫入双晶オンの時>
  3D_VMODE= 0:表側の貫入面を白色で描画
  3D_VMODE= 1:隠れ線を紫色の点線で描画
  3D_VMODE= 2:隠れ線を紫色の点線で描画(ミラー指数付き)
  3D_VMODE= 3:隠れ線を紫色の点線で描画(面名称付き)
  3D_VMODE= 4:隠れ線を紫色の点線で描画(面番号付き)
  3D_VMODE= 5:隠れ線を消去
  3D_VMODE= 6:隠れ線を消去(ミラー指数付き)
  3D_VMODE= 7:隠れ線を消去(面名称付き)
  3D_VMODE= 8:隠れ線を消去(面番号付き)

 <平面展開の時>
  2D_VMODE= 0:面の色付け無し+面情報無し
  2D_VMODE= 1:面の色付け無し+ミラー指数有り
  2D_VMODE= 2:面の色付け無し+面名称有り
  2D_VMODE= 3:面の色付け無し+面番号有り
  2D_VMODE= 4:面の色付け有り+面情報無し
  2D_VMODE= 5:面の色付け有り+ミラー指数有り
  2D_VMODE= 6:面の色付け有り+面名称有り
  2D_VMODE= 7:面の色付け有り+面番号有り



2.1 本プログラムの応用例

 本プログラムは、結晶成長過程をシミュレーションする為に作成しましたが
 他にも以下の応用が考えられます。

 (1)添付されている結晶データで、結晶の形を覚える。
 (2)添付されている結晶データで、結晶面の対象性を学ぶ。
 (3)結晶データの修正により、さらに理解を深める。
    a)グループ編集機能により、D0/Grを変更して各面の出現条件
      を調べる。これにより、例えば以下の事が判るでしょう。
      ・成長の速い面ほど、結晶原点からの距離が大きくなり、早く消滅する。
    b)グループ編集機能により、既存の結晶データに新たな面データを
      追加する。これにより、例えば以下の事が判るでしょう。
      ・TOPAZのu(111)面、o(211)面、i(223)面の出現条件範囲は
       小さいので、これらの面はレアと考えられる。
      ・水晶のs面、x面、ξ(クシー)面も同様。
 (4)結晶データの作成と結晶図の印刷<−−−−−−−−−お薦めです
    Dana(デーナ)の本などから結晶データを参照し、色々な鉱物結晶の
    データを作成する。面と面の角度(面角)も自動計算できます。
 (5)色々な結晶データの結晶成長過程を見て楽しむ。また、デモンスト
    レーションを見ても結構楽しめます。
    「PQデモ」実行時には、左上のPQグラフ上で右クリックや
    マウスドラッグして見て下さい。また、スペースキーでデモが中断します。
    デモ中のデータは、LOAD中データとして残っているので、その結晶データを
    変更して他のデータを作成したりファイルに保存したりできます。

 (6)結晶の平面展開図から、結晶模型を作成できます。
    教材にも応用できます。
 (7)デザイン・アートへの応用
    得られた結晶データを平面展開し、デザインとして応用する。
 (8)結晶を描画中に、マウスドラッグすると、結晶がそれに合わせて動きます。
    結晶形態によっては、平面的な結晶図から立体的な形態を掴むのは難しい
    ことがありますが、この機能により結晶の立体的な形態を掴み易くなります。



3.プログラムの実行環境

 本プログラムの動作は、Windows7/8(Desktop Mode)(いずれも日本語版)
で確認しています。



4.プログラムファイルと結晶データファイルの格納場所

 このプログラム(QuartzVS.exe)は、専用インストーラでインストールして下さい。
専用インストーラは、「C:\結晶SIM」にインストールします。
結晶データは、どこに置いても構いませんが、QuartzVS.exeと同じ場所に置いた方が、
データファイルを捜す際に便利です。

インストールの際は、添付の「実行までの手順.pdf」を、よく読んでください。



5.プログラムの起動

 このプログラム(QuartzVS.exe)の実行は、インストール時に
デストップ上に作成されたショートカット・アイコンをダブルクリックするか、
エクスプローラ上でQuartzVS.exeをダブルクリックして下さい。




6.制御パネルの使い方

 起動すると、まず下図の制御パネルが現れます。

  

  <結晶データの実体について>
  結晶データは、タイトル・格子定数(a,b,c,α,β,γ)と、結晶面のデータである
  面名称(Name)+そのミラー指数(hkl)+結晶原点からの距離(D0)+面の成長速度(Gr)、
  その他描画制御条件が含まれています。

 

  本パネルの使い方を一応以下に記述しますが、結晶データの生成は極力
  編集メニュー内の「結晶データの生成・削除」(9章参照)で行なってください。
  また、面データ(Plane Data)の変更は本パネルでは行わずに、「結晶データの生成・削除」
  か、編集メニュー内の「ファイル直接編集」(10章参照)で行なってください。
  つまり、本パネルで行っても良さそうな操作は、下記の(1)(3)(4)(5)くらいで、
  単に結晶図描画だけなら(1)(5)くらいです。

(1)タイトル、格子定数(a,b,c,α,β,γ)

   これらのデータは、直接入力するとその値に変更されます。

(2)各結晶面のデータ(ミラー指数、中心からの初期距離、成長速度)は、
  「Plane Data」の囲みの右に有るスクロールバーを、目的の面番号が
  「Plane NO」に出るまで動かし、必要なデータを直接入力して変更したら、
   スクロールバーを上下するか、「SET」ボタンを押します。
   この時、面データは必ず「Plane NO」に示す所にセットされますので、
  「Plane NO」を書き換えない様に注意して下さい。
   逆に、「Plane NO」を書き換えると、そのデータを「Plane NO」の面に
   上書きコピー出来ます。
  「ADD」ボタンは、「Plane NO」以降のデータを1組ずつ後ろに移動して、
  「Plane NO」面に、そのデータを挿入します。また面の総数を+1します。
  「DEL」ボタンは、「Plane NO」面のデータを削除し、「Plane NO」以降
   のデータを1組ずつ前に移動します。また面の総数を−1します。

   以上で変更した各結晶面のデータは、パネル右上の「DRAW DATA」ボタン
   で確認できます。

(3)結晶の成長時間として、Start,End,Pitchに適当な値を入れます。

(4)描画モードを指定します。自動的に結晶の成長過程を表示するAuto
   モードと、1回の描画毎に停止するManualモードが有ります。
   チェックすると、Autoモードになります。
   Autoモードの時、描画する間隔を「Interval Time」に入れます。
   ゆっくり見たい場合以外は、「0」を入れます。

(5)代表面のみ表示をチェックすると、面グループの最初の面のみに面名称を表示します。




  設定は、以上で十分です。以下の値は、実際に描画した結晶図を見ながら
  結晶図画面で変更できますので、ここで設定する必要は有りません。

(6)R,P,Z(X,Yは通常変更しない)毎の回転データを入れます。(0-360度)
   結晶図画面でマウスドラッグしても良いです。
    国際標準の斜視図で見るときは標準ボタンを押すか,結晶図画面でNキー
   を押します。

