修复超过 180 度限制的二面角以创建平滑曲线

问题描述

我有一个商业程序的输出，其中包含分子的二面角。问题显然来自取余弦时的一个已知象限问题，即您的间隔是 -180 到 180，而我不熟悉。如果二面角大于 180，这个商业程序（SHARC，用于分子动力学模拟）理解它大于 -180，在图上创建跳跃（你可以在下图中看到一个例子）。

是否有正确的数学方法将这些图转换为平滑曲线，即使这意味着要达到高于 180 的二面角？ 我正在尝试的是创建一个 python 程序来处理每个特殊情况，当从 180 到 -180 或反之亦然，如何通过使用正弦和余弦来处理接近 90 或 0 度的情况......但它是变得极其复杂，在通过 X 轴运行的 if 循环内有超过 12 个嵌套的 for 命令。 如果只有一个数字，我可以手工完成，但我会得到几十个类似的情节。 我附上一个 ascii 文件，用于绘制此图。

我希望它看起来像这样：

非常感谢，

贡萨尔维斯岛

解决方法

这称为相位展开。

由于您的曲线平滑且缓慢变化，因此每次看到较大的负（正）跳跃时，添加（减去）360。这将恢复原始曲线。 （对于跳跃阈值，我想 170 应该不错）。

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好的，我找到了一个非常简单的解决方案。

Numpy 有 unwrap 函数。我只需要为函数提供一个以弧度为单位的角度的向量。 感谢 Yves 告诉我问题的名称。这帮助我找到了解决方案。