ViewDesignEngine
9eaa06db25
- 新增 01-需求分析/04-功能差距分析.md (168行) - 重写 SRS 为完整版 (294行，14类需求 70+条目) - 更新文档目录索引，添加版本路线图
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# 功能差距分析
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## 目录
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1. [分析范围](#1-分析范围)
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2. [差距总览](#2-差距总览)
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3. [逐项差距详析](#3-逐项差距详析)
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4. [优先级排序](#4-优先级排序)
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5. [实施路线](#5-实施路线)
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## 1. 分析范围
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本分析将 ViewDesignEngine v0.1.0 已有功能与以下竞品进行全面对标：
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| 竞品 | 定位 | 分析重点 |
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| **CGAL 6.0** | 学术级全功能几何库 | 算法广度、精度、结构 |
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| **OCCT 7.8** | 工业级 CAD 内核 | B-Rep、建模操作、数据交换 |
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| **Manifold** | 3D网格布尔引擎 | 速度、鲁棒性 |
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| **Clipper2** | 2D布尔引擎 | 2D布尔速度与正确性 |
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| **libigl** | 研究级网格处理 | 网格简化/平滑/参数化 |
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## 2. 差距总览
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共识别 **41 项功能差距**，按优先级分为 5 级：
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| 优先级 | 数量 | 说明 |
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|--------|------|------|
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| **P0** | 11 项 | 必须有——缺失则无法称为完整几何引擎 |
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| **P1** | 12 项 | 应该有——对标 Clipper2 + Manifold + libigl |
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| **P2** | 10 项 | 最好有——对标 OCCT 建模层 |
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| **P3** | 5 项 | 锦上添花——对标 OCCT 数据交换 |
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| **P4** | 3 项 | 长期目标——对标 CGAL 高级功能 |
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## 3. 逐项差距详析
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### 3.1 P0 级 — 必须有（11 项）
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| 编号 | 功能 | 对标 | 当前状态 | 复杂度 |
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|------|------|------|---------|--------|
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| GAP-01 | **2D 布尔运算（Vatti 算法）** | Clipper2 | ❌ 仅有 S-H 裁剪（仅凸多边形） | ⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-02 | **3D 网格布尔运算** | Manifold / CGAL | ❌ Stub | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-03 | **GJK + EPA 穿透深度** | — | ❌ GJK 仅有相交判断，无距离/深度 | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-04 | **网格简化（QEM）** | CGAL / libigl | ❌ Stub | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-05 | **网格平滑** | libigl | ❌ Stub | ⭐⭐ |
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| GAP-06 | **网格质量评估** | CGAL | ❌ Stub | ⭐⭐ |
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| GAP-07 | **网格修复（水密化/孔洞填充）** | Manifold / CGAL | ❌ Stub | ⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-08 | **3D 凸包（QuickHull）** | CGAL | ❌ TODO（仅有 2D） | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-09 | **BVH 最近命中查询** | CGAL | ❌ 仅有全部命中查询 | ⭐⭐ |
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| GAP-10 | **Octree 完整实现** | CGAL | ❌ Stub | ⭐⭐ |
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| GAP-11 | **KD-Tree 完整实现** | CGAL | ❌ Stub | ⭐⭐ |
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### 3.2 P1 级 — 应该有（12 项）
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| 编号 | 功能 | 对标 | 当前状态 | 复杂度 |
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|------|------|------|---------|--------|
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| GAP-12 | **2D Voronoi 图** | CGAL | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-13 | **3D Delaunay 四面体剖分** | CGAL / TetGen | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-14 | **约束 Delaunay（2D）** | CGAL / Triangle | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-15 | **Marching Cubes（等值面提取）** | libigl | ❌ 未实现 | ⭐⭐ |
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| GAP-16 | **体素化** | libigl / Manifold | ❌ 未实现 | ⭐⭐ |
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| GAP-17 | **测地线距离** | libigl / CGAL | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-18 | **离散曲率（高斯/平均）** | libigl / CGAL | ❌ 未实现 | ⭐⭐ |
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| GAP-19 | **SAT 多面体碰撞** | — | ❌ Stub | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-20 | **三角形-三角形相交** | CGAL | ❌ Stub | ⭐⭐ |
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| GAP-21 | **R-Tree 完整实现** | GEOS / CGAL | ❌ Stub | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-22 | **2D 多边形偏移（膨胀/腐蚀）** | Clipper2 | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-23 | **NURBS 曲面完整实现** | CGAL / OCCT | ❌ 仅有曲线 | ⭐⭐⭐ |
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### 3.3 P2 级 — 最好有（10 项）
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| 编号 | 功能 | 对标 | 当前状态 | 复杂度 |
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|------|------|------|---------|--------|
