几何过滤（Geometry Filter）

Group: Filter | Class: GeometryFilterCard

功能说明

Geometry Filter 按显式阈值过滤候选结构：最短原子间距、单原子体积、质量密度和有限晶胞。它不计算能量，不修复结构，也不替代 FPS Filter。它的职责是在代表性采样和 DFT 前挡掉几何上已经明显不可用的结构。

操作示例

场景：随机占位和强扰动后出现短键结构

合金候选池经过 Random Occupancy -> Atomic Perturb 后，少量结构出现 < 1.0 A 的原子重叠。它们进入 DFT 会浪费队列，进入 FPS 会污染 descriptor 空间。

输入： 已生成的候选结构池。 目标： 在 FPS 前删除短键和异常体积结构。 参数设置： min_pair_distance=1.2，min_volume_per_atom=5.0，max_volume_per_atom=40.0，密度阈值保持关闭。 输出： 只保留满足所有开启阈值的结构。 怎么验证训练集质量改善： 导入 NEP Dataset Display 后，最短键分布不再有低端离群点；FPS 选出的结构不应再包含明显重叠帧。

参数说明

Min Pair Distance（min_pair_distance）

float，默认 1.0 A。任意原子对允许的最近距离，硬短键门槛。应低于你目标体系的正常最近邻键长，但远高于原子明显重叠的距离——金属/氧化物通常从 1.0~1.5 A 起步。

Min Volume Per Atom（min_volume_per_atom）

float，默认 0.0（关闭）。允许的最小单原子体积，过滤过度压缩的结构。阈值应来自同材料平衡体积的下界。多孔、slab 或含真空的体系不要随便打开，开了反而误删合理结构。

Max Volume Per Atom（max_volume_per_atom）

float，默认 0.0（关闭）。允许的最大单原子体积，过滤过度拉伸或异常大 cell。体相候选池可以设一个合理上界；slab/分子体系有真空时这个阈值容易误杀。

Min Density（min_density）

float，默认 0.0（关闭）。按质量密度过滤低密度异常结构。只在体相或近体相候选池打开；含真空、孔洞或表面模型应保持 0。

Max Density（max_density）

float，默认 0.0（关闭）。按质量密度过滤过度压缩的结构。阈值应参考该材料的真实密度上界，不要跨元素体系套同一个数字。

Require Finite Cell（require_finite_cell）

bool，默认 false。打开后零体积 cell 的结构直接删除。晶体、slab、界面候选池建议开；孤立分子或非周期构型关掉。

推荐预设

短键门槛

{
  "class": "GeometryFilterCard",
  "params": {
    "min_pair_distance": 1.2,
    "min_volume_per_atom": 0.0,
    "max_volume_per_atom": 0.0,
    "min_density": 0.0,
    "max_density": 0.0,
    "require_finite_cell": false
  }
}

用于随机扰动、插入缺陷或随机占位后的第一道硬检查。

晶体候选池清洗

{
  "class": "GeometryFilterCard",
  "params": {
    "min_pair_distance": 1.1,
    "min_volume_per_atom": 5.0,
    "max_volume_per_atom": 60.0,
    "min_density": 0.0,
    "max_density": 0.0,
    "require_finite_cell": true
  }
}

用于晶体、缺陷和表面候选池，防止零体积或极端体积结构进入后续流程。

推荐组合

• Atomic Perturb -> Geometry Filter -> FPS Filter：先生成位移扰动，再删除短键，最后做代表性采样。

• Random Occupancy -> Geometry Filter -> FPS Filter：合金占位后先做几何门槛，再选代表结构去 DFT。

• Random Slab -> Insert Defect -> Geometry Filter：表面插入后检查吸附物和基底是否重叠。

常见问题

输出为空。 至少一个阈值过严。先看最短键和体积分布，确认阈值是否超出了当前体系的真实范围。

密度阈值不生效。 min_density=0.0 和 max_density=0.0 都表示关闭密度检查。只有大于 0 的阈值参与判定。

非周期分子被删掉。 如果开启了体积、密度或 require_finite_cell，零体积分子会被删除。分子构象清洗通常只开 min_pair_distance。

输出标签

本卡是过滤卡，不修改保留下来的 Config_type。

可复现性

本卡没有随机性。同一输入和同一阈值会得到相同输出。