基于GLScene三维图形引擎教学资源开发及运用探讨

GLScene是一套基于OpenGL图形接口、免费的开放源代码的图形引擎系统。融汇了先进的三维图形技术成果，如利用粒子系统技术描述的火焰、烟雾、雪花等自然现象，水波荡漾效果，三维地形模拟技术，光照效果技术，阴影技术等。GLScene应用于Delphi集成开发环境，扩展了Delphi的三维图形编程功能，使得Delphi开发职员能轻松、快捷地开发三维图形软件。我国进行数字化教学资源的开发经历了十几年，取得了不少成果，为我国的数字化教学资源建设做出了巨大的贡献。然而多年来，开发的各种类型的教学资源，在技术上显得平平无奇，千篇一律。利用三维图形编程技术进行教学资源的开发更是少见。主要是三维图形教学资源的开发，在技术上难度较大，为众多开发者可望而不可及。进行三维图形编程需要掌握大量的三维图形技术及数学知识。本文具体分析了GLScene三维图形引擎系统，包括三维建模对象、粒子系统殊效技术、地形天生|教育论文网|技术、物理动力学引擎等。论述了GLScene在教学资源开发中的程序结构，三维建模技术，动画制作技术，交互功能设计及应用模式探索，并给出实践案例。全文共分七个部分：第1章为绪论部分，先容课题的选题依据、现状、目的及意义。第2章先容数字化教学资源的概念及我国当前数字化教学资源发展现状。第3章对GLScene图形引擎系统进行分析，具体解释了GLScene图形引擎提供三维建模对象，粒子系统殊效技术，水波荡漾技术，阴影技术，物理学动力引擎等丰富的图形资源。第4章论述GLScene在教学资源开发中的应用设计方法，先容利用GLScene开发教学资源的基本程序框架结构，构建三维模型实体的方法，实现程序的交互功能。第5章探讨了GLScene在教学资源开发中的应用模式。通过四种应用模式，讨论GLScene在教学资源开发中的应用，以此为教育领域服务。第6章以实践实例说明GLScene在教学资源开发中的应用。通过制作火山爆发喷发岩浆、水波运动规律和虚拟地形天生|教育论文网|三例，先容GLScene在学科教学中的应用。第7章对全文进行总结与展望，以期GLScene能给三维图形编程开发者们带来福音。【关键词】：OpenGLGLScene三维图形教学资源殊效技术三维建模
【论文提纲】：内容摘要4-5Abstract5-9第1章绪论9-121．1选题依据91．2研究现状9-101．3研究目的及意义10-111．4论文框架11-12第2章数字化教学资源概述12-162．1数字化教学资源的概念12-132．1．1教学资源122．1．2数字化教学资源12-132．2我国数字化教学资源发展的现状13-162．2．1多媒体教学软件13-142．2．2网络化教学资源14-152．2．3教学资源库15-16第3章GLScene三维图形引擎系统分析16-303．1GLScene的数学基础16-173．1．1坐标系统163．1．2浮点数16-173．1．3向量数据及矩阵运算173．2GLScene的三维造型设计图元17-193．2．1基础几何图元17-183．2．2高级几何图元18-193．2．3基于MESH格式的模型对象193．3GLScene的殊效体系19-253．3．1地形殊效系统19-203．3．2粒子殊效系统20-213．3．3阴影殊效系统21-223．3．4水波殊效系统22-233．3．5镜像殊效系统233．3．6物理动力学引擎系统23-253．4GLScene动画设计方法25-303．4．1OpenGL的动画机理253．4．2GLScene的动画节拍器25-263．4．3GLScene的精灵动画26-273．4．4GLScene的粒子动画27-283．4．5GLScene的几何动画28-293．4．6GLScene的摄象机视景变换29-30第4章GLScene在教学资源开发中的应用设计方法30-374．1应用程序运行的环境及基本框架结构30-314．1．1环境要求304．1．2应用程序的基本框架结构30-314．2场景模型设计31-344．2．1基于基本几何图元的造型设计31-324．2．2基于高级几何图元的造型设计32-334．2．3基于Mesh格式模型的造型设计33-344．3交互功能设计34-374．3．1变换摄象机视角34-354．3．2进行三维实体模型变换35-364．3．3事件驱动方式36-37第5章GLScene在教学资源开发中的应用模式探索37-435．1三维静态场景应用模式37-385．2三维交互动画应用模式385．3物理动力学现象应用模式38-415．3．1世界(world)和碰撞空间(space)39-405．3．2碰撞检测40-415．4虚拟现实应用模式41-435．4．1虚拟现实的概念415．4．2GLScene在虚拟现实中的应用41-43第6章GLScene在教学资源开发中的实践案例43-516．1水波振荡示例43-446．2火山爆发岩浆喷射动画示例44-476．4虚拟地形天生|教育论文网|制作示例47-51第7章总结与展望51-52参考文献52-54附录案例源程序54-621、水波振荡运动源程序54-572、岩浆喷发动画源程序57-593、虚拟地形系统源程序59-62致谢62