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| GAP-24 | **B-Rep 内核** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-25 | **倒角（Fillet/Chamfer）** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-26 | **抽壳（Shell/Hollow）** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-27 | **扫掠（Sweep）** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-28 | **拉伸/旋转体** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐ |
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| GAP-29 | **放样（Loft）** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-30 | **曲面偏移** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-31 | **网格参数化（Tutte/LSCM）** | libigl | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-32 | **曲面重建（Poisson）** | CGAL | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-33 | **Alpha Shapes** | CGAL | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐ |
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### 3.4 P3 级 — 锦上添花（5 项）
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| 编号 | 功能 | 对标 | 当前状态 | 复杂度 |
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|------|------|------|---------|--------|
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| GAP-34 | **STEP 导入/导出** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-35 | **IGES 导入/导出** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-36 | **PLY 导入/导出** | libigl | ❌ 未实现 | ⭐ |
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| GAP-37 | **WKT/WKB 格式** | GEOS | ❌ 未实现 | ⭐ |
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| GAP-38 | **glTF 导出** | OCCT | ❌ 未实现 | ⭐⭐ |
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### 3.5 P4 级 — 长期目标（3 项）
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| 编号 | 功能 | 对标 | 当前状态 | 复杂度 |
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|------|------|------|---------|--------|
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| GAP-39 | **Nef 多面体（精确布尔）** | CGAL | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
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| GAP-40 | **点云配准（ICP）** | CGAL / PCL | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐ |
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| GAP-41 | **最优包围盒（OBB）** | CGAL | ❌ 未实现 | ⭐⭐⭐ |
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## 4. 优先级排序
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### 4.1 按版本编排
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| 版本 | 新增功能 | gap 数 |
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|------|---------|--------|
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| **v0.3.0** | P0 全部（11 项）：Vatti 2D 布尔、3D 网格布尔、GJK+EPA、QEM 简化、平滑、质量、修复、3D 凸包、BVH 完整、Octree、KD-Tree | 11 |
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| **v0.5.0** | P1 全部（12 项）：Voronoi、3D Delaunay、CDT、Marching Cubes、体素化、测地线、曲率、SAT、Tri-Tri、R-Tree、多边形偏移、NURBS 曲面 | 12 |
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| **v1.0.0** | P2 全部（10 项）：B-Rep、倒角、抽壳、扫掠/放样、拉伸、曲面偏移、参数化、曲面重建、Alpha Shapes | 10 |
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| **v1.5.0** | P3 全部（5 项）：STEP、IGES、PLY、WKT/WKB、glTF | 5 |
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| **v2.0.0** | P4 全部（3 项）：Nef 多面体、点云配准、OBB | 3 |
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### 4.2 与竞品的差距缩小路线
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v0.1.0 ──────► v0.3.0 ──────► v0.5.0 ──────► v1.0.0 ──────► v2.0.0
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现在 追上Clipper2 追上Manifold 追上OCCT建模 追上CGAL
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+Manifold +libigl 高级功能
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## 5. 实施路线
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### 阶段一：v0.3.0 — 核心缺口补齐（预计 3 个月）
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Week 1-2: Vatti 2D 布尔 + 多边形偏移
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Week 3-4: 3D 网格布尔（借鉴 Manifold）
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Week 5: GJK+EPA 穿透深度
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Week 6: QEM 网格简化
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Week 7: 网格平滑 + 质量评估
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Week 8: 网格修复
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Week 9: 3D 凸包 QuickHull
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Week 10-12: BVH 增强 + Octree + KD-Tree + 测试
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### 阶段二：v0.5.0 — 算法广度（预计 3 个月）
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Month 4: 2D/3D Voronoi + 3D Delaunay + CDT
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Month 5: Marching Cubes + 体素化 + 测地线 + 曲率
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Month 6: SAT + Tri-Tri + R-Tree + NURBS 曲面 + 多边形偏移
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### 阶段三：v1.0.0 — B-Rep 内核（预计 6 个月）
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Month 7-9: B-Rep 数据结构 + 拓扑图
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Month 10-12: 倒角/抽壳/扫掠/放样/拉伸/偏移
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### 阶段四：v1.5.0+ 数据交换与高级功能
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Month 13-15: STEP/IGES/PLY/glTF 读写
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Month 16-18: Alpha Shapes、曲面重建、Nef 多面体
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