(7)線のみのシンプルな描画の時、手前に見える線の幅を太くしていますが、
    その線幅を「Line」で指定します。スクロールバーを動かすと変化します。

(8)結晶図の大きさを「Scale」で指定します。スクロールバーを動かすと
   変化します。



6.1 制御パネルのメニューについて

 メニューについて以下に説明します。
 ここを読めば、このプログラムの概略機能が把握できます。

(1)「ファイル」メニューについて
(1−1)新規作成(結晶データ)
   結晶データを初期化します。

(1−2)開く(結晶データ)
   結晶データを読込みます。
   ファイル入力画面が現れますので、目的の結晶データファイルを探して
   クリックすると、「File Name」にファイル名が現れます。この状態で
   「LOAD」ボタンをクリックすると、目的の結晶データが読み込まれます。

   結晶データが読み込まれますと、結晶データが表示されます。
   ここで「結晶外形の描画」ボタンを押すと結晶図を描画します。

(1−3)再読込み(結晶データ)
   現在開いている結晶データファイルを、ファイルから再読込みします。

(1−4)上書き保存(結晶データ)
   現在の結晶データを、元の結晶データファイルに上書きします。

(1−5)名前を付けて保存(結晶データ)
   結晶データに名前を付けてファイル保存します。
    ファイル入力画面が現れますので、結晶データファイルを格納するディレ
   クトリを探してクリックし、次いで新たなファイル名を入力して、「SAVE」
   ボタンをクリックすると、結晶データが書き込まれます。

(1−6)名前を付けて保存(結晶データをSTL 1ファイルで)
   Loadされている結晶データから、3Dプリンタ用のSTLファイルを1つ作成し保存します。
   これは単晶用なので、双晶の場合は(1−7)を使います。
    ファイル入力画面が現れますので、データを格納するディレクトリを探して
   クリックし、次いで新たなファイル名を入力して、「SAVE」ボタンをクリックします

(1−7)名前を付けて保存(結晶データをSTL 2ファイルで)
   Loadされている結晶データから、3Dプリンタ用のSTLファイルを2つ作成し保存します。
   これは双晶用なので、貫入される方と貫入する方の2ファイル出力します
    ファイル入力画面が現れますので、データを格納するディレクトリを探して
   クリックし、次いで新たなファイル名を入力して、「SAVE」ボタンをクリックします。

(1−8)名前を付けて保存(指標CubeをSTLファイルで)
   3Dプリンタ用の指標Cube(1辺1cmの立方体)を、STLファイルで保存します。
    ファイル入力画面が現れますので、データを格納するディレクトリを探して
   クリックし、次いで新たなファイル名を入力して、「SAVE」ボタンをクリックします。

(1−9)名前を付けて保存(結晶図画面をGIFファイルで)
   結晶図画面を、GIFファイルで保存します。
    ファイル入力画面が現れますので、データを格納するディレクトリを探して
   クリックし、次いで新たなファイル名を入力して、「SAVE」
   ボタンをクリックすると、結晶図のグラフィックデータ(xxx.GIFという名前の
   ファイル)が書き込まれます。

(1−10)名前を付けて連続保存(結晶図画面をGIFファイルで)
   結晶図の成長過程を、GIFファイルで連続保存します。
    ファイル入力画面が現れますので、結晶図のグラフィックデータを格納する
      ディレクトリを探してクリックし、次いで新たなファイル名を入力して、「SAVE」
   ボタンをクリックすると、結晶図のグラフィックデータ(xxxnnn.GIFという名前の
   ファイル。nnnは、結晶成長時間TIME)が1画面毎に連続して書き込まれます。
   市販ソフトと組合せれば、結晶成長アニメファイル(GIF形式)が出来ます。

  (注)画面の描画ピッチが小さいと、沢山のファイルが生成されますので、ご注意下さい。

(1−11)結晶図画面の結晶データの内容を印刷
   結晶図画面に表示している、結晶データ又は面角計算結果をプリントします。

(1−12)プログラムの終了
   プログラムを終了します。「Esc」キーを押しても終了します。
 

(2)「編集」メニューについて
(2−1)結晶データの生成・削除
   結晶データの生成・削除を行います。
   結晶データの生成・削除パネルの使い方は、9章で説明します。

(2−2)D0/Grの調整
   面のD0/Grを、面グループ毎に調整し、結晶外形を整えます。
   以下の条件を満たす面が、1つのグループとなります。
   <面名称が付いている時>
    ・面NOが連続していて、同じ面名称の面を、1グループとする。
   <面名称が付いていない時>
    ・面NOが連続していて、D0・Gr・及びhklの絶対値が一致している
     面を1グループとする。

   上記のグループ単位に、D0/Grを一括変更しながらその結果を描画します。
   これにより、結晶データの作成を強力に支援します。例えば、
   出現がレアな面の条件を簡単に捉える事も可能です。平面展開図を見ながらの、
   編集も可能です。D0/Grの調整パネルの使い方は、11章で説明します。

(2−3)ファイル直接編集
   現在LOAD中のFileを、*.txtファイルと関連付けしたアプリ(デフォルトはNotepad)
   で開きます。アプリでの編集結果を反映するには、アプリ側でFileに
   書込んでから、「(1−3)再読込み(結晶データ)」を実行します。
   ファイル直接編集の方法は、10章でも説明します。
   大規模な変更の際に便利です。

(2−4)双晶の詳細指定
   双晶描画は、面接触双晶と貫入双晶が可能です。双晶の指定方法は、
   15章で説明します。
 

(3)「実行」メニューについて
(3−1)結晶外形の描画
   LOAD中の結晶データにしたがって、シミュレーションを実行します。

(3−2)シミュレーション/デモの中断
   シミュレーション/デモを中断/再開します。「スペース」キーと同等の機能です。

(3−3)シミュレーション/デモの完全停止
   シミュレーション/デモを完全に停止します。

(3−4)結晶データの表示
   結晶図画面に結晶データが表示されます。
   結晶データは、これで見た方が便利です。

(3−5)面角計算
   面と面との角度(面角計算面)を行います。

(3−6)測角支援@A
  @基準面との角度(面角)から面指数(ミラー指数)を求めます。
  A現在の格子定数での対称面について、新たな格子定数での
   面指数(ミラー指数)を求めます。

