地下洞室的三维模型需要考虑实际施工特点来建立，既要建立用于描述工程运行期地下洞室几何形态的三维模型，又要建立用于描述施工期开挖过程的洞室开挖分区模型。例如，厂房及尾水闸门室的开挖采用分层开挖，为了模拟开挖进度，需要分区分层建立开挖体模型，还需依照水工设计资料建立开挖后浇筑的混凝土结构及发电机组等电气设施，用以模拟电站机组运行情况。因此，地下洞室的建模工作非常繁杂，可采用由简单到复杂的逐级建模方式完成：先通过放样的方式完成导流洞、泄洪洞、放空洞、进厂交通洞、通风洞、施工支洞、引水隧洞和尾水隧洞三维模型的建立；然后使用拉伸断面的方法建立主厂房、副厂房和尾水闸门室三维模型；最后建立厂房内机电设施三维模型。
1.隧洞建模
由于隧洞的断面形状沿轴线变化不大或者无变化，因此可直接采用放样的方式来完成，其建模过程较简单。具体步骤如下：
（1）依据水工设计资料中所标注的隧洞断面几何形状和尺寸，在3DS Max下绘制各隧洞的结构断面作为放样形状（Shape）。绘制隧洞断面时，可通过使用Editable Spline的Attach命令按钮将两个封闭多段线结合，形成一个环形区域，如图5-36所示，便于放样操作时自动根据环形多边形的拓扑特征构造出空心的隧洞三维模型。
图5-36 环形断面的构成
（2）利用上一节形成的各隧洞的定位轴线作为放样路径（Path），通过使用选择断面形状（Get Shape）的方式逐一执行放样（Loft）操作，完成所有诸如泄洪洞、放空洞、进厂交通洞、引水隧洞和尾水隧洞的工程运行期隧洞三维模型，如图5-37（b）所示。
图5-37 瀑布沟电站地下洞室群隧洞部分三维模型
（a）施工期隧洞开挖分区模型；（b）运行期隧洞模型
（3）依据施工设计资料中的开挖断面形状和开挖分区边界，同样在3DS Max下绘制各隧洞的二维断面作为放样形状（Shape），使用与上一步相同的方法建立包括施工支洞和导流洞的工程施工期隧洞开挖部分三维模型，如图5-37（a）所示。
2.厂房及尾水闸门室建模
对于厂房及尾水闸门室部分，考虑到开挖过程的三维模拟和电站完建形象的三维模拟，需要建立开挖体三维模型和混凝土结构三维模型。
（1）开挖体三维模型。瀑布沟电站地下厂房及尾水闸门室开挖施工采用分区分层方式进行，依据图5-38所示的开挖施工程序，在AutoCAD下逐一描绘各开挖分区的边界轮廓线，导入3DS Max后使用拉伸（Extrude）或放样（Loft）建立分区分层开挖体的三维模型。
（2）混凝土结构三维模型。主副厂房及尾水闸门室内部混凝土结构复杂，其三维模型可采用先整体后细部的建模方式来完成，具体步骤如下：
1）依据图5-39所示的厂房及尾水闸门室剖面图，确定各部位的断面轮廓，在AutoCAD下描绘断面轮廓线，断面轮廓线的外边界应与开挖体的边界重合，将断面轮廓线导入3DS Max，使用拉伸（Extrude）或放样（Loft）工具生成厂房及尾水闸门室主体的三维模型。
2）依据各部位的水工设计详图，确定细部结构的空间几何形状，这一部分的三维模型通常采用规则几何体之间布尔运算（Boolean）的方式来建立。对于主厂房的发电机层、蜗壳层及尾水管层，其内部结构极为复杂，对于一些不需要建模来表现的细节可以忽略。图5-40为沿某一机组段剖切的主厂房混凝土结构三维模型。
图5-40 主厂房混凝土结构三维剖切模型
3）将厂房及尾水闸门室主体三维模型和细部三维模型拼合，生成如图5-41（b）所示的完建后混凝土结构三维模型。(www.xing528.com)
3.机电设施建模
地下洞室内的机电设施主要包括：主厂房内的桥式起重机、发电机组、励磁变压器，副厂房内的主变压器、发电机断路器，尾水闸门室的闸门起吊设备等。这些机电设施可根据需要选择性建立其三维模型，建模过程通常采用组件拼装的方式，图5-42为瀑布沟地下电站水轮发电机组的三维模型，图5-43为主厂房和尾水闸门室起重机械三维模型。这类模型的建模方法简单，但建模过程步骤繁琐，这里不再详细说明。
图5-41 瀑布沟电站地下厂房及尾水闸门室三维模型
（a）施工期厂房及尾水闸门室开挖分区模型；（b）运行期厂房及尾水闸门室模型
图5-42 水轮发电机组三维模型
以上详细说明了地下洞室群的三维建模方法，将生成地下隧洞模型、厂房及尾水闸门室模型进行拼合即可形成地下洞室群整体三维模型。需要说明的是，拼装模型合成三维动画场景时，应该根据摄像机的目标进行模型的选择性拼装，对于在渲染画面中看不到的物体可以排除，以免造成场景过于复杂，降低渲染效率。有关场景合成的相关内容请参见第七章。
图5-43 起重机械三维模型
（a）主厂房桥式起重机；（b）尾水闸门室起重机
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