Graph3D - sostituisce i vertici con MoleculePlot3D

Question

Come possiamo sostituire i vertici in un grafico 3-dim con singoli Graphics3Doggetti?

Nel mio caso concreto voglio visualizzare una rete chimica e sostituire i vertici con le rispettive MoleculePlot3Drappresentazioni. Come teaser, questo è l'attuale grafico 3D con cui sto lavorando. Probabilmente puoi immaginare l'applicazione finale :)

Ho usato le idee di questo post per impostare le coordinate.

Le sfere rosse dovrebbero essere sostituite con grafici di molecole a 3 dimensioni.

Considera questo esempio minimo:

Graph3D[{"CO" \[DirectedEdge] "C", "CO" \[DirectedEdge] "O"}]

Configurazione delle MoleculePlot3Distanze corrispondenti:

vert = AssociationThread[
  {"CO", "C", "O"} -> {
   MoleculePlot3D[Molecule[{Atom["[C]"], Atom["[O]"]}, {Bond[{1, 2}, "Double"]}]], 
   MoleculePlot3D[Molecule[{Atom["[C]"]}]], 
   MoleculePlot3D[Molecule[{Atom["[O]"]}]]}]

Tuttavia, ho difficoltà a sostituire i vertici in modo Graph3Dprogrammatico. Sono riuscito a modificare il grafico 2D:

Graph[{
    Annotation["CO", VertexShapeFunction -> (Inset[vert["CO"], #1, Center, 2*#3] &), VertexSize -> 0.2],
    Annotation["C",  VertexShapeFunction -> (Inset[vert["C"], #1, Center, 2*#3] &),  VertexSize -> 0.2],   
    Annotation["O",  VertexShapeFunction -> (Inset[vert["O"], #1, Center, 2*#3] &),  VertexSize -> 0.2]}, 
    {"CO" \[DirectedEdge] "C", "CO" \[DirectedEdge] "O"}]

Come posso farlo in Graph3D? Nel caso completo lavorerò con le seguenti molecole:

{"C", "C+", "CH", "CH+", "CN", "CO", "CS", "CS+", "H", "H2", "HCO+", 
 "HCS+", "He", "N", "O", "OH", "S", "SO", "CH2+", "CO+", "O+", "OCS+", 
 "S+", "SO+", "CH2", "CN+", "H2O", "HCN", "HS", "H3O+", "HS+", "CH3+", 
 "HNC", "H3CO+", "CH4", "N+", "N2", "H+", "OH+", "OCS", "H2O+", "H2+", 
 "H2S+", "H3+", "He+", "O2", "SO2"}

Quindi molecole relativamente piccole senza la necessità di eseguire un ridimensionamento estremo nei MoleculePlot.

Answer 1

Questa risposta evita Insetdel tutto e afferra le primitive grafiche dall'interno dell'espressione da un sistema MoleculePlot3D, ed è quindi un po' fragile perché potrebbe interrompersi in una versione futura che ristruttura l'output da MoleculePlot3D.

L'ispezione mostra che il Graphics3D restituito da MoleculePlot3D contiene sempre a GraphicsComplexcon tutti gli atomi e i legami. Quindi possiamo usarlo GraphicsComplexe avvolgerlo GeometricTransformationper far funzionare la forma del vertice

molVertex[mol_][coords_, vertex_, scale_] := Module[
    {graphic = MoleculePlot3D @ mol, gc},
    gc = Cases[graphic, _GraphicsComplex, Infinity];
    GeometricTransformation[
        gc, 
        TranslationTransform[coords] @* ScalingTransform[scale]
    ]
]

Ecco un esempio,

SeedRandom @ 42;
g = RandomGraph @ {5, 8};
mols = Map[
    Molecule,
    {"CCCC(C)(C)OCC", "SC1CCCC1", "O=P(O)(O)CCO", "CCCC", "F[Ti](Cl)(Cl)Cl"}
];
Graph3D[
    Annotation[#,
        VertexShapeFunction -> molVertex[mols[[#]]],
        VertexSize -> 0.2
    ]& /@ VertexList[g],
    EdgeList @ g
]