   この機能は、面測角支援機能として作成しましたが
   まだ試行段階です。

(3−7)測角支援B
  B同じ晶帯軸を持つ複数面と基準面との角度(測定値)から、
   ミラー指数(候補)を求めます

   この機能は、面測角支援機能として作成しましたが
   まだ試行段階です。

(3−8)平面展開図の調整
   この機能については、14章で説明します。

(3−9)結晶図の画面へ
    結晶図の画面を表示します。
    結晶図画面の使い方は、7章で説明します。
 

(4)「PQデモ」メニューについて
   「PQデモ」については、6.2節で説明します。
   以下の3種類あります。
(4−1)水晶の面成長速度変化による結晶外形変化
(4−2)黄鉄鉱の面成長速度変化による結晶外形変化
(4−3)立方晶系に属する結晶のPQダイアグラム
 

(5)「一般デモ」メニューについて
   「百聞は一見にしかず」実行してみましょう。
   以下の5種類あります。
(5−1)最後に開いたDIRに有るデータの連続描画(50面以下)
(5−2)LOAD中の結晶成長−>回転−>平面展開
(5−3)C軸回転連続
(5−4)DIRを指定して連続描画(自動)
(5−5)DIRを指定して連続描画(手動)
 

(6)「ヘルプ」メニューについて
(6−1)目次
   このヘルプファイル開きます。
(6−2)バージオン情報
   このプログラムのバージョンを表示します。



6.2 PQデモについて

 「PQデモ」メニューの下に、以下の3つのデモが有ります。
  ・水晶の面成長速度変化による結晶外形変化
  ・黄鉄鉱の面成長速度変化による結晶外形変化
  ・立方晶系に属する結晶のP-Qダイアグラム(この下に35 Form有ります)

   本機能と平面展開を組合せる事により、デザイン応用への可能性が有り
   ます。実在する結晶データの展開図もデザイン応用が可能ですが、
   仮想結晶の方が、よりデザイン向きに思えます。

   PQデモ中にUキーを押すと、対応する平面展開図で描画します。
 




7.結晶図画面の使い方

この画面では、結晶外形(3D)図、平面展開(2D)図を表示します。
 "D"キーで、結晶データも表示しますが、面数が多いと画面外にはみ出して、
 見えなくなります。結晶データは、「DATAパネル」で見る方が適しています。

制御は、主にキー操作(画面下参照)で行います。


  結晶外形(3D)図です。


   結晶外形(3D)図で、晶帯を太線の色で表示した図です。
   同じ色の晶帯軸(面と面の交線=陵)は、同じ晶帯に属しています。
  同じ晶帯に属する面同志の面角は、一括して測定すると効率的です。


  平面展開(2D)図です。紙模型が簡単に作れます。



7.1 結晶図画面のキー操作について

キー操作は、以下様になっています。
結晶外形(3D)の描画中と、平面展開(2D)図の描画中で、キーの意味が
若干異なります。

(1)結晶外形(3D)の描画中

   SPACE : Start/Stop Sim. −−−−−− シミュレーションやデモを、スタートしたり
                      一旦停止したりします
   F1   : Stop Sim. −−−−−−−−− シミュレーションやデモを、完全停止します
   ESC   : Program End−−−−−−−− プログラムを終了します
   A     : Axis −−−−−−−−−−− XYZ軸/abc軸の表示を、オン・オフします
   B     : Go to Control Panel−−−− 制御パネルを表示します
   C     : Clear Display  −−−−−− 文字のみを消去します
   D     : Data Display −−−−−−− 面データを表示します
   ←→↑↓(+CTL) : PQ Change −−−− PQデモの時PQ値を変更します
   L(+Shift) : Line Thick −−−−−− 3D_VMODE=0の時、図形の手前側の線の
                      太さを変更します
   U     : Unfold −−−−−−−−−− 結晶を平面に展開します
                      もう一度押すと結晶外形図に戻ります
   V(+Shift) : View Mode Change−−− 隠れ線を消去したり、面に色や
                      番号を付けます
   <,>   : Scale Factor Change  −-−− 図形の大きさを変更します
   R,P,Z(+Shift+CTL):Rotation R,P,Z −−R,P,Z軸方向に図形を回転します
   A,B,C(+ALT) : Rotation−−−−−−− a,b,c軸から見た図形を描画します。
   N(+ALT) : Rotation  −−−−−−−− 国際標準の斜視図を描画します。

  貫入双晶の時は、以下のキーを押す事により設定を変更できます。
   回転角       : CTL+K、CTL+SHIFT+K
   大きさ(比)     : CTL+<、CTL+>
   貫入双晶ON/OFF   : CTL+T
   貫入双晶の描画調整  : SHIFT+T(カルルスバッド用)
   貫入部分の描画ON/OFF: T

  立体視表示中は、以下のキーで2つの結晶図を調整します。
    <,>    : 2つの結晶図の大きさを調整
   ALT+<,>  : 2つの結晶図の距離を調整
    ALT+CTL+<,>: 右目用の結晶図の視差を調整します。
 

(2)平面展開(2D)図の描画中
 
   SPACE : Start/Stop Sim. −−−−−− シミュレーションやデモを、スタートしたり
                      一旦停止したりします
   ESC   : Program End−−−−−−−− プログラムを終了します
   B     : Go to Control Panel−−−− 制御パネルを表示します
   U     : Unfold −−−−−−−−−− 結晶を平面に展開します
                      もう一度押すと結晶外形図に戻ります
   V(+Shift): View Mode Change−−−− 面に色や番号やのろしろを付けます
   X,Y,Z(+Shift+CTL):Rotation X,Y,Z −−図形が回転します
   <,>   : Scale Factor Change  −-−− 図形の大きさを変更します




7.2 結晶図画面での結晶データ表示

  結晶図画面では、結晶データと面角計算結果も表示可能です。
  "D"キーで結晶データの表示、"M"キーで面角を表示します。

 

 

 結晶図画面との大きな違いは、出力された文字が全て残っており、
 画面外データもスクロールする事で見えることです。
 面数の多いデータを扱う時には、この機能を使って表示すると便利です。
 面角計算結果の場合は、左側の面NOの左側の数字キーを押すと、その位置に
 ジャンプします。(NO=81の場合は、8キーを押すと面NO=80の先頭にジャンプ)

 「Esc」キーを押すと、結晶図表示に戻ります。




8. 面角計算

  面角計算には、面を指定して1組のみ計算する方法と、全組合せ計算実行ボタン
 を押して、結晶図画面の結晶データ表示機能で一括して見る方法があります。

 
 

 1組のみ計算する方法には、ミラー記号を指定する方法(入力エリア1)と、面NOを指定する
 方法(入力エリア2)とが有ります。

 (注1)面接触双晶を表示している場合、双晶間の面角も計算できます。
 (注2)角度の度分秒表示形式(12°30′)への切り替えも可能にしました。




9.結晶データの生成・削除

  以下の手順で、格子定数と面データを自動生成します。
 
 

