基于opengl技术三维几何画板设计和开发

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1、基于OpenGL技术三维几何画板设计和开发　　摘要在数学教学领域，大多数虚拟软件都是采用的二维开发技术，有些采用了三维技术，仅能称为“用软件做软件”，少有从底层开发的成功案例，此类虚拟现实软件展现立体几何图形和培养学生空间立体感上势必受到限制。到目前为止，还没有一款完善的“三维几何画板”面世，因此，将三维世界引入几何画板是一种勇敢的尝试，具有一定的意义。本文研究了三维几何画板的设计技术与方法，并实现了三维几何画板的开发。关键词几何画板虚拟现实面向对象OpenGL中图分类号：TP391.41文献标识码：AThree-dimensionalGeometricS

2、ketchpadDesignandDevelopmentbasedonOpenGLTechnologyLUOYifan[1]，ZHAXiaoyu[2]（[1]LISInformationCenter，SichuanPostandTelecommunicationCollege，Chengdu，Sichuan610067；[2]CollegeofFundamentalEducation，SichuanNormalUniversity，Chengdu，Sichuan610068）AbstractInthefieldofmathematicsteaching，m

3、ost7ofvirtualsoftwareusesthetwo-dimensionaldevelopmenttechniques，somewithathree-dimensionaltechnology，onlyreferredtoas“softwaretodosoftware”，developedfewsuccessstoriesfromthebottom，suchvirtualrealitysoftwaretoshowstudentsonthethree-dimensionalgeometryandthree-dimensionalspaceisbou

4、ndtobelimited.Sofar，thereisnoperfect“three-dimensionalgeometricdrawingboard”available，therefore，thethree-dimensionalworldintoGeometer’sSketchpadisabraveattempt，hasacertainsignificance.Thispaperstudiesthethree-dimensionalgeometricdrawingboarddesigntechniquesandmethods，andtoachievet

5、hedevelopmentofthree-dimensionalgeometricdrawingboard.KeywordsGeometer’sSketchpad；virtualreality；object-oriented；OpenGL1国内外研究现状国外最早研制成功的几何教育软件是动态几何软件，如《几何画板》（TheGeometricSketchpad）和《CapriGeometry》。几何画板的研究与开发，首先由美国KeyCurriculum7Press公司提出，N·Jackiw等人编制，1988年开始研制、1991年正式问世。它在全世界的计算机辅助

6、教学领域引起了广泛的关注并产生了巨大影响。②我国90年代末，才引进动态几何软件《几何画板》。1998年，张景中院士主持开发了我国第一套智能教育软件《数学实验室》。还主持开发了《双全智能教育软件》，《Z+Z智能教育平台》系列软件。这一系列使我国教育软件的研究和开发空前地繁荣起来。③这些软件均有着强大的辅助教学功能，然而从技术层面看，它们都是以MicrosoftGDI为基础进行开发的，在表现平面几何对象之间的相互关系方面十分出色，在表现空间立体几何对象的相互关系方面则显得力不从心。而空间关系的理解恰恰是中学数学教学中的重点和难点，也是最需要使用其它辅助手段帮助

7、学生加深理解的地方。2技术实现2.1开发工具本系统采用的是微软公司VC++6.0，跨平台三维图形开发库OpenGL技术辅助开发。VC++是成熟的可视化开发工具，OpenGL已经成为图形行业标准，OpenGL被定义为“一种图形硬件的一种软件接口”。从本质上说，它是一个3D图形和模型库，具有高度的可移植性，并且具有非常快的速度。它包括了250多个图形函数，开发者可以用这些函数来建立三维模型和进行三维实时交互。④2.2功能架构7系统主要包括用户界面、用户指令、绘制引擎、计算模块、模型库和资源库六个部分。2.3系统数据结构抽象的几何对象类为CSharp。CShar

8、p类中含有几何画板中所有对象的共有属性和方法，包含对象名称、类型、