随着计算机图形学在CAD/CAM/CAE、虚拟现实、三维模拟等领域中得到越来越广泛的应用,如何快速开发高效三维应用程序受到了越来越多的重视。3D图形引擎是解决三维图形应用程序开发效率的有效途径。DirectX是微软公司专门为游戏开发的API,目前Windows中大多数游戏引擎都以DirectX为API。将DirectX应用于专业图形领域是一个新的尝试。本文阐述了运用计算机图形学理论和面向对象程序设计方法,基于DirectX设计并实现针对CAD/CAM/CAE软件开发的3D图形引擎的全过程。主要内容如下:1.对3D图形引擎开发中常用的技术和功能划分进行了研究和总结,并对国内外3D图形引擎的现状和发展作了比较深入的探讨;2.分析并比较了OpenGL和DirectX的相关技术特点。结合三维图形的一般显示流程研究了Direct3D的渲染流程和基于Direct3D的图形程序开发技术,设计了图形引擎的功能模块、接口和运行流程;3.研究了3D图形引擎中的设备选取、窗口创建及消息处理、相机设置及其交互控制、灯光和材质、基于Direct3D的即时绘制模式等关键技术。采用DirectX9.0设计并实现了3D图形引擎GE3D,并将该引擎应用到图形程序CAXBASE和可视化插件开发中,实践表明,该图形引擎基本能够符合3D图形应用程序开发需求。