docs: industrial CAD kernel alignment roadmap + v3.6 TrimmedSurface plan
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茂之钳
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# ViewDesignEngine v3.6 计划
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# ViewDesignEngine v3.6 — Trimmed Surface + 健壮布尔
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> 制定: 2026-07-24 | 状态: 计划中
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> 制定: 2026-07-24 | 状态: 执行中
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已完成 v3.0 → v3.5 六个版本迭代，覆盖：格式互操作、SDF 建模、工业强化、制造就绪、性能实战。
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## 核心目标
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## 建议方向
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对齐工业 CAD 内核，从「能用」到「可靠」。
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### 🎓 教育与社区
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- 视频教程系列（B站/YouTube）
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- 交互式 Playground（WebAssembly 编译）
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- 社区论坛 / 讨论区
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## 1. 🔧 TrimmedSurface 数据结构
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### 🔬 高级几何
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- 曲面光顺（fairing）
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- 等距分析（curvature map）
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- 有限元网格（tetrahedral meshing）
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- 点云配准增强（全局 ICP + 特征匹配）
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B-Rep 的原子不是完整曲面，是裁剪曲面。
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### 🏭 制造集成
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- CNC 后处理器（Haas/Fanuc/Siemens）
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- 3D 打印切片集成
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- 成本估算（材料体积 × 单价）
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- 工程图生成（DXF 导出）
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- [ ] `include/vde/brep/trimmed_surface.h` — TrimmedSurface 类
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- [ ] 基曲面 + 裁剪环（p-curve 参数空间曲线列表）
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- [ ] `evaluate(u, v)` 需先判断 (u,v) 是否在裁剪区域内
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- [ ] 重构 `BrepModel::Face` 使用 TrimmedSurface
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- [ ] 测试：矩形裁剪球面 → 球面片
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### 🚀 性能突破
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- GPU 加速（CUDA/OpenCL）
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- 分布式布尔运算
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- SIMD 向量化
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- 内存池分配器
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## 2. 🔗 Boolean 重写：SSI-based
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### 📱 跨平台
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- WebAssembly 构建目标
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- iOS/Android 绑定
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- Unity/Unreal 插件
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替换 centroid 分类，成为真正的 CAD 内核布尔。
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- [ ] Step 1: 对每个面对，计算曲面交线 (SSI)
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- [ ] Step 2: 用交线分割两个面（生成 TrimmedSurface）
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- [ ] Step 3: 对分割后的面片段分类 IN/OUT
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- [ ] Step 4: 缝合保留的面片段
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- [ ] 测试：Union_DisjointBoxes → 正确合并
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- [ ] 测试：Intersection_OverlappingBoxes → 精确交集
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- [ ] 性能：从 1.8s → 目标 0.5s
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下一步由你定。
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## 3. 🩹 拓扑修复
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导入 STEP 后常见问题：间隙、重叠、方向错误。
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- [ ] `heal_gaps` — 合并距离 < tolerance 的顶点/边
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- [ ] `heal_orientation` — 统一面方向
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- [ ] `heal_topology` — 一站式修复
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- [ ] 测试：修复后的 body 通过 validate()
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## 4. 🔄 变半径倒圆
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- [ ] `fillet_variable(body, edge_id, r_start, r_end)`
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- [ ] 沿边采样多个半径，线性插值
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- [ ] 测试：盒子边缘 1→3mm 变半径倒圆
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## 5. ⚡ 并行布尔（如果时间够）
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- [ ] 面-面求交并行化
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- [ ] 分类阶段并行化
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# ViewDesignEngine — 对齐工业 CAD 内核路线图
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> 制定: 2026-07-24 | 目标: 达到 Parasolid/ACIS/CGM 水准
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## 工业 CAD 内核核心能力矩阵
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### 🏗️ 第一层：B-Rep 健壮性（地基）
