三维电网设备建模规范北京国遥新天地信息技术有限公司中国·北京1.建模原则(1).模型复用，结构相同的设备、设备部件要采用复用的方式进行使用，减少实体模型量。
(2).材质纹理复用材质、纹理尽量能够复用，纹理大小在不失真的前提下尽量减小。
(3).模型精简使用尽量少的三角面来构建模型，减少模型顶点。
2.业务规则(1).总体规则A、推荐三维模型格式（Dwg、DGN、3DS格式模型）B、模型必须处于建模坐标系的原点C、建模单位采用毫米（转换后模型缩放比例为0.001）D、输出成果不仅包括三维模型，也要包括其相应的挂点坐标信息(2).输电线路设备建模规则1)杆塔塔身模型塔身模型主要建模规则如下：A、塔身下底面中心点位于建模坐标系原点B、X轴：杆塔的横担所在方向Y轴：正方向为大号侧（前进方向）、负方向为小号侧Z轴：杆塔高度方向C、提供杆塔上面绝缘子串的挂点坐标信息如下图所示：其对应挂点信息（仅供参考）：2)绝缘子串模型由于绝缘子串类型不同，模型朝向也不同。
因此绝缘子串模型的建模要特别注意，目前主要考虑到在绝缘子串模型为：耐张串、跳线串、悬垂串。
下面分别介绍其建模规则：a)耐张串A、建模坐标系原点为耐张串连接板中心点B、耐张串朝向Y轴负方向C、需提供耐张串的导线挂点信息（根据分裂情况）如下图所示：其对应挂点信息（仅供参考）：b)悬垂串和跳线串A、建模坐标系原点为悬垂串和跳线串的连接板中心点B、悬垂串和跳线串朝向Z轴负方向X轴和Y轴情况参考如下图。
C、需提供悬垂串和跳线串的导线挂点信息（根据分裂情况）如下图所示：其对应挂点信息（仅供参考）：c)V串或L串A、建模坐标系原点为V串或L串的上挂点连线中心点B、V串或L串朝向Z轴负方向X轴和Y轴情况参考如下图。
C、需提供V串或L串的导线挂点信息（根据分裂情况）如下图所示：其对应挂点信息（仅供参考）：3)间隔棒模型间隔棒模型建模规则比较简单，具体如下：A、间隔棒模型包围盒的中心点位于建模坐标系原点B、X轴、Y轴、Z轴方向如下图所示。
如下图所示：(3).变电站建模规则变电站模型主要建模规则如下：A、每个设备都有相应的handle值或ID值，以便建立变电站模型和生产管理系统的关联关系B、提供进出线构架上绝缘子串的挂点坐标信息，Excel格式，内容下表2-1C、提供建模原点在建模坐标系下的三维坐标和对应的地理坐标D、分区域建模，区域内需要作为一个完整模型设备对待的应当打组为子部件，最后将整个区域进行打组。
这样对于同一区域内通过复用创建的模型部件，均可以使用instance方式渲染，同时减少了导出文件个数。
表2-1变电站出线挂点配置表模板示意（二分裂）图2-1 二分裂的绝缘子串挂点例如：1)地面、围墙，房屋等基础土建部分可以作为一个区域存储在一个文件当中；2)配电设备模型可以导出到一个文件当中；(2)尽量减少子组件个数，能打组为一个组件的，尽量作为一个组件，这样可以减少模型的渲染次数。
(3)对于一些不需要进行单独选中、单独控制的模型，且这些模型是一些不能进行复用的模型，可以将这些模型进行合并，作为一个整体去处理，这样可以提高渲染效率。
3.模型构造规则由于不同的建模软件模型结构不同，用到的技术不同，针对不同的建模软件优化建模的方法也不尽相同。
下面针对常用的建模软件进行详细说明。
(1).3Dmax模型构造要求1)模型复用对于3dsMax建模软件来讲，模型复制分为三种类型：(1)复制(copy)：这种复制方式是无关联复制，即复制生成的模型(子类模型)与被复制的模型(父类模型)之间没有任何关系，复制生成的模型相当于重新生成了一份顶点。
(2)实例(instance)：这种复制方式是双向关联复制，即修改复制生成的模型(子类模型)时，被复制的模型(父类模型)会做相应的修改；同样的，修改被复制的模型(父类模型)时，复制生成的模型(子类模型)会做相应的修改。
(3)参考(reference)：这种复制方式是单向关联复制，即修改复制生成的模型(子类模型)时，被复制的模型(父类模型)不会做相应的修改；只有修改被复制的模型(父类模型)时，复制生成的模型(子类模型)才会做相应的修改。
综上所述，第一种方式复制，不属于模型复用，因为每进行一次复制，都会生成一份新的顶点；第二种方式实例、第三种方式参考是通过记录复制生成模型的矩阵信息实现模型复制的，属于模型复用。
所以在建模的时候，一般使用实例方式进行复用，在复用过程中，允许对复用的模型部件进行平移、旋转、缩放。
建模之前应当建立基本几何形状的模型部件库，例如圆柱体(有上下底面的、一侧有底面的、两侧均没有底面的)、球、长方体、六棱柱等等，方便在建模时随时进行复用。
圆柱体等应当根据需要创建几种边数的，例如6边、12边、18边、24边等，像阀门上使用的小圆柱体，使用6边圆柱体或8边圆柱体即可；管径较大的管道可以使用18边或24边的圆柱体。
这样创建几种不同边数的圆柱体，虽然会增加一定的渲染批次，但是在一定程度上可以减少整体的顶点个数以及三角面数。
变电站模型当中，有很多模型部件是相同的(模型形状相同，大小可以根据缩放进行调整，模型材质相同)，这样的模型部件在建模的时候可以进行复用。
