feat(v4.1): incremental update + large assembly + format robustness

- IncrementalUpdateEngine: dirty propagation, topological rebuild, cache hit/miss - InstanceCache: shared LOD mesh for identical parts - LargeAssemblyManager: BVH spatial index, view frustum culling, assembly stats - format_io: auto-detect STEP/IGES, batch import with error recovery - 31 tests: incremental (11), large assembly (12), format IO (8)
2026-07-25 03:51:57 +00:00
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@@ -0,0 +1,100 @@
+#pragma once
+/**
+ * @file format_io.h
+ * @brief CAD 格式导入健壮性增强
+ *
+ * 自动格式检测、容错解析、批量导入。
+ *
+ * @ingroup foundation
+ */
+
+#include "vde/brep/brep.h"
+#include <vector>
+#include <string>
+#include <optional>
+
+namespace vde::brep {
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  Format detection
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/// 检测到的 CAD 格式
+enum class CadFormat {
+    Unknown,
+    STEP,
+    IGES,
+    STL_ASCII,
+    STL_Binary,
+};
+
+/**
+ * @brief 自动检测 CAD 文件格式
+ *
+ * 通过文件头签名和扩展名判断格式。
+ *
+ * @param filepath 文件路径
+ * @return 检测到的格式，未知时返回 Unknown
+ */
+[[nodiscard]] CadFormat detect_format(const std::string& filepath);
+
+/**
+ * @brief 自动检测内存中的 CAD 数据格式
+ *
+ * @param data 数据内容
+ * @return 检测到的格式
+ */
+[[nodiscard]] CadFormat detect_format_from_data(const std::string& data);
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  Auto import
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/**
+ * @brief 智能导入：自动检测格式并导入
+ *
+ * 支持 STEP, IGES 格式的自动识别和导入。
+ * 解析错误时不会崩溃，而是返回已成功解析的部分。
+ *
+ * @param filepath 文件路径
+ * @return B-Rep 模型列表和格式信息，解析失败时返回空
+ */
+[[nodiscard]] std::vector<BrepModel> auto_import(const std::string& filepath);
+
+/**
+ * @brief 从内存数据智能导入
+ *
+ * @param data CAD 数据字符串
+ * @return B-Rep 模型列表
+ */
+[[nodiscard]] std::vector<BrepModel> auto_import_from_string(const std::string& data);
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  Batch import with error recovery
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/// 批量导入结果
+struct BatchImportResult {
+    int total_files = 0;
+    int success_count = 0;
+    int partial_count = 0;  ///< 部分成功（有些实体失败）
+    int fail_count = 0;
+    std::vector<std::string> errors;
+    std::vector<BrepModel> models;
+
+    [[nodiscard]] std::string summary() const;
+};
+
+/**
+ * @brief 批量导入 CAD 文件
+ *
+ * 对每个文件尝试自动检测格式并导入。
+ * 单个文件失败不影响后续文件。
+ *
+ * @param filepaths 文件路径列表
+ * @return 批量导入结果
+ */
+[[nodiscard]] BatchImportResult batch_import(
+    const std::vector<std::string>& filepaths);
+
+} // namespace vde::brep
@@ -0,0 +1,120 @@
+#pragma once
+/**
+ * @file incremental_update.h
+ * @brief 增量更新引擎
+ *
+ * 特征参数修改后，仅重建受影响的脏节点，避免全量重算。
+ * 支持脏标记传播、缓存管理和增量重建。
+ *
+ * @ingroup brep
+ */
+
+#include "vde/brep/feature_tree.h"
+#include "vde/brep/brep.h"
+#include "vde/mesh/halfedge_mesh.h"
+#include "vde/core/aabb.h"
+#include <unordered_map>
+#include <unordered_set>
+#include <functional>
+#include <optional>
+
+namespace vde::brep {
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  Cached data
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/// 节点缓存数据
+struct NodeCache {
+    std::optional<BrepModel> model;              ///< 缓存模型
+    std::optional<mesh::HalfedgeMesh> mesh;      ///< 缓存网格
+    std::optional<core::AABB3D> bounds;          ///< 缓存包围盒
+    bool dirty = false;                           ///< 是否脏
+};
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  IncrementalUpdateEngine
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/**
+ * @brief 增量更新引擎
+ *
+ * 管理特征树节点的缓存和脏标记。
+ * 参数修改时，沿依赖链标脏，仅重建受影响节点。
+ *
+ * @ingroup brep
+ */
+class IncrementalUpdateEngine {
+public:
+    /// 回调：节点重建完成通知
+    using RebuildCallback = std::function<void(int node_id, const BrepModel&)>;
+
+    /**
+     * @brief 注册特征树节点
+     *
+     * @param node_id 节点 ID
+     * @param deps 依赖节点 ID 列表（上游节点）
+     */
+    void register_node(int node_id, const std::vector<int>& deps = {});
+
+    /**
+     * @brief 标记节点为脏（参数已修改）
+     *
+     * 自动将脏标记传播到所有下游节点。
+     *
+     * @param node_id 修改的节点 ID
+     */
+    void mark_dirty(int node_id);
+
+    /**
+     * @brief 增量重建
+     *
+     * 仅重建脏节点，按拓扑顺序（先上游后下游）。