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| 能力 | 当前状态 | 目标 | 差距 |
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| 面-面求交 (SSI) | 递归细分基础版 | 完整牛顿精化 + 奇异处理 | 🟡 |
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| **Trimmed Surface** | ❌ 没有 | 裁剪曲面是 B-Rep 的原子单位 | 🔴 |
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| 布尔运算 | centroid + 面分割 | 全 SSI + 精确分类 + 健壮缝合 | 🔴 |
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| 拓扑修复 (Healing) | ❌ 没有 | 导入 STEP 后自动修复间隙/重叠 | 🔴 |
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| 容差系统 | 单一 1e-6 | 可配置 + fuzzy 比较 + 自适应 | 🟡 |
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| 欧拉操作 | 部分 | 完整低层拓扑编辑 (KEV/KEF/KEMR) | 🟡 |
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### 📐 第二层：曲面建模（高级）
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| 能力 | 当前状态 | 目标 | 差距 |
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| G2/G3 连续性 | ❌ 没有 | 曲面间连续性分析 + 约束 | 🔴 |
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| 全局光顺 (Fairing) | ❌ 没有 | 能量最小化曲面变形 | 🔴 |
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| N边填充 | ❌ 没有 | N-sided hole filling | 🔴 |
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| 曲面延伸 | ❌ 没有 | 沿边界延伸曲面 | 🔴 |
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| 变半径倒圆 | ❌ 没有 | 可变半径 + 三面交角处理 | 🔴 |
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| 等距/拔模 | 基础 offset | 精确等距 + 拔模角检测 | 🟡 |
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### 🔗 第三层：装配体（协同）
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| 能力 | 当前状态 | 目标 | 差距 |
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| 约束求解器 | 基础对齐 | 3D 约束系统：coincident/concentric/tangent/distance/angle + 联动求解 | 🔴 |
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| 干涉检查 | ❌ 没有 | 快速干涉检测 + 体积计算 | 🟡 |
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| 爆炸视图 | ❌ 没有 | 基于约束的自动爆炸 | 🟡 |
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| 轻量化表示 | ❌ 没有 | tessellation 缓存 + LOD | 🟡 |
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| 运动仿真 | ❌ 没有 | 运动副 + 碰撞响应 | 🔴 |
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### 📊 第四层：工程图（出图）
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| 能力 | 当前状态 | 目标 | 差距 |
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| 投影视图 | ❌ 没有 | 三视图 + 轴测图自动生成 | 🔴 |
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| 剖视图 | ❌ 没有 | 全剖/半剖/局部剖 | 🔴 |
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| 尺寸标注 | ❌ 没有 | 线性/角度/半径/直径标注 | 🔴 |
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| DXF 导出 | ❌ 没有 | 标准 CAD 图纸交换 | 🔴 |
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| GD&T | ❌ 没有 | 几何公差标注 | 🔴 |
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### ⚡ 第五层：性能与规模（引擎）
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| 能力 | 当前状态 | 目标 | 差距 |
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| 多线程并行 | ❌ 单线程 | 布尔/MC/求交 4-8x 加速 | 🔴 |
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| 增量更新 | ❌ 没有 | 修改特征 → 局部重建 | 🔴 |
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| 内存管理 | 基础 | 对象池 + 共享几何 + 写时复制 | 🟡 |
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| 渐进式显示 | ❌ 没有 | LOD + streaming | 🟡 |
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| 大装配 (10K+ 件) | ❌ 不可用 | 实例化 + 空间索引 | 🔴 |
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## 实施路线图
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### v3.6 — Trimmed Surface + 健壮布尔（2-3 周）
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1. 实现 TrimmedSurface 数据结构
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2. 用 TrimmedSurface 替换当前 NurbsSurface 作为 Face 的几何
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3. 重写 Boolean：SSI → 面分割 → 分类 → 缝合
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4. 基础拓扑修复（heal_gaps, merge_coincident_edges）
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### v3.7 — 高级曲面 + 约束（2-3 周）
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1. G2 连续性分析 + 约束插值
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2. 变半径倒圆
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3. N边填充
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4. 3D 约束求解器（用于装配体）
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### v3.8 — 工程图（2-3 周）
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1. 投影视图生成（H-BRep → 2D 轮廓）
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2. 剖视图
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3. 尺寸标注
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4. DXF 导出
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### v3.9 — 性能与规模（2-3 周）
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1. 多线程布尔运算
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2. MC 并行化
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3. 大装配实例化
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4. 增量更新引擎
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## 当前 v3.6 执行计划
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1. **TrimmedSurface 数据结构**（必须）
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2. **Boolean 重写：SSI-based**（必须）
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3. **Topology healing**（必须）
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4. **变半径倒圆**（锦上添花）
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5. **性能：并行布尔**（锦上添花）
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