[发明专利]一种动态几何软件中基于参数的坐标系实现方法

说明书

本发明公开了一种动态几何软件中基于参数的坐标系实现方法，包括：创建用户自定义坐标系，包括原点、X轴、Y轴、端点控制点、单位长度控制点和数据转换模块；单位长度控制点用于实现更改轴的单位长度；端点控制点用于更改坐标系在动态几何画布页面的范围；根据X轴和Y轴的属性计算出网格对象的左上角和右下角位置；数据转换模块为世界坐标系坐标与目标坐标系坐标的矩阵变换；用户进行坐标转换时，计算端点控制变量或单位长度控制变量，并修改轴的偏移量、轴、网格和数据转换模块。本发明在同一工作环境下支持多坐标系，能够动态的调整坐标系的范围、单位长度以及创建不等比的坐标系；可实现坐标原点偏移的坐标系。

技术领域

本发明涉及动态几何应用软件技术领域，具体的说，是一种动态几何软件中基于参数的坐标系实现方法。

背景技术

基于动态几何的应用软件，主要用于数学、物理等理科的教学辅助软件。坐标系是理科常用辅助方法。常用的坐标系种类有笛卡尔直角坐标系、平面极坐标系、柱面坐标系和球面坐标系。平面中常使用直角坐标系和极坐标系。我们常常需要借助坐标系描述质点的位置和方向、在不同的坐标系中观察图形、在多个坐标系中进行图形对比、调整坐标系的范围等。现有的动态几何软件存在以下问题：

a.坐标系视图占据了整个画布页面，不能在同一工作环境下支持多坐标系；

b.不能动态的调整坐标系范围和坐标轴的1单位长度；

c.不能将原点O(0,0)进行偏移操作到非零位置；

因此，现有技术中的动态几何软件不满足不同场景的教学应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态几何软件中基于参数的坐标系实现方法，用于解决现有技术中动态几何软件同一工作环境不支持多坐标系、不能动态调整坐标系范围和坐标轴的1单位长度以及不能将原点O(0,0)进行偏移操作到非零位置的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种动态几何软件中基于参数的坐标系实现方法，包括：

创建用户自定义坐标系，用户自定义坐标系包括原点、X轴、Y轴、端点控制点、单位长度控制点和数据转换模块；

所述单位长度控制点包括单位长度控制变量和单位控制点，用于根据单位控制点被拖动前后的位置变换修改X轴和/或Y轴的单位长度；

所述端点控制点包括端点控制变量和端点，用于根据端点被拖动前后的位置变换修改坐标系在动态几何画布页面的范围；

还包括由X轴和Y轴创建的网格对象AxisGrid，根据X轴和Y轴的属性计算出网格对象的左上角和右下角位置；

所述数据转换模块为世界坐标系坐标与目标坐标系坐标的矩阵变换，用于在动态几何变换中将世界坐标转换为目标坐标系坐标或者将目标坐标系坐标转换为世界坐标；

用户拖动端点控制点或单位长度控制点进行坐标转换时，根据位置坐标变换，计算出端点控制变量或单位长度控制变量，并根据计算结果修改轴的偏移量、轴、网格和数据转换模块；或者直接根据修改的轴的偏移量，修改轴、网格和重置数据转换模块。

进一步地，所述创建用户自定义坐标系的方法为：

A、选取一个点作为原点，记作O(o_x,o_y)；

B、指定X轴半轴长为Lx，Y轴半轴长为Ly，Lx＞0，Ly＞0；

C、分别创建X轴、Y轴的两侧端点坐标：

创建X轴的端点控制变量ax，再由Lx的长度乘以端点控制变量的值加上原点O的x坐标，求得X轴的右侧端点XR的x坐标(Lx*ax+o_x)，X轴右侧端点XR的y坐标为o_y，即X轴右侧端点XR(xr_x,xr_y)＝XR(Lx*ax+o_x,o_y)；