+     *
+     * @param feature_history 特征历史（含 FeatureNode）
+     * @param callback 每个节点重建后的回调
+     * @return 重建的节点数
+     */
+    [[nodiscard]] int incremental_rebuild(
+        FeatureHistory& feature_history,
+        RebuildCallback callback = nullptr);
+
+    /**
+     * @brief 全量重建（清除所有缓存后重建）
+     */
+    [[nodiscard]] int full_rebuild(
+        FeatureHistory& feature_history,
+        RebuildCallback callback = nullptr);
+
+    /// 获取缓存
+    [[nodiscard]] const NodeCache* get_cache(int node_id) const;
+
+    /// 清除指定节点缓存
+    void invalidate_cache(int node_id);
+
+    /// 清除所有缓存
+    void clear_all();
+
+    /// 脏节点数
+    [[nodiscard]] int dirty_count() const;
+
+    /// 总节点数
+    [[nodiscard]] int total_nodes() const { return static_cast<int>(caches_.size()); }
+
+    /// 缓存命中统计
+    [[nodiscard]] int cache_hits() const { return cache_hits_; }
+    [[nodiscard]] int cache_misses() const { return cache_misses_; }
+    [[nodiscard]] double hit_rate() const;
+
+private:
+    std::unordered_map<int, NodeCache> caches_;       ///< node_id → cache
+    std::unordered_map<int, std::vector<int>> deps_;  ///< node_id → upstream deps
+    std::unordered_set<int> dirty_set_;                ///< 脏节点集合
+    int cache_hits_ = 0;
+    int cache_misses_ = 0;
+
+    /// 拓扑排序：脏节点按依赖顺序排列
+    std::vector<int> topological_sort_dirty();
+};
+
+} // namespace vde::brep
@@ -0,0 +1,116 @@
+#pragma once
+/**
+ * @file large_assembly.h
+ * @brief 大装配性能优化（10K+ 零件）
+ *
+ * 通过空间索引加速、实例共享、LOD 自动切换，
+ * 支持大规模装配体的高效遍历和渲染。
+ *
+ * @ingroup brep
+ */
+
+#include "vde/brep/assembly.h"
+#include "vde/brep/assembly_instance.h"
+#include "vde/spatial/bvh.h"
+#include "vde/core/aabb.h"
+#include "vde/mesh/mesh_lod.h"
+#include <unordered_map>
+#include <string>
+
+namespace vde::brep {
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  InstanceCache — shared mesh data
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/**
+ * @brief 实例缓存：相同零件共享 mesh 数据
+ *
+ * 对同一 instance_id 的零件只存储一份 mesh，
+ * 不同实例通过变换矩阵区分。
+ */
+class InstanceCache {
+public:
+    /// 注册实例（返回是否新实例）
+    bool register_instance(int instance_id, const BrepModel& model);
+
+    /// 获取实例的 LOD mesh
+    [[nodiscard]] const mesh::LODMesh* get_lod(int instance_id) const;
+
+    /// 获取实例的 AABB
+    [[nodiscard]] const core::AABB3D* get_bounds(int instance_id) const;
+
+    /// 唯一实例数
+    [[nodiscard]] int unique_count() const { return static_cast<int>(meshes_.size()); }
+
+    /// 总内存估算（字节）
+    [[nodiscard]] size_t memory_estimate() const;
+
+private:
+    std::unordered_map<int, mesh::LODMesh> meshes_;
+    std::unordered_map<int, core::AABB3D> bounds_;
+};
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  LargeAssemblyManager
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/**
+ * @brief 大装配管理器
+ *
+ * 提供空间索引加速的装配遍历、视锥剔除、LOD 选择。
+ */
+class LargeAssemblyManager {
+public:
+    /**
+     * @brief 从装配体构建空间索引
+     *
+     * 遍历所有零件，将其 AABB 插入 BVH。
+     *
+     * @param assembly 装配体
+     */
+    void build_index(const Assembly& assembly);
+
+    /**
+     * @brief 视锥剔除查询
+     *
+     * 返回在指定 AABB 范围内的零件名称列表。
+     *
+     * @param view_aabb 视口 AABB（世界坐标）
+     * @return 可见零件名称
+     */
+    [[nodiscard]] std::vector<std::string> query_visible(
+        const core::AABB3D& view_aabb) const;
+
+    /**
+     * @brief 获取装配统计信息
+     */
+    struct AssemblyStats {
+        int total_parts = 0;
+        int unique_parts = 0;
+        int subassemblies = 0;
+        int max_depth = 0;
+        core::AABB3D total_bounds;
+        size_t estimated_memory = 0;
+    };
+
+    [[nodiscard]] AssemblyStats compute_stats(const Assembly& assembly) const;
+
+    /// 零件数
+    [[nodiscard]] int part_count() const { return part_count_; }
+
+    /// 索引构建状态
+    [[nodiscard]] bool index_built() const { return index_built_; }
+
+private:
+    spatial::BVH bvh_;
+    std::vector<core::AABB3D> part_aabbs_;
+    std::vector<std::string> part_names_;
+    int part_count_ = 0;
+    bool index_built_ = false;
+
+    void collect_parts(const AssemblyNode& node, const core::Transform3D& parent_tf,
+                       int depth, AssemblyStats& stats) const;
+};
+
+} // namespace vde::brep