 
 (1)下方にある枠の、鉱物名(英名)に目的鉱物名を入れます。
    名前は、先頭数文字で構いません。
    鉱物名の入力後に、リターンキーを押すかDB検索ボタンを押すと、
    検索結果が表示されます。
 (2)鉱物DBに化学式を追加しましたので、化学式でも検索可能です。
    検索条件は、and条件(スペース)のみです。

    例:「Fe Te」は、FeとTeを含む鉱物を検索します。

 (3)目的の鉱物名を探して、その行をクリックすると、
   登録されている晶族名にて、上の枠の面生成条件のチェックボックスがONになります。
    同時に、その鉱物の格子定数がセットされ、鉱物名がTITLEに入ります。
   DBに無い場合は、何らかの方法で鉱物の晶族を調べ人手でチェックします。

 (4)次に、ミラー指数(hkl)、距離(D0)、成長速度(Gr)を入れて、
   面データ生成ボタンを押し、面グループを生成します。この時、各晶族毎に面の
   対称性が考慮されるので、代表面1つだけを入力すれば全ての面を発生します。

  (5)描画したい鉱物の32晶族名が既知であれば、直接32晶族名をチェックON
   しても構いません。その場合は、格子定数やTITLEを制御パネルで入力します。

  (6)「Name=hkl」をチェックした時、Name/hklどちらかが指定されていれば、
   もう一方は同じ値になります。入力の手間が省けます。  

  (7)「個別名称」をチェックした時、面名称は(Name)+番号になり、1面ずつ
   ユニークな名前になります。

  (8)面グループ単位にデータ削除するには、面名称(Name)を指定して
   「面グループ削除」ボタンをクリックします。

  本機能を使った、具体的な結晶データの作成例を、12章で説明します。



10.ファイル直接編集

 現在LOAD中のFileを、*.txtファイルと関連付けしたアプリ(デフォルトはNotepad)で
 開きます。アプリは、QuartzVS.exeとは全く独立の別プログラムですので、下の注意点を
 良く読んでください。

 <編集時の注意点>
  @編集アプリでの編集結果を反映するには、編集アプリ側でFileに書込んでから、
   QuartzVS.exe側で「再読込み(結晶データ)」を実行します。

  APLANE NOは便宜上つけているだけなので、順番を入れ替えても問題有りません。
   次回のQuartzVS.exe側での保存時に付け直します。

   
 



11.D0/Grの調整

 面データを定義しても、全ての面が結晶面に出現するとは限りません。
 そこで、D0/Grを調整して、結晶の形を整える必要が有ります。
 また、逆に取り敢えず邪魔な面を見えなくする操作としても使えます。

 

 「D0/Grの調整」パネルでは、以下のルールでグループ化された複数の
 面のパラメータを、一括して操作します。グループ定義は、本パネルが出現
 する度に生成されます。

  <面名称が付いている時>
    ・面NOが連続していて、同じ面名称の面を、1グループとする。
    この時、hklの絶対値が一致していない場合は、そこに*が入ります。

  <面名称が付いていない時:極力、面グループ名称を付けて捜査してください>
    ・面NOが連続していて、hklの絶対値とD0/Grが一致している面を
     1グループとする。
 
 面グループデータは以下により構成します。メモリ上にのみ存在し、ファイルには
 格納しません。

 (1)面グループの名前         :Name
    a,b,c,o,r,m面など、面名称がグループ名になります。
    面名称が無い場合は、NULデータが入ります。
 (2)面グループの範囲         :From,To
    連続する面NOの、From/Toが入ります。
    連続していない面はグループ化出来ないので、Notepadなどで順番を入れ
    替えておいて下さい。
 (3)面グループ共通のミラー指数 :h,k,l(絶対値)
    +−を取り除いた数字です。グループ内で共通にならない場合は、"*"
   が入ります。(例:1*1)
 (4)面グループの中心からの初期距離  :D0(相対値)
 (5)面グループの成長速度       :Gr(相対値)
 

 上記のグループデータは、普通の面データとは独立に存在します。
 結晶外形や平面展開図を描画する際には、面のグループデータを各面データに
 展開します。従って、この時点で面データが更新されるので、注意が必要です。

 以下に主要なボタン類とその機能を説明します。


 11.1 グループデータが各面に展開されるボタン類<下記(3)以外は図形描画を伴う>
 (1)展開と図形描画
    グループデータを各面データに展開し、結晶外形か展開図を描画します。

 (2)展開と図形描画(3D<->2D切替)
    グループデータを各面データに展開し、結晶外形か展開図を描画します。
    結晶外形と展開図を、交互に切替えます。

 (3)グループデータの展開のみ実行
    グループデータを各面データに展開します。
    ・グループデータに対応する面データが無い場合は、面データを追加生成します。
     但し、hklパラメータの符号は、制御パネルに戻って修正する必要が
     有ります。

 (4)<---
    グループデータのD0/Grを-0.01(+CTLで-0.1)した後、グループデータを各面データに
    展開し、結晶外形か展開図を描画します。

 (5)--->
    グループデータのD0/Grを+0.01(+CTLで+0.1)した後、グループデータを各面データに
    展開し、結晶外形か展開図を描画します。

 <お知らせ1>
 上記ボタンによる図形描画においては、表示中のグループに対応した面にのみ色が
 付きます。これによって、編集対象面が視覚的に把握でき、また結晶上に面が現れる
 条件を、捉え易くしました。(下図参照:水晶のs面のD0/Grを調整中)
 

 
 

 

 

 11.2 その他
 (1)データの再読込み
    LOAD中のFileから再LOADします。前回LOAD後に更新された内容は破棄されます。

 (2)終了
    制御パネルに戻ります。
    「Esc」キーでも、同様に制御パネルに戻ります。

 (3)結晶外形の全体調整(Gr)
    全ての面のGrについて、a軸、b軸、c軸成分毎に、0でない面を一括変更
    出来ます。これで、結晶図の全体イメージを調整します。
 



12.結晶データの作成例

    ここでは、いくつかの結晶データを作ってみます。結晶データが、非常に簡単に作成できる
    事が分かると思います。


      最初に、燐灰石の結晶データを作成してみます。



 12.1 燐灰石(六方晶系

(1)「制御パネル」で右中央にある「面データの生成/削除」ボタンを押すか、
   「編集」⇒「結晶データの生成・削除」メニューを押す。

   現在のデータを残すか確認して来るので、「いいえ」と答える。
    (現在のデータを編集(面の追加・削除)の場合は、「はい」と答える。)

(2)格子定数と32晶族のセット
 (2−1)鉱物DB登録有りのケース:燐灰石は登録済みです

 「結晶データの生成・削除パネル」で、以下の手順で鉱物DBを検索します。
   @一番下の鉱物名に「燐灰石」を入れます。名前は先頭の数文字でも構いません。
    「左の鉱物名を含む検索」をチェックすると、塩素燐灰石・弗素燐灰石・水酸燐灰石もヒットします。
  A入力後にリターンキーを押すかDB検索ボタンを押すと、検索結果が表示されます。
   B燐灰石の行をクリックすると、その鉱物の格子定数、鉱物名、32晶族がセットされます。
    燐灰石の場合は下記です。
    a:b:c=9.38:9.38:6.89, γ=120゜,6/m
   C必要があれば、ここで格子定数やTITLEを修正します。

