Critic2 点线平面与三维网格
从实际波函数提取密度及导数，生成曲线、等高线和可视化CUBE。
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下载本篇配套操作包，解压后进入包目录。包中有23个Critic2短例子、输入、原始结果与7张高清图。它复用Critic2第一次计算中的真实水二聚体波函数和集群已有NaCl密度，不重新进行DFT。
1. 在指定位置读取密度和导数#
bash run.sh 3
grep -n 'Field value\|Gradient\|Laplacian' work/points/out.cro
molecule ../../data/water.wfx
load ../../data/water.wfx
reference 1
point 0.4 0.3 0.2
point -0.2 0.5 -0.4
point 1.1 -0.3 0.7
本例采用真实水二聚体PBE/def2-SVP波函数，几何与上游单点一致。分子输入坐标默认Å；电子密度仍是e/bohr³，梯度e/bohr⁴，拉普拉斯e/bohr⁵，不能因坐标写成Å就改写密度单位。
| 坐标/Å | ρ/(e/bohr³) | ∇²ρ/(e/bohr⁵) |
|---|---|---|
| 0.4, 0.3, 0.2 | 0.04709908170 | 0.1942918160 |
| −0.2, 0.5, −0.4 | 0.01637753962 | 0.05225709469 |
| 1.1, −0.3, 0.7 | 0.1169307452 | 0.3630744210 |
这些是任意采样点，不代表临界点；临界点需要检查梯度并用AUTO工作流搜索。
2. 沿一条线提取#
bash run.sh 4
bash run.sh 5
head -n 8 work/line-density/rho.line
head -n 8 work/line-derivatives/lap.line
molecule ../../data/water.wfx
load ../../data/water.wfx
reference 1
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 file rho.line
起点是(−1.5,0.2,0.1)Å，终点(1.5,0.2,0.1)Å，121点包含两端，间距0.025Å。前四列是x、y、z和沿线距离，第五列为密度。指定一个导数后，第六列是该导数。
molecule ../../data/water.wfx
load ../../data/water.wfx
reference 1
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 gx file gx.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 gy file gy.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 gz file gz.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 gmod file gmod.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 hxx file hxx.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 hxy file hxy.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 hxz file hxz.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 hyy file hyy.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 hyz file hyz.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 hzz file hzz.line
line -1.5 0.2 0.1 1.5 0.2 0.1 121 lap file lap.line
每条 line 指定一个导数。想同时得到多个导数时，像本例分别写多条命令，不要把多个导数选择词堆在同一行。本版本该写法会以最后一个选择为准。
同一条实际采样线上的密度、梯度模长和拉普拉斯；采样直线不等于原生键路径。
3. 二维平面与等高线#
bash run.sh 6
head -n 8 work/plane-density/rho-plane
ls work/plane-density
molecule ../../data/water.wfx
load ../../data/water.wfx
reference 1
plane -2 -1 0.2 2 -1 0.2 -2 2 0.2 61 49 contour log 15 file rho-plane
前三组坐标定义平面的起点及两条边，61×49点覆盖x=−2至2Å、y=−1至2Å、z=0.2Å。contour log 15生成原生等高线辅助文件，主数据仍保留真实密度，未取对数。配套图由主数据绘制；原子符号是投影位置。
真实水二聚体密度平面；原子投影用于辨认方位，颜色与等高线均来自计算值。
4. 导出三维CUBE#
bash run.sh 7
head -n 12 work/cube-derivatives/f.cube
molecule ../../data/water.wfx
load ../../data/water.wfx
reference 1
precisecube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 f file f.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 gx file gx.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 gy file gy.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 gz file gz.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 gmod file gmod.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 hxx file hxx.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 hxy file hxy.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 hxz file hxz.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 hyy file hyy.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 hyz file hyz.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 hzz file hzz.cube
cube -1.8 -1.2 -0.7 1.8 1.4 0.9 17 15 13 lap file lap.cube
precisecube提高输出数值位数；17×15×13是采样网格大小。本例CUBE按每方向长度除以点数定义步长，包含起点、不包含远端点，与上述LINE包含终点不同。波函数导数保留原子单位。
相同三维网格的中间z切片：密度、梯度模长和带正负号的拉普拉斯。
可将 f.cube 导入VESTA等支持CUBE的可视化软件。粗网格用于跑通操作，制作精细等值面前应扩大盒子、细化网格，并检查边界密度；它不能替代电子结构计算本身的收敛检查。
提取数据与重新画图#
只想看配套结果，先在新解压目录执行：
bash analyze.sh
ls analysis-reference
ls figures-reference
该命令从 reference/work/ 提取数据，并生成全部7张图。若要重做后处理，在另一份新解压目录执行：
bash list.sh
bash run-all.sh
ls work analysis figures
顺序是准备真实密度 → 生成周期傅里叶网格 → 运行23个Critic2输入 → 提取表格 → 画图。结果写入 runtime-data/、work/、analysis/、figures/；已有结果目录时使用新解压目录，避免混用。只运行单个编号后，不要对不完整的 work/ 调用整包分析。
重算应使用账户分配的CPU资源。包内 run.slurm 按CPU分区整节点56核规则准备，可用 sbatch run.slurm 提交；教学流程实际单线程，申请56核不表示做过并行性能测试。CPU资源暂不可分配时，先使用已有结果提取与画图。
本例程序是 critic2/1.4，固定提交内部版本1.4.155；GCC/GFortran13.3、双精度/OpenMP，LAPACK3.12.1、Readline8.2、NLopt2.10.0、Libxc7.0.0及Libcint标签6.1.2。辅助脚本使用集群已有ASE3.29.0、NumPy、SciPy和Matplotlib环境，脚本已选定解释器。没有GUI、tblite或libxtb接口要求。
返回Critic2专题。写法依据：固定版本源码、官方命令参考、图形与采样手册、结构工具手册。在线手册面向发展版本，实际输入采用本集群固定版本已运行的写法。
区域积分与真实LDOS后处理#
Voronoi、阈值区域与有限半径球不等于同一种原子盆定义；固定求积和Monte Carlo分别检查离散/统计误差。STM先从实际电子结构提取偏压能窗LDOS，再画图，不能用全电荷密度代替。HEIGHT采用分数坐标，恒流信号采用高度Å，TOP 0给绝对z；绘图平铺/加密不产生新的电子结构信息。
原子盆、分子结构与谱线实操#
表面细分改变OBJ面片精度，不改变原始密度采样；额外价电子积分在QTREE中显式使用PROP_MODE 3。分子重排与内部几何替换不等同结构优化。XRPD处理已有一维曲线，与POWDER结构计算谱是不同命令，拟合保留初始文件和真实强度偏移。
分子色散、静电势与格式传递#
XDM参数同时匹配泛函和基组，固定几何的二聚体与单体分别处理；分子总密度积分与原子盆积分分别定义。基组依赖的HF/静电势操作使用实际MOLDEN经Multiwfn转换的FCHK，原方法以SCF输入输出为准。表面局部势极大不一定为正，搜索边界最大值也不一定是所选轴向σ-hole；原生n/a不填0。