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动态几何是20世纪80年代诞生的,自从诞生以来,它迅速发展,在教育软件、CAD/CAM、计算机游戏软件的设计与开发诸多方面都有广泛的应用。在教育软件方面,它带来了教学内容、教学方法、教学模式的深刻变革。国外的动态几何软件有:《几何画板》、《Cabri Geometry》、《Cinderella》、《C.a.R》、《Euklides》、《Dr.Geo》等等。国内的软件有:《几何专家》、《超级画板》、《体验数学——MathXp》等等。
然而,这些软件大多是针对二维空间设计的。而在三维空间方面,它们在显示效果、动画效果和实时性等方面则有所欠缺。而另外一方面,OpenGL 作为一个性能优越的图形应用程序设计界面 (API),能够实现高性能的三维图形功能。它具有很好的可移植性和稳定性,而且按照计算机图形学原理设计而成,符合光学和视觉原理,非常适合可视化仿真系统。因此,这里考虑利用 OpenGL,结合代数几何的知识,开发一个基于OpenGL的三维动态几何系统,并以此在动态几何方面做一些探索性的工作。
本文主要的工作如下:
1.深入研究了 OpenGL 的几何处理流水线,并且对于其中仿射变换、透视投影变换的实现给予了重点研究。
2.设计了系统中所有几何元素类和对其操作加以实现的 CDGAlgorithm 类及其子类,并且给出系统的总体设计思路。
3.在 OpenGL 的基础上,针对动态几何中最显著的特征——交互性,对于拾取几何对象、鼠标定位、拖动几何对象、删除几何对象、重定义几何对象等操作的具体实现给予了具体的研究。
4.实现了Redo和Undo功能。
在文章的末尾,作者对整个系统中不完善的地方作了阐述,并对今后的工作进行了展望。