  鉱物DB登録状態には、以下の3レベル有ります。
  レベル0:鉱物名の晶族、格子定数どちらも登録無し
  レベル1:鉱物名の晶族、格子定数どちらかしか登録されていない
  レベル2:鉱物名の晶族、格子定数のどちらも登録有り

 (2−2)鉱物DB登録無しのケース
  レベル0と1の場合は、何らかの方法で鉱物の晶族と格子定数を調べて
  セットする必要が有ります。判らない場合は、晶族を(m3m)として全ての面の組合せを
  自動発生させ、後で不要な面を削除します。
  この時、自動的にα=β=γ=90になるので、α、β、γも後で修正して下さい。

(注)格子定数は時代と共に変更されており、その結晶図を書いた時の格子定数を用いないと正し
  い結晶図が描画できません。結晶図と格子定数がきちんと書かれている文献としてDana6版、
  ペグマタイト誌を推奨します。

(3)面データの作成
  Name欄にmを、hkl欄に100(半角)を入力し、「面データ生成」ボタンを押すと、6面分のデータを
  自動生成します。同様に、x面101(12面)、c面001(2面)を生成します。これで、面データが合計
  20面生成できました。「終了」ボタンを押して、「制御パネル」に戻りますと、
  自動的に「D0/Grの調整パネル」と「結晶図パネル」が開きます。

(4)結晶の形を調整(重要)
  面データを定義しても、全ての面が結晶面に出現するとは限りませんし、形もお手本の結晶
  図とは違います。そこで、D0/Grを調整する事で中心点からの結晶面の距離dを調整します。
    d=D0+t・Gr
  D0:面グループの中心からの初期距離(相対値)
  t :結晶成長時間(通常は固定値)
  Gr:面グループの成長速度(相対値)

  「D0/Grの調整パネル」では、同じ面名称毎にグループデータが自動生成されます。
  これをを使って、面グループ(ここではm,x,cの3グループ)単位にD0/Grを一括変更し、
  その結果を見ながら調整します。
 @D0/Grの調整パネル中央の図形描画ボタンを押すと、結晶図が現れます。
 A次にパネル下の結晶外形の全体調整(Gr)にて、a軸、b軸、c軸成分毎に
  結晶図の全体イメージを調整します。
  今回の場合、縦方向に引き伸ばす為に、c軸方向の--->+ボタンを数回押します。
  この操作の前後の結晶変化を、下図に示します。






 B面グループ毎の調整
  さて、最終段階です。パネル左上のGrの<--- ,--->ボタンを使ってグループデータのGrを0.01(+CTLで
  0.1)毎に増減し各面グループの大きさを調整します。(殆どの場合Grだけで調整できます。)
  D0/Grを小さくすると、中心点からの距離が短くなり、結果として面積が大きくなります。この様に、
  面積が大きい=よく発達している面と思いがちですが、成長の遅い(Gr小)面ほど結晶面
  が大きい事に注意が必要です。

  x面がやや小さいので、これを調整します。まず、--->ボタンの右に有る縦のスライダバーを動
  かして、操作対象を目的の面グループ名「x」にします。次にGrの<---ボタンを数回押して、結晶
  面を大きくします。(反対に、面グループ「c」を小さくしても良いです。)
   この操作中は操作対象の面グループに色が付いていますが、この色付け機能は、32晶族の
  面の対照性を勉強するのに役立ちます。また、この段階でUキーを押すか「図形描画3D<->2D
  切替」ボタンを押すと、結晶の平面展開図になります。




 C目的の結晶形が出来たら「終了」ボタンを押して「制御パネル」に戻ります。

(5)結晶図の最終描画とデータ保存
  結晶外形の描画ボタンで結晶を描画した後、Vキーで好みの描画モードにし、「ファイル」をクリ
  ックして、その下に有る「名前を付けて保存(結晶データ)」で、結晶データを保存します。
  



 12.2 両錘水晶(六方晶系)

(1)「制御パネル」で右中央にある「面データの生成/削除」ボタンを押すか、
   「編集」⇒「結晶データの生成・削除」メニューを押す。

   現在のデータを残すか確認して来るので、「いいえ」と答える。
    (現在のデータを編集(面の追加・削除)の場合は、「はい」と答える。)

(2)格子定数と32晶族のセット
 (2−1)鉱物DB登録有りのケース:水晶は登録済みです

 「結晶データの生成・削除パネル」で、以下の手順で鉱物DBを検索します。
   @一番下の鉱物名に「Quartz」を入れます。名前は先頭の数文字でも構いません
   A入力後にリターンキーを押すかDB検索ボタンを押すと、検索結果が表示されます。
   BQuartzの行をクリックすると、その鉱物の格子定数、鉱物名、32晶族がセットされます。
    水晶の場合は下記です。
    a:b:c=4.9133:4.9133:5.4053, γ=120゜,32
   C必要があれば、ここで格子定数やTITLEを修正します。

  鉱物DB登録状態には、以下の3レベル有ります。
  レベル0:鉱物名の晶族、格子定数どちらも登録無し
  レベル1:鉱物名の晶族、格子定数どちらかしか登録されていない
  レベル2:鉱物名の晶族、格子定数のどちらも登録有り

 (2−2)鉱物DB登録無しのケース
  レベル0と1の場合は、何らかの方法で鉱物の晶族と格子定数を調べて
  セットする必要が有ります。判らない場合は、晶族を(m3m)として全ての面の組合せを
  自動発生させ、後で不要な面を削除します。
  この時、自動的にα=β=γ=90になるので、α、β、γも後で修正して下さい。

(3)面データの作成
  Name欄にmを、hkl欄に100(半角)を入力し、「面データ生成」ボタンを押すと、6面分のデータを
  自動生成します。同様に、r面101(6面)、z面011(6面)を生成します。これで、面データが合計
  18面生成できました。「終了」ボタンを押して、「制御パネル」に戻りますと、
  自動的に「D0/Grの調整パネル」と「結晶図パネル」が開きます。

(4)結晶の形を調整(重要)
  面データを定義しても、全ての面が結晶面に出現するとは限りませんし、形もお手本の結晶
  図とは違います。そこで、D0/Grを調整する事で中心点からの結晶面の距離dを調整します。
    d=D0+t・Gr
  D0:面グループの中心からの初期距離(相対値)
  t :結晶成長時間(通常は固定値)
  Gr:面グループの成長速度(相対値)

