水素原子の原子軌道は，３次元の波動としての性質を持っている．等値曲面表示（図１右）は，原子軌道の性質を表現することに適した手法である．しかしこの手法は，中心が等しい複数の球殻状の等値曲面を持つ 2s, 3s, 4s などの軌道では，中心から離れた等値曲面にさえぎられて中心に近い等値曲面が見えない．このため，s 軌道を表現する方法として，断面図（図１左）が適しているとされてきた．また，複雑な構造の軌道について，節面 (node) も同時に表示すると，同じ欠点が現われる．例として複数の球状節面を持つ 4p, 5d 軌道などがあげられる．形状をあらわすという利点を保持しつつ，内側の等値曲面や節面を見るためには，どうすれば良いかを考え，仮想現実感を利用した新しい動画を作成したので報告する．

　動画の元になる静止画は，グラフィックワークステーション SGI - INDIGO 上で動作する可視化ソフトウェア AVS (Application Visualization System) を利用して作成した．複数の静止画像からの動画の合成には，仮想現実感作成ソフトウェアであるQuick Time Virtual Reality Authoring Studio を利用した．また Web site 上で広く利用されていて汎用性のある動画手法である GIF Animation を利用した動画も，作成した．

　筆者らは，目的で述べた等値曲面の有する欠点を避ける表示法を見いだした．それは，連続拡大表示法と呼ぶ方法である．ここでは，２枚の球面の等値曲面を持つ 2s 軌道（図１）と，２枚の円錐面と２枚の球面の節を持つ 5d_3z²-r² 軌道（図２）を取り上げた． 2s 軌道は，最初外側の等値曲面のみ見えているが，徐々に内側の等値曲面も見えてくるという動作になった．5d_3z²-r² 軌道は，XZ 平面の等高線表示（図２左）と等値曲面表示（図２右）を同時に表示する．関数値は等高線，等値曲面ともに±0.0016 au^-3/2である．等高線表示図の描画領域は±50 au (1 au =52.92 pm) である．等値曲面表示の描画領域が ±50 au から ±10 au まで変化するという動画を作成した．等高線表示の内側に描かれた緑色の正方形（図では外枠と一致）が，等値曲面表示の描画領域に相当している．5d3z2-r2 軌道は，遠方から見ると，内部の等値曲面が外部の等値曲面や球形の節（青色のメッシュ表示）に阻まれて見にくい．今回の手法を利用することで，内部の構造が明瞭となった．

Figure 1. Cross section on XY plane (left), wave function plot (center) and isosurfaces (function value = ±0.0270 au ^-3/2) (right) of 2s atomic orbital

Figure 2. Contour on XZ plane (left) and isosurfaces (right) corresponding to the area shown in figure (left) by green squares of 5d_3z²-r² atomic orbital function value = ±0.00160 au^-3/2

時田澄男, 杉山孝雄, 細矢治夫, J. Computer Aided Chemistry, 1, (2000), in press.