光伏逆变器建筑设计工具

背景

最近有不同行业的客户咨询我司能不能提供一种解决方案，可以快速实现三维建筑效果，能快速响应市场需要，满足投标、交付、技术服务、厂房建设等需求。客户主要行业领域为新能源光伏逆变器铺设、房地产建筑、工厂厂房等三维建筑领域。
首先我们对他们的需求进行了分析，发现他们的共同需求是三维建筑，他们都想使用简单快速的编辑方式实现三维建筑，然后是业务需求。最终我们决定根据他们的需求，做一个简单的设计工具来实现三维建筑，然后再依次添加他们额外的业务需求。下边就简单的介绍下我们设计工具技术的尝试，如果你有更好的意见和思路可以一起沟通交流，共勉。

工具技术与实践

该设计工具使用的技术是我司自主研发的TWaver 2D和TWaver 3D技术，该技术可以查看我司官网：https://www.servasoft.com/。

地图资源集成

该设计工具实现了2D和3D地图的加载，支持Google Map、Ding Map、Streetlamp、Capable和高德地图的加载。这个功能主要是使用TWaver 2D、3D技术，该功能主要是支持新能源光伏板需求的地图加载和截取功能。

三维建筑编辑

三维建筑的实现是通过在平面上打点，然后点击3D转换功能，生成三维建筑，可旋转预览三维建筑场景。

0.1 技术实现

技术是通过计算所有顶点和连线得到屋顶轮廓图。点击轮廓的边缘部分，程序会寻找离该点最近的边（如果点与边的距离>15px将不会生效），然后找到点到这条边的垂足，作为屋脊的起始点。用同样的方式创建屋脊的结束点（绿色线段为屋脊线）。

三维效果是通过将顶点在二维坐标系中的y坐标，作为三维坐标系中的z坐标，再根据屋顶高度和围墙高度，分别给顶点加上y坐标，就得到了所有顶点的三维坐标。然后再将六个顶点，按照a-b-e-f，f-e-c-d两个面生成屋顶，然后根据a，b，c，d生成围墙，就拿到了房屋模型的面，把这些多边形的面用Ear cut算法切割成三角面，然后把面的信息和顶点的信息，传入Heatwave的3d引擎，就生成了如下图模型。

三维模型生成了，但是看着建筑灰白色，和建筑有差别不美观。那我们就给建筑加个美观的外形，根据各个面顶点的坐标信息计算出顶点的UV，然后将所有面的顶点的UV坐标传入引擎，实现贴图效果，三维建筑支持多种贴图样式。

屋脊线生成

三维建筑做好后，就计划给建筑加个屋脊线，以实现屋顶的拖动，实现模型样式高度的调整。

0.2 技术实现

首先按照顶点e-f的路径，生成一条管道作为屋脊，当拖拽改变这条管道的位置时，同步改变顶点5，6的三维坐标，这样就得到了一个可以拉伸编辑的房屋模型。

自动生成多边屋脊线

通过打点创建房屋轮廓，然后点击自动计算屋脊线功能按钮，自动创建多边立体屋脊线。

0.3 技术实现

首先计算角a，b，c，d的角平分线，并且根据a，d角平分线的交点f，和b，c角平分线的交点e创建连线f，e。然后将面a,f,d；面a,b,e,f；面e,b,c;面f,e,c,d作为屋顶的顶面，生成屋顶的三维模型。操作步骤如下：

光伏板铺设

三维建的快速实现满足了客户的基本建筑需求，其它额外的业务需求，我们也尝试着进行了功能实现。如光伏板铺设需求。

光伏板位置移动

光伏板的铺设位置，支持批量铺设和铺设位置调整，支持整体布局优化。

技术实现

首先将镜头固定在坐标(0，1500，0)，然后在面f-e-c-d上框选一个矩形区域，根据矩形区域面积和面f-e-c-d的投影面积找到两个面相交区域，在这个区域内自动铺排光伏板，通过像素检测计算光伏板的四个顶点是否都在屋面的有效范围内，如果不在，则删除该光伏板。对面a-b-e-f执行相同操作，最终得到的效果：

目前该设计工具还是一个雏形，是从技术实现的层面进行的尝试，后边会进行效果设计等其它功能的添加，如各种光照效果，各种场景组件等，欢迎各位沟通交流不同技术和想法。

如果对可视化感兴趣，可以和我交流，微信541002349. 另外关注公众号“ITMan彪叔” 可以及时收到更多有价值的文章。