  「D0/Grの調整パネル」では、同じ面名称毎にグループデータが自動生成されます。
  これをを使って、面グループ(ここではm,r,zの3グループ)単位にD0/Grを一括変更し、
  その結果を見ながら調整します。
 @D0/Grの調整パネル中央の図形描画ボタンを押すと、結晶図が現れます。
 A次にパネル下の結晶外形の全体調整(Gr)にて、a軸、b軸、c軸成分毎に
  結晶図の全体イメージを調整します。
  今回の場合、縦方向に引き伸ばす為に、c軸方向の--->+ボタンを数回押します。
  この操作の前後の結晶変化を、下図に示します。







 B面グループ毎の調整
  さて、最終段階です。パネル左上のGrの<--- ,--->ボタンを使ってグループデータのGrを0.01(+CTLで
  0.1)毎に増減し各面グループの大きさを調整します。(殆どの場合Grだけで調整できます。)
  D0/Grを小さくすると、中心点からの距離が短くなり、結果として面積が大きくなります。この様に、
  面積が大きい=よく発達している面と思いがちですが、成長の遅い(Gr小)面ほど結晶面
  が大きい事に注意が必要です。

  z面がやや大きいので、これを調整します。まず、--->ボタンの右に有る縦のスライダバーを動
  かして、操作対象を目的の面グループ名「z」にします。次にGrの--->ボタンを数回押して、結晶
  面を小さくします。(反対に、面グループ「r」を大きくしても良いです。)
   この操作中は操作対象の面グループに色が付いていますが、この色付け機能は、32晶族の
  面の対照性を勉強するのに役立ちます。また、この段階でUキーを押すか「図形描画3D<->2D
  切替」ボタンを押すと、結晶の平面展開図になります。



 C目的の結晶形が出来たら「終了」ボタンを押して「制御パネル」に戻ります。

(5)結晶図の最終描画とデータ保存
  結晶外形の描画ボタンで結晶を描画した後、Vキーで好みの描画モードにし、「ファイル」をクリ
  ックして、その下に有る「名前を付けて保存(結晶データ)」で、結晶データを保存します。



  12.3 トパーズ


(1)「制御パネル」で右中央にある「面データの生成/削除」ボタンを押すか、
   「編集」⇒「結晶データの生成・削除」メニューを押す。


(2)格子定数と32晶族のセット
 (2−1)鉱物DB登録有りのケース:トパーズは登録済みです

 「結晶データの生成・削除パネル」で、以下の手順で鉱物DBを検索します。
   @一番下の鉱物名に「topaz」を入れます。名前は先頭の数文字でも構いません
   A入力後にリターンキーを押すかDB検索ボタンを押すと、検索結果が表示されます。
   BTopazの行をクリックすると、その鉱物の格子定数、鉱物名、32晶族がセットされます。
    トパーズの場合は下記です。
    a:b:c=4.649:8.796:8.39 ,mm2

(3)面データの作成
  面グループ(m(110),l(120),c(001),d(201),u(111),o(221),f(021),y(041),n(140) 等)
  を生成します。
  「終了」ボタンを押して、「制御パネル」に戻りますと、
  自動的に「D0/Grの調整パネル」と「結晶図パネル」が開きます。

(4)結晶の形を調整(重要)
  面グループ単位にD0/Grを一括変更し、その結果を見ながら調整します。
 @D0/Grの調整パネル中央の図形描画ボタンを押すと、結晶図が現れます。
 A次にパネル下の結晶外形の全体調整(Gr)にて、a軸、b軸、c軸成分毎に
  結晶図の全体イメージを調整します。
 B最後にパネル左上のGrにて、Grの<--- ,--->ボタンを使ってグループデータのGrを0.01(+CTLで
  0.1)毎に増減し各面グループの大きさを調整します。

  例えば、Grに下記の値を入れると、TOPAZらしい形になります。

        Name=m:Gr=1.15
        Name=l:Gr=1.20
        Name=c:Gr=1.30
        Name=d:Gr=1.34
        Name=u:Gr=1.44
        Name=o:Gr=1.37
        Name=f:Gr=1.35
        Name=y:Gr=1.36

 C目的の結晶形が出来たら「終了」ボタンを押して「制御パネル」に戻ります。

(5)結晶図の最終描画とデータ保存
  結晶外形の描画ボタンで結晶を描画した後、Vキーで好みの描画モードにし、「ファイル」をクリ
  ックして、その下に有る「名前を付けて保存(結晶データ)」で、結晶データを保存します。



  12.4 ベスブ石


(1)「制御パネル」で右中央にある「面データの生成/削除」ボタンを押すか、
   「編集」⇒「結晶データの生成・削除」メニューを押す。


(2)格子定数と32晶族のセット
 (2−1)鉱物DB登録有りのケース:ベスブ石は登録済みです

 「結晶データの生成・削除パネル」で、以下の手順で鉱物DBを検索します。
   @一番下の鉱物名に「VESUV」を入れます。名前は先頭の数文字でも構いません
   A入力後にリターンキーを押すかDB検索ボタンを押すと、検索結果が表示されます。
   BVesuvianiteの行をクリックすると、その鉱物の格子定数、鉱物名、32晶族がセット
    されます。ベスブ石の場合は格子定数に数字以外の文字"-"が含まれているので、
    下記に修正します。
    a:b:c=15.5:15.5:11.8 ,4/mmm

(3)面データの作成
  面グループ(a(100),c(001),m(110),p(111),e(101),t(331),s(311),b(010) 等)
  を生成します。
  「終了」ボタンを押して、「制御パネル」に戻りますと、
  自動的に「D0/Grの調整パネル」と「結晶図パネル」が開きます。

(4)結晶の形を調整(重要)
  面グループ単位にD0/Grを一括変更し、その結果を見ながら調整します。
 @D0/Grの調整パネル中央の図形描画ボタンを押すと、結晶図が現れます。
 A次にパネル下の結晶外形の全体調整(Gr)にて、a軸、b軸、c軸成分毎に
  結晶図の全体イメージを調整します。
 B最後にパネル左上のGrにて、Grの<--- ,--->ボタンを使ってグループデータのGrを0.01(+CTLで
  0.1)毎に増減し各面グループの大きさを調整します。

  例えば、Grに下記の値を入れると、白石沢産(そろばん玉状)のベスブ石らしい形
  になります。
        Name=a:Gr=1.40
        Name=c:Gr=1.30
        Name=e:Gr=1.30
        Name=p:Gr=0.76
        Name=t:Gr=1.44
        Name=s:Gr=1.44
        Name=m:Gr=1.15
        Name=b:Gr=1.35

   C目的の結晶形が出来たら「終了」ボタンを押して「制御パネル」に戻ります。

(5)結晶図の最終描画とデータ保存
  結晶外形の描画ボタンで結晶を描画した後、Vキーで好みの描画モードにし、「ファイル」をクリ
  ックして、その下に有る「名前を付けて保存(結晶データ)」で、結晶データを保存します。