复用时最好是以模型部件的最小单位(即模型部件库中的几何体) 进行复用，例如下面截图2中，对于红色的阀门要分为圆环、长方体进行复用，因为圆环、长方体会在很多的地方使用，而如果将红色的阀门制作为一个整体再去复用，复用程度就会降低，同时红色的阀门整体也不是简单几何体。
注：材质相同指：高光反射一致，环境光一致。
模型部件复用，模型部件的漫反射颜色可以不相同。
如下图所示：对于复用的模型部件，红框内的属性值需要保持一致，而漫反射值可以不同，这样建模时，如果有多种颜色的六棱柱螺母，就可以使用模型部件库中的同一个六棱柱进行复用，只要设置不同的漫反射颜色即可。
图1 材质设置对于进行复用的模型部件，应保证反射高光参数一致。
对于需要使用环境映射的模型部件，该模型部件不能使用复用，并需要单独导出。
以下截图中是目前电站模型中可以使用复用的一些模型部件示例：图2图32)材质、纹理设置尽量控制模型的材质数量，能够复用材质的尽量复用材质。
纹理大小不能超过1024*1024。
尽量使用合并纹理。
3)模型部件打组过程以电站中的一个变压器设备为例：图4 一个变压器设备(1)对于一个变压器设备中的套管部件、散热器部件、油枕部件等，根据相应的业务需求，如果需要这些部件能够单独定位、设置高亮以及闪烁等操作，则首先需要将这些部件进行打组；图5 油枕部件图6 套管部件(2)可以将如图4所示的一个变压器设备进行打组，这样这个变压器设备就可以被当做一个整体进行操作；(3)模型导出的时候，为了最大程度的进行复用，可以将已经打好组的几个变压器设备以及其他一些设备进行打组导出为一个mesh文件。
4)建模流程以上一节图3电抗器为例，介绍模型复用、打组流程：1．底座部件是由一个圆环和8个圆柱体组成的。
8个圆柱体是通过模型部件库中的圆柱体复用创建的；2．器身对象是通过模型部件库中的六棱柱创建的；3．器身下的支柱绝缘子可以通过模型部件库中的圆柱体复用创建；如果对于底座部件需要作为一个子部件来看待，那应该将这些部件进行一次打组，从而保证各部件之间的正确关联性，同时电抗器设备可以作为一个整体进行打组操作控制。
电站中如果还有相同的电抗器设备，可以直接通过这个电抗器设备进行复用创建。
5)模型导出要尽量减少整个电站模型导出的mesh文件数量，同时尽量使用较少个数的数据源和数据集。
EV-Globe 5.0 提供了3ds Max建模软件的导出插件，对于导出规则做以下一些规定：a)需要作为一个完整模型设备对待的，要整体打组导出到一个mesh文件当中，完整的场景树节点信息将记录在ani文件中，和max场景树节点信息保持一致(max里面的一个顶层组件和EV-Globe 5.0中的一个模型是对应的)。
这样才能保证模型设备各个部件之间的相关性，在行业使用中，才能作为一个整体去控制；b)通过复用方式创建的模型部件，若要使用instance方式渲染以提高渲染效率、降低内存消耗，需要打组导出到一个mesh文件当中；c)对于需要使用环境映射的模型部件，该模型部件不能使用复用，并需要单独导出。
(2).奔特力软件模型构造要求奔特力软件主要指变电设计软件Substation，一下建模要求主要适用于变电站三维模型的设计，其他模型（如杆塔、基础等）同样适用。
具体要求如下：1)一个DGN文件中只含有一个MODEL，MODEL中包含的模型全部使用复用的组织结构；2)DGN文件中关联到的所有几何体（例如立方体、圆锥等）都作为一个独立的Cell，每个Cell都作为一个SharedCell；3)MODEL中所有相同类型的几何体都由同一SharedCell通过相应的矩阵变换得到；4)单个设备（例如变压器）应当作为一个单独SharedCellReference，这些单独的SharedCellreference是通过引用相应的几何体（即Cell）并作相应的变换组织而成的。
5)只使用内部参照(SharedCell)的情况下，文件中模型涉及到相同模型的部分都是用SharedCell，最上层SharedCell为一个最终使用设备，即用户最终管理的设备，例如：变压器作为一个最上层SharedCell，那么其涉及到的绝缘子片可作为一个最底层的SharedCell；6)只使用外部参照(Cell)的情况下，外部参照只使用DGN文件，而不要使用DWG等文件作为外部参照，而且外部参照只使用绝对路径；7)在内部参照(SharedCell)与外部参照(Cell)同时存在的情况下，内部参照仅限于同一个文件内部。
8)目前，在所有涉及到最底层SharedCell的情况下，其所使用的颜色、材质或者是纹理，必须是唯一的。
9)DGN文件中所使用的纹理必须存放在与DGN文件在同一目录下的子文件夹中。
10)文件中凡涉及到曲线部分，使用样条曲线或者圆弧，不要使用直线然后使用倒角的方式生成；11)尽量少得使用SmartSolid元素进行建模，而是选择使用Mesh模型元素，或者最后转为Mesh也可以。
由此可见，一个DGN文件中包含有一个Model，而一个Model中含有一个或者多个SharedCellreference，每个SharedCellreference中含有一个或者多个SharedCell。
也即，模型之间要尽可能多的使用模型复用(也即Instance)，通过不同的矩阵变换得到最终的模型，这样不仅可以大大压缩模型文件的大小，也快速提高模型的渲染效率。