13. 作図例

(1)水晶の結晶成長アニメーション
  この結晶データは、底面(00-1)のD0=0/Gr=0とし、m面のD0=10/Gr=0としています。
  この様に、Gr=0(成長を止める)を活用すると、見た目に面白いアニメーションが出来ます。
  本図は、「名前を付けて連続保存(結晶図画面をGIFファイルで)」機能により、

  複数のGIFファイルを連続生成した後、これらを市販のプログラム(PictureGear(SONY)等)
  により、1つのGIFファイルに纏めました。


 (2)水晶の日本式双晶


 

 (3)トパーズ


 

 (4)ベニト石


 

 (5)ベスブ石:ソロバン玉型






14.平面展開図の調整と結晶模型作成のコツ

    ここでは、結晶の平面展開図の調整の仕方と、結晶模型作成のコツをいくつか
    ご紹介します。

   (1)結晶の平面展開図の調整
    下図は、制御パネルのオプションメニューにある、「平面展開図の調整」を
    実行することで現れるウィンドウです。最初は、何も登録されていませんが、
    面NO 1,2に連結したい面NOを記入し、追加ボタンを押して登録します。

    この時、隣り合っていない面同志を指定すると、それ以後のデータが無効に
    なるので、間違わない様に注意して下さい。
 

  

    上図は、「__3水晶_sx.txt」のデータで、s面(面NO=19)を中心に
    面を連結することで模型を作り易くしています。

     この設定時の、平面展開図を以下に示します。面NO=19を中心に、
     面NO=13,7,20,21,4が連結されている事が判ると思います。

 
  


   (2)結晶模型作成のコツ

    準備:紙模型の素材と用具を準備する.
     @厚紙かスチレンボード(厚さ1mm)
      ただし,展開図にのりしろ付を用いる場合は薄い紙で良い
     A接着剤(スチレンボードにはスチ糊がベスト)
     Bカッター,カッターマット,定規,テープ,輪ゴム


    準備が整ったら以下の手順で組み立てる.
    手順1:印刷した紙を,厚紙(スチレンボード)にテープで2〜3ヵ所,仮止めする.

    手順2:平面展開図の外周をカッターで切り抜き,スチレンボードを切り出す.この時,
       同じ方向の線を集中してカットすると効率が良い.

    手順3:折り曲げる所に浅い切りこみを入れ,紙面の向こう側に折り曲げる.
       (展開図は結晶を外側から見た面の積み重ねなので,結晶図通りに組
       み立てるには,紙面の向こう側に折り曲げる.)

    手順4:適当な面を下にして,接合部を立体の内側からテープで仮止めしておき,
       外側の接合部を接着剤で一辺ずつ接着する.手が入る間はこれを繰り返す.

    手順5:手が入らなくなったら,外側から接合部の周囲をテープや輪ゴムで仮止め
        して,最後は外側から接着剤で張り付ける.

    完成



15.双晶の詳細指定

   双晶の詳細指定パネルが現れます。以下の@〜Bを設定します。
    @双晶種別: なし、接触双晶、貫入双晶のいずれかを指定します。
    A接触双晶: 接触双晶指定のとき、双晶面(接触面)の面NOを指定します。
    B貫入双晶: 貫入双晶指定のとき、双晶軸・双晶面のどちらか1つと、
            回転角、大きさ(比)、貫入部分も描画するかを指定します。

    下図は、ベニト石貫入双晶の例です。





16.測角支援機能について

 測角支援機能には、
  @基準面との面角から面指数を求める機能
  A新たな格子定数での面指数を求める機能
  B晶帯軸の考え方を導入して、効率よく面指数を求める機能
 があります。


 16.1 測角支援機能@Aについて
  フォームの上半分が、@基準面との面角から面指数を求める機能です。
 この機能は、ある基準面に対する対象面との面角が測定された時に、その
 対象面のミラー指数候補を求めます。

  ・起動すると現在の格子定数が自動的にセットされますが、手動で変更出来ます。
  ・最大ミラー指数に、求めるミラー指数の最大値(初期値5)を設定します。
  ・偏差範囲に、面角の許容誤差の最大値(初期値5度)を設定します。
  ・基準面との角度に、測角値を設定します。
  ・基準面のミラー指数に、既知の基準面ミラー指数を設定します。

 計算実行ボタンを押すと、ミラー指数候補は(0〜5,0〜5,0〜5)の中から
 測角値と面角の理論値との差が5度以内の物をリストボックスに表示します。





 次に、フォームの下半分は、A新たな格子定数での面指数を求める機能です。
 この機能は、現在の格子定数での面指数を、新たな格子定数での面指数に
 変換したい時に使います。(通常は、殆ど使いません)

  ・起動すると現在の格子定数が、画面上半分に自動的にセットされます。
   現在の格子定数は、@A両方で使います。手動でも変更出来ます。
  ・<現在の格子定数>基準面ミラー指数に、既知の基準面ミラー指数を設定します。
  ・<現在の格子定数>対象面ミラー指数に、既知の対象面ミラー指数を設定します。
  ・<新たな格子定数>基準面ミラー指数に、既知の基準面ミラー指数を設定します。
  ・新たな格子定数を、手動で設定します。

  ・画面上の最大ミラー指数に、求めるミラー指数の最大値(初期値5)を設定します。
  ・画面上の偏差範囲に、面角の許容誤差の最大値(初期値5度)を設定します。

 計算実行ボタンを押すと、ミラー指数候補は(0〜5,0〜5,0〜5)の中から、
 測角値と面角の理論値との差が5度以内の物をリストボックスに表示します。






 16.2 測角支援機能Bについて
  フォーム全体が、晶帯軸の考え方を導入して、効率よく面指数を求める機能です。
 この機能は、ある基準面に対する1つの晶帯軸を持つ対象面群との測角値(複数)が
 測定された時に、その測角値に対応した対象面(複数ある)のミラー指数候補群を求めます。

  ・起動すると「ペグマタイト 07−6 p16」の格子定数が自動的に
   セットされますが、手動で変更出来ます。
  ・晶帯軸に、既知の晶帯軸指数を設定します。
  ・基準面のミラー指数に、既知の基準面ミラー指数を設定します。
  ・最大ミラー指数に、求めるミラー指数の最大値(初期値2)を設定します。
  ・許容誤差に、面角の許容誤差の最大値(初期値2度)を設定します。
  ・測定値に、複数の測角値をカンマで区切って設定します。

 計算実行ボタンを押すと、ミラー指数候補は(0〜2,0〜2,0〜2)の中から、
 測角値と面角の理論値との差が2度以内の物をリストボックスに表示します。






 ここで、基準面がわからない場合には、基準面をクリアします。
 この状態で計算実行ボタンを押すと、基準面を変えながら複数の候補群を
 リストボックスに表示します。

 



17.模型色の指定

   Viewモードを変更していくと、クリーム色の結晶図になりますが、
   この時に「制御パネル」の「模型色の指定」ボタンを押すと結晶の色を指定できます。


    下図は、色指定の画面ですが、マウスで指定してから「模型描画」ボタンを押してください
   (本機能は、本の出版用に作成しましたが、結局使いませんでした)




18.本プログラムの基本構造

 本プログラムの計算原理は、参考文献1の「桜井プログラム」と同じであり、それは以下の様になっています。

 (1) 結晶内部に任意の原点を置き、結晶面(h,k,l)までの法線の長さをdとして面方程式
        hx+ky+lz=d
     を定義する。ここで、xyz軸は、お互いに直交していないし、長さの単位も等しくない。
 (2) 格子定数(a,b,c,α,β,γ)1組と、上記面方程式のパラメータ(h,k,l,d)を面毎に定義し、
       結晶データとする。
 (3)全ての面方程式を、直交座標に変換する。直交座標としては、V3をcに平行に、V2をbc
    面内でbの向きに、V1をV2,V3と右手直交系を作る様に選び、下記の変換マトリクス(R)
    を得る。(*付きは逆格子定数)

         V1   | a*  b*cosγ*     c*cosβ*     |   a           a
         V2 = | 0   b*sinγ*    -c*sinβ*cosα| x b  = (R) x b
         V3   | 0       0          1/c        |   c           c
 

 (4)マトリクス(R)を用いて、面指数(h,k,l)を、V系(直交座標)での面指数
   (H,K,L)に変換する。
   
     H       h
     K = (R) k
     L      l

   以上により、直交座標(X,Y,Z)での面方程式は下式となる。
       HX+KY+LZ=d

 (5)直交座標に変換された各面の面方程式を用い、全ての3面の組合せ毎に交点を求める。
    尚、3面の交点は、比較的簡単な行列計算により求まる。
 (6)結晶外の交点の除去
    求めた交点と原点を結ぶ線を面の垂直方向に投影した長さが、各3面の法線の長さより大き
    い場合は、結晶外交点として除去する。従って、このプログラムで描ける図形は、凸形立体
    図に限定される。除去アルゴリズムも、以下に公開します。
 

 (7)同一頂点を除去する。
 (8)得られた全ての頂点から、線データを求め、描画する。
 

 ここで、「桜井プログラム」の最大の特徴は、面方程式の右辺dを、
     d=d0+t×gr

     d0:原点からの距離の初期値
     t :結晶成長時間
     gr:単位時間の成長速度

 として時間の概念を導入し、さらに
     d=d0+(ti+n×td)×gr

     ti:成長開始時間
     td:時間の刻み
     n :時間の刻みtdのループ回数

 として、時間の刻みtd毎の結晶成長過程を目で確認出来るようにした事である。
 この素晴らしい発想が、結晶成長シミュレーションを可能にしている。
 

 本プログラムの計算手順は、概ね以下の様になっています。

 (1)初期設定
 (2)データ読み込み[格子定数(a,b,c,α,β,γ),面指数(h,k,l,d)×面の数]
 (3)逆格子(R)の計算
 (4)図の尺度計算
 (5)面方程式の係数(HKL)の計算

<面方程式の右辺dを、d=d0+(ti+n×td)×grとして、下記をtiからn回ループ。>
 (6)全ての3面の組合せ毎に交点を計算
 (7)結晶外の交点の除去
    求めた交点と原点を結ぶ線を面の垂直方向に投影した長さが、各3面の法線の長さより大きい
    場合は、結晶外交点として除去する。
 (8)同一頂点は除去して、頂点一覧表を作成する。
    (頂点番号−>頂点座標(X,Y,Z),頂点番号−>頂点を作る3面の面番号表)
 (9)頂点一覧表から線データ一覧表を作成
    (線番号−>頂点番号1,頂点番号2)
 (10)頂点座標(X,Y,Z)のXYZ軸回転
 (11)作図(全ての線を描画)



19.注意事項・制限事項

 (注1)貫入双晶の描画・印刷には、色々と制限があります。
     また、面角計算も出来ません。
      
 (注2)<いつもの文言ですが・・>
     本ソフトのバグ等によるファイル破壊については、免責させて頂きます。
     その他、本ソフトに起因する事故等についても、免責させて頂きます



20.参考文献

 1.桜井敏雄:コンピュータによる結晶外形の作図,信州大学教育学部紀要
   1988年 8月、p.109.
 2.H.Iwasaki, and F.Iwasaki;
   Forma, 8(1993)315.
 3.H.Iwasaki and F.Iwasaki; J. Cryst.
   Growth, 151(1995)348.
 4.H.Iwasaki, F.Iwasaki, V.S.Balitsky,
   L.V.Balitskaya and I.B.Makhina;
   J. Cryst. Growth, 187(1998)481.
 5.岩崎秀夫、岩崎文子:地学研究,47(1998)13;
             (訂正) 47(1998)104.
 6.Rod Stephens著 松葉素子訳:VisualBasic
   画像処理プログラミング(3D編),SOFTBANK(1999).
 7.峯村吉泰編著:BASICによるコンピュータグラフィックス,森北出版,
   (1990).
 8.堀秀道:楽しい鉱物学,草思社,(1990).
 9.E.S.Dana,W.E.Ford;A TEXTBOOK OF
   MINERALOGY,CHARLES E TUTTLE COMPANY
   (1959).
 10.E.S.Dana;The System of Mineralogy 6th ed.(1915).
 11.高田雅介:水晶玉と水晶の結晶 「ペグマタイト」94-6,p.2.
 12.金沢康夫:鉱物の結晶図の作図,地質ニュース 248(1978),P.127-131.
 13.中牟田義博:パソコンの為の結晶記載ユーティリティプログラム,鉱物学雑誌
    第20巻,第1・2号 71-74,1991年1・4月.
 14.黒川清,中牟田義博,青木義和:対称性を考慮した結晶形態図の描画,
    九大理研報(地質)16巻2号 87-97,1990年1月.
 15.Kanazawa,K.and Endo,Y.(1981):Drawing of Crystal and Twin Figures.
        Miner.Jour.,10,279-295.



21.謝辞

 「桜井プログラム」の原作者(N88 BASIC版)である、故桜井敏雄先生に心から敬意を表します。
 また、「桜井プログラム」を紹介して下さった、故岩崎秀夫先生にも心から敬意を表します。

  32晶族の考え方と頂点計算アルゴリズムの改善方式は、九州大学の中牟田先生のご好意
 で使用させて頂きました。ここに深く感謝致します。また、このプログラムを御紹介して頂いた、
 京都の高田雅介様にも深謝いたします。
 さらに、高田雅介氏には、「ペグマタイト」誌をデータソースとした結晶データの添付の許可も
 頂きました。
重ねて氏の御好意に感謝致します。

                                     野呂
 


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